Bremse beim Pfeil-Nurflügel

Ich mache mir Gedanken über das Design eines großen (3m -3.50m) Elektro-Pfeils zum Thermikfliegen in der Ebene. Er soll eine ziemlich große Streckung bekommen - um den induzierten Widerstand bei ca-max zu minimieren. Damit erwarte ich natürlich gigantische Gleitzahlen , die ohne Hilfen das Landen auf unserem Platz zum Lotteriespiel machen würden.

Deswegen hier mal die Frage, ob jemand Erfahrungen
mit Störklappen bei Pfeilen hat.

Oder die andere Variante : Butterfly
Eigentlich scheue ich ja den Aufwand für eine
6-Klappen-Fläche, aber wenn man die mittleren Klappen, die nur geringe Beiträge zum Momentenhaushalt liefern als Butterfly fahren könnte, dann lohnt sich das eventuell.
Bei 4 Klappen sollte es nicht gehen, weil die Wölbklappe dann so stark aufrichtend wirkt, daß man mit dem Höhenruder nicht mehr dagegen ankommt.
Oder hat da jemand andere Erfahrungen?

Hallo Ulf.

Ich hatte auch mal einen Pfeil mit 3,45m Spannweite. Zum Landen habe ich die Wölbklappe stark nach oben gefahren (ca. 40 Grad). Natürlich mußte das HR zum Momentenausgleich ebenfalls stark nach oben ausschlagen, aber wozu gibts denn die ganzen Mischer am Sender? Der Segler kam dann im Schritttempo mit einem unglaublichen Anstellwinkel hereingeschwebt.

Vorteil gegenüber nach unten ausgeschlagenen Klappen: Man kann bei der Erdung nicht mit den Klappen hängenbleiben und diese oder die Servos beschädigen.

Ted

@Ted:

Danke. Kannst du mir auch noch dazu sagen, wie lang (und tief) die Wölbklappen und Ruder waren, und wie stark der Flügel gepfeilt war? Davon hängen die Momente ja wesentlich ab. Wie war das denn mit der Rudewirkung im Landeanflug mit den stark angestellten Klappen.

Ich dachte mehr an so eine Variante, wie sie für die Taborca in Aufwind beschrieben wurde. Dort wird für ein Widerstands-Seitenruder die mittlere Klappe (6-Klappen) nach unten ausgeschlagen und das (geringe) Moment mit der äußeren Querruderklappe korrigiert. Macht man das auf beiden Seiten, hat man vermutlich eine wirksame Bremse.

Hallo Ulf,

der Stromer entspricht im Grundriss ungefähr dem, was du beabsichtigst.

Zentralklappe nach unten wirkt als Bremse ganz unzureichend. Gut geht jedoch der Butterfly auch beim 4-Klapper, wenn du die Flügelendklappen so weit wie möglich nach oben ausschlägst und die Mittelklappe so weit nach oben bis zufriedenstellendes Momentengleichgewicht und Sinken bestehen.

Beim Stromer zeigen die außen befindlichen Junkers - Klappen dann ca. 60° nach oben und bremsen recht gut. Die Höhensteuerung erfolgt nur noch über die Mittelklappe, die Richungssteuerung hauptsächlich durch den unterschiedlichen Bremseffekt außen bei Knüppelbetätigung.

Du hast einen großen schlanken Pfeil vor. Ich hab schon öfter darauf hingewiesen, dass es dann nach meiner Erfahrung bei stärkerer Pfeilung ohne Spaltklappen außen beim Strömungsabriss schlecht aussieht.

Geht das eigentlich beim CO9 (mit seinem Stromer-ähnlichen Grundriss) gut? Man hat Positives und Verhaltenes gehört und jetzt schon länger nichts mehr.

Michael Schönherr

Hallo Ulf,

ich hatte mal den 4-Meter-Pfeil PAN von Robert Schweißgut - extrem thermikempfindlich:

Am Südhang der Wasserkuppe habe ich mit voll gezogenen Störklappen im Geradeausflug ein unglaubliches Steigen gehabt. Es war richtig problematisch, den PAN wieder runter zu kriegen, weil er ab einer gewissen Geschwindigkeit ein schnelles Nicken um die Querachse an den Tag legte.

