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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Neutralpunkt, Schwerpunkt, Leitwerksabstand und HLW-Größe



dbrehm
22.12.2009, 08:28
Guten Morgen an alle,

angeregt durch die Publikation von PGI_jean habe ich mich in der vorweihnachtlichen Zeit neben dem Geschenke einpacken ein wenig mit der Längsstabilität von Freiflugmodellen beschäftigt. Auf der Homepage der Thermiksense ist eine recht einfache Methode von Beuermann zu finden ( siehe hier <klick> (http://www.iag.uni-stuttgart.de/people/thorsten.lutz/thermiksense/beuer_fe.pdf)), um an bestehenden Modellen nachzurechnen, wo denn der Neutralpunkt und davon ausgehend der Schwerpunkt idealerweise liegen soll. Da ich ein neugieriger Mensch bin, habe ich das an meinem F1B mal nachrechnen wollen. Es ergaben sich aber recht stark abweichende Werte. Dann habe ich ein zweites Modell nachgerechnet, nämlich das von Stefanchuk (<klick> (http://www.stsukr.boom.ru/im-htm/sts-59.htm)). Wiederum fand ich recht stark abweichende Ergebnisse. Gemäß der Beuermann-Methode liegt der Neutralpunkt mit 116mm ganze 11mm hinter der Endleiste und der Schwerpunkt käme - so man diesen nach Beuermann 5% der mittleren Flächentiefe vor den NP rückt - bei 111mm, also immer noch 5mm hinter der Endleiste. Stefanchuk selber hat für sein Modell eine Schwerpunktlage von 57% der Wurzeltiefe angegeben, das wären ca. 60mm von der Nasenleiste gemessen und somit ganze 51mm vor der Beuermannrechnung.

Nun stellt sich die Frage, stimmt Beuermann heute nicht mehr? Habe ich einen Fehler in der Rechnung gemacht? Gibt es evtl. bessere bzw. modernere Rechenwege für dieses Problem?

Fragen über Fragen....wer weiß mir einen Rat?

es grüßt Dieter

Dietrich_M
22.12.2009, 10:27
probier doch mal ein Programm für die Berechnung aus, z.B.:
http://home.arcor.de/d_meissner/schwerp.htm

Gruß Dietrich

dbrehm
22.12.2009, 12:10
@Dietrich

danke für den Link zu win_laengs.

@all
Interessanterweise kommt dieses Programm zu ähnlichen Ergebnissen. Also scheint das Beuermann-Schema nicht ganz falsch zu sein. Dennoch wundert mich die starke Diskrepanz zwischen den Angaben des Konstrukteurs und den Rechnergebnissen.

Irgendwo muß doch der Hund begraben liegen...

es grüßt Dieter

MarkusN
22.12.2009, 19:43
5% Stabilitätsmass für ein Freiflugmodell deucht mich wenig, wird doch für gesteuerte Modelle IDR 8..16% empfohlen. Was für Stabilitätsmasse in Porzent ergeben sich denn aus den Plan-Schwerpunkten?

pgi_jean
23.12.2009, 10:25
Sehr kurz... und mit vielen Weihnachtswünschen.
1/ Die "vereinfachte" Methode von Beuermann gilt halt für die Modelle seiner Zeit. Heute haben wir 50 Jahre mehr Erfahrung, und unsere Mittel zur Stabilisierung sind besser.
2/ Das Problem mit der heutigen F1Bs ist der viel längere Leitwerksabstand, wie man ihn in keiner anderen FAI-Klasse findet. Da kommt noch die Verwendung von "Wöbbeking-Profilen" oder ähnlichen. Die damit verbundenen "neuen" Stabilitätsbedingungen erfordern, dass kein Vergleich mit früheren Wakefields gemacht wird. Bitte unbedingt den Bericht von D. Siebenmann lesen, "Höhenleitwerksprofile" in Thermiksense 1/2004. Es wird erklärt, wie nun das HLW arbeiten kann/soll, wenn man einen hohen Grad an Leistung erreichen will... was heute doch üblich ist. Besonders wichtig Seite 34, Mitte.
3/ Darf ich empfehlen "Insights on the dynamics..." in FFQ, mit dem Kapitel "Violent encounters with the NP theory". Es ist beschrieben wie, abgehend von der Beuermann'schen Methode, ein tüchtiges Werkzeug entwickelt werden kann. Aber, wie schon gesagt : Vorsicht mit den F1Bs !

dbrehm
23.12.2009, 10:54
Hallo Jean,

werde ich nachlesen. Danke für die Hinweise.

es grüßt Dieter

Conny
23.12.2009, 19:14
Hallo,

Dietrich Meissner hat Euch ja schon auf unser WinLaengs4 aufmerksam gemacht. Ich habe damit drei alte A2 Flieger nachgerechnet, die im Buch Segelflug-Modellbau von Alfred Gymnich beschrieben sind.

Es sind:
Seite 143: A2-Vollbalsasegler von E. Jedelsky
Seite 201: A2 1955 von Rudolf Lindner
Seite 204: A2 1959 von Gerald Ritz

Ergebnis: Die angegebenen Schwerpunkte erzeugen laut WinLaengs4 eine Längsstabilität von ca. 20 %lmü. Da ist mehr, als ich bei RC-Modellen empfehlen würde.

Ich habe die Datensätze beigefügt. Ihr müsst sie von .txt nach .da4 umbenennen. Dann sollten sie sich (hoffentlich) in WinLaengs4 laden lassen.

Jörg

Arno888
24.12.2009, 18:28
bringen am besten nur Anhaltspunkte ........................

Dies ist meine persönliche Meinung. Selbst habe Ich so einige F1A und F1B Modellen selber entwurfen, gebaut und geflogen und das hat sogar einigermassen geklappt :rolleyes:

Durch die viele variabelen Komponenten in unsere Freiflugmodellen (konstrutionsbedingt) ist eine Berechnung der aerodynamische Auslegung meiner meinung nach Zeitverschwendung ! Niemanden ist in der Lage zwei genau gleiche Flieger zu bauen, auch die Profis nicht und das ist wie gesagt Konstruktionsbedingt. Sogar Flieger die voll aus eine Form kommen sind noch unterschiedlich zu einander. Habe dies selber erlebt mit F3J und F3K Modellen !
Deshalb bringen al diese Programme nur "Anhaltspunkte" und soll man das übrige erfliegen.... (und das is viel schwieriger alseine Berechnung laut Beuermann :D )

Aber um in diese kalte Jaherszeit etwas um Handen zu haben ist es ja ganz nett ...


Arno

Conny
25.12.2009, 19:17
bringen am besten nur Anhaltspunkte ........................


... und was wollen uns Arnos Worte sagen?

Jörg

hastf1b
25.12.2009, 19:40
Unser lieber Arno kommt aus den Niederlanden und ich wünschte ich könnte so gut niederländisch in Wort und Schrift wie er deutsch.
Das von dir eingefügte Zitat dürfte so lauten - bringen allenfalls nur Anhaltspunkte -.
Im übrigen bin ich der gleichen Auffassung wie Arno die Zeit die man für allzuviel Theorie aufwendet kann man auch gleich zum Bau eines Modells nehmen. Was machst du wenn dein Modell trotz genauester Berechnung nicht so fliegt wie du dir das vorgestellt hast dann baust du noch ein zweites also kann man sich auch gleich ans Werk machen. Das soll nun nicht heissen das es ganz ohne Theorie geht. Wie Arno schon sagte trotz gleicher Form unterschiedliche Flugeigenschaften.
Noch ein schönes Weihnachsfest wünscht

Heinz

F1H-NFlyer
25.12.2009, 20:13
:confused:
Ich bin kein Experte, habe Nurflügel und Normalmodelle nach Ranis und Möller ausgelegt und immer den Nullmomentenbeiwert der verwendeten Profile einsetzen müssen, um den Neutralpunkt (nicht geometrischer-) zu erhalten. Mit einem Stabilitätsmaß, das ich aus dann aus Erfahrungswerten eingesetzt und den Schwerpunkt danach eingestellt habe, bin ich ganz gut gefahren. Bei dem Programm WinLaengs 4 von Jürgen Rußow und Jürgen Meißner fehlt nun dieser Wert völlig und es wird behauptet, daß dieser für die Auslegung nicht relevant ist. Es wird nur von den Auftriebsanstiegen von Flügel und Höhenleitwerk ausgegangen.
Kann ein ausgewiesener Experte diesen Widerspruch aufklären? Es wird bestimmt viele interessieren!

