Einstellwinkel bei tragendem Profil

Hallo

Ich bin am Bau eines Retro-Modells und habe aus dem Plan beim Höhenleitwerk einen Einstellwinkel von minus 4° (gemessen. Der Flügel weist ein auf der Unterseite stark gewölbtes, also tragendes Profil auf.
Wie aus untenstehendem Beitrag hervorgeht, soll allerdings kein Profil an sich (von sich alleine) einen Auftrieb erzeugen. Da bin ich jetzt ein wenig verwirrt!?
Ein Clark Y z.B., so hat es immer geheissen, soll bereits bei 0° einen genügenden Auftrieb erzeugen, massgebend sei die Profilsehne.
Im vorliegenden Falle kann ich mir nur erklären, dass der starke Auftrieb durch das tragende Profil mittels der negativen Anstellung des Hlw. etwas weg-kompensiert wurde. Oder was war der Sinn des Ganzen?
Kann mich da jemand aufklären?


http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20111026150636AAMZBsy

Grüsse, Daniel
 

Yeti

User
Hallo Daniel,

der Auftrieb an einem Profil hängt neben der Profilform vor allem von der Anströmrichtung, also vom Anstellwinkel ab. Im Langsamflug hat das Flugzeug einen hohen Anstellwinkel, im Schnellflug einen kleinen Anstellwinkel. Daher erzeugt das Leitwerk im Langsamflug Auftrieb und im Schnellflug Abtrieb (für die ganz Schlauen: Jedenfalls dann, wenn der Schwerpunkt nicht vor dem Flügel-Neutralpunkt liegt).

Der Einstellwinkel ist der Winkel zwischen der Bezugslinie des Profils, bzw. des Flügels (z.B. Profilsehene) und der Bezugslinie des Rumpfes. Über den Einstellwinkel kann man daher nur beeinflussen, wie der Rumpf bei einem bestimmten Anstellwinkel in der Luft liegt.

Feine Grüße
Yeti
 
Wenn du am Höhenleitwerk -4 grad hast und am Flügel 0 grad, hättest du ja , wenn du das Leitwerk als 0 grad ansiehst , plus 4 grad am Flügel, und somit passt das wieder.

Grüße, Sebastian
 
Im vorliegenden Falle kann ich mir nur erklären, dass der starke Auftrieb durch das tragende Profil mittels der negativen Anstellung des Hlw. etwas weg-kompensiert wurde. Oder was war der Sinn des Ganzen?
Das klingt nach einer Auslegung mit viel Schwerpunktvorlage und grosser Einstellwinkeldifferenz (das wird mit der negative Antellung des HLWs erreicht). Es resultiert grosse Stabilität, und grosse Dämpfung von Nickschwingungen, da am Hohlprofil in den schnellen Abwärtsphasen der Wellenflugbahn die Strömung unten abreisst und das Modell nicht wirklich schnell wird.

Eine Auslegung die für Freiflug oder nur SR-gesteuerte Modelle Sinn machte. Sobald das HLW mit gesteuert wird nicht mehr wirklich zweckmässig.
 
Hallo

Danke Euch allen für die geschätzte Aufklärung!

@ Sebastian:
...'Wenn du am Höhenleitwerk -4 grad hast und am Flügel 0 grad, hättest du ja , wenn du das Leitwerk als 0 grad ansiehst , plus 4 grad am Flügel, und somit passt das wieder'...
Ja, eigentlich logisch! Bin ich mir selber 'auf dem Schlauch gestanden' ... Das Modell hat also 4° EWD!

Das klingt nach einer Auslegung mit viel Schwerpunktvorlage und grosser Einstellwinkeldifferenz (das wird mit der negativen Anstellung des HLWs erreicht). Es resultiert grosse Stabilität, und grosse Dämpfung von Nickschwingungen, da am Hohlprofil in den schnellen Abwärtsphasen der Wellenflugbahn die Strömung unten abreisst und das Modell nicht wirklich schnell wird.