In der Ebene dagegen kamen die Störklappen zum Landen ganz gut: Ich kann dir ein Video von ca. 1:40 min. Länge mailen, auf dem auch eine Landung zu sehen ist...

@Michael: Der Stromer ist ein faszinierendes Fluggerät, den ich mir nochmal genau ansehen werde - vor allem was die Statik angeht. Für einen Eigenbau durchschaue ich die Aerodynamik des MV-Konzeptes aber zu wenig, als daß ich mich da rantrauen würde. Das geht bei den Spaltklappen los (ich dachte, die sind nur wegen Widerstand und Wendemoment so ausgelegt ) und hört bei den Rollmomenten noch lange nicht auf. neenee, da bleibe ich lieber etwas konservativ - "normaler" Pfeil, und nicht zu knappe Verwindung.

@bie: PAN kenne ich noch nicht, das Video würde mich schon mal interessieren (e-Mail im Profil), mehr noch aber die Geometrie von dem Teil. Wie ist das nun aber mit der Störklappenwirkung - nicht so der Renner, oder verstehe ich das falsch. Ich mag die nicht so besonders, vor allem aus Faulheit beim Bauen

Hallo Ulf.

Das Teil hatte 19,5° Pfeilwinkel und eine Streckung von ca. 13. Die Wölbklappen gingen über 38% der Fläche, die Quer-/Höhenruder über ca. 45%. Alle Klappen hatten eine Tiefe von 25%. Die genauen Ausschläge habe ich nicht mehr im Kopf, dazu gibts den Flieger schon zu lange nicht mehr!!! Ich kann Dir nur empfehlen, mal ein bischen mit MiMö herumzuspielen, da bekommst Du schon mal einem Eindruck, wie die Ausschläge sein müssen. Die Ruderwirkung war auch bei voll gefahrenen Klappen nach wie vor gut, wenngleich ich heute dabei auf das Höhenruder noch ein bischen Snap-Flap aufmischen würde - ist aber nicht wirklich nötig. (ähnliches könnte man auch für das QR anwenden)

Übrigens würde ich die Finger von Störklappen an einem hochgestreckten Pfeil lassen. Grund: letztenendes wird die Flügelschale im Bereich der Störklappe "aufgeschlitzt" und die Torsionssteifigkeit leidet massiv darunter. Vielleicht kannst Du so etwas auch steif genug bauen (kannst mir dann ja mal den Trick verraten ). Außerdem müssen die Dinger ja auch angelenkt werden. Und dann würde ich lieber einen Sechsklappenflügel bauen!

Ted

Ulf,

Video ist unterwegs ...

@Andy, danke für das Video , jetzt muß ich mir nur noch einen Rechner suchen, der das auch abspielt, in (sehr seltenen ) Fällen ist man als Linux'er ein bischen gehandicapt.

@Ted, Ich werd wohl wirklich bei einem 6-Klappen-Flügel landen, das mit dem Einbau der Störklappen hab ich mir nämlich auch schon überlegt. Aber daß man das Moment einer recht großen Wölbklappe doch ausgleichen kann, macht mich wieder schwankend. Allerdings sind 45% Klappenlänge auch kein Spaß mehr. Bei der Streckung, die mir vorschwebt (>15)
wird es mit einem Servo langsam knapp, nicht nur wegen der Stellkraft sondern auch wegen der Steifigkeit der Klappe. Ausschlagen würde ich sie aber doch lieber nach unten, bei unten angeschlagenen Klappen geht es nicht so weit nach oben.

Hallo,

ich fliege einen 4,5m Stromer in Kohlepositiv
gebaut, elektrisch mit 14 Zellen und Brushless.
Ohne Landeklappen. Wenn man übt und eine gute
Landeeinteilung hat, dann kann nichts schiefgehen.
Der Platz darf ruhig klein sein, aber die
Einflugschneise zum Landeanflug sollte relativ gross sein.
Sollte ich nochmal so einen grossen NF bauen, würde ich über Landehilfen nachdenken.