Grüße
Peter

MarkusN
26.12.2009, 08:29
Den Nullmomentenbeiwert brauchst Du nur, wenn du neben Aussagen zum Schwerpunkt auch solche zu den Einstellwinkeln machen willst. In die Berechung des Neutralpunkts, und damit der günstigen Schwerpunktlage ausgehend von einem Stabilitästmass in % der mittleren Flügeltiefe, geht er nicht ein.

Das Profil hat zwar einen minimalen Einfluss auf die Neutralpunktlage, das ist aber in der Grössenodrdnug von 1% der Profiltiefe. Wenn Du das berücksischtigen willst, brauchst Du Angeben zum Neutralpunkt (aerodynamic center, A.C.) des Profils. Bei den NACA-Profilen wird diese Angabe gemacht. Sie weicht aber unwesentlich von der Basisannahme "25% von der Nase auf der Profilsehne" ab. Ranis und Möller machen diese Korrektur auch nicht, weil bei den meisten Profilen die nötigen Eingangsdaten ohnehin fehlen.

Conny
26.12.2009, 12:15
:confused:
Ich bin kein Experte, habe Nurflügel und Normalmodelle nach Ranis und Möller ausgelegt und immer den Nullmomentenbeiwert der verwendeten Profile einsetzen müssen, um den Neutralpunkt (nicht geometrischer-) zu erhalten.


Hallo Peter,
Du hast im Programm von Frank (Möller sagt mir nix) Cm0 eingesetzt, um die Auftriebsverteilung im getrimmten Fall zu bestimmen, vermute ich. Es ist eine Fehlinterpretation, dass Du ihn für den NP brauchst.

Frank Ranis und ich haben mal die Ergebnisse verglichen. Es kommt das Gleiche raus, was auch nicht erstaunlich ist, denn beide sind Wirbelleiterverfahren. Er hat allerdings (unter anderem) eine Nachlaufiteration drin, bei mir ist der Nachlauf immer starr. Die Auswirkungen auf die NP-Lage sind bei kleinen CA gleich null und bei größeren gering. WinLaengs4 rechnet daher "eigentlich" den NP bei geringen bis mittleren CA. Ich habe konsequent alles weggelassen, was man nicht braucht für den NP.



Mit einem Stabilitätsmaß, das ich aus dann aus Erfahrungswerten eingesetzt und den Schwerpunkt danach eingestellt habe, bin ich ganz gut gefahren.


Jetzt wird's interessant. Was hast Du denn immer gewählt als Stabimaß? Kannst Du die etwas 20 % bestätigen, die ich bei den A2 aus den 50er Jahren rausgefunden habe?



Bei dem Programm WinLaengs 4 von Jürgen Rußow und Jürgen Meißner fehlt nun dieser Wert völlig und es wird behauptet, daß dieser für die Auslegung nicht relevant ist. Es wird nur von den Auftriebsanstiegen von Flügel und Höhenleitwerk ausgegangen.


Wir heißen übrigens Dietrich und Jörg.
Anyway, das ist auch richtig so, denn in der linearen Theorie greifen die Zusatzauftriebe im jeweiligen NP jedes Flügels an und das Nullmoment ändert sich nicht. Daher spielt es keine Geige.



Kann ein ausgewiesener Experte diesen Widerspruch aufklären? Es wird bestimmt viele interessieren!


Wie gesagt, es ist kein Widerspruch, sondern du hast da was falsch verstanden.

Jörg

Conny
26.12.2009, 13:11
:confused:
... immer den Nullmomentenbeiwert der verwendeten Profile einsetzen müssen, um den Neutralpunkt (nicht geometrischer-) zu erhalten.

Geometrische NPe gibt es mWn nur von Einzelflächen. Kennt jemand eine Methode zur Berechnung des geometrischen NPs ein Mehrflügelfliegers? Hat mal jemand probiert, die normale Integralformel bzw. Summenformel anzuwenden?

Jörg

F1H-NFlyer
26.12.2009, 15:32
:)
Hallo,
Tut mir leid wegen der verkehrten Anrede, Jörg. Erst mal vielen Dank an alle für die Aufklärung. Da habe ich offenbar etwas falsch gesehen. Beuermann (siehe "thermiksense"-Betrag: beuer_Ia.pdf ) verwendet den Begriff: Neutralpunkt des Gesamtmodells für den Punkt, bei dem die Summe der Momente Fläche mal Hebelarm von Flügel und Leitwerk gleich null ist. Er verknüpft aber auch gleichzeitig offenbar den Nullmomentenbeiwert in die Lage des Schwerpunkts bzw. der Einstellwinkeldifferenz. Diese Betrachtungsweise habe ich immer noch verinnerlicht. Der Betrag ist aber schon sehr alt und wird offensichtlich nicht mehr angewendet.
Zum Neutralpunkt eines Profils habe ich eine Angabe von einem Artikel in der "thermiksense" 1/2004 von Dieter Siebenman aus Profil-Messungen von D.Althaus. Hierin wird von einem Neutralpunkt von 34% tm ausgegangen.
Der Nullmomentenbeiwert wird also nur zur Lage des Schwerpunkts im getrimmten Zustand (mittleres ca oder evtl. bei Freiflugmodellen bei ca^3/cw^2) verwendet? Dabei wird aber auch das Stabilitätsmaß beeinflußt bzw. muß evtl. ein neuer Neutralpunkt, sprich Flächen- und Hebelarm-Verteilung gewählt werden?
Ihr seht also, ich bin immer noch in den Begriffen verwurzelt. Im übrigen versteht Frank unter aerodynamischem NP wahrscheinlich die abweichende Verteilung der 1/4 t-Linie durch den Pfeilungseffekt bei Nurflügeln?
Klärt mich bitte auf, wenn ich immer noch etwas falsch interpretiere!

Peter

F1H-NFlyer
27.12.2009, 10:40
Noch einen Nachtrag bezüglich der berechneten Stabilitätsmaße der A2-Modelle von Jedelsky, Lindner und Ritz. Diese besitzen noch alle relativ große Höhenleitwerke, entsprechend weit hintenliegende Neutral- und -Schwerpunkte. Heute sind die H-Leitwerke kleiner (4..3,5 dm^2), das Stabilitätsmaß hat sich auf etwa 27% eingependelt und die SP-Lagen zwischen 50...55% tm. Weiter vorn liegende NP und SP-Lagen wären zwar möglich und leistungsmäßig sogar besser (D. Siebenmann), wegen der schlechten Thermikbremswirkung (Druckpunkt im Sackflug bei 50%tm) aber nicht machbar. Es muß übrigens oben heißen: ca^3/cw^2= max, d.h., beste Steigzahl.
Soweit von mir.

