Aerodynamik: Größe des HLW bestimmen

AJ

User
Hallo,

gibt es eine Faustformel, oder gar eine genauere Formel, mit der man die benötigte Größe des Höhenleitwerks eines z.B. Seglers bestimmen kann?

Welche Angaben werden benötigt ?

Vielen Dank schonmal!!
 

Ingo Seibert

Vereinsmitglied
Hallo Andreas,

bei den meisten einfachen Modellen passt 10% des Flächeninhaltes der Tragfläche als Flächeninhalt für das Höhenleitwerk.

Wie gesagt, bei einfacheren Modellen. Meine ASW24 z.B. hat nur 8%, wenn man es ausrechnet :)

Gruß,
 

AJ

User
Hi,

ich frage, weil ich nen Flieger habe, der ein eher schlechtes Flugverhalten zeigt (ich nenne mal lieber keine Namen :) , sondern sage nur : HQ-Profil, ca. 270cm Spw., 2,9kg Gewicht, Flächenbel. 64gr/dm² )

Habe diesen Flieger heute von einem Vereinsmitglied fliegen lassen (er war/ist F3B-Profi und fliegt so ziemlich alles was Flügel hat).
Er hat immer darüber Witze gemacht dass ich beim Landen des Fliegers immer so nervös war, jetzt kann er´s verstehen :)

Sein Urteil :
- beim Langsammachen im Geradeausflug zeigt der Flieger gut beherrschbare Abreisstendenzen, die QR sind noch bis zuletzt wirksam, moderates Abtauchen zur Fahrtaufnahme.
- Ganz anders im Kurvenflug; steuert man nur mit QR(evt. mit Seite durch Combi-Mix), hat er auch in der Kurve ein an sich beherrschbares Abrissverhalten, sprich er reisst garnicht ab, er sinkt naturgemäß nur recht stark.
- Sobald man aber in der Kurve Höhe zieht (so, dass der Flieger in der Kurve eben nicht so stark abtaucht), besteht die Gefahr eines plötzlichen Abrisses, spricht er kippt plötzlich in die Kurve hinein, ist aber am QR noch voll wirksam, sprich schnelles Gegensteuern mit QR holt den Flieger augenblicklich aus dem "Spiralsturz" - der Vereinskollege sagt, dass an den Flächen bei diesem "Abriss" die Strömung daher noch anliegen muss.
- er hält das Höhenleitwerk(ebene Platte) für den Übeltäter - es sei zu klein, die Strömung würde am HLW abreissen.

Daher wollte ich mir ein neues HLW bauen, weiss aber jetzt nicht, wie ich es dimensionieren soll.
Denn das HLW hat tatsächlich 10% der Fläche des Hauptfläche (45dm² zu ca. 5dm²)

PS: die EWD(1,5°) stimmt 100%, mehrfach nachgemessen

Nochmals vielen Dank !
 
Hallo zusammen,
kann die Angaben meiner Vorredner nur bestätigen, Helmut Quabeck gibt als Faustformel auch 10% der Flügelfläche als Höhenleitwerksfläche an.
Sicherlich geht´s auch etwas kleiner, und schließlich kommt es ja auch immer ein bißchen auf die Hebelverhältnisse beim Rumpf an.

Bei meinen M 1:3 Seglernachbauten jedenfalls habe ich einfach immer nur maßstäblich verkleinert und hatte nie ein Problem damit.
 
Hi AJ
also ich weiß nicht recht: das Verhalten deines Modelles ist für mich ganz normal für ein Segelflugzeug mit höherer Flächenbelastung. Wenn ich meine ähnlichen Modell in der Kurve zu langsam mache, trudeln sie einfach weg. :D Deshalb glaube ich, daß du schlichtweg zu langsam in der Kurve bist. Gegen die Theorie mit dem HLW spricht auch, daß dein Modell in der Kurve durch ziehen abschmiert, also reagiert das Höhenruder, die Strömung löst sich von der Tragfläche ab!! Weiterhin müssen Höhenleitwerksgröße und Schwerpunkt auf der sicheren Seite sein, sonst könntest du das Modell aus dieser Situation nicht so einfach abfangen. Was das Ganze etwas entschärfen könnte (probieren): stelle beide Querruder etwa 2 mm hoch.
Übrigens: F3B Modelle sind die harmlosesten Flieger überhaupt (Flächenbelastung viel geringer und mit Ballast wird nur Speed geflogen), viele "Normalmodelle" sind viel kritischer ;) .
CU
Ernie
 

AJ

User
Hi Ernie,

F3B-Flieger mögen ja ganz einfach zu fliegen sein, aber trotzdem kann ich meinem Vereinskollegen seine Flugkünste und Erfahrung nicht absprechen.

