Profilwahl Re-Zahl Ähnlichkeitswirrwarr

Hallo Zusammen! (Relevantes zur Frage ist fettgedruckt)

Kann ich durch Verdoppeln der Flächentiefe (Verdopplung der Re-Zahl) bei sonst gleichen Parametern (20gramm Flächenbelastung, gleiches Profil, gleiche Profildicke) den möglichen Geschwindigkeitsbereich eines bekannten Entwurfes theoretisch halbieren, da ich dann gemäß RE = Geschwindigkeit*Flächentiefe*70 wieder bei der gleichen Re-Zahl landen würde?

Hintergrund: Das AG40/42 ist die Kurve der Wahl, das nächste Modell muss damit gebaut werden, sonst sterbe ich (frei nach Aerodesign).
Soviel zur Logik (nicht vorhanden).
Ich hätte aber gerne eine (Logik). Daher bin ich seit Wochen bemüht XFLR zu verstehen, und Polaren zu interpretieren. Ich verstehe es nicht. Die Unterschiede in den Polaren sind für mich als Laien minimal! Das einzig Auffällige:
Das favorisierte AG40 hat einen weit geringeren Maximalauftrieb als die Mitspieler SD7037 und SD7038, die wiederum haben offenbar wesentlich mehr Widerstand.
Modelldaten:

• Flächenbelastung 20gramm/dm^2
• Flächeninhalt 160dm^2
• Streckung 10 (das ist so festgelegt)
• Einfachtrapez Fläche, Einfach V-Form 2°, 4 Klappen

Wichtigstes Ziel ist langsam zu können, bei möglichst geringem Sinken. Nicht Gleitzahl, nur langsam.

Ist die Profilwahl denn für die Anforderungen das Richtige (AG40 innen / AG42 außen)? irgendwo las ich, kann sein bei Aerodesign, dass das MH32 bei F3J Verwendung fand, da das geringste Sinken über das niedrige Gewicht kommt und der geringe Profilwiderstand gut für das Überbrücken großer Entfernungen ist (das an dieser Stelle, da das MH32 ja auch nicht der Auftriebsprotz ist und trotzdem bei F3J Verwendung fand). Oder anders, brauche ich bei dem für die Größe recht niedrigem Gewicht überhaupt ein so hohes Ca wie das 7037 bieten kann? Kann ich das hohe Ca überhaupt nutzen (ich bin ein Aushungerer) Vielleicht käme ich ja gar nicht in den Bereich des hohen Ca's, da der Segler viel zu leicht ist um mit solchen Anströmwinkeln unterwegs zu sein. Allerdings kommt der Winkel ja auch vom langsam unterwegs sein, also könnte es doch sein, dass mans brauch, in engen Kurven eventuell sowieso. Versteht jemand mein Dilemma des Nichtwissens???


Woher weiß ich denn, in welchem Re-Zahl-Bereich ich unterwegs sein werde - alles bis auf die Fluggeschwindigkeit ist ja festgelegt. Wie kann ich die Fluggeschwindigkeit mit den sich ergebenden 3kg Fluggewicht abschätzen? Was passiert wenn es 4kg werden, Wäre dann ein dickeres Profil günstiger gewesen um sehr langsam fliegen zu können? Fragen über Fragen.

Habe auch mal probiert das AG40 auf 9,2% aufzudicken, dann wird der Profilwiderstand bei Re 40k etwas höher, max. Ca wird etwas besser und bei Re 80k und höher viel besser, der Widerstand ist dann annähernd gleich. Vor Allem aber sind die Ecken nicht mehr so ausgeprägt und der Ca steigt über dem Widerstand schön an, wovon ich mir verspreche das das Modell dann weniger zickig mit mir spricht und dezent sagt: "jetz ist aber mal gut mit Höhenruder" Beim AG42 bin ich auf 8,3% statt ursprünglich 7,3% das brachte nur Verschlechterung, durchweg, bei geringer Re-Zahl sogar extrem. Da war das original beim Ca und Cd wesentlich besser!
Wenn ich das AG40 original dünn lasse, liegt die Strömung laut diverser Aussagen schneller wieder an, das spricht gegen die Dickung..