Grüße
Peter

Conny
27.12.2009, 11:00
Noch einen Nachtrag bezüglich der berechneten Stabilitätsmaße der A2-Modelle von Jedelsky, Lindner und Ritz. Diese besitzen noch alle relativ große Höhenleitwerke, entsprechend weit hintenliegende Neutral- und -Schwerpunkte. Heute sind die H-Leitwerke kleiner (4..3,5 dm^2), das Stabilitätsmaß hat sich auf etwa 27% eingependelt und die SP-Lagen zwischen 50...55% tm.


Verstehe ich nicht. Wenn die HLWs heute kleiner sind (also der NP nicht mehr so weit hinten), die SP aber immer noch bei 50 % der Flügeltiefe liegen (wie damals), wie kann dann die Stabilität heute größer sein?



Weiter vorn liegende NP und SP-Lagen wären zwar möglich und leistungsmäßig sogar besser (D. Siebenmann), wegen der schlechten Thermikbremswirkung (Druckpunkt im Sackflug bei 50%tm) aber nicht machbar.


Ok, aber ich kenne den Artikel nicht.

Conny
27.12.2009, 11:44
:)
Beuermann (siehe "thermiksense"-Betrag: beuer_Ia.pdf ) verwendet den Begriff: Neutralpunkt des Gesamtmodells für den Punkt, bei dem die Summe der Momente Fläche mal Hebelarm von Flügel und Leitwerk gleich null ist.


Wozu soll diese Definition nütze sein? Das ist kein Punkt, mit dem man irgendwas anfangen kann. Mit Hebelarm und Fläche kommt man nicht weiter.

Der (aerod.) NP ist der Punkt, an dem (im quasi-linearen Bereich der Aerodynamik) die anstellwinkelabhängigen (also nicht die konstanten wölbungsbedingten) Auftriebskräfte angreifen (, ohne um diesen Punkt ein zusätzliches Moment zu erzeugen). Damit Anstellwinkelstabilität (statische Längsstabilität) besteht, muss der SP vor dem NP liegen. (Wie weit davor er liegen sollte, darauf lässt sich so zunächst keine Antwort geben.)




Er verknüpft aber auch gleichzeitig offenbar den Nullmomentenbeiwert in die Lage des Schwerpunkts bzw. der Einstellwinkeldifferenz. Diese Betrachtungsweise habe ich immer noch verinnerlicht. Der Betrag ist aber schon sehr alt und wird offensichtlich nicht mehr angewendet.


Das erinnert mich an die alten Ausgaben der FMT-Profilkataloge. Da wurde immer die Empfehlung gegeben, den SP in den Druckpunkt (nicht NP!) des Flügels beim Ca des besten Gleitens zu legen (damit das HLW dort kräftefrei ist oder leichten Auftrieb hat). Dabei geht das Cm0 des Flügels ein. Das Ganze hat allerdings nix mit einer Längsstabilitätsbetrachtung zu tun.




Zum Neutralpunkt eines Profils habe ich eine Angabe von einem Artikel in der "thermiksense" 1/2004 von Dieter Siebenman aus Profil-Messungen von D.Althaus. Hierin wird von einem Neutralpunkt von 34% tm ausgegangen.


Ein Gesamt-NP bei 34 % ist denkbar bei einem relativ kleinen HLW. Aber sicher nicht der NP eines Profils oder eines Flügels großer Streckung.




Der Nullmomentenbeiwert wird also nur zur Lage des Schwerpunkts im getrimmten Zustand (mittleres ca oder evtl. bei Freiflugmodellen bei ca^3/cw^2) verwendet?


Das ist dann eine reine Trimmbetrachtung. Kann man so machen. Siehe oben.




Dabei wird aber auch das Stabilitätsmaß beeinflußt bzw. muß evtl. ein neuer Neutralpunkt, sprich Flächen- und Hebelarm-Verteilung gewählt werden?


Äh, ja. Man kann den SP festlegen, ausgehend von einer Trimmbetrachtung, und anschließend die Längsstabilität durch die Größe und den Hebelarm des HLW sicherstellen.




Im übrigen versteht Frank unter aerodynamischem NP wahrscheinlich die abweichende Verteilung der 1/4 t-Linie durch den Pfeilungseffekt bei Nurflügeln?


Was ist eine abweichende Verteilung der 1/4 t-Linie?
Der Pfeilungseffekt hat zunächst mal nix mit Nurflügeln zu tun, tritt aber auch dort auf. In der Mitte des Pfeilflügels (und z.B. auch am Randbogen eines abgeschnittenen beliebigen Flügels) liegt der örtliche aerod. NP nicht auf dem örtl. geometr. NP, der l/4 Linie. Das wird durch ein Wirbelleiterverfahren implizit berücksichtigt.
(Anmerkung: In WinLaengs2 war noch kein Wirbelleiterverfahren drin. Da habe ich die geometrischen NP von Flügel und HLW ausgerechnet und anschließend die verringerte Wirksamkeit des HLW über einen Abwindfaktor angenähert. Das führt bei einem A2 Modell zu fast dem gleichen Ergebnis, allerdings nicht bei einem Delta.)

Bitte berechne mal einen aktuellen Flieger mit WinLaengs4 und poste die Datei hier.

Jörg

MarkusN
27.12.2009, 12:35
Wozu soll diese Definition nütze sein? Das ist kein Punkt, mit dem man irgendwas anfangen kann. Mit Hebelarm und Fläche kommt man nicht weiter.
Na ja, sooo verkehrt ist es nicht. Man bekommt damit einen Punkt, der die relative Wirksamkeit der Flächen berücksichtigt (rein geometrisch, ohne Abwindeinfluss). Bezugspunkt ist 50% der Flächentiefe (nehme ich zumindest an), nicht 25% wie beim NP, aber wenn man entsprechend grössere Werte für die SP-Vorlage verwendet, ist das ja nur eine Nullpunktverschiebung.

Conny
27.12.2009, 13:51
Na ja, sooo verkehrt ist es nicht. Man bekommt damit einen Punkt, der die relative Wirksamkeit der Flächen berücksichtigt (rein geometrisch, ohne Abwindeinfluss). Bezugspunkt ist 50% der Flächentiefe (nehme ich zumindest an), nicht 25% wie beim NP, aber wenn man entsprechend grössere Werte für die SP-Vorlage verwendet, ist das ja nur eine Nullpunktverschiebung.

Markus, ich bin entsetzt ;-)

Was fängt man denn damit an, wenn ich den örtlichen NP falsch ansetze und auch noch die gegenseitige Induktion ignoriere? Das Ergebnis ist doch völlig Banane! Ich finde, man braucht diese Krücken nicht (mehr).

Fällt Dir noch was ein, was ich vergessen habe bez. Peters Ausführungen?

Jörg

MarkusN
27.12.2009, 14:37
Ich finde, man braucht diese Krücken nicht (mehr).Exakt.

F1H-NFlyer
27.12.2009, 15:20
Hallo,
Ich habe mal einen aktuellen Flieger: FA12 von Frank Adametz mit WinLaengs4 durchgerechnet (txt.- Datei im Anhang, hoffentlich funktioniert es). Das Stabmaß beträgt 29% und der Schwerpunkt liegt bei 51%.

Peter

Conny
27.12.2009, 15:59
Hallo,
Ich habe mal einen aktuellen Flieger: FA12 von Frank Adametz mit WinLaengs4 durchgerechnet (txt.- Datei im Anhang, hoffentlich funktioniert es). Das Stabmaß beträgt 29% und der Schwerpunkt liegt bei 51%.

Peter

Hallo Peter,

das sieht doch vernüftig aus. Nun frage ich mich allerdings, ob dieses hohe Stabimaß sinnvoll und erforderlich ist. Für einen RC-Segler wäre es das sicher nicht. Mit Freiflug habe ich keine wirklichen Erfahrungen.

