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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Einflussgrössen für Querruderwirkung



Tern
25.09.2011, 21:09
Hallo

wenn ich meinen Blade XL fliege, frage ich mich immer warum der so brutal auf kleinste Querruderausschläge reagiert.
Andere Flieger die ich geflogen habe oder selbst besitze haben bei weitem nicht diese Rollrate.

Die Tragfläche des Blade ist nicht sonderlich leicht, auch aussen ist diese recht schwer. Die Rollrate wird somit nicht durch besonders wenig Massenträgheit erklärt.

Der Blade XL hat, soviel ich weiss, ein stark verdünntes RG15 liegt hier die Begründung für das gute Rollen ?
In engen Wenden ist der Blade nicht der schnellste und verliert viel an Speed.
Wenn er gerade aus läuft ist der Speed absolut ok.

Meine Vermutung ist nun, dass das Profil nicht sehr auftriebsstark ist und somit bei der Rollbewegung keine grosse aerodynamische Rolldämpfung entsteht.
Der sich nach unten bewegende Flügel wird ja während dem Rollen mit einem grösseren Anstellwinkel beaufschlagt.

Frage ist, stimmt meine Vermutung oder gibt es da noch andere Faktoren ?

Hintergrund ist der Entwurf eines Kunstflugseglers, der eine grosse Rollrate haben soll.

Hoffe mir kann jemand helfen.
Gruss
Markus

Merlin
25.09.2011, 22:48
Schau mal hier: http://pierre.rondel.free.fr/images2/choix_voltige/

andere haben sich auch schon ein paar Gedanken dazu gemacht.

Bernd

kurbel
25.09.2011, 23:32
Vorausgesetzt, das Profil funktioniert mit den gewählten QR-Ausschlägen überhaupt noch, ist die Rollrate vom Profil in erster Näherung unabhängig.

Auch die Rolldämpfung ist vom Profil erstmal unabhängig.

Der Flügelgrundriss (Rolldämpfung), Lage, Tiefe und Spannweite des QRs und dessen Ausschlag und die Fluggeschwindigkeit bestimmen dann im Wesentlichen die Rollrate.

Die Massenträgheit beeinflusst nur die Zeit, die es ab dem QR-Ausschlag braucht, bis die stationäre Rollrate etwa erreicht wird.
Diese Zeit ist sehr kurz, nur ein winziger Sekundenbruchteil, sonst wäre es auch unangenehm zu steuern.

Ich habe es selbst nie ausprobiert, aber es sollte sich mit den einschlägigen Programmen (AVL, XFLR5, oder Nurflügel bzw. FLZ_VORTEX von Ranis) die Rollrate für ein Modell abschätzen lassen.

Sobald man so große Ausschläge einstellt, dass Strömungsablösungen passieren, versagen aber eigentlich alle Programme.
Das kann bei 15° bis 20° durchaus der Fall sein.

Kurbel

FamZim
26.09.2011, 13:32
Hi

Bei hohen Rollraten die das Modell aber nicht bremsen sollen würde mal über den Anstellwinkelverlauf eines solchen Propellers nachdenken !
Mal ein Beispiel :
Spannweite 3 m und Rollrate = einmal rum auf 15 m Weg.
Das ist recht heftig ich weiß, ist ja nur ein Beispiel.
Da machen (müßen) die Flächenenden eine Auf oder Abwärtsbewegung von 9,4 m machen zusätzlich zu den 15 m Flugstrecke.
Das ist aussen heftig, und nimmt zum Rumpf hin ja ab !
Soll das mit einem Ruder mit 1/3 Flächentiefe gemacht werden, braucht man 90 ° was nicht geht .
Mit grösserer Rudertiefe geht es aber schon !
Denkt mal an die ersten Flieger, da war aussen nur Querruder ohne Dämpfung.
Genau diese Richtung mußt Du verfolgen für große Rollraten und Wiederstandsarm.

Gruß Aloys.

Tern
26.09.2011, 19:19
Hallo
Kurbel hat mich auf eine Idee gebracht...

Habe ein RG15 mit Profili mit einem RG15 7.5% dick verglichen.
Das dünne Profil hat bei -10° Klappenausschlag ca. 25% weniger an Auftrieb.

Wenn man Profili glaubt, könnte das die bessere Rollrate erklären.
Bei grösseren Ausschlägen verweigert Profili die Eingabe.

Ein Segler mit guter Rollrate sollte somit Richtung Flügelspitze ausgedünnt werden.

Vielleicht gibt es ja noch jemanden der das bestätigen kann...

