Gesamt-Schwerpunktberechnung mit Ballast

Hübsch, nicht?
Ich bin wahrscheinlich nicht der erste, der sich gefragt hat, wie sich der Ballast auf den Gesamtschwerpunkt seines Fliegers auswirkt.

Der gebraucht gekaufte RockIt kam mit dem Rumpfballast bestehend aus 7 Messingstücken mit einem Gesamtgewicht von 465g. Da mir das beim letzten Flug zu wenig war, habe ich aus 10mm-Stahlblech weitere 6 Ballaststücke für die Tragflächen angefertigt. Die haben ein Gesamtgewicht von 566g.

Der Schwerpunkt des leeren RockIts liegt 85mm hinter der Nasenleiste. Damit fliegt er schön neutral ohne Abfangbogen.
Meine erste Annahme, dass der Rumpfballast ebenfalls dort seinen Schwerpunkt hat, war falsch. Dieser liegt tatsächlich ~5mm weiter vorne. Die Ballastkammern der Flügel liegen dafür 8mm hinter dem Schwerpunkt des Seglers.

Da es sich nicht um vernachlässigbare Gewichte handelt, habe ich eine kleine Tabelle gebastelt, in der jeder die neue Lage des Gesamtschwerpunktes in Abhängigkeit der Einzelgewichte und ihres Abstandes zur Nasenleiste des Flügels berechnen kann. Es ist auch möglich einzelne Ballaststücke mit Null=0 zu bewerten falls sie durch leichte Holzklötze ersetzt werden.

Ich hoffe der Link mit dem XLS-Download funktioniert:
https://www.dropbox.com/s/8jdu4hjskw4ths6/Gesamtschwerpunkt mit Ballast.xlsx

Sehr gut gemacht.War auch schon am rechnen.

Ein Vorschlag zum Abrunden:

Eine Möglichkeit, eine Trimmballastposition anzugeben, und einen Wunsch-Schwerpunkt und dann die nötige Trimmballastmenge auszurechen.

MarkusN schrieb:

Ein Vorschlag zum Abrunden:

Eine Möglichkeit, eine Trimmballastposition anzugeben, und einen Wunsch-Schwerpunkt und dann die nötige Trimmballastmenge auszurechen.

Zum Vergrößern anklicken....

Dazu brauchen wir keine Tabelle:

Achtung! Hinter der Nasenleiste positive Werte, vor der Nasenleiste negative Werte für die Entfernung!
Großbuchstaben sind Gewichte, Kleinbuchstaben Entfernungen von der Nasenleiste.
Wenn das Trimmblei in die Nase kommt -> negative Entfernung von der Nasenleiste(t ist negativ).
G..Schwerpunkt des Fliegers ohne Trimmblei
S..Wunschschwerpunkt inkl. Blei (Gesamtgewicht inkl. Ballast mit neuer Schwerpunktlage)
T..Trimmballast

WIE das geht, weiss ich auch. Aber Deine Tabelle rechnet ja auch nichts anderes als die diversen Momente der Massenanteile. Löst halt nach Hebelarm, statt nach Masse.

In der Tabelle wird aus allen Einzelmomenten die aus den Einzelgewichten und Einzelentfernungen berechnet werden ein Gesamtmoment und daraus dann über das Gesamtgewicht wieder ein Gesamtschwerpunkt ausgespuckt.

Ich habe deine Anregung nicht ganz verstanden, glaube ich.
Es ist eine zu große Anzahl an Unbekannten, wenn du einen Wunschschwerpunkt angibst, aber nicht wo deine Trimmballaste sind und z.B. ob sie alle gleich schwer sind. Kannst du das präzisieren?

Es ist halt die Frage, die ich mir in dem Zusammenhang stellen würde. Nicht: "Wo liegt der SP mit meinen Ballastgewichten?", sondern: "was muss ich tun, damit sich der SP gegenüber dem unballastierten Zustand nicht verschiebt?"

Dazu wähle ich mir einen Ort, wo ich den Trimmballast befestigen möchte und gebe seinen Hebelarm ein. Ausserdem den Wunsch-SP (z.B. den unballastierten, kann aber natürlich auch ein anderer sein.)
Und mit der von Dir angegebenen Formel bekomme ich dann die Masse, die ich in der Trimmkammer befestigen muss.

Siehs als eine Ergänzung zu dem, was Du rechnest. Einfach eine andere Facette der Problemstellung.

(Man kanns natürlich auch so lösen, dass der Trimmballast als eines der Ballastgewichte definiert wird. Dann herumprobieren, bis der SP da ist, wo man will. Ist aber irgendwie von hinten durch die Brust ins Auge.)

Ich verstehe jetzt was du meinst glaube ich. EDIT:Oder doch nicht?

Wenn man nur ein kleines Korrektur-Trimmgewicht verwendet, ist die handschriftliche Berechnung von vorhin zielführend. Wenn man z.B. ein paar Gramm Blei in die Schnauze oder ins Heck klebt.