Hier die Datei eines Amigo III. Der fliegt nach Bauplan mit 11 % bei 115 mm.

Ok, und was genau gibt nun noch für ein Problem?

Jörg

F1H-NFlyer
27.12.2009, 18:29
Hallo Jörg,
Freiflieger müssen nach einer Störung eigenstabil und möglichst schnell ihre Fluglage einnehmen, daher das große Stabmaß.
Der Amigo III ist bereits eine modernere Ausführung eines RC-Seglers. Durch zu große -Längs- Stabilität lassen sich Flugmanöver schlechter ein- und ausleiten, d.h. der Flieger zeigt zu wenig Agilität. Daher also das kleinere Stab-Maß.

Grüße
Peter

Conny
27.12.2009, 19:18
Hallo Jörg,
Freiflieger müssen nach einer Störung eigenstabil und möglichst schnell ihre Fluglage einnehmen, daher das große Stabmaß.


Ja, so die gängige Meinung. Nun ist es aber bekannt, dass bei viel statischer Längsstabilität (SLS) die Phygoige weniger gedämpft ist, also der Flieger nach einer Störung länger pumpt, bis er sich beruhigt.

Bei RC-Seglern macht man das so, dass man bewusst eine Störung der Längsbewegung herbeiführt, z.B. kurz drücken und wieder loslassen, und sich das Verhalten anschaut. Das macht man bei verschiedenen SP-Lagen. Wenn der Flieger nicht oder zu langsam abfängt, ist die SLS zu klein und der SP zu weit hinten. Wenn er heftig aufnickt und anschließend (lange) pumpt, ist die SLS zu groß und der SP zu weit vorn.

Das ganze ist natürlich subjektiv, führt aber in der Regel nach wenigen Probierschritten zum gewünschten Ergebnis. Selbstverständlich setzt das Ganze voraus, dass der Flieger nach jeder SP-Veränderung wieder mit dem HLW auf die gleiche sinnvolle Fluggeschwindigkeit getrimmt ist.

Wie ich weiter vorne schon einmal schrieb: Eine hohe SLS bewirkt eine Stabilisierung des Anstellwinkels, aber nicht zwangsläufig der Dynamik der Flugbahn.

Wieso soll das bei einem Freiflieger nicht gelten?

Jörg

MarkusN
27.12.2009, 19:34
Der Vergleich mit dem Erfliegen des Schwerpunkts mit der Anstechmethode hinkt etwas; es käme keinem RC-Flieger in den Sinn, das Flugzeug bei diesem Test selbst stabilisieren zu lassen. Unkorrigiert wäre die statische Stabilität beim heute angestrebten sanften Abfangen wohl zu gering, die Schwingungsausschläge zu gross. Korrigierender Eingriff also immer nötig.

Was einem im Freiflug wohl auch zu Gute kommt: Der Arbeitspunkt ist normalerweise dicht unter dem Höchstauftrieb. Die Phygoide wird also im aufsteigenden Teil schnell einmal vom Strömungsabriss gekappt und, wenn das Wiederanlegen der Strömung schnell ist, gedämpft.

Conny
28.12.2009, 11:33
Der Vergleich mit dem Erfliegen des Schwerpunkts mit der Anstechmethode hinkt etwas; es käme keinem RC-Flieger in den Sinn, das Flugzeug bei diesem Test selbst stabilisieren zu lassen. Unkorrigiert wäre die statische Stabilität beim heute angestrebten sanften Abfangen wohl zu gering, die Schwingungsausschläge zu gross. Korrigierender Eingriff also immer nötig.


Also, ich gehe von einem kurzen Eingriff ins Höhenruder aus. Wenige Sekunden und so, dass der Flieger vielleicht -10 Grad Bahnwinkel macht.

Ich habe Beschreibungen gelesen, wo die Piloten den Flieger auf den Kopf stellen oder richtig schnell machen. Das wäre für einen Thermiksegler nicht sinnvoll, höchstens für einen Hangflitzer.

Bei meiner Mehode kann man den Flieger durchaus mal 30 Sekunden fliegen lassen und erlebt mehrere Amplituden der Phygoide.




Was einem im Freiflug wohl auch zu Gute kommt: Der Arbeitspunkt ist normalerweise dicht unter dem Höchstauftrieb. Die Phygoide wird also im aufsteigenden Teil schnell einmal vom Strömungsabriss gekappt und, wenn das Wiederanlegen der Strömung schnell ist, gedämpft.

Das mag sein. Es kann aber auch eine Entdämpfung der Phygoide eintreten, wenn im langsamen Teil der Phygoide eine kritische Re-Zahl unterschritten wird.

Ansonsten: Kennt Ihr Folgendes (siehe Anhang)? Es ist allerdings Berechnung mit linearer Aerodynamik, als nix Re-zahl und kein Überziehen.

Jörg

F1H-NFlyer
29.12.2009, 02:10
a

F1H-NFlyer
30.12.2009, 15:37
Die vorangegangene Diskussion war sehr nützlich für mich und hat die Irrungen, die aus Literaturrecherchen und Beiträgen entstanden waren, nunmehr beseitigt. Um anderen dies zu ersparen, möchte ich versuchen, das Gelernte zusammenzufassen:

Das wichtigste voraus, was in vielen Publikationen zu wenig herausgestellt wird, ist, daß der Momentenausgleich durch hinter oder vor der Tragfläche befindliche Flächen (Flügel, Höhenleitwerk) bzw. deren Hebelarme bewerkstelligt werden muß. Der Punkt, an dem die Summe der Momente null ist, wird als Neutralpunkt bezeichnet.

Ein, von der Profilgeometrie (-Wölbung) abhängiges sog. Nullmoment cm0, kann entweder durch eine entsprechende Winkeldifferenz (Trimmung) oder eine Verlagerung des Schwerpunkts erreicht werden.
Die sogenannte, in alten, bzw. neueren Beiträgen aufgeführte "Druckpunktwanderung" beschreibt das, durch den Anstellwinkel entstehende Nickmoment durch die Wanderung der Auftriebskraft. Das, entstehende Drehmoment ist aber durch den sog. Neutralpunkt des Profils bei 1/4 der Profiltiefe konstant und wird durch das, bei Anstellwinkeländerung Drehmoment der hinten- bzw. vornliegenden Auftriebsflächen mal deren Hebearme ausgeglichen. Die Auftriebskraft- bzw. Drehmoment-Änderung nach der Anstellwinkeländerung wird mit dca/dalpha bzw. dcm/- bezeichnet und wird durch das Seitenverhältnis (Streckung) der Auftriebsflächen beeinflußt. Eine weitere Einflußgröße, die die Wirksamkeit der stromabwärtsliegenden Flächen beeinflußt ist der sog. Abwind.
Die verschiedenen Einflüsse können durch Korrekturfaktoren erfaßt werden oder müssen durch eine komplette Berechnung des Strömungsfelds erfolgen.
Im übrigen steht der Betrag aus dem mechanikus, den Jörg erwähnt hat, so bei Perseke: "Das Segelflugmodell Teil 1". Bei diesem wird vorgeschlagen, den Schwerpunkt bei t/4+t(cm0/ca) zu legen, um -für den statischen Fall-, das Höhenleitwerk momentfrei zu machen. Diese Aussage hat mich am meisten verwirrt und zu Fehlschlüssen verleitet. Der Ausdruck cm0/ca beschreibt die Größe des entstehenden Nickmoments ("Druckpunktwanderung"), das aber, wie angeführt, durch die hinten bzw. vornliegenden Flächen mal deren Hebelarme ausgeglichen wird.
Die zusätzliche Bedingung für den -statisch- stabilen Flug muß durch eine Vorverlagerung des Schwerpunkts erfolgen, um das sog. "Stabilitätsmaß". Ein großes Stabilitätsmaß führt zwar zu einem schnellen Ausgleich bei Störung der Flugbahn, kann aber auch zu "Pumpen" führen, d.h. zu einer ungenügenden dynamischen Stabilität.
Die vereinfachte Neutralpunkttheorie nach Beuermann führt zwar zu einer richtigen Stabilisierung des Modells, gibt aber keinen Hinweis auf andere Möglichkeiten zur Einstellung des Schwerpunkts, weil er den Ausgleich des Nullmoments nur durch die Schwerpunktlage durchführt. Ein anderer Ausgleich ist auch aerodynamisch möglich und erlaubt dann z.B. kleinere Höhenleitwerke und eine größere Flügelfläche. Die Grenze für die Verlagerung des Schwerpunkts bei Freiflugmodellen ist die "Thermikbremsgrenze", weil der Druckpunkt des Tragflügels bei ca 50%t liegt und damit auch der Schwerpunkt nicht weiter nach vorne verlagert werden kann.
Soviel zu meinem Versuch, die Erkenntnisse zusammenzufassen.