Eine Auslegung die für Freiflug oder nur SR-gesteuerte Modelle Sinn machte. Sobald das HLW mit gesteuert wird nicht mehr wirklich zweckmässig.

@Markus: Ja, so wird es wohl sein! Das Modell, ein 'Junior 60' von 'Flair' war/ ist genauso ein Modell, das früher mal im Freiflug und später mit den ersten erhältlichen RC-Anlagen geflogen wurde.

Und jetzt die Fragen aller Fragen:

-soll ich das originale Hohlprofil beibehalten oder auf 'Clark Y' wechseln?
-Soll ich die EWD auf ca. 2° zurücknehmen?
-soll ich die V-Form zurücknehmen, wieviel wäre ein guter Wert?

Warum fragt Ihr Euch, warum diese Aenderungen? Markus hat meine Ueberlegung bereits erwähnt:

...'Eine Auslegung die für Freiflug oder nur SR-gesteuerte Modelle Sinn machte. Sobald das Hlw. mitgesteuert wird, nicht mehr wirklich zweckmässig.'...
Und gesteuert werden bei meinem 'Junior 60', Höhe, Seite und Drossel!

Grüsse, Daniel
 

Gast_32271

User gesperrt
ja der Junior aus dem Flair Bausatz.............

das modell kann ich dir, motorisiert mit einen OS FS 40 erste generation mit einem propeller mit 3,5 zoll steigung, vorfliegen
deutlicher leistungsüberschuß, steile endlose steigflüge möglich


V-form je seite kann ich dir ausmessen am fertigen modell,

in der mitte des flügels hat das profil im bereich der flügelauflage eine gerade unterseite, der leistenrumpf ist an der oberseite gerade, setz den flügel mit der geraden unterseite auf den rumpf und setz das leistenleitwerk mit seiner geraden unterseite auf den rumpf und gut ist, du bekommst eine einstellung bei der du vollgas deutlich tief trimmen mußt um nicht zu steigen, du bekommst eine einstellung bei der du in neutraler höhenrudertrimmung mit knapp oberhalb standgas im schneckentempo über den platz fliegen kannst und am ende des platzes mit gasgeben schön gleichmäßig steigen kannst, der flieger kann bei windstille mit einem 250ccm tank eine halbe stunde in gleichbleibender höhe kreisen - du kannst den sender auf den boden stellen und in ruhe zugucken,
nicht ferngesteuert / ferngestört fliegen sondern eher der wegfliegen verhindern und bei fuß landen können durch bedienen der fernsteuerung ist ein ganz neues fluggefühl das (bei guter trimmung des modells und zuverlässig laufendem motor) ein selten schönes gefühl ist
 

micbu

User
Es gibt keinen Einstellwinkel! Es gibt nur eine Einstellwinkeldifferenz (EWD).
Wie bereits geschrieben wurde ist das lediglich die Differenz zwischen HLW-Sehne und Flügel-Profilsehne.
4° EWD ist bei Modellen aus alter Schule durchaus normal. Heute baut niemand mehr solch eine Luftbremse.

Michael
 
Änderungen

Änderungen

Hallo Markus,

so ein Projekt ist interessant, nämlich ein für Freiflug konstruiertes Modell auf RC-Flug zu verändern.
Tatsächlich würde ich die EWD herunter nehmen, diese üblichen 1,5° sind erst einmal nicht so schlecht. Der Flieger ist auf ein extreme Längsstabilität ausgelegt.
Ausserdem ist das Höhenleitwerk sicherlich extrem gross (~2-25% der Fläche)

Als Profil finde ich für so einen Klassiker das klassische Clark-Y nicht verkehrt; RE-Zahl beachten. Je nach Flächenbelastung die min. Fluggeschwindigkeit berechnen: die Profildicke sollte sein

Dicke(%)= 0.03 * Re^0,5

Wenn das original Clark-Y dicker ist, einfach mit einem Programm wie Profile von (Sielemann) auf den entsprechenden Wert reduzieren.
Grund: Laminare Ablöseblasen gilt es zu vermeiden

V-Form: 6° je Seite ist nicht so schlecht, ggf 5° je Seite sollte die untere Grenze sein (leider kann ich das nicht rechnen sonder gebe nur Erfahrungswerte weiter)
Hängt auch von der Hochlage der Fläche ab - was ja hier gegeben ist.

