Warum tragendes Leitwerk?

Hallo zusammen,
betreibe seit über 40 Jahren Modellflug. Früher waren einige Modelle mit tragendem
Höhenleitwerk ausgerüstet(Amigo,Alpha,usw.). Auch mein 16 Jahre alter Telemaster
(jetzt als Elektro Schlepper im Einsatz) ist damit ausgerüstet. Meine Frage, was ist der
Vor/Nachteil eines tragenden Leitwerks?

Gruss
Michael

Hallo Michael

Vorteil? Keine Ahnung. Ich habe den Telemaster für meinen Vater auch gebaut. Flueigenschaften waren nicht wirklich berauschend, wie ICH fand. Nach endlosem suchen, warum der so doof fliegt, habe ich das Höhenleitwerk durch ein Brettleitwerk ersetzt und bin jetzt zufrieden.


Gruß kevin

Ob das Leitwerk mitträgt oder nicht hat mit Schwerpunktlage, Hebel- und Flächenverhältnissen zu tun.

Ein grosses Leitwerk an einem langen Rumpf wie beim Amigo führt zu einem relativ weit hinten liegenden Schwerpunkt und hat im Langsamflug wahrscheinlich etwas positive Last. Da kann es sinnvoll sein, ihm auch ein tragendes Profil zu geben, um den Widerstand und den Trimmbereich zu optimieren. (Der Extremfall einer solchen Konfiguration ist der Tandemflügel. Da wird es offensichtlich, dass der hintere Flügel einen Anteil des Auftreibs übernimmt)

Ob das Leitwerk profiliert ist oder nicht, hat direkt NICHTS (oder nur sehr, sehr wenig) damit zu tun, ob es auch mitträgt oder nicht.

Aus heutiger Sicht sind die "tragenden" Leitwerke der 70er und 80er eher als Modeerscheinung zu werten.

Ein falsch ausgelegtes tragend profiliertes Leitwerk hat höheren Widerstand und einen kleineren möglichen Trimm- und Manöverbereich.

Hi Markus

Die damaligen Flieger hatten aber allesamt für heutige Verhältnisse recht kurze Leitwerksarme.

Habe selber manchen Flieger (mit symmetrischem HLW) von Kollegen abkaufen können, die als zu giftig eingestuft wurden. Da musste der SP weit nach vorne gerückt werden, weil das dicke symmetrische Höhenruderprofil im Langsamflug sonst die Strömung abreissen liess und der Flieger eben die Nase noch mehr hoch nahm.

Das passierte bei den erwähnten Fliegern nicht.
Denke die Berechtigung liegt eben vorallem bei kleinsten RE-Zahlen am HLW, wo dieses auch noch aushält bis zum Abriss am Hauptflügel, nicht ?

Gruss
Christian

Wie gesagt, man kann ein Leitwerk mit passender Profilierung besser an den von ihm geforderten Auftriebsbereich anpassen. In dem Fall, den Du beschreibst, passt das. Der umgekehrte Fall ist das gefürchtete "Unterschneiden" am anderen Ende des Geschwindigkeitsspektrums. (Es kann auch andere Gründe haben (Flächentorsion).) Wenn das auftritt, sollte man das Leitwerk ent- oder sogar negativ wölben.

Zur Helbelarmlänge: Das Leitwerksvolumen (also Produkt aus Leitwerksfläche mal Hebelarm) war aber meist deutlich grösser als heute üblich.

MarkusN schrieb:

Der umgekehrte Fall ist das gefürchtete "Unterschneiden" am anderen Endes des Geschwindigkeitsspektrums.

Zum Vergrößern anklicken....

OK !
Dafür fliegt auch keiner mehr so hochgewölbte Profile, wie etwa E385.
Der Momentbeiwert doppelt so hoch, wie heute gängige HQs.

Selber bin ich eben immer artig geflogen , nichts mit "Ablasser" bei 6mm Rundstahl-Flächenverbinder ! Amigo war wohl 5mm, konnte man von Hand biegen...

Hallo zusammen,
innerhalb von so kurzer Zeit gleich 5 Antworten!!!Prima!!!!!!!
Frage an Kevin,ich liebäugel auch damit meinem Telemaster ein Brettleitwerk zu verpassen.
Kannst Du etwas näher beschreiben warum und wie sich die Flugeigenschaften nach dem Umbau verändert haben?