Gruss, Raimund
www.das-nurfluegelteam.de

hallo raimund

das ist schon klar warum du den platz triffst
weil deine bremsklappen immer ausgefahren sind.

hab mit in walsum ja den flügel angeshen
die klappen waren aussen nicht ganz dicht
da konnte man durchsehen und wie.

das bremst halt.

gruss jwl

Hallo Raimund,

also ein Modell der Größenordnung und Geometrie ohne Bremse zu landen - alle Hochachtung, gäbe bei mir sicherlich laufend Bruch. Aber in die Gegend (naja, ein bischen kleiner schon ) will ich auch. Wie hast du denn die Statik gelöst? Bei der Streckung und dann auch noch den seeehr tiefen Klappen in Flügelmitte braucht es vermutlich massiv Kohle. Kannst du mal was zum Laminataufbau sagen? Wenn ich die Angaben auf der Web-Seite dazu richtig lese wiegt der Stromer bei 85dm² so etwa 4.5 kg - das ist ja sooo viel wiederum nicht.

Hallo Johannes,

gibts Dich auch noch!!!
Trotz Spalt an den Spaltklappen kannst Du der
Riesenkrake eine gewisse Eleganz nicht absprechen.
Leider ist es nicht nur der Spalt an der Spaltklappe der etwas bremst Da gibts noch ein paar andere Parameter. Trotz eingebauten Bremsen
an den Flügelohren hätte ich doch gerne Landehilfen. Übrigens, soooo schlecht sind Spaltklappen im Langsamflug ja auch nicht.
Die Wirkung und das Konstruktionsprinzip der
Spaltklappen an NFs wird von einigen unterschätzt. Durch konstruktive Verbesserungen kann da noch eine Menge Leistung und guten Eigenschaften herausgeholt werden. Denn eines ist klar, so wie Herr Prof. Schönherr es ja auch schreibt...Abrissprobleme am NF werden völlig beseitigt, ebenso Probleme mit dem neg. Gier- und Wendemoment. Wenn der NF noch Entwicklungspotential hat, so liegt es in diesen Bereichen.

Ja, Ja jetzt kommt blos wieder mit Euren NASA Reports...wo mal irgend was im Windkanal getestet wurde. .... Vieleicht erbarmt sich ja mal jemand und erläutert nochmal die Windkanalergebnisse von Spaltklappen.(Siggi, Johannes)

Gruss, Raimund
der trotz vernichtenden Windkanalmessungen immer wieder M-V-Flügel mit Spaltklappen
bauen würde.

hallo raimund

dennoch hat das mittelteil sehr viel vau-form was wiederum das schieberollmomenterhöht diese läuft gegenläufig zum negativenwendemoment. man muss also über gebühr die auftreibsverteilung so verbiegen bis es dann tatsächlich zum wenden kömmt.

wenn man die vau-form im hauptflügel des MVflügels (siehe auch leipziger flügel aufsatz vom soldat r. eppler (neulich in der thermiksense)) verringern würde kämme man sicherlich ohne spaltklappen aus. dies aber würde heissen man bräuchte bei jeder landung neue ohren.

für eine freiflieger waere es sicherlicch eine überlegung wert
auch bei papierfliegern wird das prinzip gerne genommen.

wenn man wenig leistung verschenken möchte braucht man geringe ausschläge um ein modell zu steuern.

beim motorrad gab es eine entwicklungen als die rahmen noch nicht hart genug waren fuhr man grösser lenkkopfwinkel die teile liefen unglaublich geradeaus oder in schnell gefahren kurven. aber die kisten in die schräglage zu bringen ist schwerstarbeit siehe moto guzzi le mans 1 die heutigen räder haben kleinere lenkkopfwinkel und fahren sich wie ein roller.

die stabilsierung kommt dann bei höhern geschwindigkeiten nur noch aus dem kreiselmoment der räder. ähnliche ist es auch bei flugzeugen aus den 1WK duch ihre umlaufmotoren die sehr eigenwillig waren. hier kam dann fokker auf die idee man könnte das flugzeug ja verkleinern (Fokker Dreidecker) um die wendigkeit zu erhöhen.

ergo je mehr leistung umso geringer müssen die momente sein um den kurs zu beeinflussen.

das ist ja das schöne an nurflügel das sie mit geringe ausschlägen auskommen und eine feinfühligs handling haben. man hat viel rückmeldung und man sprürt die luft die uns bewegt.

tailness und die thermik sei mit dir
(frei nach star trek)

gruss jwl

JWL schrieb:

hab mit in walsum ja den flügel angeshen
die klappen waren aussen nicht ganz dicht
da konnte man durchsehen und wie.

das bremst halt.

