Der Versuch "leichte Außenflächen" zu quantifizieren!

Hallo zusammen,

in diesem Thread möchte ich die Diskussion anstoßen, wie ich meine Fläche bzgl. leichte Außenflächen (Ohren) bewerten kann. Ehrlich gesagt, will ich keine Diskussion über Sinn und Unsinn von leichten Außenflächen.

Meine erste Idee ist es den Schwerpunkt einer Fläche zu ermitteln. Dies geht ja noch recht Einfach. Dann den Abstand Flächenschwerpunkt zur Wurzelrippe messen. Dieses Maß bezeichne ich mal als Ls. Dann den Quotienten aus Ls und Flächenlänge Lf bilden. Je kleiner dieser Quotient desto leichter sind die Außenflächen. Dies ist ja alles noch sehr einfach, aber, spielt bei dieser Betrachtung auch der Flächeninhalt auf beiden Seiten des Flächenschwerpunktes eine Rolle? Wenn ja, welche Rolle?

Ich werde heute Abend mal ein paar Quotienten meiner Modelle ermitteln, vielleicht findet ihr noch einen passenden Begriff für diesen ;).

Gruß
Thomas
 
Hallo Thomas,

ob das einen weiterbringt?
Hans hat alles wichtige in seinem letzten Satz gesagt:
so leicht wie möglich!
Das ist aber kein absolutes Maß, denn die "geforderte Robustheit" kann sehr unterschiedlich sein. Für mich als (nahezu ausschließlichen) Hangflieger kann es schon sinnvoll sein, für rauhes Gelände außen etwas mehr Gewebe zu verarbeiten, als für das Fliegen nötig wäre. Für die Ebenen-Flieger sieht das wieder ganz anders aus.

Gruß
Wilhelm
 

Gast_8039

User gesperrt
Servus Thomas,
Nach Satz v. Steiner ist für das Trägheitsdrehmoment die Masse x Abstand von Achse zu multiplizieren, bzw. die Integrale. Du vereinfachst das für zwei Teiltrapeze: 1. innerhalb und 2. außerhalb des Flächen-SP. Der dazugehörige Flächeninhalt ist Dir in Deinem Ansatz wurscht, dito die Flächenbelastung. Das passt mathematisch für die Trägheitsbetrachtung allein, ist aber nur ungenau (soweit ich das alles noch richtig auswendig weiß) ;)
Als qualitativer und quantitativer Anhaltspunkt wäre das bezogene Gesamt-Flächengewicht eines Flügelabschnittes aber interessanter. Man müsste dazu den Flügel in weitere Teil-Flächen unterteilen, dort unterstützen und dann im festgelegten Abstand die Zunahme der Stützkraft für jedes weitere Segment ermitteln. Also Teil-Schwerpunkte und-Gewichte-> Integral. Mit dem Teil-Flächeninhalt des Trapezes bekommt man einen Verlauf des bezogenen Flächengewichtes als Maßstab.
 
Hallo Wilhelm,

ob dies einen weiterbringt, hängt immer vom Auge des Betrachters ab ;). Ich könnte mir so eine Clusterung wie es in der Auslegung E-Antrieb (80-120W/kg für gemütliches Steigen, 200W/kg für 45Grad usw.) gibt gut Vorstellen. Vielleicht bin ich aber damit auch voll auf dem Holzweg.

Achim,
den Satz von Steiner würde ich nur ganz rudimentär ansetzen. Hier gilt, ich kann die gesamte Masse eines Körpers (Fläche) in einem Massenmittelpunkt ansetzen. Dieser Punkt rotiert um eine Achse. Mir persönlich ist es nicht wichtig die Massenträgheit einer Fläche zu ermitteln. Sondern einen Indikator oder Wertebereich zu ermitteln, der die Flugeigenschaften beschreibt.

Fallbeispiel: Ist der Quotient aus Ls/LF kleiner 0,2, dann habe ich ein gute Chance auf ein wendiges/agiles Modell um die Längsachse. Liegt die Zahl zwischen 0,2 -0,4, dann eher mittelmäßig und oberhalb 0,4 hundsmiserabel :).

