Suche richtiges Profil für Eigenbau-Segler

Hallo

Ich bin grad am überlegen, ob ich mir meinen eigenen E-Segler nach meinen Wünschen selbst konstruieren und bauen soll. Mit CAD und Fräse und solchen tollen Dingen kann ich leider nicht dienen, deswegen wird das wohl eher ein klassischer Papier-Entwurf. Rippen sollen dann im Blockverfahren hergestellt werden, Rumpf als möglichst schlanker Kastenrumpf mit Flächensteckung, also die Flächen nicht oben drauf geschraubt.

Hier einmal die Eckdaten die ich mir bisher gesetzt habe:
- Spannweite ca. 2,5m bis max.3m
- Fläche zweiteilig in Rippenbauweise mit 4 Klappen
- einfacher Kastenrumpf
- Direktantrieb mit Aussenläufer oder evtl. Innrunner mit Getriebe
- Einsatz hauptsächlich im Flachland (Thermik und ein bisschen rumturnen), soll aber auch mal Hangluft schnuppern -> Allrounder

Ich hab mal ein bisschen mit dem FLZ Vortex rumgespielt und hab den aktuellen Stand mal angehängt.


Jetzt meine Fragen:
- Welches Profil?
- Winglets ja/nein bzw. 30°/45°/90° ?
- Welches Verhältniss von Fläche zu Höhenleitwerk (Größe / Abstand)

Dann bin ich mal gespannt, was da auf mich zukommt. ;-)

Gruß
Uli

hi Uli,
kennst du das Insignia Projekt hier? Das geht doch in deine Richtung?

Hallo

hänschen schrieb:

hi Uli,
kennst du das Insignia Projekt hier? Das geht doch in deine Richtung?

Zum Vergrößern anklicken....

Ja, das verfolge ich auch nebenher, allerdings ist mir die zu groß und der Aufwand das ganze kleiner zu rechnen im aktuellen Status noch zu hoch. Hab dort auch schon nach einer kleinen Version nachgefragt, aber das kann noch ein bisschen dauern.
Sonst trifft das recht gut meine Vorstellungen.

Gruß
Uli

Hallo Uli,

Welches Profil? ---> MH 32

Größe HL? ---> 10% vom Tragflächeninhalt

Hebelarm? ---> ca. 4-5x die mittlere Tragflächentiefe, von jeweils t/4 aus gemessen

Gruß Rolf

Antworten

Antworten

Profil: AG35 - in allen Belangen (Auftrieb, Widerstand - auch bei kleinen Re-Zahlen) besser als das MH32) und zudem mit gerader Unterseite (einfach zu bauen)
Das mit der Original Dicke oder auf 9 oder 10% aufgedickt.

Rumpflänge: ca 1,30 - 1,40 lang eher länger als kürzer

Leitwerksprofil HT14 oder S8025

Winglets: nicht nötig. einfach mit jeweils 3-4grd V-Form pro Seite bauen.
Viel Spaß beim Bauen!

Gruß,
Bernd

Hallo

Danke für die ersten Tips.
Anpassung von HLW-Fläche und Hebelarm haben was gebracht, bei den Profilen macht das AG35 im Moment den besseren Eindruck.
Nur wenn ich beim Leitwerk von ebenePlatte auf das S8025 gehe wirds eher schlechter.

Wie macht sich denn das AG35 bei Verwölbung? Welche Winkel für Speed oder Thermik?

Reduzieren kleine Winglets nicht den Luftwiderstand? Oder ist es besser die Flächen möglichst spitz und flach auslaufen zu lassen?

Kann es sein, das leicht vorgepfeilte Flächen bessere Werte haben?

Fragen über Fragen.

Gruß
Uli

Hallo Uli,

Als Höhenleitwerkprofil schlage ich dir ein SD8020 vor (10% dick).
Es ist hintenraus wesentlich fülliger als ein S8025 und von daher in Rippe besser zu bauen.