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Johannes, nur mit Durchblick funktionierts gut- im Leben wie auch bei der Junkers-Spaltklappe!

RSO schrieb:

Gruss, Raimund
der trotz vernichtenden Windkanalmessungen immer wieder M-V-Flügel mit Spaltklappen
bauen würde.

Zum Vergrößern anklicken....

Es freut mich, dass sich zur Funktion der Spaltklappen jemand mit eigener Erfahrung meldet.
Vernichtende Windkanalergebnisse sind mir allerdings unbekannt, ganz im Gegenteil.
So ist z.B. Rochelt´s Solarflug-Weltrekord dadurch ermöglicht worden, dass ein bestehender Flieger Canard 2FL komplett auf Junkers-Doppelflügel umgerüstet wurde:

Die Windkanalergebnisse zu diesem "Solair 1" waren Anlas für mich, den Junkers-Doppelflügel am Flügelende der Sromburg zu versuchen, die bis dahin mit konventioneller Klappe geflogen war.

Ich kann nur sagen, alles wurde besser.

Will mann unbedingt einen Geschwindigkeitsrekord fliegen, wäre man u.U. ohne Spaltklappe besser beraten. Aber das ist sowieso bei den Hochgestreckten und stark Gepfeilten utopisch, weil vorher "Wippen" einsetzt.

Es ist berechtigt, kleinere Gepfeilte mit kleinem Ca (abrisstolerant) und ohne Spaltklappen zu fliegen und zu steuern und niedriges Sinken durch Leichtbau zu erzielen, das Wippen tritt aus mechanischen Gründen häufig nicht auf.

Es ist mir jedoch bislang kein größerer und stärker gepfeilter schlanker "~elliptischer" NF bekannt geworden, bei dem das Abrissproblem außen bei höheren Ca nicht vorhanden wäre.

Wenn es einer ohne Spaltklappe schafft, würde mich das natürlich sehr interessieren, deshalb auch die Frage nach Erfahrung mit CO9 und Ähnlichen.
Man hat ja seit einem Jahr auch viel von Voll- GFK Versionen und weiteren Prototypen gehört.
Wer kann aus persönlicher Erfahrung dazu berichten?

Der NuriULF will doch einen Hochleistungs NF bauen, und seine Wünsche führen in den geschilderten Problemkreis hinen.

Gruß Michael Schönherr

Hallo NuriUlf.

Meine Erfahrungen dazu:
War jetzt gerade 4 Tage bei super Wetter an der WAKU mit 3 Pfeilen zum Testen.

Eigentlich brauchst Du nur 4 Klappen. Die WK müssen aber so, lang sein das sie momentneutral arbeiten sonst musst Du wenn sie zu kurz sind und daher zuviel aufrichtendes Moment haben sehr viel Tiefenruder zumischen und gleichzeitig geht Dir Querruderwirkung verloren. Wichtig noch die Zuspitzung. Bitte nicht unter 0,8. Wenn dann die Klappen zu kurz sind besteht die Gefahr des Aufnickens. Im Landeanflug sehr unangenehm. Großen Einfluss hat noch die Pfeilung und das Profilmoment. Es muss halt alle zusammen passen.Zur Bauweise noch bei den Hochgestreckten. Es hilft alle nicht. Knallhart. Besonders der Holm muss sehr solide sein. Aussenhaut: 94er Kohle und 50er Glas diagonal. Sonst kriegst Du einen Flattermann.

Gruß, Portobello

http://www.delago.de/solair/DSol2-2.htm

Bereits im Jahre 1980 zeigte Günter Rochelt mit der Entwicklung der Solair I, daß es möglich ist, ein Flugzeug ausschließlich mit Solarenergie zu betreiben.

So erreichte er mit der allein von Sonnenenergie betriebenen Solair I eine Flughöhe von über 1000 m und absolvierte einen Weltrekord über fünf Stunden und vierzig Minuten Flugzeit im reinen Solarflug.

Die Solair I hatte jedoch wesentliche Nachteile, welche die Alltagstauglichkeit betrafen. Die Solarzellen waren fest auf der Tragflügeloberfläche eingegossen und der Aufbau dieses ersten Solarflugzeuges war kompliziert und aufwendig, so daß die Solair I nach einer ausgiebigen Testphase nun ihren Platz im Deutschen Museum in München hat.