Gruss
Michael

Hallo Michael,

ich habe zwei Telemaster, einer fliegt inzwischen mit Brettleitwerk. Das aber nicht, weil die originale Version schlecht oder eben nicht berauschend sind, sondern weil er Feindbrührung hatte und herunter fiel. Ich hatte damals auch im Forum gefragt, ob sich die Eigenschaften ändern werden, wenn ich einfach ein Brettleitwerk baue. Die "Experten" haben sich in wissenschaftlichen Abhandlungen das Für und Wider nur so um die Ohren gehauen. Einige meinten sogar, dass das tragende Profil am Telemasterleitwerk eine Fehlkonstruktion sei...
Ich habe dann die Praxis sprechen lassen, einfach gebaut und ausprobiert und festgestellt, dass es keine signifikanten Unterschiede gibt. Das neue HLW ist geringfügig größer, ebenfalls die Ruder. Dadurch bleibt der Anus des Modells beim Landen bzw. Ausrollen länger oben und die Ruderwirkung ist etwas direkter. Das hat aber auch mit den nunmehr steiferen Anlenkungen zu tun.
Mein Fazit der ganzen unfreiwilligen Aktion ist, dass der Telemaster, so wie er konstruiert ist, absolut astrein fliegt!!! Wenn das nicht so ist, dann ist etwas verkehrt gebaut oder eingestellt oder die Erwartungen sind schlicht die Falschen. Es gibt aus meiner Sicht keinen Trainer, der gutmütiger und so universell fliegt, wie der Telemaster. Nicht umsonst wird er seit Jahrzehnten fast unverändert von mehreren Herstellern angeboten. Natürlich gilt das alles vor dem Hintergrund, dass der Telemaster auch das sein darf, was er ist: ein Trainer. Er kann keinen ordentlichen Kunstflug, er kann keinen Speedflug, er kann auch kein 3D-Gezappel...

Und ein Brettleitwerk würde ich nur dranbauen, wenn es eh kaputt ist und das auch nur, weil es schlicht einfacher und schneller zu bauen ist...

Gruß Mirko

Hi Mirko,
Zitat:
Ich hatte damals auch im Forum gefragt, ob sich die Eigenschaften ändern werden, wenn ich einfach ein Brettleitwerk baue. Die "Experten" haben sich in wissenschaftlichen Abhandlungen das Für und Wider nur so um die Ohren gehauen. Einige meinten sogar, dass das tragende Profil am Telemasterleitwerk eine Fehlkonstruktion sei...

Genau das habe ich auch schon gehört, aber mit Deinen Erfahrungen bleiben eigentlich
keine Fragen mehr offen. Das ist genau das das was ich hören wollte.
Was ich beim Telemaster bemängele ist folgendes, ich finde das die Höhenruderwirkung beim Schlepp direkter sein könnte.
Im Normalflug ist eigentlich alles O.K.
Frage nochmal an Mirko:Kannst Du mir sagen wo bei Deinem Elektro Telemaster der Schwerpunkt liegt?

Danke
Michael

Hallo,
die Idee war tatsächlich, dass durch das tragende Profil das Leitwerk mit zum Gesamtauftrieb beiträgt.
Tatsächlich muss allerdings das Profilmoment der Tragfläche durch das Höhenleitwerk ausgeglichen werden. Deshalb fliegt das Höhenleitwerk mit einem quasi negativen Anstellwinkel - der beim tragenden Profil noch um den Anteil des Auftriebs erhöht werden muss.

Das erklärt aber nicht die zum Teil nervtötenden Flugeigenschaften dieser Konstruktionen.

Das tragende HL erzeugt mit zunehmender Geschwindigkeit eben auch mehr Auftrieb, weshalb die Trimmung immer spitzer wurde, bzw. es ab einer bestimmten Geschwindigkeit nur noch abwärts ging.

Erschwerend kam hinzu, dass diese frühen Modell ja meist nicht mit dem HL gesteuert werden konnten. Kam Dynamik in das System, gabs ziemlich Stress. Die waren schon echt arm dran.

Bei Freiflugmodellen wurde/wird das tragende HL gerne eingesetzt, weil sie mit konstatnter Fluggeschwindigkeit fliegen, bzw. genau diese Effekte dort beim Hochstart oder Motorsteigflug benötigt werden.