Besten Dank für eure Antworten.
Gruss
Markus

PIK 20
27.09.2011, 11:11
Ein Segler mit guter Rollrate sollte somit Richtung Flügelspitze ausgedünnt werden.

Das sehe ich auch so. Ich begreife auch die Konstrukteure nicht, die von einer dickeren Wurzeldicke über ein dünneres Profil am Querruderbeginn nach außen wieder dicker werden.
In der Regel sind die dann zickig.
Querrudertiefe von ca. 22% der Profiltiefe hat sich bewährt. Ruder immer dicht halten, keine Hohlkehle.

Heinz

kurbel
27.09.2011, 11:45
Eine Grundregel, nach der mit nach außen dünneren Profilen mehr Rollrate machbar ist, kann man so allgemein wohl nicht aufstellen.

Die Dickenverteilung an Doppeltrapezen 'dick-dünn-dick' kann durchaus richtig sein, muss aber nicht.
Auch da ist eine einfache allgemeingültige Regel nicht aufzustellen.

Man kann immer nur im Einzelfall entscheiden, anhand der Art des Modells, des typischen Einsatzspektrums, Abmessungen und Masse, etc.

Wenn zwei Modelle einander in diesen Punkten sehr ähneln, lassen sich sicher viele Dinge übertragen, aber allgemein gilt das nicht.

Sofern der Konstrukteur keinen Mist baut, ist die Profildicke nicht relevant für die Rollrate.

Nochmal zur Klarstellung:

Meine Vermutung ist nun, dass das Profil nicht sehr auftriebsstark ist und somit bei der Rollbewegung keine grosse aerodynamische Rolldämpfung entsteht.
Diese Vermutung ist falsch.
Die Rolldämpfung hängt nicht vom verwendeten Profil ab.

Kann es sein, dass dein Blade eine höhere Grundgeschwindigkeit hat, als deine anderen Modelle?
Die Fluggeschwindigkeit geht linear in die Rollrate ein.
Wenn dei Blade ein dünnes RG 15 hat und eher schwer ist, dann wird die Grundgeschwindigkeit eben höher liegen als bei leichtern Modellen mit dickeren Profilen.

Für einen Kunstflugsegler mit maximierter Rollrate wähle die QR so, dass sie in Spannweitenrichtung wenigstens 2/3 der Hinterkante ausmachen und bis zum Flügelende reichen.

Wähle die Rudertiefe größer als 20% eher etwas zwischen 25% und 30%.

Wähle eine nicht zu geringe Flächenbelastung.

Flügel und Ruder müssen ausreichend Torsionssteif sein, sonst verhindert im Schnellflug die Aeroelastik größere Rollraten.

Allerdings ist Rollrate nicht alles, was einen guten Kunsflugsegler ausmacht, das sollte einem bewusst sein.

Kurbel

Tern
27.09.2011, 20:54
Hallo

Der Tern ist nicht sonderlich schwer 2500gr.
Die Rollrate ist auch schon bei kleineren Geschwindigkeit gefühlt grösser als vergleichbare Flieger.

Ich denke auch, dass die Rollwendigkeit bei einem nicht verwölbten Profil unabhängig von der Profildicke ist.

Meine Aussage das ein dünneres Profil eine höhere Rollrate hat, bezieht sich jedoch auf den Zustand, bei dem die Querruder nach oben ausgeschlagen sind (-10°).
Hier ist nach Profili der Auftrieb beim verdünnten RG15 nochmals niedriger als beim nicht verdünnten.

Markus

kurbel
27.09.2011, 21:31
Ich habe mal in Xfoil nachgekuckt (Profili benutzt Xfoil im Hintergrund).

Gerechnet ist das für Re = 200000, was so ziemlich praxistypisch ist.

Das folgende Bild zeigt sich:

706073

rot => RG 15 original
orange => RG 15 original; Klappenauschlag -10° (25% tief)
grün => RG 15 verdünnt und entwölbt auf 7,5% und 1,5%
blau => RG 15 verdünnt und entwölbt auf 7,5% und 1,5%; Klappenauschlag -10° (25% tief)

Man sieht, die Auswirkung des Klappenausschlages hängt von Dicke und Wölbung offenbar nicht ab.
Das delta_ca durch -10° Klappenauschlag ist bei beiden Profilen gleich.

Das deckt sich mit der Erfahrung und mit der Profiltheorie.

Kurbel

Tern
27.09.2011, 22:31
Ok, ich verstehe jetzt.
Ich hatte einen Ueberlegungsfehler gemacht, resp. die Profili kurven falsch interpretiert.
Besten Dank für die Aufklärung.
Gruss
Markus