Denkübung zum korrekten Auswiegen von ungleich schweren Tragflächenhälften...

Vielleicht denke ich mal wieder zu kompliziert. Aber wie wiegt Ihr Tragflächen aus, wenn Euch das Auflegen des Rumpfes vorn und Anheben hinten zu ungenau ist?

Ich will die Tragflächen nicht nur gleich schwer haben, sie sollen darüber hinaus auch an der gleichen Stelle den Schwerpunkt haben. Denn beim Abfangen will ich mit dem Flieger immer noch kein Eigenleben erleben.

Das Problem müsste so ähnlich beim Thema Rotorblätter von Hubis gegeben sein.

Wie macht man das richtig?

Beispiel 1:
Die eine Tragflächenhälfte (2 Meter Länge) ist 30 gramm schwerer als die andere. Der Schwerpunkt befindet sich bei beiden Tragflächen genau in der Mitte.

Beispiel 2:
Zwei gleich schwere Tragflächen bei gleicher Länge. Der Schwerpunkt liegt aber 30 cm auseiander. Wie korrigiere ich das?
(Theorie und Praxis)

Beispiel 3:
Diesmal zwei unterschiedlich schwere Tragflächen mit unterschiedlichem Schwerpunkt. Wie geht man vor?

Tach Jan,

endlich mal wieder ein Thema auf'n Teppich

Allgemein mal Frage zurueck: Welches Eigenleben soll der Flieger bekommen, wenn er nur als Ganzes seinen Schwerpunkt in Rumpfmitte hat? Drehungen um die Laengsachse gehen hier rum und fertig iss.

Weiterhin ist aus der Mechanik des starren Koerpers das Traegheitsmoment (hier der Flueglhaelften) die wichtige Groesse bzgl Drehbewegungen und -beschleunigungen. Allein durch Deine Anforderung - gleiche Masse und gleiche SP Lage haben Deine Fluegelhaelften noch lange nicht das gleiche Traegheitsmoment bzgl Rollen.

Zu den Fragen:

1. Blei in den SP des leichteren Fluegelhaelfte

2. Gleich viel Blei in die Wurzel bzw Endrippe der Fluegel, um gleiches Gewicht zu halten, aber die SP Lage zu korrigieren. Also, aeh, beide Fluegel werden gleich viel schwerer

3. Na, nu rat mal, wie das wohl geht...

Wolfgang

Hallo Jan,

ich würde folgendermaßen vorgehen

Bsp.1 = 30 g auf den Schwerpunkt der leichteren Fläche

Bsp.2 = dieser Fall würde sich bei einem leichten Flugobjekt mit langsamem Profil "egalisieren". Bei einem schnellen Modell höheren Gewichtes+Spannweite (F3B mit Balast), würde ich beim Hersteller reklamieren. 30cm unterschiedlicher Schwerpunkt (der jeweiligen Fläche) könnte nur auf "Murks oder retuschierte Reparatur" hinweisen.

Bsp.3 = Davon ausgehend, daß alle Flächen in der gleichen Schablone, gleichen Materials, gleicher Form entstehen, kann dieser Fall nicht auftreten. (es sei denn, es ist ein Gebrauchtmodell mit verdeckter Reparatur).

Folgende Gewichtsunterschiede habe ich durch GFK-laminiertechnik schon selbst verursacht:

Hotliner einteilig.........rechts 3g
F3J dreiteilig rechts +5g
Reparatur Hotliner Außenohr, Außgleichsbedarf 25g

Gewichtsausgleiche zwischen 1-2 % der Flächenmaße dürfte sich auch ohne Ausgleich egalisieren.

Vor Jahren habe ich mal die Romeksche Studie gelesen, das Buch jedoch verliehen. Vielleicht finde ich den Verlag noch einmal.

Wichtiger erscheint mir nicht nur der Schwerpunkt in der Länge der Fläche, sondern der echte Schwerpunkt im Profil. Sollte hier achsiale Verschiebungen auftreten, würde sich ein Modell im Speedflug durch Vibrationen zerlegen.

Grüße
Jörg Peter

[ 09. Mai 2005, 17:45: Beitrag editiert von: Dr. Lagu ]

Das Problem müsste so ähnlich beim Thema Rotorblätter von Hubis gegeben sein.