Grüsse

steve schrieb:

Das tragende HL erzeugt mit zunehmender Geschwindigkeit eben auch mehr Auftrieb, weshalb die Trimmung immer spitzer wurde, bzw. es ab einer bestimmten Geschwindigkeit nur noch abwärts ging.

Zum Vergrößern anklicken....

Ist ein Fehlschluss. Der Auftrieb nimmt mit steigender Geschwindigkeit nicht zu, nur weil das Leitwerk profiliert ist. Es ist ja, wie Du richtig sagst, einfach entsprechend mehr negativ angestellt.

Das Problem ist aber genau diese zusätzliche negative Anstellung, um auf den nötigen Abtrieb zu kommen. Wird immer noch mehr Abrtrieb gefordert, wie das im Schnellflug mit zurückwanderndem Druckpunkt am Flügel der Fall ist, wird irgendwann das HLW überlastet, die Strömung daran reisst ab.

Da sind wir aber schon wieder bei genau den theoretischen Betrachtungen, die dem Telemaster leider kaum gerecht werden, zumindest, solange er einigermaßen im Rahmen seiner Auslegung betrieben wird.
Mein Verbrenner-TM hat einen 8,5-er Viertakter drauf und fliegt damit saugemütlich. Da kann ich auch machen was ich will, der ist nicht aus der Ruhe zu bringen.
Mein elektrisches Exemplar ist (aus Mangel an anderen Akkus) mit 2x3 s Lipos und einem AXI 4120 völlig übermotorisiert. Da gehen gute 1000 W Leistung rein, bei 2,5 Kg... völliger Blödsinn, aber einige Kollegen finden es lustig, wenn das Ding nach 2 Metern abhebt und senkrecht steigt, bis ich das Gas rausnehme.
Dass er beim Schleppen schlecht auf das HR reagiert, habe ich auch festgestellt. Das tritt aber eigentlich erst in größeren Höhen auf und ich denke, es liegt ganz einfach mal daran, dass die Geschwindigkeit des Gespannes immer mehr abnimmt und ich schätze das aufgrund der Entfernung nicht gut genug ein. In Bodennähe kann ich die Geschwindigkeit besser kontrollieren und da gibts auch keine Probleme.
Ich könnte mir auch vorstellen, dass allein die Tatsache, dass da hinten ein riesen Widerstand und Gewicht dran hängt, auch mehr oder weniger Auswirkungen auf das Flugverhalten hat. Und der Rest ist auch mangelnde Übung. Ich schleppe eigentlich fast nie, wenn, hängt mein Modell meist hinten am Seil...

Der Schwerpunkt ist ist genau wie beim Verbrenner etwa unter dem Hauptholm, halt nach Plan...

@kevin
Was war denn bei eurem Telemaster an den Flugeigenschaften so doof, dass du umgebaut hast?

Gruß Mirko

fliegerassel schrieb:

...die dem Telemaster leider kaum gerecht werden, zumindest, solange er einigermaßen im Rahmen seiner Auslegung betrieben wird. ...

Zum Vergrößern anklicken....

Richtig, dem Telemaster. Das ist eine gemütlich und robust ausgelegte Konstruktion, die offenbar auch nicht aus der Ruhe zu bringen ist, wenn man ein Leitwerksprofil drauftut, das einen um mindestens 2° abweichenden Nullauftriebswinkel hat. (Kunststück, bei der Leitwerksgrösse.)

Es geht hier aber um das "tragende" Leitwerk generell. Und da kann man schon seine Überraschungen erleben.

Wenn man Tonnen von Reserven einbaut und dafür auf Hochleistung verzichtet, wie beim Telemaster, kann man sich so manche Krücke erlauben. Wenn man ans (aerodynamische) Leistungsoptimum geht, nicht mehr.

MarkusN schrieb:

Es geht hier aber um das "tragende" Leitwerk generell. Und da kann man schon seine Überraschungen erleben.

Zum Vergrößern anklicken....

Ja, da hast du natürlich Recht. Ich kenne ja nur den Telemaster mit seinem Leitwerk...

Gruß Mirko

MarkusN schrieb:

Wenn man Tonnen von Reserven einbaut und dafür auf Hochleistung verzichtet, wie beim Telemaster, kann man sich so manche Krücke erlauben. Wenn man ans (aerodynamische) Leistungsoptimum geht, nicht mehr.

Zum Vergrößern anklicken....

