Optimalere Höhenrudergröße?

Ahoi,

zusammen mit 2 Kollegen möchte ich versuchen einen Verbrennerpylon
zu entwerfen und zu bauen. Spannweite wird in etwa 1m betragen. Der Anspruch hierbei soll geringe Wiederbeschaffungszeit bei Verlust, sowie Ausrüstung mit preiswerten Komponenten sein. So sollen bwf 2,5S sowie 4ccm enya/thunder tiger (preiswert, gleitgelagert, gegebenfalls mit Reso) eingesetzt werden. Hierzu hätte ich folgende Fragen:

-Ist es sinnvoller ein großes/tiefes Höhenruder zu verbauen und diesem dann weniger Ausschlag zu gönnen oder aber ein kleines mit dann größerem Ausschlag? bei welcher der beiden Alternativen kommt es eher zum Strömungsabriss?
-welche Lattenmaße sind bei o.g. Motoren sinnvoll um max. Geschwindigkeit
mit akzeptablem Schub zu erziehlen?


Grüße

Rotsh

Rotsh schrieb:

-Ist es sinnvoller ein großes/tiefes Höhenruder zu verbauen und diesem dann weniger Ausschlag zu gönnen oder aber ein kleines mit dann größerem Ausschlag? bei welcher der beiden Alternativen kommt es eher zum Strömungsabriss?

Zum Vergrößern anklicken....

Höhenrudertiefe 15..25% ist üblich. Mehr macht speziell beim Pylon keinen Sinn, das Modell wird dann einfach unpräzise zu fliegen. Du hast einen schnellen Luftstrahl auf dem Hlw. Das hatte ich vor einiger Zeit ausgerechnet: Ungefähr 15-20% höhere Strahlgeschwindigkeit ist auf dem HLW bei einem Elektropylon. Das erhöht die Höhenruderwirkung dermaßen, dass da keine Sonderwünsche nach "mehr" aufkommen. Mehr als "eckig" fliegen macht keinen Sinn.

Deswegen machen Überlegungen über den Strömungsabriss am HLW wenig Sinn: Du hast gegenüber dem Flügel eine um 15% höhere Anströmgeschwindigkeit. Selbst mit einem "Clark Y" auf dem Flügel wirst Du es schwerlich schaffen, die daraus resultierende Maximalauftriebe im Manöverbereich zu toppen! Die speziellen Rahmenbedingungen durch den Flug mit ständig laufendem Motor machen nur eine Überlegung sinnvoll: Das Höhenleitwerk sollte so klein, wie möglich sein, um die turbulent umströmte Oberfläche so gering wie möglich zu gestalten. Im Rahmen dieser geringstmöglichen Höhenleitwerksfläche sind 25% als relativ optimale Klappentiefe anzusehen. Bei größerer Klappentiefe ist der Nasenkreisradius größer und die Dickenrücklage kleiner zu wählen, damit die Saugspitze nicht zu früh auftritt, was aber wiederum mehr Widerstand im Schnellflug bedeutet. Und aus diesem Grund machen 30% Klappentiefe weniger Sinn als 25 oder 18%. Und das ist eine Frage des fliegbaren Stabilitätsmaßes am Modell. Profile mit relativ konstantem Momentenbeiwert lassen kleinere Stabilitätsmaße zu, das heißt die Ruderklappe kann kleiner ausfallen bei gleich guter Wirkung.

Bitte beachten: Was hierbei im Flug unter Motor noch gut fliegt, wird bei der Landung und nahe am ungesteuerten Absturz sein. Das heißt die Langsamflugbedingung diktiert Dir das notwendige Höhenleitwerk und die notwendige Ruderfläche. Bei den üblichen Speed-Profilen mit geringem Profilmomentenbeiwert ist also nicht der Speedflug das Problem, sondern die Landung. So viel zum HLW und den Klappentiefen.
Siggi

Danke Siggi,
für den sachlichen Beitrag, ich dachte mir schon, dass es auf einen Kompromiss
aus Langsam und Schnellflugeigenschaften hinausläuft.

Grüße

Rotsh

Hallo,
Ich kann Siggi nur beipflichten aus eigener Erfahrung. Ich hatte bei "Oma's Schrankwand MK I" das HLW mit 8% der Flügelfläche als ausreichend groß gerechnet. Hat auch prima funktioniert solange der Motor gelaufen ist, also solange der Speed ordentlich war. Nach dem abstellen vom Motor war der Flieger nicht mehr ausreichend mit Höhe steuerbar. Das hat dann unmittelbar zu Version MKII geführt mit 10% HLW, das geht jetzt sehr gut.

