Ich plane für den nächsten Winter den Bau eines Thermikseglers mit E-Aufstiegshilfe und mich würde eure Meinung zu meiner bisherigen Auslegung interessieren.
Derzeit fliege ich einen EON600 mit rd. 1,1 kg mit TEK-Vario und anderem Profil (S3021 anstelle des modifizierten E 205). Meine Konstruktion soll gegenüber dem EON
1.) einen kleineren Kreisradius fliegen können (Nutzung kleinster Blasen in Bodennähe) und
2.) schneller fliegen können (zurückfliegen aus dem Lee nach dem Kurbeln!)
Das Flugverhalten soll wendig und trotzdem „gemütlich“ sein, d.h. ich brauche keinen Adrenalinkick. Da zumindest ich in größerer Höhe mit einem Dreiachssegler ohnehin keine sauberen Kurven hinbekomme bzw. mir das auf Dauer zu anstrengend ist, bekommt der Segler keine Querruder.
Ich habe also ein wenig im Internet recherchiert (leinauer.de, aerodesign.de etc.), zum wiederholten male das hervorragende „Thermikbuch für Modellflieger“ gelesen, mich davon inspirieren lassen und bin dann zu folgendem Flächen-Entwurf gekommen.
1.) Tragflächengeometrie:
Spannweite insgesamt 215 cm (inkl. 5 cm Rumpfbreite), Fläche 60,75 dm^2,
Streckung 7,6 (!). Ich erhoffe mir davon eine gute Sichtbarkeit auch in großer Höhe, gutmütige Langsamflugeigenschaften, einen geringen Kreisradius und eine hohe Wendigkeit.
Eine Traglfächenhälfte besteht aus drei Teilen:
-Innenteil: Rechteck 60 cm lang, 30 cm tief. 3° V-Form
-Mittelteil: Trapez 30 cm lang, Tiefe von 30 cm auf 25 cm. 5° V-Form
-Außenteil: Trapez 15 cm lang, Tiefe von 25 cm auf 20 cm. 10° V-Form
Die Hinterkante der Fläche soll gerade sein, d.h. es ergibt sich außen eine positive Pfeilung. Flächenbelastung rd. 25 g/dm^2.
2.) Profil:
Gö-795, Wölbung 2,48 %, Dicke 8 %
Wichtig ist mir beim Profil, dass die Unterseite gerade ist, da ich die Fläche in vollbeplankter Rippenbauweise bauen möchte. Ich vermute zwar, dass ich damit Leistung gegenüber moderneren Profilen verschenke, da ich es aber hasse, Styro-Flächen zu bauen, kommt für mich nur eine gerade Unterseite in Frage.
Ich hoffe, dass ich mit dem Gö-795 aufgrund der geringeren Wölbung und der geringeren Dicke im Vergleich zum S3021 eine bessere Penetration gegen den Wind erreiche. (Nebenbemerkung: Kann es sein, dass Gö-795 und Clark-Y mit 8% Dicke ziemlich identisch sind?)
Für den Langsamflug/ das Kurbeln möchte ich Wölbklappen einbauen, die jedoch aus Gründen der Einfachheit nur nach unten ausschlagen sollen (darüber hinaus hat die Klappe in Normalstellung keinen Spalt wenn man sie unten anschlägt). Wölbklappentiefe siehe weiter unten. Das „Thermikbuch für Modellflieger“ empfiehlt einen Ausschlag von 10 Grad, womit dann fast eine Verdoppelung des maximalen Auftriebsbeiwertes erreicht werden soll?!?!
Um ein gutmütiges Abrissverhalten im Langsamflug zu erreichen, wird oft eine Schränkung des Außenflügels empfohlen. Diese kostet jedoch ein wenig Leistung im Schnellflug. Schön wäre es natürlich beides zu haben:
Einen ungeschränkten Flügel im Schnellflug UND eine Schränkung im Langsamflug.
Meine Idee hierzu:
Der Flügel wird ohne Schränkung gebaut, d.h. dass ohne Wölbklappenausschlag der Anstellwinkel und die Wölbung über die gesamte Spannweite gleich sind (Schnellflug).
Für den Langsamflug werden die Wölklappen über die gesamte Spannweite 10° nach unten gestellt. Wenn nun die relative (!) Klappentiefe nach außen hin abnimmt, so ergibt sich sowohl ein geringer werdender Anstellwinkel (geometrische Schränkung) als auch eine abnehmende Profilwölbung (aerodynamische Schränkung). Wenn man überzieht, sollte daher meiner Meinung nach die Strömung zuerst innen am Flügel abreißen und außen noch anliegen; das Ergebnis wäre ein „weicher“ Strömungsabriss. Auch den Kreisflugeigenschaften soll laut „Thermikbuch für Modellflieger“ eine Schränkung zuträglich sein.
Nachfolgend meine Pi-mal-Daumen-intuitives-Bauchgefühl Wölbklappentiefen:
Innenteil: durchgehend 28 % der Flügeltiefe (84 mm)
Mittelteil: von 28 % (84 mm) auf 22 % (55 mm)
Außenteil: von 22 % (55 mm) auf NULL (angeblich heißt so etwas dann Trileron?)
Frage an die Aerodramatik-Experten: Halten meine Überlegungen den harten wissenschaftlichen Fakten stand? Oder ist meine Tragflächenauslegung bestenfalls dazu geeignet um zu zeigen wie man es nicht machen sollte?
Freue mich über alle Anregungen und Meinungen!
Harald
P.S.: Ein weiteres Hirngespinst: Ein über die Wölbklappe zuschaltbarer Blasturbulator auf der Flügeloberseite für den Langsamflug und evtl. eine ebenfalls mit den Wölbklappen gekoppelte Schwerpunktverschiebung.