Gruß Stefan
 
Wie Dir im anderen Thread schon empfohlen wurde, würde ich die V-Form so lassen.

Gründe:

  • Du hast kein Querruder vorgesehen. Für die SR-Wirksamkeit ist genügend V-Form wichtig.
  • Flugbild des Oldtimers

Mit gesteuertem HR ist es aber sinnvoll, die EWD zu reduzieren und ein Clark Y o.ä. zu verwenden. CA max ist damit ähnlich hoch, aber es wird bei kleinen Anstellwinkeln nicht zur Vollbremse.


@Michael: Etwas extrem, Deien Aussage. Richtig ist, dass der einzelne Einstellwinkel auf die Aerodynamik praktisch keinen Einfluss hat. Geben tut es ihn als Winkel zur Referenzline aber durchaus. Und wenn der Flieger z.B. am Boden steht, bekommt er sogar eine Funktion.
Und wie Du eine EINSTELWINKELdifferenz ohen EINSTELLWINKEL rechnen willst, ist mir auch nicht ganz klar...

Ausserdem bekommen die hier verkehrenden Luftfahrzeugbauer beim Begriff EWD jeweils die Krätze...
 
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Wie aus untenstehendem Beitrag hervorgeht, soll allerdings kein Profil an sich (von sich alleine) einen Auftrieb erzeugen. Da bin ich jetzt ein wenig verwirrt!?
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Ein Clark Y z.B., so hat es immer geheissen, soll bereits bei 0° einen genügenden Auftrieb erzeugen, massgebend sei die Profilsehne.
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Im vorliegenden Falle kann ich mir nur erklären, dass der starke Auftrieb durch das tragende Profil mittels der negativen Anstellung des Hlw. etwas weg-kompensiert wurde. Oder was war der Sinn des Ganzen?

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Kann mich da jemand aufklären?

Tach Daniel,
verwirrt wäre ich da auch, die Antworten im Link sind zum Grossteil Bullshit. Natürlich erzeugen Profile mit gewölbter Profilsehne bei 0° Anstellwinkel sowohl irgendeinen Auftrieb als auch irgendein Drehmoment. Nullauftriebswinkel wäre da das Stichwort für den Stammtisch.
Dito auch beim Einstellwinkel, den es natürlich in Relation zur restlichen Fluggerätegeometrie gibt (Skizze http://wiki.rc-network.de/index.php/Einstellwinkel_am_Flugzeug )

Letzten Endes wäre aber ein konkreter Rat die Einstellwinkeldifferenz auf einen bestimmten Betrag zu reduzieren oder Erhöhen ein schlichtes Stochern im Trüben. Das liegt allerdings eher an der grundlegenden Eigenschaft bzw. dem Zweck der EWD als solche, was macht die eigentlich ?

Die legt einfach nur die Grundgeschwindigkeit des Modells für dne gewünschten Flugzustand fest. Kurz, du brauchst einen bestimmten Auftrieb bei einer bestimmen Geschwindigkeit damit deine Mühle oben bleibt.
Jetzt kommst du, wieviel Masse soll bei welcher Geschwindigkeit oben gehalten werden ? Erst damit kann überhaupt angenähert werden welchen Anstellwinkel ein gewähltes Profil haben soll/muss damit genau das zufriedenstellend erreicht werden kann.