AG35 Wölbung ---> 4.4%
MH32 Wölbung ---> 2.4%

Für einen Allrounder passt 2,4% Wölbung besser als fast das doppelte.
Außerdem, wenn Du schon 4,4% Wölbung hast beim AG 35, was willst Du dann noch mit der Wölbklappe machen?

Bei MH32 ist aus der Praxis bekannt, das es mit Wölbklappe funktioniert, obwohl es ursprunglich für einen ganz anderen Einsatzzweck entworfen wurde (Pylonracing )
Deswegen funktioniert dieses Profil von ca= < 0,1 (Schnellflug mit wenig Widerstand)) ---> ca = 1,1 (hohes ca mit immer noch wenig Widerstand [Thermik]) ausgezeichnet. Bei Pylonracing wird das hohe ca für enge Wenden gebraucht.

Ich habe dieses Profil lange auf verschiedenen (E)-Seglern geflogen, dieser breite Einsatzbereich wie ihn die Polare erkennen läßt, bestätigt sich auch in der Praxis.

3° V-Form je Seite, ohne Winglets, ist o.K.

Mach am Randbogen die Flächentiefe nicht zu klein, wegen Re-Zahl, unter Re= 80.000 soltest Du nicht kommen.

Gruß Rolf

Das AG35 hat 2,37% Wölbung, nicht 4,4%!

Wölbklappe musst Du probieren, 3grd vielleicht 5grd.
Das FLZ-Vortex ist für sowas nicht optimal. Besorg Dir Profili. Da kannst Du Profile auf XFOIL Basis berechnen und vergleichen. Für Modellbauer State-of-the-Art.

Gruß
Bernd.
ps Mach die QR nicht so kurz, besser 50:50

4,4% ?

4,4% ?

Hallo Bernd,

hier steht das:

http://www.worldofkrauss.com/foils/644

hmmm....kan man dieser Seite nicht trauen?

Gruß Rolf

ps... was hälst Du von einem SA 7036 als Alternative?

@Uli

mach dir nicht zuviel theoretische Gedanken und fang´ an zu bauen.
Sonst ist der Winter rum und nix is gschafft ;-)


Viel Erfolg und Baubericht nicht vergessen !
robi

ulinux schrieb:

Reduzieren kleine Winglets nicht den Luftwiderstand? Oder ist es besser die Flächen möglichst spitz und flach auslaufen zu lassen?

Zum Vergrößern anklicken....

Können sie schon, im Langsamflug, wenn sie optimal ausgelegt sind. Was gar nicht so einfach ist, besonders bei Modellbau-Re. Einer der Winglet- Gurus bei den Grossen hat einmal gesagt, es sei wesentlich einfacher mit Winglets einen Flügel schlechter zu machen als besser. Winglets haben aber oft einen positiven Einfluss auf die Flugeigenschaften, insbesondere beim Kreisen. Was zu spitzen Flächenenden zu sagen ist, hat Rolf schon gesagt.

Kann es sein, das leicht vorgepfeilte Flächen bessere Werte haben?

Zum Vergrößern anklicken....

Auch hier wieder: Flugeigenschaften ja, bei richtiger Auslegung, Leistungen: kaum nachweisbar.

Die Sichel-Geometrien à la Discus scheinen aber leistungsmässig etwas gebracht zu haben.

Hallo

So, ich hab mal wieder ein bisschen rumgespielt und hab ein paar neue Fragen.

Mit Profili hab ich mir mal das MH32 in der gewünschten Flächentiefe (120-200mm) ausgedruckt. Ist ja recht dünn wenn da noch ne Beplankung und ein Holm mit rein muss. Auch für die Servos wirds ja recht knapp.
Dann hab ich mir mal noch das Excel-Tool zur Holmberechnung angeschaut, und bin da irgendwie auch auf keinen grünen Zweig gekommen. Ich hätte so gefühlsmäßig einen 8x4er Kiefernholm genommen, aber angeblich brauche ich gerade in der Mitte ein vielfaches davon.