Peter

kurbel
30.12.2009, 18:24
Der Punkt, an dem die Summe der Momente null ist, wird als Neutralpunkt bezeichnet.

Ich würde diesen Satz streichen, denn die Formulierung kann eigentlich nur zu Missverständnissen führen.
Je nach Lesart ist der Satz auch einfach falsch.

Im weiteren Text scheint mir auch kein ähnlicher Fehler zu stecken, daher glaube ich eher an eine unglückliche Formulierung, als an einen Fehler.

Der NP ist der Punkt um den das Nickmoment vom Anstellwinkel unabhängig ist.
D. h. es kann sehr wohl ein Moment da sein.

Für ein getrimmtes Modell im unbeschleunigten statischen Flugzustand ist die Summe aller Momente sogar bezüglich eines beliebigen Punktes Null, sonst müsste es ja irgendeine Winkelbeschleunigung geben.

Kurbel

Conny
30.12.2009, 20:38
Das wichtigste voraus, was in vielen Publikationen zu wenig herausgestellt wird, ist, daß der Momentenausgleich durch hinter oder vor der Tragfläche befindliche Flächen (Flügel, Höhenleitwerk) bzw. deren Hebelarme bewerkstelligt werden muß. Der Punkt, an dem die Summe der Momente null ist, wird als Neutralpunkt bezeichnet.


Falsch!
Der Punkt ohne Moment ist der Druckpunkt. Er liegt bei einem ausgetrimmten Modell da, wo der SP liegt. Man stellt die EWD bzw. das Höhenruder so ein, dass beim gewünschten Trimmpunkt das Moment um den SP null ist (TRIMMBEDINGUNG). Der DP lässt sich also durch die EWD beliebig hin und her schieben.
Man könnte also das Modell (in Grenzen) für jede SP-Lage trimmen. Beim Trimmen (Verschieben des DP) ändert sich nicht die Längs-Stabilität.

Der NP ist der Punkt, an dem das aerody. Moment unabhängig vom Anstellwinkel ist. Anders gesagt, hier greift der anstellwinkelabhängige Teil des Auftriebs an. Dieser NP sollte hinter dem SP liegen, damit die Anstellwinkelauftriebe ein rückdrehendes Moment machen (STABILITÄTSBEDINGUNG).




Ein, von der Profilgeometrie (-Wölbung) abhängiges sog. Nullmoment cm0, kann entweder durch eine entsprechende Winkeldifferenz (Trimmung) oder eine Verlagerung des Schwerpunkts erreicht werden.


Verstehe ich nicht. Dem Nullmoment des Flügels bzw Flügelprofils kann man durch die EWD beliebige Anteile zuaddieren, indem man das HLW entsprechend einstellt. Für einen stabilen Flieger (SP vor NP) brauche ich ein positives Gesamt-Cm0 des Fiegers. Wenn das Flügel-Cm0 negativ ist, mach ich durch das HLW ein aufnickendes Moment dazu.
(Dazu darf das HLW nicht beliebig klein sein. Nur wenn das Flügel-Cm0 > 0 ist, kann ich das HLW weglassen.)
Mit dem SP hat das erst mal nix zu tun. Es geht hier um das aerod. Moment bei Nullauftrieb. Das kann man durch den SP nicht beeinflussen!
Ich brauche allerdings eine anderes Gesamtnullmoment, wenn der SP woanders liegt.



Die sogenannte, in alten, bzw. neueren Beiträgen aufgeführte "Druckpunktwanderung" beschreibt das, durch den Anstellwinkel entstehende Nickmoment durch die Wanderung der Auftriebskraft. Das, entstehende Drehmoment ist aber durch den sog. Neutralpunkt des Profils bei 1/4 der Profiltiefe konstant und wird durch das, bei Anstellwinkeländerung Drehmoment der hinten- bzw. vornliegenden Auftriebsflächen mal deren Hebearme ausgeglichen. Die Auftriebskraft- bzw. Drehmoment-Änderung nach der Anstellwinkeländerung wird mit dca/dalpha bzw. dcm/- bezeichnet und wird durch das Seitenverhältnis (Streckung) der Auftriebsflächen beeinflußt. Eine weitere Einflußgröße, die die Wirksamkeit der stromabwärtsliegenden Flächen beeinflußt ist der sog. Abwind.
Die verschiedenen Einflüsse können durch Korrekturfaktoren erfaßt werden oder müssen durch eine komplette Berechnung des Strömungsfelds erfolgen.


Puh! Das sind leider fast alles wirre Aussagen. Wenn ich das Cm0 mittels HLW und EWD umgedreht habe (positiv gemacht), ist die Gesamt-Druckpunktwanderung so rum, wie wir das brauchen.



Im übrigen steht der Betrag aus dem mechanikus, den Jörg erwähnt hat, so bei Perseke: "Das Segelflugmodell Teil 1". Bei diesem wird vorgeschlagen, den Schwerpunkt bei t/4+t(cm0/ca) zu legen, um -für den statischen Fall-, das Höhenleitwerk momentfrei zu machen. Diese Aussage hat mich am meisten verwirrt und zu Fehlschlüssen verleitet. Der Ausdruck cm0/ca beschreibt die Größe des entstehenden Nickmoments ("Druckpunktwanderung"), das aber, wie angeführt, durch die hinten bzw. vornliegenden Flächen mal deren Hebelarme ausgeglichen wird.


Au, Backe der Perseke. Leider steht genau da viel Unsinn drin.



Die zusätzliche Bedingung für den -statisch- stabilen Flug muß durch eine Vorverlagerung des Schwerpunkts erfolgen, um das sog. "Stabilitätsmaß".


Ja, SP vor den NP. Das stimmt. Das ist die Stabilitätsbedingung.
Außerdem DP in den SP. Das ist die Trimmbedingung.



Ein großes Stabilitätsmaß führt zwar zu einem schnellen Ausgleich bei Störung der Flugbahn, kann aber auch zu "Pumpen" führen, d.h. zu einer ungenügenden dynamischen Stabilität.


Ein hohes Stabilitätsmaß führt zu einem schnellen Ausgleich des Anstellwinkelfehlers. Die Größen Bahnwinkel, Längslage und Geschwindigkeit sind aber auch noch da. Bis sich die Schose wieder beruht hat, dauert es eine Weile.