SR gesteuerte Freiflieger ohne HR unktion haben durchaus einen Vorteil "zuviel" EWD zu haben, um einfach einen stabilen Kurvenflug erreichen zu können. Thema Dämpfung durch Schwerpunktvorlage und resultierende gigantisches Stabilitätsmaß hat MarkusN ja shcon beschrieben. Gesteuert sieht das natürlich anders aus, ergo macht eine Reduktin durchaus Sinn. Das hat aber rein garnichts mit einer Bremse etc. zu tun. Es ist schlcihtweg der vollkommen anders gelagerte Anwendungsfall mit anderen Randbedingungen.

ps.: Profilierung mit resultierendem riesigen Widerstandsbeiwert ist beim Freiflieger ab und ann eine erwünschte Sache... kann man doch sonst schlecht die Geschwindigkeit bei laufendem Antrieb kontrollieren, umso schöner wenn sich die Fuhre selbst massiv einbremst, wenn.....
 

micbu

User
@Markus,
ja klar, war schon etwas krass ausgedrückt, aber wozu soll man sich eine Linie ausdenken und dann 2 Winkel ausmessen um dann deren Differenz zu bilden? Man kann auch von Hamburg über München fahren wenn man nach Berlin möchte.
Fakt ist: Die EWD ist der Winkel zwischen Leitwerks- und Profilsehne (ganz ohne Umweg).

Michael
 

Yeti

User
Ausserdem bekommen die hier verkehrenden Luftfahrzeugbauer beim Begriff EWD jeweils die Krätze...
Sagen wir es mal anders: Man kann komplette Flugzeuge auslegen, die wunderbar fliegen, ohne den Begriff "EWD" einmal zu benutzen. Unter Modellbauern klingt es allerdings oftmals eher so, als würde alleine von diesem Wert abhängen, ob ein Flugzeug überhaupt fliegen kann oder nicht.

Vermutlich ist das alles eine Verschwörung, damit sich solch ein ******* verkaufen lässt: >klick< :D
 
Vermutlich ist das alles eine Verschwörung, damit sich solch ein ******* verkaufen lässt: >klick< :D
Na, ich weiss ja nicht. Die Waagen messen ja erst mal nur einen Winkel, nicht die Differenz. Und ohne die jeweils einzelnen Winkel angschaut zu haben, wird kein Flugzeugkonstrukteur sein Machwerk abheben lassen wollen.

Ob man zum Sicherstellen, dass sie eingehalten sind, so ein Gimmick braucht, ist wieder eine andere Frage...


Und zur Ehrenrettung der EWD: Als Kennzahl, wie das Einsatzprofil eines Flugzeugs etwa aussieht, ist sie eine durchaus brauchbare Hausnummer. So brauchbar wie die hochgelobten Kennzahlen die von Wirtschaftswissenschaftern angewendet werden auf jeden Fall...
 
Seitenruderwirksamkeit

Seitenruderwirksamkeit

das der Flieger keine Querruder hat und auch nicht bekommen soll habe ich mir gedacht. Daher mein Hinweis auf 6° V-Form je Seite. Das genügt um voll steuerfähig zu sein. Eine höhere V-Form bringt eine entsprechen höhere Stabilität die nicht unbedingt wünschendwär ist - und bei Seitenruderausschlag/Korrektur dieses hässliche Pendeln um die Hochachse.
Damals wurde durchaus mit 10° und mehr je Seite gearbeitet, wohlgemerkt für Freiflug ist das o.k..
Und wenn ihr schon bei der EWD seit, vergeßt nicht auf den Neutralpunkt hinzuweisen; Schwerpunkt schön davor.
Schon mal gerechnet? Daraus ergibt sich die EWD

Gruß Stefan
 

Yeti

User
Na, ich weiss ja nicht. Die Waagen messen ja erst mal nur einen Winkel, nicht die Differenz. Und ohne die jeweils einzelnen Winkel angschaut zu haben, wird kein Flugzeugkonstrukteur sein Machwerk abheben lassen wollen.

Ob man zum Sicherstellen, dass sie eingehalten sind, so ein Gimmick braucht, ist wieder eine andere Frage...