Will einer, der weiß wovon er spricht (nicht wie ich) helfen?
Vielen Dank schon mal, Andreas

Minimales Sinken

Minimales Sinken

Hallo Andreas,
Ich möchte mich kurz fassen mit dieser Antwort, da Deine Frage wohl nicht so pauschal beantwortet werden kann, wie Du das wohl wünschst. Das tut mir leid, aber das ist nun mal so. In Ingenieurskreisen würde man wohl auf Deine Frage mit. "Kommt drauf an" antworten.
Kurzum, Du müsstest Dein Vorhaben etwas praezisieren.
Kommt es nur auf das geringste Sinken an?
Dann ist bei der Auslegung das Profil erstmal nicht vorrangig. Das minimale Sinken optimierst Du in dem Du die Spannweite so gross wie möglich waehlst und das Gewicht so klein wie möglich realisierst. Beide Parameter haben Einfluss auf die sog. "Spannweitenbelastung" und diese wiederum auf das minimale Sinken (L^3/2/D).
Demnach muss Dein Tragflügel im oberen CA-Bereich optimiert werden. Da dort der induzierte Widerstand den grösten Anteil an der Gesamtwiderstandsbilanz hat, sind die Massnahmen der Wahl eben Gewichtsreduktion und Spannweitenvergrösserung.
Die gewaehlte Streckung von 10 ist hierbei ein stark limitierender Faktor!!! Ich würde das in diesem Rahmen als "kontraproduktiv" bezeichnen. Warum muss das so sein? Ist die Streckung in dem Projektrahmen als "muss" abgesteckt?

Wenn dem so ist, dann bleibt für den von Dir hier skizzierten Tragflügelgrundriss im Grunde nur noch die Optimierung der Zuspitzung (Auftriebsverteilungsoptimierung) und die Profilauslegung, was leider eine Annaehrung von der falschen Seite darstelt.

L^3/2/D beschreibt die Steigzahl. Diese ist zu maximieren. Für den von Dir vorgestellten Grundriss tritt die maximale Steigzahl im CA-Bereich um 0.7 auf, die ResqrtCl-Werte sind 198000 für die Wurzel und etwa 95000 für den Randbogen. Das ist schon deutlich höher als die Design-Rezahlen der AG-40 und AG-42 Profile.
Wenn möglich würde ich also zuerst an der Tragflügelgeometrie arbeiten, dann an der Tragflügelprofilierung.

Viele Grüsse:

Philip Kolb

Hallo Andreas,

ich denke Du gehst von falschen Zusammenhängen aus.

Natürlich wird die Re-Zahl größer wenn Du die Flächentiefe größer machst, die Fluggeschwindigkeit ist aber einzig von der Flächenbelastung und dem Auftriebsbeiwert ca abhängig.


Die Fluggeschwindigkeit ergibt sich aus der Flächenbelastung und dem ca (gewählt, für Langsamflug hoher Auftrieb).

Die Re-Zahl ergibt sich dann entsprechend der Flügeltiefe und ist eine reine Rechengröße. welche die Geschwindigkeit nicht bestimmt.

siehe hier unter aero/Grundlagen

www.aerodesign.de/

Da findest Du auch diese Formel für die Geschwindigkeit

v = Quadratwurzel (2*m*g/(F*r*ca))

und Rechenbeispiele.

ca max so etwa 1,0-->1,2, mehr geht nicht (das ist "ausgehungert", nahe am Strömungsabriss) , egal welches Profil, mit Ausnahme von speziellen Höchstauftriebsprofilen.

Die Profilauswahl richtet sich dann nach dem angestrebten Einsatzbereich und ob das Profil bei deinem angestrebten Langsamflug bei viel Auftrieb und dann kleiner Re-Zahl (weil langsam) nicht eventuell unterkritisch ist, unter Re=80.000 sollte es nicht sein. Die AG Profile sind da schon nicht verkehrt, weil für kleine Re-Zahlen entworfen.

Die Profilpolare gibt dir darüber Aufschluss, siehe hier:

http://www.thuro.at/index.php?option=com_content&view=article&catid=34:aerodynamik&id=53:aerodynamik7&Itemid=58

Gruß Rolf

Hallo Philip, Hallo Rolf,

vielen Dank für eure Antworten!
Es sind natürlich wieder einige Dinge dabei die ich nicht verstehe, habe erstmal versucht selbst zu recherchieren.

Philip schreibt:

• Spannweite so groß,
• Gewicht so klein wie möglich

und spricht dann von "Spannweitenbelastung" und der Steigzahl (L^3/2/D).
Die Steigzahl wird umso besser, umso höher sie wird. Höher wird sie, wenn der Wert für L (Auftrieb) aus der Flugzeugpolare möglichst hoch wird, und der Wert für D (Widerstand) aus der Flugzeugpolare möglichst gering.