Sobald du aber mehrere Gewichte hast, und diese getrennt betrachtest - also nicht als ein Gesamttrimmgewicht - wird es schwieriger. Denn bei jeder Änderung ändert sich der Schwerpunkt. Wenn z.B. in meinem Fall eines oder mehrere der 6+7=13 Ballaststücke durch ein Holzstück ersetzt wird. Hier gibt es unzählige Kombinationen. Und für jede dieser Kombinationen bräuchte man ein anderes Trimmgewicht um den Gesamtschwerpunkt wieder dorthin zu bringen wo du ihn haben willst. Oder soll Excel eine Kombination aus allen vorhandenen Ballastgewichten rechnen, um einen Wunsch-Schwerpunkt zu erreichen? Das wird glaube ich schwierig.
Aber wenn man nach dem Aufballastieren wieder ein einzelnes Ausgleichsstück z.B. in der Schnauze verwenden will, um den Ges.-SP zu korrigieren, kommt man wieder zur handschriftlichen Berechnung, die man natürlich auch ins Excel übertragen könnte...

wildtapir schrieb:

Aber wenn man nach dem Aufballastieren wieder ein einzelnes Ausgleichsstück z.B. in der Schnauze verwenden will, um den Ges.-SP zu korrigieren, kommt man wieder zur handschriftlichen Berechnung, die man natürlich auch ins Excel übertragen könnte...

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Dies.

So wie ich deine Tabelle verstehe, gibst Du ein, welche Gewichte Du einbaust und bekommst als Resultat den Gesamtschwerpunkt.

Jetzt hintendrangehängt die Trimmkorrektur, die den SP wieder dahin bringt, wo er unballastiert war (oder wo ich ihn halt sonst hinmöchte).

Also: erstes Resultat: Gesamtschwerpunkt ballastiert, ohne Korrektur.
Zweites Resultat: Nötiges Trimmgewicht, dass der SP da ist, wo ich ihn möchte.

https://www.dropbox.com/s/nfhpkqxw2xn5t4x/Gesamtschwerpunkt mit Ballast 2.xlsx

das wäre die Version mit einem Ausgleichsgewicht in der Nase.
Eingabe der Lage und des Wunschschwerpunktes im letzten Block -> Excel berechnet das Gewicht des nötigen Trimmgewichtes.

EDIT:
Gute Nacht. Ich glaube wir haben es jetzt.

Ähnliche Gedanken hab' ich mir vor 14 Jahren auch schon mal gemacht. Herausgekommen ist dann das -> KLICK! (-MAGAZIN)

Hallo Eckart,

deine beschriebene Methode benutze ich schon seit vielen Jahren, ist einfach am genauesten und liefert auch gleich Korrekturwerte mit. Ich trage diese Werte in ein eigenes Excel-Blatt ein und habe somit gleich eine Dokumentation der Schwerpunkte aller meiner Modelle. Das ist insbesondere im Wettbewerbsbereich praktisch, weil ich so verschiedene Varianten desselben Modells beispielsweise bei F3J (leichte gegen feste Ausführung) vergleichen kann. Das habe ich früher aber auch schon mal geschrieben.

Was den Schwerpunkt bei diversen Ballastierungen angeht:
Dazu habe ich zunächst einige Schwerpunktlagen bei einigen Ballastierungen mit der von Eckart beschriebenen Methode bestimmt und in ein Excel-Blatt eingetragen. Davon ausgehend habe ich dann alle möglichen Ballastkombinationen berechnet (waren beim Freestyler über 100 Varianten) und für jede Variante die Schwerpunktverschiebung ausgerechnet. Für die Praxis habe ich dann diejenigen Varianten rausgepickt, bei der der Schwerpunkt an der für mich korrekten Stelle zu liegen kam. So konnte ich eine Ballasttabelle entwickeln, die ca. 20 Varianten mit einer Ballastabstufung von etwa 100 g enthält. Diese Tabelle habe ich bei Wettbewerben dabei und ballastiere danach.

Gruß, Karl Hinsch

Eckart Müller schrieb:

Ähnliche Gedanken hab' ich mir vor 14 Jahren auch schon mal gemacht. Herausgekommen ist dann das -> KLICK! (-MAGAZIN)

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Hallo!
Eine interessante Methode für die Schwerpunktbestimmung muss ich sagen. Du hast beim Ballast aber nur eine Zeile vorgesehen.

Für Anwendungen wie sie Karl Hinsch beschreibt, beschleunigt eine Tabelle mit allen Ballaststücken mit ihren jeweiligen Gewichten und Hebelarmen die Suche nach der richtigen Ballastierung. Ein Mal richtig eingegeben(Lage und Einzelgewichte), ist eine Berechnung neuer Kombinationen nur noch eine Sache von Sekunden.

Mache mir jeweils auch ein Excel-Blatt für jeden Flieger.

Hier gibts aber auch einen guten und recht universellen Vorschlag zum herunterladen ;
http://planet-soaring.blogspot.ch/2012/08/ballasting-f3x-sailplane.html

Grüsse
Christian