Die Ausschreibung des Berblinger Wettbewerbes 1996 war dann der Anlaß, mit den Erfahrungen der Solair I ein neues Solarflugzeug zu entwickeln, welches neben höheren Flugleistungen auch ein hohes Maß an Gebrauchstauglichkeit aufweisen sollte. Hierbei galt es, die Erfahrungen der Solair I mit all den Neuerungen der letzten 16 Jahre auf den Gebieten Solartechnik, Leichtbau, Antriebs- und Steuerungstechnik zu kombinieren.

Die Entwicklung der Solair II ist somit verbunden mit einer Reihe innovativer Zielsetzungen und Ideen, deren Hauptintention immer wieder die Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit war.

Wesentlicher Kernpunkt dabei ist aber auch, daß die gesamte Entwicklung der Solair II und aller Bauteile vom ersten Gedanken an die Entwicklung eines reinen Solarflugzeuges war. Es wurden keine Kompromisse bezüglich bestehender Komponenten eingegangen, wenn eine Verbesserung durch eine Neuentwicklung realisierbar schien.

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[ 05. August 2004, 14:09: Beitrag editiert von: jwl ]

Hallo,

JWL schrieb:

dennoch hat das mittelteil sehr viel vau-form was wiederum das schieberollmomenterhöht diese läuft gegenläufig zum negativenwendemoment. man muss also über gebühr die auftreibsverteilung so verbiegen bis es dann tatsächlich zum wenden kömmt.

Zum Vergrößern anklicken....

Johannes, da stimmt die Voraussetzung nicht. Denn bei unserer M-Vauform ist das Querruder gleichzeitig ein Seitenruder, welches bei Querruderausschlag automatisch das ansonsten zum Schieben führende negative Wendemoment egalisiert.

Wo Schieben nicht auftritt, brauchen wir uns nicht über Schiebewiderstände zu unterhalten.

Die Reduzierung oder Egalisierung des negativen Wendemoments mit der Folge angenehmer Flugeigenschaften ist ja gerade ein Hauptgund für die M-Vauform!

Unten zur Verdeutlichung nochmals meine Skizze aus dem HJU-Buch.

Gruß Michael Schönherr

Hallo
Ich gehöre zu den glücklichen Besitzern des Büchleins "Faszination Nurflügel".
Da beschreibt HJV auf Seite 58 in seinem Beitrag mit Hilfe eines Zentralservos Ruderkläppchen an den Winglets auszufahren.
Hat das schon jemand probiert??
Wäre für meinen 2-Klappenflügel eine Lösung!
Gruss Ulli

hallo michael

warum braucht dann ein stromburg spaltklappen das er ums eck kommt?
warum braucht ein COx keine obwohl die querruder widersinnig laufen?

ich glaube das grundkonzept in einem freiflugmodelle zu testen bringt und durch auschaltung gewissser flugmeachnischer eigenschaften und durch die konsequenter weise weiterentwicklung leicht in die bredouille.

extreme vau-formen erzeugen auf der ersten ebene
ca 20% blindleistung (k-faktor). diese ist ein hoher preis der ein nurflügel schwer zu verschmerzen hat. diese hohe vau-form macht das flugzeug überstabil um hier den kurs zu ändern werden hohe kräfte (ruderauschläge) benötigt. das erhöhte ausflügelgewicht verschweigen wir einmal.

ein moderner pfeil wenn man die winglets abwickelt liegt die k-faktor bei ca 5%. ersten sind winglets leichter zu bauen haben ein geringers gewicht . für das wendemoment muss aussen weniger masse bewegt werden weil die winglets die spannweite reduzieren und punktmassen nach innen verlegt werden. das ist ja das schöne kleines flugzeug grosse leistung.

durch die fülligere auftreibsverteilung bekommen die ruder mehr druck und man kommt mit geringern ausschlägen aus was widerum der leistung zu gute kommt. wenn man mit eine pfeil fliegt reichen meist minimale ausschläge aus um den kurs zu beinflussen.

da beim stromburg die ruder weder vernüftige seitenruderwirkung geschweige ausreichende querruderwirkung haben musstes du als konsequenz die ruderfläche im aussen flügel erhöhen bzw ihren wirkungsgrad und muss ich vollkommen rechtgeben war die spaltklappe die richtige entscheidung.

gruss jwl