D muss wohl in meinem angestrebten Fall (Streckung klein) was besonders Schädliches sein und mit Spannweitenbelastung zu tun haben?
Über Spannweitenbelastung konnte ich nichts in Erfahrung bringen.

Philip Kolb
Minimales Sinken
Demnach muss Dein Tragflügel im oberen CA-Bereich optimiert werden. Da dort der induzierte Widerstand den grösten Anteil an der Gesamtwiderstandsbilanz hat, sind die Massnahmen der Wahl eben Gewichtsreduktion und Spannweitenvergrösserung.

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So ähnlich war wohl unbewusst mein Ansatz, dass Herr Drela die Profile für bestmögliches CA bei minimal möglichem Widerstand und dazu für relativ kleine RE-Zahl optimiert hat. Da ich gerne "rumhungere" in der in unseren Gefilden doch meist windarmen und thermikschwachen Luft, interessieren mich gute CA-Werte bei minimalem Widerstand und minimaler Fluggeschwindigkeit.
Da aus der Fluggeschwindigkeit auch die funktionierenden RE-Zahlen (überkritisch unterkritisch, bewege mich ja gerne im Grenzbereich) resultieren, war der kindliche Gedanke das gigantische Flächentiefe die RE-Zahl vergrößert und dabei meine Profilpolare und damit ja wohl auch die Gesamtpolare in einen wesentlich besser funktionierenden Bereich verschiebt (bei gleicher ultralangsamer Fluggeschwindigkeit). Im besseren Bereich ist bei fiktivem CA von 1,0 (siehe Abbildung) der Drag wesentlich besser, bzw. in einem fuktionierenden Bereich, während er das bei halber Flächentiefe=halber RE-Zahl, eben nicht ist.

Mit anderen Worten, ich vergrößere zwar meinen induzierten Widerstand durch die geringe Streckung, verschiebe aber damit das Profil in einen wesentlich besser funktionierenden Bereich. Dieser Gedanke ist falsch?

Philip Kolb
Minimales Sinken
L^3/2/D beschreibt die Steigzahl. Diese ist zu maximieren. Für den von Dir vorgestellten Grundriss tritt die maximale Steigzahl im CA-Bereich um 0.7 auf, die ResqrtCl-Werte sind 198000 für die Wurzel und etwa 95000 für den Randbogen. Das ist schon deutlich höher als die Design-Rezahlen der AG-40 und AG-42 Profile.

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Hoha. Das will ich auch!:

• Wie stellt man (Philip) fest, dass mein CA-Bereich um 0.7 ist?
• Wie kommt man auf ResqrtCi-Werte von 198000 und 95000 und was genau ist das??

• (ich habe die Suchfunktion bemüht, gegoogelt und in diversen PDFs gelesen, nichts gefunden).

Mit 50cm und 30cm (Flächentiefen Wurzel und aussen) hat das vom Verhältnis so eindeutig erstmal nichts zu tun?

Rolf schreibt mir die Formel für die Fluggeschwindigkeit:

Rolf Laube:
www.aerodesign.de/ Da findest Du auch diese Formel für die Geschwindigkeit: v = Quadratwurzel (2*m*g/(F*r*ca)) und Rechenbeispiele.

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In die Beispielformel von Herrn Siegmann eingesetzt sieht das mit der theoretischen Fluggeschwindigkeit (am Auftriebsmaximum?) bei meinen angepeilten Werten für Flächenbelastung 20g/dm³ und dem CA von 0,7 was Philip mir verraten hat, folgendermasen aus:

v = (2*20/(1,225*0,7))^0,5
v = 6,83m/s = 24,6km/h

Bei eventuell möglichem CA 1,2:

v = (2*20/(1,225*1,2))^0,5
v = 5,22m/s = 18,78km/h

Das entspricht RE-Zahlen von:

6,83m/s * 300mm * 70 = 143.430 RE
6,83m/s * 500mm * 70 = 239.050 RE

5,22m/s * 500mm * 70 = 109.620 RE
5,22m/s * 500mm * 70 = 182.700 RE

Wobei mir die errechneten Geschwindigkeits-Werte immer noch verhältnismäßig hoch vorkommen.
Mein letzter Flieger (Bild unten, aus Ermangelung eines Miles..) hatte auch 20g/dm³ und flog/fliegt ausgehungert mit v-min = 4m/s (geschätzte Gleitzahl dann 13). Das Profil war frei nach naiv selbst geschliffen, ähnlich einem 7037, aber wohl mit etwas mehr Wölbung und die Nasenleiste wesentlich runder! (was ja auch grundverkehrt sein soll) Profildicke übrigens 10% (nach der Beplankung mit 1,5 Balsa oben und unten :-) , das war so nicht geplant, das hat sich so ergeben..).
Nachdem ich inzwischen viel über Profilentwürfe und dergleichen gelesen habe, wundere ich mich doch sehr, dass das Teil überhaupt flog/fliegt, von der Fluggeschwindigkeit her geradezu unglaublich langsam geht und rein rechnerisch (Formel Geschwindigkeit mit Flächenbelastung oben) in einem CA-Bereich von 2 fliegen müsste und das auch noch mit einer RE-Zahl am Randbogen von maximal 42000. Ich hab keinen Turbulator drauf.


Zusammenfassung und abschließende Fragen:

Der Grundriss der Fläche meines Miles-Ersatz (damit möchte ich den Miles jetzt nicht beleidigen, aber ich bekomme einfach keinen mehr ) ist zwar ein Doppeltrapez, die Streckung liegt aber auch bei 10. Die Profildicke liegt in einem Bereich der bei den auftretenden RE-Zahlen meinen neueren Kenntnissen nach gar nicht funktionieren dürfte, wie kann das sein?
Mein Grundgedanke war das Gesamt-Konzept des oben abgebildeten Fiegers, also Flächenbelastung 17,5 - 20g/dm (entsprechend einer für mich umsetzbaren Leichtbauweise aus Holz) beizubehalten und durch Vergrößerung des gesamten Entwurfs (gleichbleibend niedrige Streckung, auch Stabilitätsgedanke, Holmhöhe) und den Einsatz eines (meiner Meinung nach genialen) modernen Profilentwurfs (den ich in Holz auch erst mit dieser Flächentiefe annähernd umsetzen kann), die geringe minimale Flug-Geschwindigkeit und Sinkleistung mindestens beizubehalten, bei gleichzeitiger Vergrößerung des Geschwindigkeitsbereiches.

• Sind die von mir gewählten Profile dazu geeignet (AG40/42) (Klappen bekommt der Flügel auch) oder erscheint ein anderes besser (welches)?
• Wie errechnet sich der Wert der maximalen Steigzahl für einen spezifischen Grundriss einer Fläche?
• Was sind die ResqrtCl-Werte und wie lassen sich diese errechnen?
• Wann ist der Miles wieder lieferbar :-)

Andreas

Andreas77 schrieb:

• Wie stellt man (Philip) fest, dass mein CA-Bereich um 0.7 ist?
• Wie kommt man auf ResqrtCi-Werte von 198000 und 95000 und was genau ist das??[/B](ich habe die Suchfunktion bemüht, gegoogelt und in diversen PDFs gelesen, nichts gefunden).

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Durch Messung der Geschwindigkeit und Rechnung mit der Auftriebsformel und der bekannten Flächenbelastung.

Re-sqrt (cl) (nicht ci) ist der Scharparameter der Typ 2 Polaren z.B. in XFOIL. Es bedeutet, dass bei ca (entspr. engl cl)=1 die angegebene Re-Zahl erreicht wird. Für andere Auftriebsbeiwerte wird Re entsprechend der dann im stationären Gleitflug herrschenden Geschwindigkeit umgerechnet. Diese Profilpolare gilt also für ein Flugzeug im stationären Gleitflug mit konstanter (wie auch anders) Flächenbelastung. Dieser Zusammenhang für v (und damit Re) folgt der Quadratwurzel von ca (englisch square root of cl, in hackerspeak sqrt(cl)).


Noch zum Rumhungern und kritischer Re-Zahl: Beim Höchstauftrieb eines Profils ist die kritische Re-Zahl eigentlich meist sehr klein. Das, weil die Grenzschicht beim dann tief liegenden Staupunkt beim Umströmen der Profilnase stark beschleunigt und dann verzögert wird; dabei wird sie normalerweise Turbulent. Solange sie bei dieser Tortur nicht vollständig ablöst (was dan jenseits ca max passiert), ist sie für den weiteren Druckanstieg im hinteren Profilbereich bestens gerüstet.

Anders sieht es im mittleren Geschwindigkeitsbereich aus. Da liegt die kritische Re-Zahl höher. Sieht man gut im Polarenverlauf; die zeigt dann nämlich typisch zwei Widerstansminima. Eines im Bereich des Höschtauftriebs, eines bei viel tieferen ca. Dazwischen ist ein "Sack" mit hohen Widerstandsbeiwerten im mittleren ca-Bereich.

