Luftverwirbelungen am Rumpf- Flächenübergang

Hallo zusammen,
bei der Flugerprobung meines Luftikus 2 (s.hier im RC-Network unter "Neuer Ultraleichtsegler" habe ich zur Kontrolle während des Fluges am hinteren
Rumpf- Flächenübergang Wollfäden angebracht und mit einer kleinen Kamera gefilmt - diese sind nun während des Fluges ziemlich verwirbelt.
Einer der Spezialisten hier im RC-Network hat in seinem Beitrag den Hinweis gegeben, dass man dies mit Hilfe von "Zackenbändern" ausgleichen kann.
Leider finde ich diesen Threat nicht mehr.
Könnte mir vielleicht hier noch jemand mit seinem Rat helfen - die Aufnahmen habe ich auf Datenträger und könnte diese zusenden. Im Internet habe ich
zwar eine Menge an Hinweisen gefunden, aber nichts konkretes in Richtung Zackenband.

Gruß Michael

Mit Zackenband provoziert man den Umschlag der laminaren Grenzschicht in turbulente. Wird häufig angewendet in Fällen, wo sich am Flügel eine laminare Ablöseblase bilden würde.

Am Rumpf-Flächen-Übergang wird das aber kaum helfen. Bei grossen, schnellen Querschnittsänderungen treten da Druckgradienten auf, gegen die auch turbulente Grenzschicht nicht ankommt, die löst sich dann ab. Wenn man das sauber lösen will, ist ein Füllkörper nötig (grosszügige Ausrundung des Übergangs). Bei der doch etwas rustikalen Form des Luftikus frage ich mich aber, ob das wirklich verhindert werden kann. Eigentlich wäre es nötig, die starke Einschnürung des Rumpf-Eis hinter dem Cockpit sanfter zum Leitwerksträger auslaufen zu lassen.

Sieh Dir einmal Bilder der SB14 an, da ist so ziemlich das Maximum versucht worden, wie man die Oberfläche klein halten kann, d.h. maximale Einschnürung.

Wenn Du mit Zackenband etwas erreichen willst musst Du es in diesem Fall eher unorthodox weit vorne aufkleben. Ich würde es innen am Flügel über ca. 30 cm vor dem vorderen Drittel auf der Oberseite aufkleben. Nochmal die gleiche Läge an gleicher Position am Rumpf. Wobei letzterer dürfte da schon turbulent sein.

Moin Michael,

ablösen (und dann "verwirbeln") tut die Strömung dort, weil der Druckanstieg vom Rumpf mit dem Druckanstieg des Flügels überlagert wird. Jetzt ist die Frage, ob die Strömung laminar oder turbulent ablöst. Im ersten Fall kannst Du Zackenband mit ein paar cm Abstand vor das Ablösegebiet kleben. Wir haben das bei unserer HPH304c so gemacht. Wenn es sich um eine turbulente Ablösung handelt, kannst Du Wirbelgeneratoren anbringen. Die sollen über Wirbel mehr Energie in die Grenzschicht bringen, so dass die Grenzschicht den Druckanstieg ohne Ablösung übersteht. Beim Standard Cirrus wird das öfter mal gemacht.

Viele Grüße,
Benjamin

Vielen Dank Euch beiden! Ich füge hier mal zwei Fotos vom Flug an:
- die Fäden sind noch gestreckt in relativ laminarer Strömung habe ich beim F-Schlepp mit ca. 90 km/h gefertigt
- die Fäden "tanzen wild", habe ich beim normalen Flug bei etwa 70 km/(h gefertigt.

Gruß Michael

For your interest, figure 3:

http://soaringcafe.com/2011/01/design-of-a-competition-sailplane/

Auch ein sehr interessanter Beitrag. Dass die Strömung am Rumpf hier auch mit eine Rolle spielt, war mir so nicht bewusst. Ich werde beim nächsten Flug mal den kompletten Rumpf-/Flächenübergang mit Wollfäden verkleben und hier
mit Euren Vorschlägen experimentieren.
Michael

Eine Frage noch: Es gibt Zackenband 80 Grad und 60 Grad. Welches nimmt man für welchen Zweck?
Michael

Rumpfeinschnürung

Rumpfeinschnürung

Hallo zusammen,
der Winter ist noch lang und als Rentner muß man ja seine Freizeit sinnvoll rumbringen. Nachdem der Luftikus 2 technisch fertiggestellt ist, fällt mir jetzt seit der Erkenntnis mit den verwirbelten Wollfäden das eine oder andere auf
- so werde ich den "unvorteilhaften" Übergang nun mit einer leichten abnehmbaren "Halskrause" versuchen, ein wenig aerodynamisch günstiger zu gestalten.

Ein Zackenband wird wenig helfen.