Gruss

mm

@Siggi:

Ich bin einer der Kumpels, die da mitbasteln wollen.
Also ich fliege zur Zeit so einen kleinen Eigenbau.80cm Spannweite Rechteckfläche. Profil MH30. Wenn ich im Schnellflug Höhe voll durchreise, macht das Modell sofort mal 5 gerissene Rollen am Stück. Es überschlägt sich Vollgas. Einen Flugzustand, den ich sonst durch keine andere Steuerbewegung erzeugen kann. Wie kann das sein, wenn doch die Strömung am HLW nicht abreisen kann. Von vorne bläst allerdings nur ein kleiner OS.10 FP mit 6x6.

Netten Gruß
Carsten

Hallo Carsten,

rechne mal nach, in welchem RE-Zahl Bereich Du unterwegs bist. Das MH30 scheint mir in unteren Bereich anfällig gegen Blasenbildung welche schnell den Cw erhöhen und dann zum Strömungsabriss führen.

RE=w mal t mal 70.

w = Geschwindigkeit in m/s
t = Flügeltiefe in mm
70 = ist ne Konstante aus Luftdichte zu Luftviskosität.

nehmen wir mal an, du fliegst mit 150km/h, sind ca 41m/s Deine Flügeltiefe sind 180mm?? kommt dann eine RE-Zahl von 525000 heraus. Wenn wir nun in die Profilpolaren schauen, http://www.mh-aerotools.de/airfoils/iages/mh30_p1.gif sehen wir, dass bereits bei einem Ca von 0,5 die Gefahr von Ablösungen entstehen. Je nachdem wie Dein Schwerpunkt ist, sind dazu schon sehr kleine Höhenruderausschläge ausreichend. Mein Flieger (Omas Schrankwand) macht zB mit 2mm Höhenruderauschlag einen 20g turn an der Wende.
Um diese Blasen/Ablösungsgefahr zu vermindern, hilft ein Turbulator. Ein Turbulator ist kein Zeichen für ein schlechtes Profil. Der führt nur, wenn er richtig dimensioniert ist, zu einem gleichmäßigen Strömungsumschlag und verhindert diese Blasenbildung. Oder Du musst einfach schneller unterwegs sein, damit Du in einem höheren RE-Zahlbereicht fliegst. Oder ein anderes, dickeres Profil benutzt. Dicker muss nicht gleich langsamer bedeuten. Schaue Dir mal zB das MH28 an.

Gruss

mm

Also denkst Du, dass der Abriss an der Fläche durch den schlagartigen ca Anstieg erfolgt? Die Flächentiefe ist übrigens nur 120mm. Und die 150km/h schaffe ich mit dem kleinen Motörchen auch ganz sicher nicht.

Netten Gruß
Carsten

Hallo Carsten,
also bei 120km/h sind das dann bloß noch eine RE-Zahl von ca 277000, das ist sehr wenig für das Profil. Übrigens, mit kräftig Nitromethan, angepasster (weniger) Verdichtung geht der 1,5er FP gar nicht so schlecht. Leider hält die Laufgarnitur das nicht lange aus. Aber laufen tut er ganz passabel, der kleine.

Der link zum Profilpolaren war falsch: http://www.mh-aerotools.de/airfoils/images/mh30_p1.gif

Gruss

mm

experimentiere mal mit Turbulatoren, das hilft.
Ausserdem, bist Du denke ich zu langsam für das Profil, oder alternativ, Deine Flügeltiefe ist zu gering.

Hallo!

Martin Hepperle schreibt (Oton):

Can be used at Reynoldsnumbers of 150'000 and above.
At Reynoldsnumbers below 150'000, a turbulator should be placed at 75% chord.

Zum Vergrößern anklicken....

Beim späteren Entwurf wollte ich so auf 160mm Flächentiefe gehen. 1m Spannweite. Motorisierung dann mit 2,5 ccm BWF bei den Kollegen. Ich hab sowas nicht und wollte einen 4ccm ThunderTiger einsetzen.
Hälst Du das MH30 wirklich für eine so schlechte Wahl?

OT zum Motor:
Der Dämpfer der dran war, hat noch so einen Zwischenring. Kann ich den entfernen ohne Leistung oder Tankdruck zu verlieren ? Dann wäre der Dämpfer kürzer und leichter. Lärm ist wurscht.

Netten Gruß
Carsten

Hallo Carsten,

Ja wie schreibt MH: can be used....die Betonung liegt hier auf above.
Du musst versuchen in einen höheren RE-Zahl bereich zu kommen. Schau Dir mal zB das MH16 an, das fliegen einige auf den neueren Q500 Fliegern. Damit kann man ordentlich um die Ecken bolzen ohne dass Du gross Geschwindigkeit verlierst. Wenn Du nur schnell sein willst kann auch ein vollsymetrisches Profil eine gute Wahl sein. Ein gutes Profil macht aber noch lange keinen guten Flieger. Die Summe aller Komponenten muss stimmen. Da sind wir dann wieder bei der berüchtigten Randbogendiskussion. Warum benutzt Du nicht auch einen BWF? Der ist Klasse. R oder RR sind durchaus sehr schöne Motoren. Speed wird mit Drehzahl geflogen.