Meine Idee: Kann ich das Profil innen ein bisschen aufdicken (hat ja glaub original 8,8%), zb. auf 10%? Wenn ja, mit welchem Tool kann ich das machen?

Reicht mein 8x4er Holm, oder muss ich den evtl, im mittleren drittel aufdoppeln?

Ich stell später mal noch die aktuelle flz-Datei online, dann könnt ihr mir evtl. noch ein paar Tips geben.

Gruß
Uli

Hallo Uli,

Ich würde das MH32 (8,7 % dick) nicht aufdicken, dann bekommst Du auch die Leistung wie Du sie in der Profilpolare siehst.

Holmberechnung ----> Die Dimensionierung ist im wesentlichen von deinen Vorgaben abhängig ---> Auftriebsbeiwert, Gewicht und vorallem Fluggeschwindigkeit. Mit den Defaultwerten ca=1, V= 40m/s und Gewicht (geschätzt) 2Kg bekommst Du etwa auf ein Lastvielfaches von 20.

8x4 Kiefer als Holmgurt reicht da nicht. Wenn Du möchtest das der Flieger bei der von dir gewählten Fluggeschwindigkeit vollen Höhenruderausschlag verträgt ohne Strukturversagen ( das gibt dann an der Fläche camax ), solltest Du schon den Rechenwerten von excel folgen.

15x5 z.Bsp.bringst Du an der Wurzel locker unter, was sagt denn deine Rechnung?

Gruß Rolf

Hallo

Hier mein aktueller Stand.

Edit:
Also hab die Berechnung gerade nochmal gemacht, und laut der Tabelle brauche ich am Rumpf einen Holm mit 15x17mm. Erst bei ca. 820mm Entfernung vom Rumpf komm ich auf <5mm bei 15mm Breite.

Gruß
Uli

Hallo Uli,

...mit welchen Werten hast Du gerechnet? ( ca, v, Gewicht)
Wenn dir 15x17mm zu viel Material ist, dann reduziere mal die Geschwindigkeit, 40m/s sind immerhin ca. 120 km/h.

Die Holmabmessungen sind sehr stark von der Holmhöhe abhängig, weil das Widerstandsmoment in der 3.Potenz mit der Holmhöhe zunimmt.

Um dieses auszunutzen hilft die sog. Elektroflug-Bauweise, die Nasenbeplankung wird dabei nicht auf den Holmgurt geleimt, sondern "stumpf" davor.

http://wiki.rc-network.de/index.php/Elektroflug-Bauweise

Spiel mal ein bischen mit den Werten herum, dann siehst Du die Auswirkungen

20mm breit kann man den Holm auch machen, da lässt sich dann auch prima die Steckung zwischen den Gurten einbauen.

Und vergiss den (Quer)kraftsteg nicht, nur Ober-Untergurt und Steg ergeben einen Holm....
aber das weist Du ja sicher

Gruß Rolf

ulinux schrieb:

Kann es sein, das leicht vorgepfeilte Flächen bessere Werte haben?
Uli

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Uli,

wie schon geasgt haben leicht vorgepfeilte Flächen auf Deine Flugleistungen keinen all zu großen Einfluss. Sie bieten aber den Vorteil, dass die Strömung über die Tragflächen leicht in Richtung Rumpf abgelenkt wird (Jetzt mal vereinfacht ausgedrückt). Hierdurch verschiebt sich der Abrisspunkt der Strömung ebenfalls etwas nach innen und die Ruderwirksamkeit ist bei geringeren Geschwindigkeit besser als bei ungepfeilten oder sogar nach hinten gepfeilten Tragflächen. Bei einigen Seglern, wei z.B. der Ka13 wurde es gemacht, um die Sicht des hinteren Piloten zu verbessern. Durch die Vorpfeilung verschiebt sich natürlich auch der Neutralpunkt etwas nach vorne. Somit kann also auch der Schwerpunkt weiter nach vorne gelegt werden. Der hintere Sitz, der normalerweise über dem Hauptholm gelegen hätte, konnte somit soweit nach vorne verlegt werden, dass der hintere Pilot ebenfalls eine gute Sicht nach unten hat. Für Modelle ist aber wie gesagt eigentlich nur die bessere Ruderwirksamkeit bei geringen Geschwindigkeiten und das bessere Abrissverhalten interessant. Allerdings musst Du den Flügel dann auch etwas Torsionsteifer bauen, da Du durch die Vorpfeilung zusätzliche Torsionsmomente bekommst, die unangenehme Folgen haben können. Auch die Stabilität um die Hoch-und Längsachse leidet etwas darunter. Dies ist aber tollerierbar, da nicht all zu gravierend (natürlich nur in gewissen Grenzen).