Moderne Profilentwürfe ("Blasenflüsterer") mit sanfter Blasenrampe (Das SA 7037 sei als Beispiel genannt) wissen dieses Verhalten weitgehend zu verhindern. Die meisten klassischen Modellflugprofile haben es aber. Rumhungern geht mit solchen (klassischen) Profilen wunderbar; weniger schön ist die Geschwindigkeitsaufnahme. Da kommt zunächst mal lange nichts, ausser viel Saufen, bis mit steigender Geschwindigkeit und damit höherem Re die Profilleistungen besser werden.

Hallo Markus!

Harter Stoff!

• Messung der Geschwindigkeit?
• Typ 2 Polaren?

Re-sqrt(c1) ist also die Re-Zahl die vom Flugzeug erreicht wird, wenn es mit CL von 1 fliegt? Verwechsle ich jetzt CL und Ca? Das ist das Selbe/Gleiche, oder? Auftrieb Lift. ja.

• Wie kommt er jetzt auf 0,7? 0,7 ist ja nicht sehr hoch (damit nicht sehr langsam)?

MarkusN
Noch zum Rumhungern und kritischer Re-Zahl: Beim Höchstauftrieb eines Profils ist die kritische Re-Zahl eigentlich meist sehr klein. Das, weil die Grenzschicht beim dann tief liegenden Staupunkt beim Umströmen der Profilnase stark beschleunigt und dann verzögert wird; dabei wird sie normalerweise Turbulent.

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Dafür ist meine oben beschriebe "eher sehr stumpfe" Nasenleiste mit relativ großem Radius doch ideal, oder? (um tief liegenden funktionierenden Staupunkt zu ermöglichen). Oder lässt sich das nicht tendenziell sagen.

Das mit den 2 Widerstandsminima ist nett dass du das ansprichst, ich dachte schon mein XFLR funktioniert da nicht richtig. Mittlerer Geschwindigkeitsbereich bedeutet, dass ich mich zwischen den Minimas mit CA 0,2-0,5 beispielsweise aufhalte?
Die Flugstrategie bei solch einem Profil wäre dann wohl vom Hungern aus ins untere Minima, sprich in die Senkrechte und dann bei genügend v gradaus woandershin :-), klingt doch gut!

Wie verhindern die modernen Profilentwürfe dieses Verhalten? Ist damit die Ausrundung der hinteren 2/3 nach oben hin gemeint um die Geschwindigkeit langsam runter zu bremsen? (Aerodesign 205 vs 7037..?)

Andreas77 schrieb:

• Messung der Geschwindigkeit?
• Typ 2 Polaren?

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Yep. Messung ist nicht ganz einfach. die Geschwindigkeitsjäger im Hanglee verwenden Laserpistolen. Per Logger kannst du die GPS-Geschwindigkeit messen. Sonst hilft nur Schätzen beim Durchfliegen einer Messstrecke (oder genaueres Schätzen mit Visiereinrichtungen à la F3B Messstrecke.)

Typ 1 Polaren sind Polaren die bei konstanter Geschwindigkeit / Re-Zahl gemessen oder gerechnet sind. Das ist nicht sehr praxisgerecht, da ja die Geschwindigkeit mit ca ändert. Die Typ 2 Polare simuliert eben diese Änderung. Bei halbem ca wird mit einer um 41 % höheren Re-Zahl gerechnet (1.41 = wurzel(2)

Das ist das Selbe/Gleiche, oder? Auftrieb Lift. ja.

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Yep. Deutsch ca, cw Englisch cl, cd.

• Wie kommt er jetzt auf 0,7? 0,7 ist ja nicht sehr hoch (damit nicht sehr langsam)?

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Praxiserfahrung. Viel höhere CA (gross geschrieben = für den ganzen Flügel) sind im Modellflug nur schwierig zu erreichen.

Dafür ist meine oben beschriebe "eher sehr stumpfe" Nasenleiste mit relativ großem Radius doch ideal, oder? (um tief liegenden funktionierenden Staupunkt zu ermöglichen). Oder lässt sich das nicht tendenziell sagen.

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Grosse Nasenradien führen zu eher hohen kritischen Re-Zahlen. Weil die Geschwindigkeits- Saugspitze beim Umströmen der Nase schwächer ist.

Wie verhindern die modernen Profilentwürfe dieses Verhalten? Ist damit die Ausrundung der hinteren 2/3 nach oben hin gemeint um die Geschwindigkeit langsam runter zu bremsen? (Aerodesign 205 vs 7037..?)