Ich denke jeder kann schnell den Quotienten bilden und seine subjektive Beschreibung der Agilität um die Längsachse seines Modells hier posten. Aufgrund der Meldungen könnte, dann eine Clusterung durchgeführt werden.

Vielleicht müsste man aber auch die Länge des Teilstückes mit der Fläche dieser multiplizieren und dann erst den Quotienten bilden. Weitere Ideen und Denkanstöße sind willkommen.

Gruß
Thomas
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hurra, ich wurde verstanden...

Hurra, ich wurde verstanden...

dass mir das mal in einem Forum passiert ;)

Da ja fast alle Scaleflächen auch als simples Doppeltrapez (Knickstelle üblicherweise bei 60% Halbspannweite) und Zweckflächen versuchen die ideale elliptische Flächenverteilung anzustreben und bis auf wenige Prozent Abweichung auch erreichen ist der vorgeschlagene Quotient schon ein brauchbarer Ansatz. Zumdinste bei vergleichbarer Bauweise.

Denn den Faktor kann ich dadurch verbessern, indem ich innen überschwer baue... Ich rechne daher einfach Flächengewichte aus.

Hans
 
Ich würde den Kennwert als dimensionslosen Beiwert definieren:

Massenträgheitsmoment um die Rumpfachse dividiert durch das Massenträgheitsmoment einer gleichschweren Fläche mit in Spannweitenrichtung gleichverteilter Masse.

Damit kommt dann halt doch Steiner zum Zug: (m * ys^2) / (m x (b/4)^2) = 16*(ys/b)^2

Wobei man an dieser Formel gleich das Problem sieht, das Hans erwähnt: Die Masse fällt raus, also durchschnittliches Flächengewicht kommt in der Betrachtung nicht vor.

Will man das mit berücksichtigen, muss man sich beim Dividenden auf eine "Normflächenbelastung" einigen. Diese müsste man wohl nach Erfahrungswerten als Funktion der Spannweite definieren, denn ein 2 m Flügel ist leichter sinnvoll zu bauen als einer mit 4 m Spannweite.
 

PIK 20

User
Hallo MarkusN,

genau so stelle ich mir das vor. Möchtegern-Theoretiker schlägt man mit Theorie am besten tot.:D:D:D

Gruß Heinz
 
Hallo Markus,

mein Quotient war auch dimensionslos ;). Den Satz von Steiner kann bestimmt angewendet werden und die Maße lässt sich schön kürzen. Da ich aber das Maß Ls bestimme, geht doch das Verhältnis von Innenflügel zu Außenflügel ein. Damit habe ich doch genau, dass was ich will. Normiere ich dies noch auf die Spannweite und klassifiziere ich es in Bereiche, wie z.B. 2m, 3m 4m usw. dann ist alles getan.

Für mich stellt sich die Frage, wenn ich den Quotienten habe und laut Einstufung eigentlich ein wendiges Modell um die Längsachse haben sollte, es aber nicht ist: Was dann? Aber lassen wir mal das KIS Prinzip wirken (Keep It Simple).

Alle die hier evt. mitlesen. Geht doch Mal in den Bastelkeller bestimmt den Schwerpunkt einer Fläche, misst den Abstand von WR zum Schwerpunkt und teilt diesen durch die Spannweite der einen Fläche. Postet dies hier und schreibt hierzu Eure Erfahrungen zur Agilität um die Längsachse.

Damit hätten wir doch schön den Link zwischen Theorie und Praxis verheiratet :).

Grüßle
Thomas
 
Hallo zusammen,

ich habe gestern Abend kurz meine Flächen ausgemessen. Hier meine Ergebnisse.

1. Orca mit langen Ohren: Ls=70,5cm, Lf=194,5cm -> 0,36
2. D2c in 1:3,5 mit Winglet: Ls=74,5cm, Lf=205,5cm -> 0,36
3. D2c in 1:3 mit Winglet: Ls=108,3cm, Lf=287,5cm -> 0,38

So, was sagen uns jetzt die Zahlen. Erst Mal nichts :cool:. Die Aufzählung 1. bis 3 entspricht auch meinem subjektivem Gefühl der Wendigkeit um die Längsachse. Beim Orca ist es auch erstaunlich, dass er mit den langen Ohren wendiger ist als mit den mittleren! Vielleicht sollte ich noch die Werte mit den mittleren Ohren ermitteln.