Gruss

mm

MrMue schrieb:

Wenn ich im Schnellflug Höhe voll durchreiße, macht das Modell sofort mal 5 gerissene Rollen am Stück.

Zum Vergrößern anklicken....

Das ist kein ursächliches Höhenruderproblem, sondern zunächst nur eines vom Flügel. Klassischer einseitiger Abriss, sonst nichts. Was danach passiert, kann dann alles mögliche sein, ist aber nur eine Folgeerscheinung des einseitgen Abrisses.

Gegen das Problem hilft ein einfaches Mittel: Auftriebsreserve am Außenflügel erhöhen (camax) und schon kannst Du herzhaft durchreißen. Kleiner Schönheitsfehler: Du musst einen neuen Flügel bauen.

Zum MH-30: abhängig vom Geschwindigkeitsbereich gibt es jeweils effektivere Profile. Hotliner verwenden das MH-43, weil es neutraler ist. Speedflieger (F5D) verwenden Profile wie WMH, RL1py1, HS537 und sowas, weil die Profilunterseite jeweils gegenüber dem MH-43 eine etwas größere Reserve am unteren Laminardelleneck hat.
Siggi

Hartmut Siegmann schrieb:

Zum MH-30: abhängig vom Geschwindigkeitsbereich gibt es jeweils effektivere Profile. Hotliner verwenden das MH-43, weil es neutraler ist. Speedflieger (F5D) verwenden Profile wie WMH, RL1py1, HS537 und sowas, weil die Profilunterseite jeweils gegenüber dem MH-43 eine etwas größere Reserve am unteren Laminardelleneck hat.
Siggi

Zum Vergrößern anklicken....

Und junge motivierte Bastelfreunde, die sich einen schnellen Flieger stricken wollen, aber nicht die Kohle für die HighEnd-Motoren haben?

@MidgetMustang:
Ich habe leider keinen BWF. Mir stehen nur die beiden .25 zur Verfügung. Einmal ein Enya .25 RC und einmal ein Thunder Tiger 25 III R.C.
Im Prinzip soll unser Flieger in die Richtung Gnumpf (einfacher Aufbau, schnell zu ersetzen) gehen. Aber eben ohne die Beschränkungen des Gnumpf-Cup-Reglements. Ich hatte angedacht die Flächetiefe von 190 auf 160mm zu verringern. Ist das Unsinn im Sinne der Geschwindigkeit? Stichwort RE-Zahl?

@Siggi:
Flügel neu bauen ist kein Problem. Das kleine Flitzerchen ist ja nur als Versuchsmodell zum lernen gedacht gewesen. Der Motor ist heute Nachmittag in einen Dotwin (gekauft bei Markus) umgezogen. Ist der mit 600g noch fliegbar? Aber das nur am Rande.

Also ist nicht nur ein kleiner Wiederstand essenziell sondern ein camax, was eine Pylongerechte Wende zuläßt ebenso. Wo finde ich camax Werte zu Profilen? Muß ich dazu endlich lernen die Polaren zu lesen?

Ich seh schon, dass ganze wird nicht einfach.
Vielen Dank
für Eure Antworten

Netten Gruß
Carsten

Mit einer Frage muß ich da grade nochmal nachlegen. Die Frage nach der Länge des Rumpfes vor der Fläche beantwortet ja quasi das Gewicht des Motors und der gewünschte Schwerpunkt. Wie schauts nun mit der Hebellänge bis zum HLW aus? So viel wie im F3A wird ja sicher nicht nötig sein, aber welches Verhältniss zur Spannweite sollte nicht unterschritten werden? Geht dieser Wert vielleicht Hand in Hand mit der HLW-Größe? Wollte anhand der Aussagen von Midgetmustang mal mit 12% anfangen zu experimentieren.

Netten Gruß
Carsten

*wiederhochhol*

Würde mich sehr über ein paar weitere Antworten zum Thema freuen. Grade im letzten Post hatte ich noch ein paar Fragen aufgetan.

Hinsichtlich des Profils liebäugel ich mittlerweile mit dem MH20. Spricht da was gehen? Wenn ich das Profil im Nurflügelprogramm lade,meine gewünschte Flächengeometrie eingebe und den Anstellwinkel auf 0,001 setze bekomme ich ein CA von 0,035. Ist also eine EWD von 0° zu wenig?
Anders herum gerechnet: CA=0,1 --> Anstellwinkel 0,872264°.
Was nun?

nG
Carsten

*nochmalhochhol*


Die Frage wegen der EWD steht noch immer im Raum.
Könnte sich dazu jemand mal äußern? Der Styrokern ist geschnitten und wird dann beplankt. Rumpfteile habe ich allerdings noch nicht gefräßt.


Netten Gruß
Carsten