Oder ist es besser die Flächen möglichst spitz und flach auslaufen zu lassen

Zum Vergrößern anklicken....

Zur Untergrenze der Reynoldszahl wurde ja schon was gesagt. Hinzu kommt, dass die Zuspitzung gravierende Auswirkung auf die lokalen Anstellwinkel hat. Je spitzer die Fläche zuläuft, desto mehr wird die Strömung dahingehend beeinflusst, dass die lokalen Anstellwinkel in Richtung der Flügelspitze ansteigen. Das heißt, der Abrisspunkt der Strömung wandert immer weiter nach aussen. Und ein Abreißen der Strömung an der Flügelspitze bewirkt ein abruptes abkippen des Fliegers, das sich nicht kontrollieren lässt. Beeinflussen kann man das Stall-Verhalten auch durch Schränkung oder variierende Profile über der Spannweite. Warum macht man Zuspitzung dann überhautpt? -> Ziel ist es eine elliptische Auftriebsverteilung zu erreichen, um den induzierten Widerstand zu minimieren. Wie Du siehst ist Fugzeugbau also immer ein Kompromiss. Einfach mal ein bisschen mit den Werten rumspielen und schauen was passiert.

Meine Idee: Kann ich das Profil innen ein bisschen aufdicken (hat ja glaub original 8,8%), zb. auf 10%? Wenn ja, mit welchem Tool kann ich das machen?

Zum Vergrößern anklicken....

Das Aufdicken auf 10% in Richtung der Flügelwurzel halte ich für eine gute Idee. Die Aerodynamik wird nicht all zu sehr darunter leiden und Du sparst Dir eine Menge Gewicht, da Du die Holme anders dimensionieren kannst. Ich selber habe mit Profili noch nicht gearbeitet, bin mir aber sicher, dass Du die Profildicke damit modifizieren kannst. Ich arbeite mit XFLR5 (Freeware: http://xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm). Hiermit kannst Du Profile auch schnell und einfach modifizeiren und berechnen. Ich kann Dir die Datei des modifizierten MH32 (oder auch andere) aber gerne auch per PN zuschicken.

Hallo Uli,

ich finde es toll , das Du dich an einen Eigenentwurf herann traust.
Dabei kann man nur lernen.
Dein FLZ_Vortex-Entwurf sieht doch schon richtig gut aus.

Zwei Sachen habe ich noch entdeckt.
1) Du solltest rechts in der Karte 'Auslegungsberechnung' noch die Werte für die Widerstände eintragen.
Also Rumpfquerschnitt und eine Angabe für den Interferenzwiderstand.
Ansonsten sehen die Gleit- und Sinkpolaren doch zu schön aus.

2) Bei der Auslegungsrechnung ist dir sicherlich schon aufgefallen, das der Drehrichtungspfeil um die Hochachse (Z-Achse) eine Drehung zeigt, obwohl dein Entwurf symmetrisch ist.
Das liegt an dem verwendeten Profil 'SD8020.DAT' für das Seitenleitwerk.
In der Koordinatendatei gibt es eine Stelle, die nicht 100% symmetrisch ist.

0.81560 0.01908
0.81561 -0.01907

Und dann rechnet das Programm eine winzige Wölbung , wo doch eigentlich keine sein sollte.