Wenn ich ganz ehrlich bin, hätte ich eine größere Spreizung der Zahlen erwartet. Vielleicht habt ihr noch ein paar andere Werte.

Gruß
Thomas
 

Gast_8039

User gesperrt
Ha! Das hat mich auch interessiert...
hier meine Messwerte.
Zuerst Eigenbau-Flächen:
Stingray 3,2m (roh): 0,36:rolleyes:
DG 600 5,17m: 0,344 (ohne Ansteckflügel Ls 1800):) 0,30 (mit Ansteckflügel Ls 2445):D

Jetzt ein Fläche, für die ich nix kann aber die auffällig gute Eigenschaften zeigt (s.u.):
Alpina 3001, 3,0m: 0,384 :confused::(

-> nach Deinem Ansatz ist das Ziel leichter Außenflügel bei der DG 600 am besten gelungen. Das glaube ich auch in der Praxis, bzw. die sehr direkte Response trotz kleiner, scalemäßiger Ruder bestätigten mir das (ich werde das Ding dringend mal wieder herrichten müssen...). Aber: trotz nominal schlechterem Wert ist die Wendigkeit bei kurzem Flügel natürlich besser! Steiner schlägt unerbittlich hart zu :)
Der Stingray hat auf den ersten Blick demgegenüber geometrisch bedingte Nachteile. Flugeigenschaften kann ich noch nicht beurteilen, da im Rohbau. Mich würde ein Konkurrenz-Stingray interessieren ;)
Die Eigenschaften der Alpina widersprechen dem theoretischen Ansatz allerdings, und das recht deutlich: sie zeigt auffällig gute Kreisflugeigenschaften, auch eine auffallend gute Response bzw. wackelt mir jeden kleinen angestreiften Fitzelbart in`s Bewusstsein.
 

FamZim

User
Moin

Ich denke die Wendigkeit ist die Rollrate eines Modells, also wie viele Umdrehungen es pro sek macht, oder?
Das Gewicht der Fläche hemmt nur in der ersten 1/10 sek das Rollen bei der Drehbeschleunigung.
Ist das Modell dann in Drehung spielt das Gewicht keine Rolle mehr.
Dann ist es nur noch die Fluggeschwindigkeit und der Anstellwinkel im Aussenbereich der Fläche, die die Rollrate bestimmen.
Der Anstellwinkel von Nasenleiste zu Endleiste Querruderklappe natürlich!
Mit geringer Klappentiefe macht man aber einen schönen Knick in das Flächenprofil, weil ein großer Winkel eingestellt werden muß.
Dadurch mehr Widerstand mit Fahrtverlust.
Bei großer Klappentiefe ist der Knick kleiner und das Profil noch "normaler" .
Am besten wäre eine Flächenverwindung mit unverändertem Profil .

Gruß Aloys
 

Eckart Müller

Moderator
Teammitglied
(...) Ist das Modell dann in Drehung spielt das Gewicht keine Rolle mehr.
Dann ist es nur noch die Fluggeschwindigkeit und der Anstellwinkel im Aussenbereich der Fläche, die die Rollrate bestimmen. (...)
Und was ist mit der Rolldämpfung?:rolleyes:
 
Hallo Aloys,

ich verstehe unter dem Begriff der Wendigkeit die Änderung um die Längsachse. Nicht unbedingt die konstante Drehung um die Längsachse wie es bei einer Rolle abläuft.
Ich denke ein Fallbeispiel kann hier helfen. Ich drehe mit meinem Modell A Rechts in die Thermik mit Normalspeed ein. Stelle aber fest, Mensch ich kreise nicht optimal im Bart. Also Querruder Links und das gleiche nochmal. Siehe da, das Steigen ist jetzt besser. Die Richtungsänderung soll schnell und ohne großen Geschwindigkeitsverlust erfolgen. Mein Modell A benötigt jedoch eine lange Zeit und große QR-Außschläge. Modell B macht dieses Flugmanöver schneller und mit weniger QR-Auschlag mit. Dies ist für mich die Beschreibung von Wendigkeit ;). In diesem Fallbeispiel ist Modell B wendiger.