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Geometrisch sind das Profile mit eher hohem "aft loading" ja, also tendenziell mehr Wölbung hinten. Wichtig ist die Druckverteilung. Der Druckanstieg hinten oben muss sanft sein, und das über einen möglichst breiten ca-Bereich. Solche Profile zeigen eine ziemlich starke Wanderung des Umschlagpunkts mit dem Anstellwinkel, haben also keinen fest "einprogrammierten" Umschlagpunkt wie die frühen Laminarprofilentwürfe. Mit so einem Profil erreichst Du nicht die absolute Höchstleistung in einem Punkt, wie das ein spitz ausgelegtes Laminarprofil kann. Dafür sind die Leistungen breitbandig gut.

Vom Konzept Laminarprofil muss man sich im Modellflug ohnehin lösen. In unserem Re-Zahl-Bereich ist auch ein Clark Y weitgehend laminar. Die Frage ist, was hinter dem Umschlagpunkt geschieht: Entsteht ein grosse Ablöseblase, platzt die gar auf bis zur Endleiste (echt unterkritischer Betrieb), oder schlägt die Grenzschicht mit einer minimal dicken Ablöseblase um und legt sich turbulent wieder an.

Tendenzen zur Profilwahl/Verwindung

Tendenzen zur Profilwahl/Verwindung

Hilfe! ich bin überfordert! Tendenzen könnten mir eine Richtung zeigen.
Geht das beim Flugzeug Entwerfen?

Präzisiertes Vorhaben:

• Spannweite 470cm
• Flächentiefen 50cm Wurzel, 30cm außen
• Einfach V-Form ( min 1° - max 3° ?)
• Einfach Trapez

• angepeiltes Abfluggewicht 3-4kg + 1kg mögliche Aufballastierung (soll unter 5 bleiben)
• Flächenbelastungen Ausgangssituation zwischen 16,5 und 22g/dm³, 27g/dm³ max.

Angestrebte Ziele:

• minimal mögliche Fluggeschwindigkeit mit Aushungeroptimierung
  
  • ohne ein Profil zu nehmen was im Rahmen der Flächenbelastung mögliche höhere Geschwindigkeiten wegen enormem Widerstandszuwachs komplett ausschließt
  • Wäre schön wenn das Profil auf Klappen reagieren würde (soll sich in seinem Charakter von hohem max.Auftrieb zu geringem Widerstand im mittleren CA-Bereich durch Klappeneinsatz verändern lassen). Dachte dafür seien die Drelas optimal (die Profilform krieg ich hin und und die Endleiste wird messerscharf und wenn ich 2 Jahre dran baue..).
  • Maßnahmen um hohe Sicherheit gegen seitliches Abkippen bei Strömungsabriss zu haben, erwünschtes Verhalten: einfach Geschwindigkeitsaufnahme durch Nase senken wie bei Doppel-V-Fliegern, trotz Einfach V (z.B. keine ausgeprägten Laminardellen-Ecken? Nicht über 10% Profiltiefe Wurzel, 8% außen? eventuell Verwindung trotz Klappen?)

Hallo Andreas,

nur mal zum anschauen was Mark Drela so für F3J gemacht hat...

www.charlesriverrc.org/articles/drela-airfoilshop/markdrela-ag-ht-airfoils.htm

www.charlesriverrc.org/articles.htm

auf der CRRC Seite findest Du auch alle Drela Profile.

und hier etwas zum Thema Thermikflieger:

www.rc-network.de/forum/showthread.php/45459-Zum-x-ten-mal-Auslegung-Thermiksegler

Da ist eine ähnliche Fragestellung wie jetzt bei dir behandelt, mit Aussagen zu Tendenzen

Gruß Rolf

Andreas77 schrieb:

Präzisiertes Vorhaben:

• Spannweite 470cm
• Flächentiefen 50cm Wurzel, 30cm außen
  

• angepeiltes Abfluggewicht 3-4kg + 1kg mögliche Aufballastierung (soll unter 5 bleiben)
• Flächenbelastungen Ausgangssituation zwischen 16,5 und 22g/dm³, 27g/dm³ max.

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Das hört sich aber verdammt sportlich an. Soll das ein 4,7m Freiflieger werden?
Den Flieger kannst Du nur bei schönsten Wetter fliegen, da 4 KG auf 4,7m Spannweite nicht viel Material erlauben, um die Flächen stabil zu bauen.
Da musst Du ja schon in Vollkohle und mit superleichtem Balsa bauen.

Ich bin gespannt, wie der Thread sich entwickelt!