Wirkungsvoller sind Micro Vortex Generators.

http://www.amateurflugzeugbau.at/flugzeugbau/technik/Vortexgenerator_Strausak.pdf

http://www.microaero.com/index.html

Johannes

Vielen Dank für diese Ausarbeitung. Nachdem mich ein "Luft- bzw. Raumfahrt-Dipl. Ing." schon auf diese Art der Strömungsbeinflussung hingewiesen hat, ich mir darunter allerdings überhaupt nichts vorstellen konnte,
ist mir die Systematik jetzt klar. Schauen wir mal, was die Experimente im nächsten Jahr zeigen werden.
Gruß Michael

Hallo Michael,
Eventuell wäre es ausreichend, den Übergang Fläche Rumpf weiter in den Leitwerksträger nach hinten zu ziehen.
Die gezeigten Verwirbelungen entstehen meines Erachtens dadurch, dass in der Ableitung der durch die Flächen geteilten Umstömung des Rumpfes zum Leitwerksträger eine recht abrupte Rotationsströmung um den Leitwerksträger entsteht.
Diese könnte man abschwächen wenn man den Flächenübergang in den Leitwerksträger verlängern würde.
Aber das sollte man wohl erst mal im Windkanal an einem Modell überprüfen.

Auf jeden Fall eine sehr spannende Sache die Du da betreibst.

Hallo Ottopeter,
interessante Überlegung - ich denke ich werde in der nächsten Saison alle Vorschläge durchprobieren. Eine ferngesteuerte Action-Camera zur Aufnahme der Wollfäden habe ich mir selbst zu Weihnachten geschenkt.

Gruß Michael

Na denn, fröhliche Weihnachten.

Einschnürung am Rumpf

Einschnürung am Rumpf

Hallo zusammen,

den abnehmbaren Übergang zwischen Rumpf und Leitwerksträger habe ich jetzt laminiert. Nach der genauen Anpassung vor der nächsten Flugsaison bin ich mal gespannt, wie sich die Wollfäden beim Flug dann verhalten.
Michael

Es wird im hinteren Bereich wohl schon besser. Die Ablösung beginnt aber schon weiter vorne, und wird vor allem dadurch verursacht, dass der Druckanstieg von Flügel und Rumpf zusammenfallen. Wenn Du Dir den Rumpf der SB-14 ansiehst, wirst Du sehen, dass das bei ihrem Entwurf vermieden wurde: Die Einschnürung des Rumpfes ist beim Dickenmaximum des Flügels schon weitgehend beendet.

Ich fürchte, Du wirst um gröbere Massnahmen wie Vortexgeneratoren nicht herumkommen. Ist natürlich unangenehm in einem Bereich wo man öfters mal hinfasst.

Hallo Markus,
an welchen Positionen würdest Du mit den Vortex-Generatoren die Versuche beginnen?

Michael

Liebernickel schrieb:

Nach der genauen Anpassung vor der nächsten Flugsaison bin ich mal gespannt, wie sich die Wollfäden beim Flug dann verhalten.
Michael

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Da bin ich auch sehr gespannt.

Sicher kann man bei dem Design des Fliegers nicht von einem super-optimalen Strömungskörper ausgehen. Aber so weit ich mich erinnere stand das ja auch nicht als oberstes Ziel der Konstruktion im Lastenheft.
Eventuell wird man einige aerodynamischen Mängel zu Gunsten der doch sehr gelungenen Modulbauweise hin nehmen müssen.
Ich denke, das wird die Klasse dieser Eigenkonstruktion nicht herab setzen.

Liebernickel schrieb:

an welchen Positionen würdest Du mit den Vortex-Generatoren die Versuche beginnen?

Zum Vergrößern anklicken....

Wenn Du optimieren willst: Da, wo Du mit den Wollfäden die ersten Ablösungen siehst. Wenn Du im Direktschuss eine Position willst , die ziemlich sicher gut funktioniert: 5-10 cm davor.

opflettner schrieb:

Eventuell wird man einige aerodynamischen Mängel zu Gunsten der doch sehr gelungenen Modulbauweise hin nehmen müssen.
Ich denke, das wird die Klasse dieser Eigenkonstruktion nicht herab setzen.

Zum Vergrößern anklicken....

100% Zustimmung.

Hallo Ihr beiden,
ich bin bisher mit den Flugeigenschaften des Luftikus 2 sehr zufrieden. Aber nachdem ich weiß, dass hier im RC-Network Fachleute mitlesen, will ich noch versuchen, deren Verbesserungsvorschläge mit einzubringen.
Michael

Dieses Problem am Flügelrumpfübergang kommt in den besten Familien vor, es gibt viele Beispiele.
Die Glasflügel Hornet scheint an der Stelle von VGs zu profitieren, meinem persönlichen Eindruck nach, wahrscheinlich auch der Salto.
Generell, an verschiedenen Clubklasseseglern der 70er Jahre meinen offenbar viele ambitionierte Piloten mit Modifikationen des Flügel-Rumpf-Übergangs nachhelfen zu müssen.

Sowohl VGs als auch die Entschärfung der Einschnührung können wahrscheinlich helfen, was aber davon die widerstandsärmere Option ist, wird schwer festzustellen sein.
Die VGs sind aber ziemlich sicher die deutlich leichtere Option.
Sind auch sehr simpel und schnell gemacht.
Etwas Alublech und doppelseitiges Klebeband, einfacher geht's wohl kaum.

Interessant wird es auch mit Blick auf das Verhalten im Langsamflug.
Das Überziehen, bzw. Warnverhalten dabei kann nach solchen Änderungen deutlich anders ausfallen.
Die an der Flügelwurzel ablösende Strömung ist ja oft eines der typischen Warnzeichen des Flugzeugs vor dem Überziehen.

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