Und zur Ehrenrettung der EWD: Als Kennzahl, wie das Einsatzprofil eines Flugzeugs etwa aussieht, ist sie eine durchaus brauchbare Hausnummer. So brauchbar wie die hochgelobten Kennzahlen die von Wirtschaftswissenschaftern angewendet werden auf jeden Fall...

Ich weiß nicht... Da wird in Foren oft seitenlang über die EWD schwadroniert und während die einen mit digitalen Vorrichtungen über 1/10° diskutieren, vertreten andere die These, dass 1,5° EWD immer gut funktioniert. Dabei stellt man nicht einmal die Frage nach der Nullauftriebsrichtung der Profile oder nach Schränkung des Flügels.

Natürlich betrachtet man beim Flugzeugentwurf den Flügel-Einstellwinkel, damit der Rumpf im Reiseflug möglichst widerstandsarm angeströmt wird, oder damit der Flügel beim Start einen ausreichend großen Anstellwinkel erreicht, damit das Flugzeug abheben kann. Und natürlich betrachtet man auch den Einstellwinkel des Leitwerks, damit dieses im gesamten Geschwindigkeits- und Schwerpunktbereich des Flugzeuges funktioniert und dabei aber nicht unnötig groß ist. Dass man aus den beiden Einstellwinkeln auch eine Differenz bilden kann, ist einem Flugzeugkonstrukteur eigentlich egal.

In der aktuellen "Aufwind" hat jemand einen Artikel geschrieben, welch großen Einfluss die EWD auf die Gleitzahl haben soll. Dabei hat er aber leider übersehen, dass er die Gleitzahlen bei völlig unterschiedlichen Geschwindigkeiten verglichen hat. Selbstverständlich ist die Gleitzahl im Schnellflug schlechter als im langsameren Geschwindigkeitsbereich. Man kann aber auch nach einer veränderten EWD immer noch langsam fliegen, dafür hat man ja am Höhenleitwerk ein bewegliches Höhenruder. Im Artikel stand auch, wie sich nach einer Änderung der EWD der Auf- / Abtrieb am Leitwerk ändert. Der ändert sich aber nicht wegen einer geänderten EWD, sondern wegen der geänderten Geschwindigkeit. Wenn das Leitwerk im Langsamflug einen bestimmten Auftrieb erzeugt, dann tut es das auch mit einer veränderten EWD, allerdings bei einem anderen Ruderausschlag. Wenn man nur den Einstellwinkel des Höhenleitwerks ändert aber nicht gleichzeitig auch den Ruderausschlag, dann ist das wie ein ausgeschlagenes Pendelruder: Knüppel nach vorne = schneller, Knüppel nach hinten = langsamer.

Das Leitwerk hat die Aufgabe, genau die Kraft zu erzeugen, die für das Momentengleichgewicht erforderlich ist. Bei einem statisch stabilen Flugzeug gehört bei gegebener SP-Lage zu jeder Geschwindigkeit eine andere Kraft am Leitwerk, die das Gleichgewicht herstellt. Je schneller man fliegt, desto mehr Abtrieb wird am Leitwerk benötigt und je langsamer man fliegt, desto mehr Auftrieb muss das Leitwerk erzeugen. Dazwischen gibt es eine Geschwindigkeit, bei der das Leitwerk gar keinen Trieb erzeugt, aber das ist nicht zwingend dann der Fall, wenn das Höhenruder in der Mitte steht. Damit es sich um ein stabiles Gleichgewicht handelt, braucht das Leitwerk eine gewisse Größe mit einem gewissen Hebelarm. Statische Längsstabilität erreicht man, indem der Schwerpunkt vor dem Gesamt-Neutralpunkt des Flugzeugs liegt. Statische Stabilität bedeutet, dass das Flugzeug nach einer Störung von alleine in den Ausgangszustand zurückkehrt. Bei einer Störung, die den Anstellwinkel vergrößert (z.B. Böe von unten) wird also ein Moment erzeugt, durch dass sich der Anstellwinkel wieder verringert (=Nase runter). Die Größe des rückstellenden Moments hängt einzig vom Abstand des Schwerpunktes zum Neutralpunkt ab. Möchte man die Geschwindigkeit des Flugzeuges ändern, dann muss man das rückstellende Moment durch einen Ruderausschlag aufheben, also zum Verringern der Geschwindigkeit (= größerer Anstellwinkel) das aufgrund der Stabilität entstehende kopflastige Moment durch leichtes Ziehen des Höhenruders aufheben. Die EWD tut bei alledem nichts zur Sache.
 