Und wenn die aerodynamische Hochleistung genau darin besteht, unendlich gutmütig, langsam und stabil zu fliegen?
Okay, jetzt wirds bunt. Das gebe ich ja zu. Aber ich bin schon der Überzeugung, dass die Konstrukteure des Telemaster das Ding genau so gebaut haben, um genau diese Flugeigenschaften zu erreichen. Ich denke nicht, dass sie es nicht besser konnten... Und für seinen Zweck bringt das Modell absolute Höchstleistung... So, ätsch...

Gruß Mirko

fliegerassel schrieb:

Aber ich bin schon der Überzeugung, dass die Konstrukteure des Telemaster das Ding genau so gebaut haben, um genau diese Flugeigenschaften zu erreichen. Ich denke nicht, dass sie es nicht besser konnten...

Zum Vergrößern anklicken....

Nach bestem Wissen und Gewissen glaube ich sofort. Aber wenn man die "Fachliteratur" aus jener Zeit etwas genauer unter die Lupe nimmt, dann waren da schon noch sehr sonderbare Vorstellungen üblich.

Und für seinen Zweck bringt das Modell absolute Höchstleistung... So, ätsch...

Zum Vergrößern anklicken....

Absolut einverstanden

Höhenleitwerk tragend?

Höhenleitwerk tragend?

Hallo Michael

Die anfänge meiner Modelflugzeit waren auch nur mit Seglern die ich selbst konstruierte gespikt.
Infos nur aus Büchern und gesprächen!
Damit die Leitwerksfläche, die auch Luftwiderstand hat, auch nutzen(Auftrieb) bringt wurden sie meist tragend ausgelegt.
Auch Baukästen hatten solche Leitwerke.
Diese flogen aber nicht immer zufriedenstellend und so wurde nach den Gründen gesucht, da mit Schwerpunkt und EWD nicht erfolgreich eingestellt werden konnte.
Bei meinen Versuchen kam heraus das das H Leitwerk ein " dünneres " Proviel haben muss als die Fläche.
Es kann ruhig das gleiche sein, oder nur die gleiche Oberseitenwölbung, mit dann gerader Unterseite, aber immer 2 % dünner.
Dann gab es keine Probleme.
Bei Vesuchen mit Schnellflug trat nie Unterschneiden ein ,was natürlich auch auf einen weiter hinten liegenden Schwerpunkt zurück zu führen ist.
Um den Schwerpunkt zu ermitteln habe ich für das H Leitwerk die halbe Flächenbelastung der Tragfläche genommen und die beiden Kräfte bei 1/3 Profiltiefe, und mit ihren Hebelarmen den neuen Schwerpunkt errechnet, das hat immer gepasst.
Tragend oder nicht ist nur bei einem Pendelleitwerk richtig zu planen da ein Klappenleitwerk ständig das Profil ändert.
Von tragend, wenn Tiefe getrimmt wird, bis zum Gegenteil, wenn die Endleiste höhergestellt wird, wird beim Klappenleitwerk damit eine ständige Änderung des Profils erreicht und es ist dadurch oft wirksamer als ein Pendelruder.

Zum Thema unterschneiden:
Ich bekam einen Alpha Rumpf geschenkt, den 2 " Vorbesitzer " geerdet hatten und nur der Rumpf noch brauchbar war (hab ich heute immer noch) .
Daran gefiel mir die starke Anstellung der Fläche zum Rumpf überhaubt nicht.
So hab ich die Steckung entfernt und 2 Sperrholzrippen seitlich mit mir besser erscheinendem Anstellwinkel angeklebt, und die Steckung wieder eingebaut.
Daran dann neue Flächen mit 10 % konkav- konvex und das Pendelleitwerk mit 8 % Profil.
Damit gab es keine Probleme, egal was ich machte.
Ich führe das unter anderem auf die Rumpfkeule vor dem Schwerpunkt zurück, die bei Schnellflug Abtrieb erzeugt, die Rehzahlen sind ja ~ 6 mal höher als an der Fläche.
Ein Modell ohne Tragfläche (hab ich in einem anderen Beitrag gesehen) beweist ja, dass es geht, und auch Zeppeline tragen einen Teil Aerodynamisch .

Es gibt da noch viele Beispiele, wie die Flächen mit Wölbklappen, die für Schnellflug die Wöllbung rausnehmen und gleichzeitig das Flächenprofil dadurch auch dünner machen!!

Gruß Aloys.

aber immer 2 % dünner.