Gruß, Jürgen

Ich frage mich auch grade, wo der Sinn bei einer so extremen Auslegung in richtung Langsamflug ist. Beim Thermikfliegen ist es i.d.R. so, dass man große Distanzen zurück legen muss, denn bekanntlich geht irrgendwo immer was. Nur die Frage ist wo und komme ich da noch hin? Deshalb finde ich es essentiel wichtig, dass man neben dem langsamen herumschleichen auch die Möglichkeit hat auf Strecke zu gehen. Sieht man ja bei F3K und F3J-Wettbewerben.
Großes Problem dabei ist auch der Wind. Bei 27g/dm3 max und einem auf Langsamflug optimierten Profil geht es bei minimalstem Wind wohl kaum noch Vorwärts. In der Praxis sieht das dann oft so aus, dass man in der Thermik mit dem Wind versetzt und beim zurück Fliegen gegen den Wind die gewonnene Höhe größtenteils wieder aufbraucht. Dolle Wurst!

Grüße,
Thorsten

Andreas77 schrieb:

Präzisiertes Vorhaben:

• Spannweite 470cm
• Flächentiefen 50cm Wurzel, 30cm außen
• Einfach V-Form ( min 1° - max 3° ?)
• Einfach Trapez

• angepeiltes Abfluggewicht 3-4kg + 1kg mögliche Aufballastierung (soll unter 5 bleiben)
• Flächenbelastungen Ausgangssituation zwischen 16,5 und 22g/dm³, 27g/dm³ max.

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Das wird zwar zweifellos ein Hungerkünstler. Ich bezweifle aber, ob Du damit viel Spass haben wirst. Schon bei ganz wenig Wind wird das ein Blatt im Wind mit sehr beschränkten Möglichkeiten, auf die Flugbahn Einfluss zu nehmen.

Eine ganz simple Faustregel besagt, dass ab ca. 20 cm Flügeltiefe ausreichend hohe Re-Zahlen erreicht werden, das passt eigentlich immer irgendwie. Allzuviel darüber ginge ich ohne Not am Randbogen nicht. Dann kannst Du auch die schöne Streckung bauen, die die grosse Spannweite hergibt. Etwas dynamischer wird der Entwurf damit ganz von selbst.

Hi

Da ich auch so ein Schleichflieger bin mal meine Erfahrungen.
Meine Modelle hatten eine Streckung von ~12 , keine Schränkung, und das gleiche Profil auf ganzer Fläche.
Um dem schädlichen Randwirbel ein Schnippchen zu schlagen, wurde lediglich max 5 % der Fläche an der Endleiste angehoben.
Das war ein Balsaklotz der an die letzte Rippe geklebt wurde.
Bei 15 cm Tiefe 5 bis 8 mm hochgezogen, wie auf dem Bild die untere Fläche:
http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=869928&d=1346312052
Mit solchen Flächen habe ich kaum Probleme mit abkippen gehabt, der Segler sackte dann einfach nur durch beim überziehen.

Gruß Aloys.

Flächenschränkung.

Flächenschränkung.

Moin

Mal ein paar Bilder meiner Flächenschränkung:



In der Draufsicht die Abmessungen auf mm Papier = 240 mm Flächentiefe.
Die Schränkung sieht dann so aus:



Das Profil ist 11 % und an der Steckung 280 mm:



Das ergibt eine Flächenbelastung von 9,1 g nur für die Fläche trotz Leichtbau.
Noch erwähnen möchte ich den 1 cm breiten schwarzen Streifen auf der Nasenleiste, der aus Folie geschnitten, wie ein Turbulator wirkt. Hm auf den Bildern nur zu erahnen.
Die Fläche hat 315 cm Spannweite und ein sehr gutmütiges Flugverhalten.
Damit wurden Dauerflüge ein paar Meter über dem Boden geflogen, immer kurz vor dem Strömungsabriss ohne gefährliches abkippen.

Gruß Aloys.

Die Randbögen sehen sehr schön aus!
Das Profil sieht dem graupnerschen Clark-Y von der Ur- DANDY sehr ähnlich?

Mag mir noch jemand die nachstehende Grafik erklären?
Es stand dabei dass es die Auftriebsbeiwert-Verteilung (ca-Wert-Verteilung) ist, die nicht mit der Auftriebsverteilung verwechselt werden darf.

Hallo Andreas

Clark-Y ? Ich hab die Fläche noch mal rausgekramt und nachgesehen.
Die ist nur 10 cm an der Rumpfauflage unten grade, das Profil ist von einem Björn von Wick denke ich, und auf 11 % aufgedickt.

