Hi Christian,
immer noch keine Skizze
Ich bin mir auch gar nicht mehr so sicher, ob ich dir mit meinem "theoretischen Gefasel" wirklich helfen kann. Falls doch, erstmal soviel: Kräfte und Momente lassen sich mathematisch durch Vektoren beschreiben. Vektoren haben eine Richtung und einen Betrag (Länge). Vektoren werden addiert, indem man sie einfach aneinander hängt. Das kennt man bei Kräften z.B. unter dem Begriff "Kräfteparallelogramm". Man kann Vektoren, und damit auch Kräfte und Momente in einzelne Komponenten zerlegen. Zum Beispiel die Luftkraft, die auf ein Flugzeug wirkt, in eine Komponente senkrecht zur Anströmrichtung (genannt Auftrieb) und in eine Komponente entgegen der Flugrichtung (Widerstand). Das gleiche geht auch mit Momenten. Der Vektor zeigt dabei in Richtung der Achse, um die gebogen / tordiert wird. Die Richtung des Momentes kannst du an der rechten Hand ablesen:
. Zeigst du mit dem Daumen in Richtung der Achse, dann zeigen die geschlossenen Finger die Richtung des Momentes an (das Daumen-hoch-gif zeigt leider eine linke Hand).
Man kann das wirkende Gesamtmoment aufteilen in eine Komponente, die um die Flugzeuglängsachse wirkt (Biegemoment) und in eine Komponente, die den Flügel tordiert. Die Achsen, um die diese Komponenten wirken, sind dabei eigentlich frei wählbar, gebräuchlich ist halt die Aufteilung in Biegung und Torsion. Beim gepfeilten Flügel hat man schon das Problem, welche Achse man wählt, um die das Torsionsmoment wirkt. Entweder eine Achse senkrecht zu den Profilschnitten oder eine Achse senkrecht zum Holm? Der Physik ist das egal, das Gesamtmoment, das den Flügel verformt, ist das gleiche und unabhängig von der Wahl einer Bezugsachse.
Auf meiner Skizze sollte jetzt ein gepfeilter Flügel zu sehen sein, auf den ein Biegemoment um die Längsachse und ein Torsionsmoment um die "Holmachse" wirkt. Beide Momente lassen sich zu einem Gesamtmoment addieren (Momentenparallelogramm). Dieses Gesamtmoment kannst du wieder zerlegen in eine Biegung senkrecht zur Holmachse und eine Torsions-Komponente um die Holmachse. Oder genausogut in eine Komponente um die Flugzeuglängsachse und eine Komponente senkrecht dazu. Was dabei zu erkennen sein sollte, ist, dass es zu einer Kopplung zwischen Torsion und Biegung kommt (je nach gewählter Aufteilung des Gesamtmomentes). Wählst du als Torsionsachse eine Achse senkrecht zu den Profilschnitten, ergibt das Biegemoment um den Holm eine Torsionskomponente, die man durch Multiplikation des Biegemomentes mit dem Sinus des Pfeilwinkels erhält. Also: kein Pfeilwinkel, dann ist der Sinus von 0° = 0 -> keine Kopplung. Je größer die Pfeilung, desto größer der Sinus des Pfeilwinkels, desto größer die Torsionskomponente.
Und falls das jetzt alles zu viel und / oder zu theoretisch war: Vielleicht findet sich ja doch noch jemand, der dir aus Erfahrung den gewünschten Anhaltswert für die zusätzliche Torsionsbelegung geben kann.
Ach übrigens: der Holm sollte nicht für das Torsionsmoment zuständig sein, sondern die Flügelschale. Die Torsionssteifigkeit nimmt nämlich mit dem Quadrat der umschlossenen Querschnittsfläche zu. Da sollte man nicht nur den Holm, sondern die gesamte Profilfläche nutzen. Wichtig ist dabei auch, dass die umschlossene Fläche geschlossen ist -> Hinterkante gut verkleben und da, wo Klappen und Ruder sitzen, einen Hinterkantensteg (Verkastung) einbauen!
Gruß Yeti