Die vereinfachte Neutralpunkttheorie nach Beuermann führt zwar zu einer richtigen Stabilisierung des Modells, gibt aber keinen Hinweis auf andere Möglichkeiten zur Einstellung des Schwerpunkts, weil er den Ausgleich des Nullmoments nur durch die Schwerpunktlage durchführt.


Verstehe ich nicht.



Ein anderer Ausgleich ist auch aerodynamisch möglich und erlaubt dann z.B. kleinere Höhenleitwerke und eine größere Flügelfläche. Die Grenze für die Verlagerung des Schwerpunkts bei Freiflugmodellen ist die "Thermikbremsgrenze", weil der Druckpunkt des Tragflügels bei ca 50%t liegt und damit auch der Schwerpunkt nicht weiter nach vorne verlagert werden kann.
Soviel zu meinem Versuch, die Erkenntnisse zusammenzufassen.

Peter

ok, das mag so sein.

Vielleicht so:
* Unterscheide die Trimmbedingung von der Stabilitätsbedingung. Wenn ich den SP verschiebe, ändere ich beides. Wenn ich die EWD verstelle, ändere ich nur die Trimmbed..
* Vergiss die Druckpunktwanderung, die verwirrt nur.
* Vergiß Perseke
* Lies nochmal meine Programmbeschreibung unter http://home.arcor.de/d_meissner/Beschreibung_Laengs4.pdf
* WinLaengs4 beschäftigt sich nur mit der Stabilitätsbedingung. Verstehst Du diesen Punkt? Deshalb braucht man auch kein Cm0 zur Berechnung.
* Sobald man die Längsstabilität sicher gestellt hat durch eine geeignete SP-Lage, braucht man nur noch zu trimmen.

Ich muss aufhören. Hoffentlich hilft es weiter. Kann mal einer meiner Flugmechanikerkollegen in der Zwischenzeit eine nette Nick-Momentenkurve beisteuern? Ich müsste erst in meinen Unterlagen suchen.

Jörg

F1H-NFlyer
31.12.2009, 12:03
So geht es also, wenn man sich durch ungeeignete Literatur hindurchverirrt hat. Sehr viele Zusammenhänge werden miteinander vermischt und dann versteht man die relevanten nicht. Sehr vielen wird es genauso wie mir gegangen sein.

Das mit dem Neutralpunkt als derjenige, bei dem das aerody. Moment unabhängig vom Anstellwinkel ist, habe ich jetzt verstanden, auch den SP als Druckpunkt ohne angreifendes Moment. Den Rest muß ich noch sacken lassen.

Peter

Conny
31.12.2009, 17:16
Hallo Peter,

na dann lass mal sacken.

Man muss die Theorie nicht vollständig verstehen, um sein Modell richtig einzustellen. Das wirklich Komplizierte ist die Berechnung des (Gesamt-) NPs der Konfiguration. Das macht aber inzwischen der PC, wenn man ihn richtig füttert.

Dann muss man sich für eine Stabilität entscheiden (Erfahrungssache) und den SP entsprechend legen.

Dann muss man den Flieger richtig trimmen. Hier ist man als RC-Pilot entscheidend im Vorteil, denn das geht per Sender.

Mich wundert immer noch, dass die A2 so hohe Längsstabilitäten fliegen. Über 20 % sind bei RC-Seglern durchaus fliegbar, allerdings nicht sinnvoll. Kann hier vielleicht jemand noch etwas Sachdienliches beitragen???

Jörg

Conny
31.12.2009, 17:30
Peter, wenn Du interessiert bist an dem Thema Längsstabilität, dann solltest Du mal in diese Bücher schauen:

1. Aerodynamik der Motorflugmodelle, Lnenicka/Janovec

2. Grundlagen des Modellfliegens, Alasdair Sutherland

Beide sind im VTH erschienen.
Ich finde die didaktische Aufbereitung vielleicht nicht optimal, aber immerhin ist der Inhalt korrekt. Das sind Fachleute. Das merkt man beim Lesen.

Kollege Perseke ist ein Laie, der sich viele Sachen nur zurechtgereimt hat. Man kann sich auf keiner Seite der drei Bücher drauf verlassen, dass die Aussagen stimmen. Vieles stimmt, aber manches ist auch grottenfalsch.

Jörg

F1H-NFlyer
31.12.2009, 20:01
Hallo Jörg,

Das 1.Buch habe ich sogar, nur habe ich es lange liegen lassen und quasi beim ersten mal den Passus über den konstanten Nickmomentenbeiwert überlesen. Darin ist der Zusammenhang tatsächlich richtig dargestellt, allerdings wird auch nichts über Trimmbedingungen gesagt.
Bei Quabek habe ich übrigens einen Passus über Dämpfung (D. in Abhängigkeit von der Winkelgelschwindigkeit der Nickschwingung). Er sagt, daß der lange Leitwerkshebelarm bei Freiflug-Modellen auch eine entsprechend hohe Dämpfung bewirkt. Er nimmt aber auch kein so ein hohes Stabilitätsmaß (20%).
Danke für die Aufklärung und einen Guten Rutsch in 2010

Peter

dbrehm
01.01.2010, 14:54
Hallo an alle und ein gutes & gesundes neues Jahr,

PGI_jean hat in seiner Publikation "insights of...." siehe anderer (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=177245)Thread eine Menge statistischer Untersuchungen zu der Laengsstabilitaet unternommen. Dazu auch noch eine Menge erklaert. Er geht in diesem Werk speziell auf F1B ein, aber auch F1A(A2) kommt nicht zu kurz.

Er zeigt auch Wege auf, wie man das SSM veraendern kann, ohne den SP zu verschieben. Das ist fuer uns Freiflieger ja besonders wichtig, weil man aus anderen Gruenden (wie z.B. Hakenposition bei F1A) den SP nicht grenzenlos verschieben kann. Wenn ich aus dem Neujahrsurlaub zurueck bin, werde ich noch mehr hierzu schreiben, aber in einem neuen Thread und speziell fuer F1B. Zugegeben, die Materie ist nicht ganz einfach und ich denke, dass diese Diskussion hier sehr spannend und nuetzlich ist.

Das Gremmer-Buch enhaelt so glaube ich auch ganz gute Erklaerungspassagen, wobei ich jetzt nicht so sehr der Theorie-Guru bin und dies nur begrenzt beurteilen kann.

es gruesst Dieter

Conny
05.01.2010, 17:07
Hi,

ich habe die Beuermann-Sachen noch mal überflogen, nachdem ich sie vor einiger Zeit schon mal angeschaut hatte. Der hatte die Sache mMn weitgehend begriffen. Was richtig Falsches ist mir nicht aufgefallen. Allerdings drückt er sich manchmal etwas ungeschickt aus.

Wichtig:
1. Er sagt klar, dass die NP-Lage (der Flügel aber auch des Modells) zunächst mal nicht prinzipiell von der Wölbung der Profile abhängt. (Allerdings können Profile Unregelmäßigkeiten im Auftriebsanstieg aufweisen.)
2. Viele seiner Ausführungen beziehen sich auf die Berechnung des (Gesamt-)NP des Modells. Diese Formeln und Diagramme brauchen wir heute nicht mehr, denn es gibt z.B. WinLaengs4.

Gibt es da noch irgendeinen Inhalt, den man diskutieren sollte, weil er unklar ist?