Zu der Grafik
Links am Rumpf haben die 3 Flächen unterschiedliche Flächentiefe, durch die dann unterschiedlichen Re Zahlen, hat die Fläche "1" den grösten Widerstand pro dm².
Das Dreieck "0" den geringsten Widerstand mit der grösten Flächentiefe.
Weiter zur Flächenhälfte kreuzen sich die Werte in etwa.
Die Fläche 1 wird aber durch gleich bleibende Flächentiefe besser, und der Widerstand nimmt stärker ab.
Die Fläche 0,5 erhöht dann durch die schwindende Flächentiefe den Widerstand, da die Re Zahl in den Keller geht.
Beim Dreieck wird es ganz extrem, da nach aussen hin kaum noch von Re Zahl gesprochen werden kann.
Diese Kurve müßte aber auch am Flächenende senkrecht abfallen .
Legt man diese Kurven übereinander, und nimmt immer die untere Widerstandsärmste, erscheint beim Wechsel auf die 3 Profile eine neue Flächengeometrie mit Fläche 0 am Rumpf und Fläche 1 ganz aussen.
Das ist genau entgegen aller normalen Tragflächen, die Außen sehr zugespitzt sind.
Da hätte ich mal Fragen an die Experten .

Gruß Aloys.

FamZim schrieb:

...Zu der Grafik
Links am Rumpf haben die 3 Flächen unterschiedliche Flächentiefe, durch die dann unterschiedlichen Re Zahlen, hat die Fläche "1" den grösten Widerstand pro dm².
Das Dreieck "0" den geringsten Widerstand mit der grösten Flächentiefe.
Weiter zur Flächenhälfte kreuzen sich die Werte in etwa.
Die Fläche 1 wird aber durch gleich bleibende Flächentiefe besser, und der Widerstand nimmt stärker ab.

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Hallo Aloys,

In dem x-y Diagramm ist ca (Auftriebsbeiwert = x) als Funktion der Halbspannweite = y aufgetragen.

Von Widerstand ist dort nichts zu erkennen.

Was dieses Diagramm überhaupt aussagen will....


Gruß Rolf

Rolf Laube schrieb:

Was dieses Diagramm überhaupt aussagen will....

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Die ca-Belastung in Spannweitenrichtung, abhängig vom Flächengrundriss. Dort wo die Kurve am höchsten ist, wird die Strömung zuerst abreissen. Beim dreieckigen Grundriss also aussen. Kennt man ja aus Erfahrung, dass stark zugespitzte Flügel giftig sind. Überelliptische Grundrisse dagegen entlasten den Aussenflügel und führen zu harmlosem Überziehverhalten. (Die Kurve wir übrigens in den vielgenutzten Ranis-Programmen auch ausgegeben und gern genutzt, um die Gutmütigkeit von Grundrissentwürfen zu überprüfen.)

Zustande kommen die unterschiedlichen ca-Werte trotz ungeschränktem Flügel durch den induzierten Anstellwinkel. Die Auftriebsverteilung führt zu unterschiedlicher Anströmrichtung an den Flügel, weil ein auftriebserzeugender Flügel die Strömung umlenkt. Hier ist das ganze etwas detaillierter erklärt.

MarkusN schrieb:

Die ca-Belastung in Spannweitenrichtung, abhängig vom Flächengrundriss. Dort wo die Kurve am höchsten ist, wird die Strömung zuerst abreissen...

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hmmm...der Begriff einer ca-Belastung als Funktion vom Flächengrundriss ist mir bisher nicht begegnet.

Das bei einer starken Zuspitzung außen eher die Strömung abreißt...klar...da ist dann ja auch die Re-Zahl recht klein, wobei ein Abriss immer dann erfolgt wenn der Anstellwinkel zu groß wird...mehr wie ca max geht nicht...

Gruß Rolf

Rolf Laube schrieb:

Das bei einer starken Zuspitzung außen eher die Strömung abreißt...klar...da ist dann ja auch die Re-Zahl recht klein, wobei ein Abriss immer dann erfolgt wenn der Anstellwinkel zu groß wird...mehr wie ca max geht nicht...

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Das macht die Sache schlimmer. Der Hauptgrund ist aber die in dem Diagramm dargestellte Verbiegung der Auftriebsbelastung. Such Dir hier im Forum irgend eine Entwurfsdiskussion mit Ranis oder FLZ Vortex an: Die Auftriebsbelastungskurve wird immer mit beurteilt und kommentiert.