Ich bin mal dem Link von h@bib gefolgt und hab dort meine Daten mal eingegeben. Raus kam, dass ich ein Leitwerk mit ca. 6dm² brauche. (Soll-Spannweite HLW = 640mm)
Aktueller Flächeninhalt des Leitwerks = 4,7dm² bei 540mm Spannweite.

Ich denke, der kleine Hebelarm (750mm) ist mitverantwortlich.

Weiter für eine evt. "Fehlkonstruktion" spricht, dass ich nicht der einzige bin, der Probleme mit diesem Flieger hat (ich nenne jetzt doch mal Namen : Simprop Solution, die alte).
Sicher spielt die Flächenbelastung auch ne Rolle (reissen Großsegler, die gerne mal ne Flächenbelastung von über 70gr/dm² haben, auch so gerne in der Kurve ab ?).
Aber die Art des Abrisses, dieses schlagartige Abkippen ohne Vorwarnung, macht mich doch recht skeptisch. Man muss auch nicht bis zum Anschlag Höhe ziehen um diesen Effekt zu erreichen.....

Summa summarum, ich bau mir jetzt ein größeres Leitwerk und probier das dann mal aus.

Vielen Dank bis hierhin !
 

Ingo Seibert

Vereinsmitglied
Moin-Moin!

reissen Großsegler, die gerne mal ne Flächenbelastung von über 70gr/dm² haben, auch so gerne in der Kurve ab ?
Hallo AJ, eigentlich nur, wenn du mit zu großer EWD, zu geringer Fahrt und viel zu weit hinten liegendem Schwerpunkt mit gekreuzten Rudern samt Rückenwind und 80° hängender Fläche durch die Kurve schiebst :D

Im Ernst: Ruderkoordination ist bei Großseglern wichtig, sonst bremst du bei langsamen Kurven den kurvenäußeren Flügel zu sehr aus. Übrigens spielt da auch die Differenzierung wieder eine Rolle, ist die zu gering, neigen Großsegler gerne zu einem starken taumeln bzw. gieren um die Hochachse.

Gruß, Mail ist unterwegs!
 

Gast_102

User gesperrt
Hi,
nimm die ewd auf < 1° zurück... so 0,8° etwa und erfliege damit den neuen schwerpunkt, der dann weiter zurück muss ...
Dadurch erreichst Du das Du in den kurven weniger höhe ziehen musst und das abreissen wird dadurch reduziert.
Ist der schwerpunkt zu weit vorne musst du in der kurve die höhe sehr weit ziehen, dadurch erhöhst du die anstellung des hlw noch weiter als durch die grosse ewd sowieso schon hast, so das es zum abreissen kommen kann.

Grüsse Peter
 

jwl

User †
Original erstellt von AJ:
(ich nenne jetzt doch mal Namen : Simprop Solution, die alte).
diese auslegung wurde marketingtechnisch ausgelegt.
diese wurde schon von mehren seiten berichtet. eine kleinens höhenleitwerk hat was wenn es richtig ausgelegt ist. so ein flieger ist richtig wendig, oder auch giftig. es kommt davon das die dämpfung sehr klein ist. man kann stabmass etwas erhöhen grösser EWD kann dann zu problem bei viel höhenruder bedeuten. modell lässt sich bei speedflug nicht mehr längsamer machen erfahren piloten legen jetzt die kiste auf den rücken. kleinen hohenleitwerkvolumen muss man genau trimmen dann bringt es auch mehr leistung. siehe auch FREESTYLER. wenn man sehr selten zum fliegen geht sollte man die finger von 7-8% leitwerken lassen. das andere problem von der LOeSUNG 1 ist die geometrie solche auslegung fallen ohne vorwarnung aus dem himmel mein "fkrnts" hatte bei starken schwerpunktrücklagen ähnliches verhalten. man kam zur landung herein zog in der kurve noch ein bisschen höhe schubs lag das getier am boden und das ganze ohne vorwahrnung.

gruss jwl
 

AJ

User
Hi,

mein Vereinskollege hat mal die Daten des Fliegers aufgenommen (Geometrie Fläche + HLW, Hebelarm, Profil) und das mal bei sich zuhause durchgerechnet, und auch Rat von anderen Experten eingeholt. Er meinte, der rückletzt erlaubte Schwerpunkt darf bei ca. 83mm liegen, das wären dann 8% Stabilitätsmass. Im Plan sind 72-77mm angegeben, ich bin gerade bei 75mm, also grob übern Daumen geschätzt 14% Stabilitätsmaß (laut seiner Rechnung, aber korrigiert mich!)
Außerdem kommt noch hinzu, dass das Profil (ein HQ eben) einen hohen Momentbeiwert hat und man daher von 10% der Flügelfläche nicht mehr ausgehen kann....
Also, wie gesagt, das neue HLW liegt hier schon h alb fertig rum, jetzt kommt leider erstmal wieder etwas Semester :) , aber in Bälde werd ich das auch testen können.
Vielleicht sollte ich es auch nochmal wagen und den Schwerpunkt etwas zurücknehmen... ?