Jörg

Gast_30958
22.01.2010, 20:48
Hallo Leute,

ich kann eurer Diskussion nicht folgen, Beispiel von Arno888:
"Durch die viele variabelen Komponenten in unsere Freiflugmodellen (konstrutionsbedingt) ist eine Berechnung der aerodynamische Auslegung meiner meinung nach Zeitverschwendung !"
Wie das denn? Natürlich kann man ausreichend genau Flugmodelle auslegen und bauen, das haben die sowjetischen Freiflieger reichlich vorgeführt. Würden z.B. Flugzeugbauer von Airbus ihre Passagierflugzeuge nach dem hier gesagtem Prinzip auslegen und bauen, dann würde ich mich nie in einen Passagierjet setzen.
Es gibt Modellflieger und Flugzeugbauer, die einen bauen und fliegen meistens durch Probieren, die anderen müssen immer (!) einen rechnerischen Nachweis der Flugtauglichkeit vorlegen.
Es gibt genug Literatur darüber, wie man auch Flugmodelle berechnen kann. Die Aero- und Flugmechanik ist keine Hexerei.

Motorski

Conny
27.01.2010, 20:11
Hallo Gemeinde,

ich habe mir die Artikel von Gerd Wöbbeking in FMT 6 und 8/2007 besorgt und vermute, dass Du Peter F1H-NFlyer durch diese Artikel weiter in den Urwald geführt wurdest. Leider hat der Fliegerkollege Wöbbeking die üblichen Missverständnisse weitergegeben.

Beispiele:
* Der NP (englisch AC, aerodynamic center) ist nicht "das Zentrum, auf das die aerodynamischen Kräfte einwirkenwirken" im Sinne von resultierender Kraftangriffspunkt ohne Moment (das wäre der Druckpunkt), sondern hier ist das Nickmoment unabhängig vom Auftrieb bzw. Anstellwinkel.
* Es ist auch nicht "der Drehpunkt, auf den die Auftrieb immer mit der gleichen Kraft wirkt - darum "Neutralpunkt"." Leider alles Unsinn!
* Den Beuermann hat er auch nicht verstanden. Er nimmt fälschlicherweise an, Beuermann berechnet den NP nur für Modelle mit "tragenden" HLW-Profilen. Woher hat er das?
* Er lobt dann die WinLaengs Programme (danke für die Blumen!), meint aber, sie seien nur für symmetrische HLW-Profile. Ist natürlich ebenfalls Quatsch!
* Er sagt, dass gewölbte HLW-Profile mittragen, wenn der SP weit genug hinten liegt. Das stimmt - hängt aber gar nicht vom HLW-Profil ab. Ein symmetrischen HLW muss genau so viel tragen - bei gleicher SP-Lage (genau genommen sogar ein klitzekleines Bisschen mehr), sonst ist der Fleiger doch nicht getrimmt.
* Er sagt indirekt, dass ein gewölbtes HLW die Gefahr des Unterschneidens erhöht. Leider auch Unsinn.
* Nochmal so was: "Für symmetrische HLW-profile liegt der NP (und somit auch der SP) deutlich weiter vorne als für HLWs mit gewölbter Mittellinie." Da muss man sich doch fragen, ob er einen andern Beuermann gelesen hat. Das hat Beuermann nicht geschrieben und es ist auch Quatsch!
Es ist allerdings so, dass man das HLW größer macht und den SP nach hinten schiebt, wenn man will, dass das HLW Auftrieb liefert. Das liegt dann aber an der HLW-Größe und nicht am Profil.

Warum müssen eigentlich Laien über Sachen schreiben ....

Nein! Ich sag es jetzt nicht.

Jörg Russow

Gast_30958
29.01.2010, 21:01
Hallo Herr Rossow,

Zitat (Beispiel):

"Warum müssen eigentlich Laien über Sachen schreiben ...."

Die Gebrüder Wright waren auch Laien, es waren einfache Fahrradmechaniker; sie haben es aber geschafft, innerhalb von nur 3 Jahren einen Motorflugzeug zu entwickeln und zu bauen und in die Luftfahrtgeschichte einzugehen...

Ich habe mir die meisten Ihren Einträge im rc-network angeschaut und sorgfältig gelesen, mein Eindruck ist, Sie schießen oft schnell (sehr schnell) aus der Hüfte heraus, so daß der Eindruck entsteht, Sie wüßten über alles sehr genau Bescheid wissen, das ist leider nicht so. Ich werde mich zu Ihren Beiträgen später äußern.

Guten Abend

Motorski

Conny
30.01.2010, 17:10
Hallo Herr Rossow,


So heiße ich nicht!



mein Eindruck ist, Sie schießen oft schnell (sehr schnell) aus der Hüfte heraus, so daß der Eindruck entsteht, Sie wüßten über alles sehr genau Bescheid wissen, das ist leider nicht so. Ich werde mich zu Ihren Beiträgen später äußern.

Guten Abend

Motorski

Finden Sie es so ungewöhnlich, wenn jemand was von seinem Beruf versteht?

Aber wenn Ihnen meine Ausführungen nicht passen, werde ich die selbstverständlich in Zukunft unterlassen. ;-)

Jörg

Ronator
30.01.2010, 22:50
Eigentlich geht das unter UNS Freifliegern nicht so!!!
Ich hab besseres zu tun und geh basteln!!
Ron

Gast_30958
01.02.2010, 21:29
Hallo Herr Russow,

jetzt habe ich hoffentlich Ihren Namen aber richtig geschrieben.
Nichts gegen einen soliden Beruf, aber auch Laien können gelegentlich sehr gute
Ideen haben, wenn nicht, sie haben Spaß an der Modellfliegerei.

Gruß

Motorski

(Auch einer aus der Gilde der Lust- und (T)Raumfahrt)

GeorgR
01.02.2010, 22:05
Zitat von Conny :o Den haben wir hier unbedingt gebraucht!
Die liebe Conny betrachtet diesen Thread als ihr Eigentum.

Liebe Conny, Du musst zugeben, dass Motorski recht hat, oder nicht?

dbrehm
02.02.2010, 09:02
Liebe Kameraden,

ich denke, daß dieser Thread für alle, die sich mit den theoretischen Hintergründen beschäftigen wollen, sehr nutzbringend ist. Ich bin daher allen, die konstruktive Beiträge schreiben, ausdrücklich dankbar. Kompetenzgerangel und sarkastische Kommentare stören nur und gehören nicht hierher. Dafür haben wir ja das Cafe Klatsch.

es grüßt Dieter

Gast_30958
02.02.2010, 23:09
Hallo dbrehm,

um wieder auf das Thema der Schwerpunktberechnung zu kommen, möchte ich hier anmerken, daß ich in den vergangenen Wochen Versuche mit Aluminiumtragflügeln bei sehr kleinen RE-Zahlen gemacht habe:

Rechteckflügel, Spannweite 100-300mm
Flügeltiefe=25mm
Flügelprofil: Kreisbogen, etwa 7-8% Wölbung, Dicke 0,1%
RE-Zahl (geschätzt) ca. 5000-6000
Abfluggewicht ca. 10-30g

Nach der Lehrmeinung durfte der Vogel erst gar nicht fliegen, aber er tut es dennoch sehr gut. Das Verblüffende dabei ist, daß ich den Schwerpunkt sogar hinter die Tragfläche gelegt habe und der Vogel flog immer noch stabil (im Wohnzimmer).

Gruß

Motorski

kurbel
03.02.2010, 00:04
Nach der Lehrmeinung durfte der Vogel erst gar nicht fliegen, aber er tut es dennoch sehr gut. Das Verblüffende dabei ist, daß ich den Schwerpunkt sogar hinter die Tragfläche gelegt habe und der Vogel flog immer noch stabil (im Wohnzimmer).

Nu ma Butter bei die Fische.
In welchem Punkt sagt wessen Lehrmeinung, dass es nicht fliegen kann?
Und was soll mir die Aussage zum Schwerpunkt hinterm Flügel sagen?