Zum Vergrößern anklicken....

??????

Das wären bei einer Profildicke von 15 mm ganze 0,3 mm.

Gruß Heinz

Hallo Heinz,

das bezieht sich doch auf die prozentuale Profildicke.

Heinz

FamZim schrieb:

Zum Thema unterschneiden:
Ich bekam einen Alpha Rumpf geschenkt, den 2 " Vorbesitzer " geerdet hatten und nur der Rumpf noch brauchbar war (hab ich heute immer noch) .
Daran gefiel mir die starke Anstellung der Fläche zum Rumpf überhaubt nicht.
So hab ich die Steckung entfernt und 2 Sperrholzrippen seitlich mit mir besser erscheinendem Anstellwinkel angeklebt, und die Steckung wieder eingebaut.
Daran dann neue Flächen mit 10 % konkav- konvex und das Pendelleitwerk mit 8 % Profil.
Damit gab es keine Probleme, egal was ich machte.
Ich führe das unter anderem auf die Rumpfkeule vor dem Schwerpunkt zurück, die bei Schnellflug Abtrieb erzeugt, die Rehzahlen sind ja ~ 6 mal höher als an der Fläche.
Ein Modell ohne Tragfläche (hab ich in einem anderen Beitrag gesehen) beweist ja, dass es geht, und auch Zeppeline tragen einen Teil Aerodynamisch .

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo,

das Problem des Unterschneidens beim "Alpha" hatte nach meinen Erfahrungen ganz andere Ursachen:
Der Alpha hatte eine verhältnismässig grosse Flächentiefe über den grössten Teil der Spannweite und eine extreme Schränkung in den relativ kurzen Aussenflügeln. Die grosse Profiltiefe und die profilbedigte, starke Druckpunktwanderung erforderte ein entsprechendes Leitwerksmoment, damit man das Modell in einem grossen Geschwindigkeitsbereich betreiben konnte. Dafür war aber, bezogen auf die mittlere Profiltiefe, sowohl der Leitwerkshebelarm zu kurz als auch die Fläche des (übrigens symmetrisch profilierten) Höhenleitwerks zu klein. Der zu kurze Rumpf sollte dadurch etwas kompensiert werden, dass das Leitwerk stark gepfeilt war. In einfacher Schalenbauweise (Balsa, ohne Holm) erstellt, neigte es aber durch die Pfeilung schon in sich zum Flattern, was sich zuverlässig anregen liess, wenn man auch noch zur Anlenkung die damals üblichen Bowdenzüge verwendet hatte. Ab einer bestimmten Fluggeschwindigkeit kam es dann zu der bekannten Erscheinung: Die Flugbahn wurde immer steiler, weil der Druckpunkt immer weiter nach hinten wanderte, die Flächenenden bogen durch ihre Schränkung die V-Form ins Negative ("B52") und das Höhenruder hatte durch Flattern und zu weiche Anlenkung dem nichts mehr entgegenzusetzen bis zum Einschlag.
Die Abhilfe war unspektakulär und von aussen kaum sichtbar:
Eine steife Anlenkung des Leitwerks über Schubstange und stabilen Pendelhebel, ausreichende Torsionssteifigkeit des Höhenleitwerkes durch innen auf die Beplankung aufgebrachtes Gewebe und Diagonal-Rovings, und vor allem eine der beabsichtigten Fluggeschwindigkeit angepasste Schwerpunktlage. Damit war Ende der 70er Jahre sogar eine erfolgreiche Teilnahme an internationalen F3B-Wettbewerben möglich: Zum Speedflug kamen 400g Blei so in den Rumpf, dass der Schwerpunkt ca. 4cm nach hinten verlagert wurde, und mit dieser Einstellung konnte ich das Modell mit konstant zu 3/4 gezogenem Höhenruder über die Speedstrecke jagen, wenn es einmal auf Geschwindigkeit angedrückt war. Zu jener Zeit flog man Speed noch über zwei Strecken zu 150m, und mit einer Zeit von 14,2s dafür (einschliesslich Wende) brauchte man sich nicht zu verstecken.
Da das Leitwerk nicht mehr in sich flatterte und ausreichend steif angelenkt war, konnte man also ausreichend "Abtrieb" erzeugen, um das Drehmoment der Tragflächen aufgrund der Druckpunktwanderung zu kompensieren, was die oben beschriebenen Zusammenhänge auch praktisch bestätigte.