Also mein Orca und mein kleiner D2c machen das sehr gut mit. Bei meinem großen D2c sieht das schon etwas schlechter aus. Wahrscheinlich hat dies aber auch noch andere Gründe, wie Flugmasse und Grundgeschwindigkeit.

Grüßle
Thomas
 

Gast_8039

User gesperrt
Exakt, Thomas, genau so verstehe ich das auch. Für die stationäre Rollrate wären die gegenwärtigen Betrachtungen ja akademisch, bzw. unnütz...
Es geht also nur um beschleunigte Rotation.
Aber man sollte dabei auch das Auftriebs-Verhalten berücksichtigen, um sich dann vielleicht objektiv auch dem Begriff "Thermiksensibilität" anzunähern. Ist ja sonst eher ein subjektives Gefühl, im Falle meiner Alpina zudem in ziemlich krassem Widerspruch...
 

FamZim

User
Hallo

Ich will mal den Begriff Rollwiderstand zu begründen versuchen.
Dazu denke ich mir, das Modell welches die Rollbewegung macht, ist wie ein "Repeller" zu betrachten, der in Windmilling läuft.
Egal ob ganz gerollt wird oder nur ein Stück .
Als Rechenbeispiel ein Modell mit 2 m Spannweite und 20 cm Flächentiefe, welches mit 10 m/sek fliegt.
Es soll 30° in eine Kurve gelegt werden in 1/10 sek !
In dieser Zeit fliegt es 1 m weiter.
30° sind 1/12 eines Vollkreises einer Umdrehung um die Rumpfmitte.
Die Rumpfmitte fliegt einfach nur grade aus, ohne Positionsänderung.
An den Flächen, mit 10 cm Abstand dazu, ändert die Fläche um 2,6 cm ihre Position, rauf oder runter.
Das auf der Strecke von 1 m .
Auf 20 cm Flächentiefe sind es grade mal 5 mm.
Bei 50 cm von der Rumpfmitte sind es aber schon 25 mm, um die Rollrate zu ermöglichen.
Sofiel muß nun die Ruderklappe abgesänkt werden, gegenüber der Nasenleiste.
Aussen am Flächenende sind es dann schon 50 mm, was mit einer ;) kleinen kurzen Querruderklappe schon unmöglich wird.
Ist diese Klappe noch ein Streifenruder, ist am Rumpf der Ausschlag viel zu groß und aussen viel zu klein.
Das wirkt beim Rollen, oder einem Teil davon dann, wie eine total verdrehte Tragfläche :D mit endsprechendem Bremsverhalten.
Soll ein 4 m Modell diese Rollrate machen, müste die Endleiste des Ruders gar um 10 cm abgesenkt werden, das sind so 30° für das gesammtprofil, und 20 cm Tiefe.
Deswegen Flächenverwindung bis zu Nasenleiste im Aussenbereich.
( Das Beispiel soll nur darstellen, was sich an der Fläche so tut, beim rollen oder ändern der Lage).

Bei ansteck-Ohren, könnte man diese ja komplett wie ein Pendelruder drehbahr machen, das ist jetzt nicht als Witz gemeint ;).
Man kann ja mal drüber reden;) .

Gruß Aloys.
 

Eckart Müller

Moderator
Teammitglied
Das ist doch alles gar nicht so kompliziert. Vereinfacht ausgedrückt versteht man darunter den Luftwiderstand, den eine Tragfläche erfährt, wenn das Flugzeugs um die Längsachse rotiert. Den Effekt kann man spüren, wenn man beispielsweise ein Modell am Rumpf festhält und versucht, es um seine Längsachse rotieren zu lassen. Dieser Widerstand begrenzt die erreichbare Drehrate, die Rollgschwindigkeit wird "gedämpft", daher der Begriff der Rolldämpfung! Da spielt die Fluggeschwindigkeit zunächst keine Rolle. Und umfangreiche Annahmen bezüglich irgendwelcher Abmessungen, Ausschläge oder Geschwindigkeiten sind vorerst entbehrlich... :rolleyes:
Wer's ganz genau wissen will, kann ja mal bei Wikipedia nachlesen.
 