Hallo alle

Da hab ich ja was losgetreten - vielen Dank für die Beiträge!
Nach diversen Gfk-Grossmodellen und nachdem ich beruflich nun etwas kürzer treten konnte ist jetzt wieder mal ein Oldie dran. Das letzte Mal als ich mich mit sowas beschäftigt hatte, müsste Ende der sechziger Jahre gewesen sein...
Interessant ist das alleweil, aber jetzt weiss ich auch, warum viele Leute sich das Bauen eines Holzmodells nicht mehr antun! Nicht wegen der von mir geplanten Aenderungen und dem Drum und Dran, sondern wegen dem Zeitaufwand als solcher. Zurück zum Thema.
'Controller' hat in seinem Beitrag das geschrieben, was ich mit dem Modell fliegerisch auch anstreben möchte:

ja der Junior aus dem Flair Bausatz.............

das modell kann ich dir, motorisiert mit einen OS FS 40 erste generation mit einem propeller mit 3,5 zoll steigung, vorfliegen
deutlicher leistungsüberschuß, steile endlose steigflüge möglich


V-form je seite kann ich dir ausmessen am fertigen modell,

in der mitte des flügels hat das profil im bereich der flügelauflage eine gerade unterseite, der leistenrumpf ist an der oberseite gerade, setz den flügel mit der geraden unterseite auf den rumpf und setz das leistenleitwerk mit seiner geraden unterseite auf den rumpf und gut ist, du bekommst eine einstellung bei der du vollgas deutlich tief trimmen mußt um nicht zu steigen, du bekommst eine einstellung bei der du in neutraler höhenrudertrimmung mit knapp oberhalb standgas im schneckentempo über den platz fliegen kannst und am ende des platzes mit gasgeben schön gleichmäßig steigen kannst, der flieger kann bei windstille mit einem 250ccm tank eine halbe stunde in gleichbleibender höhe kreisen - du kannst den sender auf den boden stellen und in ruhe zugucken,
nicht ferngesteuert / ferngestört fliegen sondern eher der wegfliegen verhindern und bei fuß landen können durch bedienen der fernsteuerung ist ein ganz neues fluggefühl das (bei guter trimmung des modells und zuverlässig laufendem motor) ein selten schönes gefühl ist

Den Rumpf habe ich mittlerweile fast fertiggestellt. Motorsturz- und Zug geändert auf neu c. 3° - Planvorgabe 0
Werde somit das Original-Hohlprofil für den Flügel beibehalten, allerdings die Einstellwinkeldifferenz auf 1,5° zurücknehmen.
V-Form neu je 5- oder 6° je Seite.

Hoffe, diese Werte finden Eure Zustimmung.
Grüsse aus den Bergen, Daniel
 
So sieht das jetzt aus:
 

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@Yeti - du hast das gut zusammengefasst, dem gibt es fast nichts hinzuzufügen außer: Wenn die Grundeinstellung stimmt einfach mal fliegen. Dann bekommt man ein Gefühl für das Flugzeug und kann ggf korrigieren.
Das macht doch erst richtig Spaß!!

@Daniel - Tolles Projekt, ich mag Holz und baue auch wieder mit Holz. Die Wertschätzung eines Fliegers ist für mich erst richtig vorhanden, wenn man die Gurte und Holme mit Vornamen kennt ;);)
Bitte weiter so, laß uns mit deinen Bildern am Bau teilhaben.


Gruß Stefan
 
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