Profilierung Höhenleitwerk

Hi zusammen,

zur Profilierung von Tragflächen kann man im Forum ne Menge finden, zu der des Höhenleitwerks leider kaum etwas. Da ich bis dato in aerodynamischen Belangen recht unbedarft bin, muss ich mich an Euch wenden, in der Hoffnung etwas erleuchtet zu werden .

- Nach welchen Gesichtspunkte wähle ich ein Profil fürs Höhenleitwerk passend zum Flächenprofil aus?

- Kann ich sowohl für ein gedämpftes als auch für ein Pendelleitwerk das gleiche Profil einsetzen?

Profilierung des HLW wird mehr von baupraktischen Gesichtspunkten her entschieden.

Ausser wenn die Momente hochgewölbter Flügel kompensiert werden müssen, ist es selten ein funktionskritischer Aspekt. Dann kann es nötig sein, ein dickes Profil einzusetzen. (Um einen genügend grossen ca-Bereich abzudecken.)

Sonst: Symmetrisch, möglichst dünn, aber dick genug für die Festigkeit. Oder bei einfachen Konstruktionen auch ebene Platte.

Es gibt Profile die speziell für gedämpfte Leitwerke ausgelegt wurden, die haben beim Scharnier einen negativen Knick in der Oberfläche. So bleibt bei kleinen Ausschlägen die Saugspitze am Klappenscharnier aus. Die Vorteile sind im Modellbau aber eher theoretischer Natur.

Nicht theoretisch sind die Vorteile von speziell für kleine Re-Zahlen entworfenen symmetrischen Profilen.

Guckstu auch hier.

Danke Markus!

Das heißt also, dass ich ein als Pendelleitwerk ausgelegtes Leitwerk, unter Beibehaltung des Profils und der Geometrie, durch ein normales Leitwerk ersetzen könnte, oder?

Ja. In Extremfällen müsste man allenfalls klären, ob das gedämpfte Leitwerk die nötigen CA-Werte erreicht, aber normalerweise geht das problemlos.

Hallo Stephan

Stephan S. schrieb:

- Nach welchen Gesichtspunkte wähle ich ein Profil fürs Höhenleitwerk passend zum Flächenprofil aus?

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Das Leitwerksprofil hat erstmal nichts mit dem Flügelprofil zu tun.

Stephan S. schrieb:

- Kann ich sowohl für ein gedämpftes als auch für ein Pendelleitwerk das gleiche Profil einsetzen?

Zum Vergrößern anklicken....

Meistens ja. Für Anwendungen bei kleinen Reynoldszahlen würde ich die HT Serie von Mark Drela empfehlen. Wenn Du die als Klappenleitwerk ausführen möchtest, solltest Du den Hinweis beachten, dass die Klappentiefen nicht zu klein (min. 40-50%) sein sollten. Für höhere Reynoldszahlen kannst Du problemlos auch die symmetrischen NACA Profile oder deren Derivate von Hannes Delago verwenden.

Viele Grüße,
Benjamin

Hallo Benjamin,
wo siehst Du denn die Grenze (Zahlenwert) für den Übergang von kleinen Reynoldszahlen zu höheren?

Hallo Stephan,

ich nicht der Profilespezialist und auch nicht so ein Rechenfreak. Ich baue, was schön ist, aber ich möchte dir trotzdem eine wahre Geschichte erzählen.
Ich habe mir einen 1,7m Flieger gebaut mit V-Leitwerk. MH32 als Tragflügelprofil, für das VLW hatte ich ein NACA 007 drauf (ich dachte da so wie MarkusN). Ich war mit dem Verhalten besonders des Seitenruders nicht so richtig zufrieden, selbst extreme Aussschläge haben wening gebracht, außer den brachialen Strömungsabriss. Dann war mal bei "Aufwind" ein Artikel von Norbert Habe über Profilierung von Leitwerken. Darin beschrieb er kurz, dass es schlecht ist nach dem Motto "möglichst dünn, wird halt zum Fliegen gebraucht, quasi als Notwendigkeit" zu handeln. Das Leitwerksprofil sollte eher etwas dicker sein, max. Dicke eher ertwas weiter vorne etc. Er hatte dann expliziet das HN 274S incl. Polaren etc. drinne. Ich habe dann ein neues Leitwerk gebaut mit genau den gleichen Abmessungen, wie das alte! Ich habe meinen Flieger nicht wiedererkannt!!! Ausschläge sind jetzt max. halb so groß wie vorher, Überziehverhaten um Welten besser geworden etc.
Wie gesagt ich bin da kein Rechenspezi, aber das ist meine praktische Erfahrung. Ich habe dann noch mal Versuche gemacht mit Turbolatoren (auch nach Aufwind Bericht) und muss sagen. Auch das stimmte!
martin

Hi Jungs,

danke Euch für den Input. Ich werde nun erstmal das original Profil fürs Höhenruder verwenden (nur eben als geämpftes Leitwerk gebaut).

Sollte ich damit nicht zufrieden sein, werde ich mich an Benjamins Vorschläge halten.

Leitwerksprofilauslegung

Leitwerksprofilauslegung

Hallo Rolf,

Rolf Laube schrieb:

Hallo Benjamin,
wo siehst Du denn die Grenze (Zahlenwert) für den Übergang von kleinen Reynoldszahlen zu höheren?

Zum Vergrößern anklicken....

Entgegen einiger "Experten" hier im Forum halte ich nichts von Pauschalaussagen zum Thema Profil- bzw. Flügelentwurf. Ich kann Dir aber gern sagen, wie ich z.B. bei den Highlander Leitwerksprofil vorgegangen bin:

Zunächst habe ich Referenzprofile (HD800/801, HT14, S8025) ausgesucht und die Reynoldszahlen bei den erwarteten Betriebsgrenzen des Fliegers innen und außen ausgerechnet. Das bedeutet im Speedflug maximal Re_innen=400k und Re_aussen=250k. Beim Thermikfliegen dürfte Re_innen=60k und Re_aussen=40k nicht wesentlich unterschritten werden. Dann habe ich überlegt, welche Eigenschaften die Leitwerksprofile haben sollten und für mich die folgenden Punkte festgelegt:

- möglichst linearer Auftriebsanstieg (kein "dead band effect")
- gutes ca_max (was nur in Notsituationen gebraucht wird, aber dann ist es schön, wenn es verfügbar ist!)
- minimaler Widerstand im Auslegungsauftriebsbeiwertbereich (~ca=-0.05...0.2) ohne Klappenausschlag

Dadurch dass ich die obigen Punkte in etwas gleich gewichtet habe, sind Profile entstanden, die in der Praxis ein sehr gutes Dämpfungs- und Ansprechverhalten auch bei kleinen Geschwindigkeiten zeigen. Wenn man auf etwas ca_max verzichtet, kann man im Bereich mittlerer Auftriebsbeiwerte noch Widerstand sparen und cw0 geringfügig verbessern. Rechnet man die Widerstandsfläche (=cw_Leitwerk*F_Leitwerk) aus, stellt man fest, dass man hier im Gesamtwiderstand nicht viel holen kann.

Wenn es um größere Flieger geht, die vorwiegend schnell geflogen werden, kann man sehr gut direkt ein HD800 verwenden. Für kleinere und/oder langsamere Flieger und Pedelleitwerke eignen sich die HT Profile von Mark Drela sehr gut. Polaren für die benötigten Reynoldszahlen kann sich jeder z.B. mit Xflr5 schnell und einfach selbst erzeugen.

Benjamin

Hallo Benjamin,
danke für deine ausführliche Antwort.