FamZim

User
Hallo

Ich denke da wird Ursache und Wirkung mal wieder verwechselt!
Es wird ja nicht am Rumpf gedreht sondern duch die Winkel und Klappentiefen genau diese Drehung aktiv erzeugt.
Es geht nur darum dieses so verlustfrei durch geschickte Klappenwinkel und Tiefen zu ermöglichen.
Die Fläche soll so gut wie möglich mit 0 Auftriebswinkel auf der ganzen Fläche rollen können.
Das das kaum möglich ist weiß ich selbst, aber man kann ja den gröbsten Krücken aus dem Weg gehen.
So eine rollende Fläche ist einem Propeller oder Repeller anzunähern, mit einem Steigungs/Durchmesser Verhältnis von (ich sage mal) 10 zu 1.
Dazu müsten die Klappentiefen und die Ausschlagwinkel angenähert werden, zum Widerstandsarmen rollen.
Die Uhrväter hatten das an Ihren Maschinen, mit Klappen bis an die Nasenleiste, schon drauf ;) da sie ohnehin keine Leistung zu verschenken hatten.
Es wurden darum die ganze Fläche verdreht, Vögel machen es ja auch;).

Gruß Aloys.
 

Eckart Müller

Moderator
Teammitglied
Hier wird nichts verwechselt. Es geht ja schließlich nur um die Bewegung der Tragfläche. Das Drehen am Rumpf ist nur eine Hilfe, um diese Aktion per Hand zu ermöglichen. Ob letztlich diese Maßnahme vom manuell gedrehten Rumpf ausgeht oder von Kräften, die direkt an der Fläche angreifen...ist für den betrachteten Effekt völlig ohne Belang.
 

FamZim

User
Hallo

Ich will mich ja nicht an diesem Begriff festbeissen, es geht ganz allgemein darum, das eine rollbewegung den Widerstand "in Flugrichtung" erhöht.
Durch Kurverei bremst das Modell und verbraucht Höhe.
Die Gewichtsverteilung in der Fläche ist, laut der angaben unserer User etwa gleich bei vielen Modellen.
Diese zeigen aber sehr unterschiedliche Rollwendigkeit, und Bremsverhalten.
Die Aussage das das Modell beim rollen bremst ist zwar eine Aussage aber keine Erklärung dafür, und bringt uns einer Abhilfe oder Verbesserung nicht näher.
Noch mal ein Beispiel:
Ich stehe mit dem Modell oben an einer Wendeltreppe, (das ist die die Spilalförmig nach unten fürt).
Die Richtung nach unten ist der Weg nach vorne (Fluggeschwindigkeit), und im Kreis soll das Modell nun runter gebracht werden.
Direckt in der Mitte ist der Rumpf zu denken, dort sind die Stufen "gleich tief" wie aussen.
Die Trittfläche ist aber sehr klein, sie steht für den Klappenausschlag neben dem Rumpf.
Ganz aussen ist die Trittfläche aber 10 mal (in Worten: zehn mal) grösser wie innen.
Genau so muß das Verhältniß der Klappen-Ausschlags-Winkel am Modell sein, damit die Tragfläche immer schön wiederstandsarm ihre Lage ändern kann.
Ist der Klappenausschlag über die Flächenlänge gleich, hat das Modell an jeder Fläche zwei Bremsklappenbereiche.
Und die sind dicht am Rumpf und aussen an der Fläche.
Sie gehen übergangslos über die Mitte, die die Rollrate bestimmt von Innen nach Aussen.
Da liegt der Hase begraben, und da sollte obtimiert werden, also an der Klappentiefe, und nach aussen hin wesendlich grössere Winkel. (Immer die Veränderung des Profils im Auge behalten).
Der Unterschied ist grob eins zu zehn, aber fliegen werden sie auch so ;).
Na dann macht mal .

Gruß Aloys.
 
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