Mich würde mal interessieren welchen Schwerpunkt die anderen in ihrer S1 fliegen...
 
Heute konnte ich eine als Giftnudel bekannte Solution 2 begutachten.
Kopfschüttelnd musste ich feststellen, dass der Konstrukteur oder Hersteller wirklich alles aus dem Lehrbuch gemacht haben, was ein giftiges Abreissverhalten begünstigt!
Am Rumpf ein gutmütiges S-Schlagprofil, wenigstens mit vernünftigem Nasenradius. Ob gewollt wage ich eher zu bezweifeln. Wohl eher mangelnde Profiltreue.
Dann aber ab Flächenmitte ein dünnes Profil mit scharfer(!) Nasenleiste. Fast keinerlei Radius, eher wie ein stumpfer Bleistift!
Da hilft kein Schwerpunkt und kein grösseres HLW!!
Einzig ein grober Schleifklotz und gnadenlos die Nasenleiste rundraspeln. Nachher ein Streifen Oracover drüber und das Modell wird ein ganz anderes sein.
Gruss Jürgen
 
Hi AJ !

Du fragst nach einer genauen Formel ? Hast Du den Artikel von "Yeti" im Magazin gelesen ? So bewaffnet kannst Du die Momente/Kräfte ausrechnen die Deine Flächen erzeugen, wie Lange "der Hebel" (Dein Rumpf) ist weißt Du auch. Weiter kannst Du auch die Momente/Kräfte ausrechnen, die durch's Höhenleitwerk erzeugt werden müssen. (Die Höhenleitwerksfläche ist da implizit drin) ;)

Aber ob nach dem was die Vorredner geschreiben haben die ganze rechnerei überhaupt noch Sinn macht ?

Egal: Ein Tribut an Yeti für den schönen Artikel. Danke !

Grüße TurboSchroegi

[ 02. April 2003, 08:32: Beitrag editiert von: TurboSchroegi ]
 

AJ

User
Hi Jürgen !

Genau sowas hab ich auch an meiner S1 festgestellt ! Bzw. an einer alten, ausgemusterten Fläche (zu schwer -> Gfk-beschichtet). Diese habe ich mal einfach in mehrere Segmente geschnitten und mir den inneren Aufbau mal angeschaut. Dabei hab ich auch festgestellt, dass zum Aussenflügel hin die Profilnase überproportional spitz für die Profiltiefe wird, ausserdem hat das Profil (soll laut Plan ein HQ-Strak sein) im rechteckigen inneren Teil der Fläche auf der Oberseite direkt im Anschluss an die Nasenleiste einen ca. 1,5cm langen "Buckel" (eine leichte, aber deutliche Abweichung vom HQ2,0/12), der wohl durch die Abachi-Verstärkungsstreifen, die die Nase stabilisieren, herrührt.

Habe dann beim 2. Flächenpaar schon vorm bebügeln und vor dem zerschnibbeln der alten Fläche gemerkt, dass die Nase aussen zu spitz war und diese einfach beigeschliffen, allerdings eher zurückhaltend, weil ich nicht wusste wieviel ich wegnehmen konnte, ohne die Struktur zu sehr zu schwächen. Den Buckel allerdings hab ich nicht bemerkt....

Hmm

[ 02. April 2003, 00:18: Beitrag editiert von: AJ ]
 
Hi jwl !

was hat das mit HLW zu tun?
Hmmm ... gute Frage ! Kann es sein, dass ein Höhenleitwerk auch (zumidest ein bisschen) dazu da ist um die Momente auszugleichen, die vom Flügel erzeugt werden (und zusätzlich dazu noch Momente aufbringt, die zur Steuerung beitragen ?) ? Ich denke ja ! ;) Yeti zeigt doch im Prinzip recht schön, wie man sowas rechnen kann, oder ? (Nur weil er auf die Dimensionierung abzielt ? Ein bisschen Transfer wird ja wohl noch erlaubt sein! ;) )

Habe ich was Missverstanden ? Bitte um Aufklärung !

Danke + Grüße TurboSchroegi
 

jwl

User †
halli TurboSchroegi

Original erstellt von TurboSchroegi:
Kann es sein, dass ein Höhenleitwerk auch (zumidest ein bisschen) dazu da ist um die Momente auszugleichen, die vom Flügel erzeugt werden (und zusätzlich dazu noch Momente aufbringt, die zur Steuerung beitragen ?)
diese nennt man rumpf oder leitwerksträger, dieser überträgt die momente der fläche auf das höhenleitwerk bzw anders herum.

in den 80er mit den 5ps winden waren die momente so hoch das nach dem ausklinken die rümpfe gebrochen sind.

gruss johannes
 
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