Kurbel, ehrlich an den Details interessiert

flieger-ralf
03.02.2010, 13:46
Hallo Motorski,
nach der herrschenden Lehrmeinung hast Du gar keinen Vogel gebaut, sondern nur eine gewölbte Platte. Wie man an einer Platte den Schwerpunkt außerhalb der Platte legen kann, bleibt ein Rätsel.
Die Platte allein kann nicht fliegen, sie würde sich um die Längsachse drehen und zu Boden fallen.
Wie sieht der Vogel denn aus? Vielleicht doch ein Rumpf mit Leitwerk irgendwo?
Oder ein Nurflügel mit S-Schlagprofil oder wie oder was?

Solche Beiträge sind keine, da sie unvollständig sind, nur Fragen aufwerfen und keine nachvollziehbaren Aussagen beinhalten.
Dieser ganze thread führt nicht weiter.

Grüße
flieger-ralf

Gast_30958
05.02.2010, 15:21
Hallo flieger-ralf, hallo kurbel,

ich vervollständige die Beschreibung meiner Alu-Wurfgleiter (mm-Maße):
1. Variante:
Ein Stabrumpf aus einer Balsaleiste, ca. 3x10x300 zum Leitwerk auf 3x3 verjüngt.
Tragflügel 25x300, Kreisbogenprofil und nicht gewölbte Platte. Kreisbogenprofil im Sinne der Skeletttheorie z.B. nach Birnbaum (Gewölbte dünne Profile). V-Form ca. 20 gemessen am Flügelende. (Es gibt auch Varianten mit "Ohren" und geschlitzten Ohren.)
Das V-Leitwerk ist ebenso aus Alu, 25x100, Profil plattgedrückt. Öffnungswinkel des V-Leitwerks ca. 110 Grad.
Alles ca. Abmessungen, weil ohne Konstruktionsplan in wenigen Minuten angefertigt.
Der Tragflügel und das Leitwerk sind lediglich mit dünnen Gummiringen am Stabrumpf befestigt. Man kann beide beliebig verschieben. Schwerpunkt variabel von der Eintrittskante bis ca 10-15 mm hinter die Austrittskante des Tragflügels.
2. Variante: Wie oben beschrieben mit zwei Tragflügeln übereinander, hintereinander, nur der obere hat eine V-Form.
3. Variante: reiner Nurflügel, Spannweite ca. 300 mm, Flügeltiefe 25mm, Kreisbogenprofil,
Verwindung zur Flügelspitze (Profil eben), keine V-Form, Pfeilung ca 20 Grad. Alles ca.-Abmessungen, weil in wenigen Minuten aus Alu-Blech gebogen. An der Nase Knetmasse zur Schwerpunkttrimmung.
4. Variante: Tandem, in Vorbereitung.
5. Variante: Ente, in Vorbereitung.
6. Variante: Multiflügel, in Vorbereitung.

Gleitflüge sind überraschend sehr flach und sehr gut, sehr flacher Gleitwinkel (ca. 3-5 Grad nach Augenmaß) und das bei diesen RE-Zahlen.

Woher das ALU-Blech stammt, bleibt vorläufig Betriebsgeheimnis.

Gruß

Motorski

kurbel
05.02.2010, 15:59
Gleitflüge solcher Gleiter zum Abschätzen der Gleitzahl müssen imho in geschlossen Räumen passieren.
Je nach Flächenbelastung braucht man deutlich mehr als 20 Meter Gleitstrecke, bis dynamische Effekte ausgeschlossen werden können.
Man kann Gleiter so einstellen, dass sie in Räumen 10 Meter weit auf konstenter Höhe Gleiten, bei abnehmender Geschwindigkeit.
Wobei ich 5° Gleitwinkel für durchaus realistisch halte.

Dass bei dem möglichen großen Abstand von Leitwerk ung Flügel und der Leitwerksgröße ein Schwerpunkt hinter der Flügelhinterkante fliegbar ist, wundert mich nicht.

Jetzt würde ich gerne noch wissen, wo die Lehrmeinung der Praxis ('das Modell fliegt') widerspricht.

Kurbel

Gast_30958
05.02.2010, 21:11
Hallo kurbel,

die Gleitflüge wurden im Wohnzimmer gemacht.
Der Abstand zwischen Tragflügel und Höhenleitwerk ist gar nicht so groß, max 10 Tragflügeltiefen.
Die Lehrmeinung findet man in der Fachliteratur oder in den Hörsälen der Universitäten,
einige Fachbücher habe ich schon im Forum erwähnt. Hier noch eines:

"Low-Speed Aerodynamics", J. Katz, A. Plotkin.

Gruß

Motorski

kurbel
06.02.2010, 11:04
Der Abstand zwischen Tragflügel und Höhenleitwerk ist gar nicht so groß, max 10 Tragflügeltiefen.


10 Flügeltiefen sind alles andere als wenig, zumal mit dem ordentlich großen Leitwerk.
Da liegt der Neutralpunkt aufgrund der Geometrie schnell mal nennenswert hinterm Flügel.
Das halte ich nicht für außergewöhnlich.
Hättest du gesagt, der Schwerpunkt liegt hinter einem gerechneten Neutralpunkt, wäre das was anderes.

Kurbel

Gast_30958
06.02.2010, 13:52
Hallo kurbel,

ich habe da nichts gerechnet, nur einfach probiert.
Dal Leitwerk hat etwa einen Flächeninhalt von 20-30% der Flügelfläche.
Da es sich hierbei um sehr kleine RE-Zahlen handelt (5000-6000), ändern sich
einige Eigenschaften der Tragflügelprofile.
Weltweit gibt es mehrere Aerodynamiker, Bioniker und Physiker, die sich mit
der Grundlachenforschung kleiner RE-Zahlen beschäftigen. Vielleicht könnten
davon auch später die Modellflieger profitieren. Es gibt ein ausgezeichnetes Buch
der AIAA, in dem viele Forschungsergebnisse zusammengefasst wurden:
"Fixed and flapping wing aerodynamics for micro air vehicle applications"
von T.J. Mueller. Dort findet man auch gerechnete und gemessene Profile
bis zur RE-Zahlen von ca. 1000 (!).

Gruß

Motorski

F1H-NFlyer
06.02.2010, 14:42
Hallo Motorski,

Das Buch scheint ja recht interessant zu sein, hat allerdings auch einen stolzen Preis. Die Forschungsrichtung zielt offensichtlich auf kommerziellen Einsatz der "Micro air vehicles" und deren Antriebe. Die Spannweiten beschränken sich dann auf unter 15 cm. Solche Flugobjekte beziehen ihren Auftrieb von den Randwirbeln bzw. künstlichen Turbulatoren. Ich denke mal, daß dies in Richtung Experimental geht und weniger in die Wettbewerbs-Freifliegerei.

Gruß

Peter

Gast_30958
06.02.2010, 20:40
Hallo F1H-NFlyer,

wie bereits angemerkt, werden in dem Buch Forschungsergebnisse zu kleinen und sehr kleinen RE-Zahlen vorgestellt: Messungen, theoretische Berechnungen für Microflgzeuge, Drehflügler (Hubschrauber) und Schlagflügler. Über Spannweitenbeschränkungen habe ich bis heute darin nichts entdecken können. Es ist sicher kein Buch über die Wettbewerbs-Fliegerei (Freiflug), wo gibt es schon solche aktuellen Bücher (?), danach suche ich ständig.
(Habe welche aus der DDR, Polen, Russland (CCCP), GB (Aeromodeller), USA (F. Zaic)).

Anmerkung: Den Auftrieb kann man nicht aus den Randwirbeln bzw. künstlichen Turbulatoren beziehen, die Randwirbel sind die Folge des dynamischen Auftriebes eines endlichen Tragflügels im Freiraum.

Gruß

Motorski