Derzeit fliege ich einen EON600 mit rd. 1,1 kg mit TEK-Vario und anderem Profil (S3021 anstelle des modifizierten E 205). Meine Konstruktion soll gegenüber dem EON
1.) einen kleineren Kreisradius fliegen können (Nutzung kleinster Blasen in Bodennähe) und
2.) schneller fliegen können (zurückfliegen aus dem Lee nach dem Kurbeln!)
Das Flugverhalten soll wendig und trotzdem „gemütlich“ sein, d.h. ich brauche keinen Adrenalinkick. Da zumindest ich in größerer Höhe mit einem Dreiachssegler ohnehin keine sauberen Kurven hinbekomme bzw. mir das auf Dauer zu anstrengend ist, bekommt der Segler keine Querruder.
Ich habe also ein wenig im Internet recherchiert (leinauer.de, aerodesign.de etc.), zum wiederholten male das hervorragende „Thermikbuch für Modellflieger“ gelesen, mich davon inspirieren lassen und bin dann zu folgendem Flächen-Entwurf gekommen.
1.) Tragflächengeometrie:
Spannweite insgesamt 215 cm (inkl. 5 cm Rumpfbreite), Fläche 60,75 dm^2,
Streckung 7,6 (!). Ich erhoffe mir davon eine gute Sichtbarkeit auch in großer Höhe, gutmütige Langsamflugeigenschaften, einen geringen Kreisradius und eine hohe Wendigkeit.
Eine Traglfächenhälfte besteht aus drei Teilen:
-Innenteil: Rechteck 60 cm lang, 30 cm tief. 3° V-Form
-Mittelteil: Trapez 30 cm lang, Tiefe von 30 cm auf 25 cm. 5° V-Form
-Außenteil: Trapez 15 cm lang, Tiefe von 25 cm auf 20 cm. 10° V-Form
Die Hinterkante der Fläche soll gerade sein, d.h. es ergibt sich außen eine positive Pfeilung. Flächenbelastung rd. 25 g/dm^2.
2.) Profil:
Gö-795, Wölbung 2,48 %, Dicke 8 %
Wichtig ist mir beim Profil, dass die Unterseite gerade ist, da ich die Fläche in vollbeplankter Rippenbauweise bauen möchte. Ich vermute zwar, dass ich damit Leistung gegenüber moderneren Profilen verschenke, da ich es aber hasse, Styro-Flächen zu bauen, kommt für mich nur eine gerade Unterseite in Frage.
Ich hoffe, dass ich mit dem Gö-795 aufgrund der geringeren Wölbung und der geringeren Dicke im Vergleich zum S3021 eine bessere Penetration gegen den Wind erreiche. (Nebenbemerkung: Kann es sein, dass Gö-795 und Clark-Y mit 8% Dicke ziemlich identisch sind?)
Für den Langsamflug/ das Kurbeln möchte ich Wölbklappen einbauen, die jedoch aus Gründen der Einfachheit nur nach unten ausschlagen sollen (darüber hinaus hat die Klappe in Normalstellung keinen Spalt wenn man sie unten anschlägt). Wölbklappentiefe siehe weiter unten. Das „Thermikbuch für Modellflieger“ empfiehlt einen Ausschlag von 10 Grad, womit dann fast eine Verdoppelung des maximalen Auftriebsbeiwertes erreicht werden soll?!?!
Um ein gutmütiges Abrissverhalten im Langsamflug zu erreichen, wird oft eine Schränkung des Außenflügels empfohlen. Diese kostet jedoch ein wenig Leistung im Schnellflug. Schön wäre es natürlich beides zu haben:
Einen ungeschränkten Flügel im Schnellflug UND eine Schränkung im Langsamflug.
Meine Idee hierzu:
Der Flügel wird ohne Schränkung gebaut, d.h. dass ohne Wölbklappenausschlag der Anstellwinkel und die Wölbung über die gesamte Spannweite gleich sind (Schnellflug).
Für den Langsamflug werden die Wölklappen über die gesamte Spannweite 10° nach unten gestellt. Wenn nun die relative (!) Klappentiefe nach außen hin abnimmt, so ergibt sich sowohl ein geringer werdender Anstellwinkel (geometrische Schränkung) als auch eine abnehmende Profilwölbung (aerodynamische Schränkung). Wenn man überzieht, sollte daher meiner Meinung nach die Strömung zuerst innen am Flügel abreißen und außen noch anliegen; das Ergebnis wäre ein „weicher“ Strömungsabriss. Auch den Kreisflugeigenschaften soll laut „Thermikbuch für Modellflieger“ eine Schränkung zuträglich sein.
Nachfolgend meine Pi-mal-Daumen-intuitives-Bauchgefühl Wölbklappentiefen:
Innenteil: durchgehend 28 % der Flügeltiefe (84 mm)
Mittelteil: von 28 % (84 mm) auf 22 % (55 mm)
Außenteil: von 22 % (55 mm) auf NULL (angeblich heißt so etwas dann Trileron?)
Frage an die Aerodramatik-Experten: Halten meine Überlegungen den harten wissenschaftlichen Fakten stand? Oder ist meine Tragflächenauslegung bestenfalls dazu geeignet um zu zeigen wie man es nicht machen sollte?
Freue mich über alle Anregungen und Meinungen!
Harald
P.S.: Ein weiteres Hirngespinst: Ein über die Wölbklappe zuschaltbarer Blasturbulator auf der Flügeloberseite für den Langsamflug und evtl. eine ebenfalls mit den Wölbklappen gekoppelte Schwerpunktverschiebung.