Die Profildateien kannst Du schön mit einem Texteditor bearbeiten z.B. mit Edit von MS.

Gruß

Frank

Servus!
Wg. Profil schau doch mal hier nach: http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/185081-F3J-in-Holz-Inspira?p=1761715&viewfull=1#post1761715.

Hans Rupp hat hier ein Profil für einen 4m 4-Klappen Segler entwickelt. Es berücksichtigt das Einfallen der Bespannung hinter dem Holm und ist auch für Aufbau auf einer Ebene ohne Helling geeignet. Kannst dich ja mal an ihn wenden, ob er es auch für einen kleineren Segler für brauchbar hält.

Halt' uns auf dem Laufenden - und viel Glück!
Thomas

Guten Morgen

@Rolf
Inzwischen bin ich bei Werten die ein bisschen realistischer aussehen (mit ca=1, v=30m/s, 2kg). Allerdings dann schon mit 10% Profildicke am Rumpf und obenliegendem Holm. Nur will ich den Holm nicht sooo arg breit machen, denn sonst muss ich den gerade bei der "Elektroflug-Bauweise" ja oben noch rund schleifen, damit der Profilverlauf passt. und das stell ich mir recht schwierig vor. Ich werd den Holm dann aber wohl abstufen, also am Rumpf z.B. 3 Leisten übereinander, Mitte nur noch zwei, am Ende dann nur noch eine oder so.

@NikKn
Danke für den Link, mit XFLR5 hab ichs dann hinbekommen das MH32 auf 10% zu modifizieren. Bei den Flächenenden weis ich aber immer noch nicht wie ich es mache. Da schau ich dann mal wenn ich die Fläche soweit fertig hab.

@Frank Ranis
Danke für den Hinweis, da hab ich garnicht drauf geachtet. Ich denke ich werd zumindest das Seiteleitwerk dann eher als ebene Platte machen, ist auch wesentlich einfacher vom Aufbau. Und ich denke da es keine tragende Fläche ist dürfte es auch ziemlich egal sein, oder?
Das ich im FLZ momentan noch ohne Rumpf rumflieg ist mir bewusst, ich tu mir da gerade noch ein bisschen schwer welche Werte ich da wirklich eintragen soll. Querschnitt ist das kleinere Problem, aber wie komme ich auf den Widerstand?

@blonthomas
Die Inspira-Entwicklung verfolge ich nebenher auch, hab da ja auch zwischendurch mal nach einer Mini-Inspira gefragt. (Beitrag #272 ff)
Da hat Hans ja auch mal was zum Profil gesagt, aber ich werd ihn mal anschreiben und ihn nach seiner Meinung fragen wie sich sein Profil auf meinem Flieger machen würde.

@alle
nochmals vielen Dank für eure Unterstützung, ich werd euch auf jeden Fall aufm dem laufenden halten, auch wenns zwischendurch immer mal zu etwas längeren Pausen kommt.
Im Moment versuche ich mich mal mehr um den Rumpf zu kümmern und mir da ein paar Skizzen zu machen. Ist aber noch nichts gescheites dabei raus gekommen.

Gruß
Uli

ulinux schrieb:

Ich denke ich werd zumindest das Seiteleitwerk dann eher als ebene Platte machen, ist auch wesentlich einfacher vom Aufbau. Und ich denke da es keine tragende Fläche ist dürfte es auch ziemlich egal sein, oder?

Zum Vergrößern anklicken....

Gerade egal ists nicht, aber der Einfluss ist klein, da die Fläche klein ist. Eine ebene Platte liefert zwar bei den kleinen Re-Zahlen fast optimalen Auftrieb, aber schon bei moderaten Anstellwinkeln ist der Widerstand höher als bei einer profilierten Fläche. Da man im Modell häufig nicht schiebefrei fliegt, kommt das doch öfters vor. Aber auf die Gesamtauslegung bezogen macht der Unterschied nur Promille aus. Da ist eine günstige Auslegung von Fläche und Streckung wichtiger.