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Das Analogon bei nem Flächenflieger wäre Rollen bzw. Flachtrudeln, denn da kommt das Flächen(Massen)trägheitsmoment oder Varianz in Spiel, welches ein Maß für die Verteilung der Massen um den Schwerpunkt ist. Unterscheidet sich dieses jetzt für beide Flächen, hat eine mehr Energie (bzw größeren Drehimpuls). Bei Rotordrehzahlen mag das ja relevant sein, bei Rollraten von Fliegern ist es nur herrlich theoretisch . D.h. vorne anheben und schauen das kein Ohr hängt und fliegen gehen .

Original erstellt von Jan:

Ich will die Tragflächen nicht nur gleich schwer haben, sie sollen darüber hinaus auch an der gleichen Stelle den Schwerpunkt haben. Denn beim Abfangen will ich mit dem Flieger immer noch kein Eigenleben erleben.

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Das Abfangen führt zu keinen Drehbewegungen um die Längsachse. Es genügt daher, dass die Tragflächen statisch (Drehmomentgleichgewicht)ausgeglichen sind. Nur bei Rollen (Drehung um die Längsachse) wäre ein "dynamisches Auswuchten" (Trägheitsmomente der beiden Flächen gleich) eher interessant. Die Winkelgeschwindigkeit der Rolle ist aber so klein, dass ein dynamisches Auswuchten unnötig ist.

Also: ganz aussen Gewicht hin, bis Drehmomentgleichgewicht erreicht ist und fertig.

..in der Praxis kommt das fehlende Gewicht dort hin, wo Platz ist: in den QR-Servoausschitt

Tach zusammen,

Waldi sacht wies geht

Traegheitsmoment: wozu soll beim starren Koerper das der beiden Halbfluegel irgendeine Relevanz haben? Die Rolleigenschaften werden ausschliesslich vom Gesamtdingsda beeinflusst, das gleiche gilt beim Hubi Rotor.

Alla guut, beim Letzteren faellt mir doch glatt ein Szenario ein Bei unserem letzten Tag der offenen Tuer hier im FZK war ein Profihubiflieger zum Schaufliegen. Der flog Ecken da wackeln nicht nur die Ohren. War'n 3-d nt mit Webra 15 Kubik. Also mein Szenario nunmals:

Haut der Mensch also Pitch rein, uebt der wachsende Widerstand des Rotors natuerlich kraeftige Drehmomente auf den Rotor aus. Das ist guenstig wenn diese eine gleiche Drehbeschleunigung selbigem ergaeben.

Aber beim Flaechenflieger: Hau ma Hoehenruder mit Woelbklappen rein. Wegen des immer noch ganz starren Koerpers wird aus Symmtriegruenden der Anstroemung immer noch kein Drehmoment um die Hochachse ausgeuebt.

Der Hubipilot erzaehlte natuerlich auch so allerlei Geschichten: Zur Messung der Beschl seines eckigen Fluges hat er mal so Glasroehrchen mitgehabt, die in Pakten mit eingepackt werden zur Pruefung des Einhaltens von "Bitte nicht stossen". Die waren nach der Landung schon mal kaputt.

Aber nicht wg gescheiterten Rollenkreises

Wolfgang

Original erstellt von Wolfgang Kouker:
Tach zusammen,

Traegheitsmoment: wozu soll beim starren Koerper das der beiden Halbfluegel irgendeine Relevanz haben? Die Rolleigenschaften werden ausschliesslich vom Gesamtdingsda beeinflusst, das gleiche gilt beim Hubi Rotor.

Wolfgang

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J bezüglich Rumpflängsachse:

J ges = Integral r^2 dm über gesamte Tragfächenmasse
=Integral r^2 dm über linke Tragfläche +
Integral r^2 dm über rechte Tragfläche

Tach Gerhard, ich frug:

Traegheitsmoment: wozu soll beim starren Koerper das der beiden Halbfluegel irgendeine Relevanz haben? Die Rolleigenschaften werden ausschliesslich vom Gesamtdingsda beeinflusst, das gleiche gilt beim Hubi Rotor.

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Wozu die Formel fuer das Traegheitsdingens? Jedes Integral kann ich in mehr oder viele Teilgebiete zerlegen. Welchen Vorteil hat beim Flaechenmodell gleiches Dingens fuer jede Fluegelhaelfte?

Ich sach ma keinen. Hier genannte Rollmomente beim Querrudern sind ausschliesslich von der Anstroemung und der Fluegelform (zB Profil) abhaengig, nicht von der "Verteilung" der Traegheitsdingens rechts-links, die voellig willkuerlich ist und fuer die gesamten Rolleigenschaften einzeln keine Bedeutung haben.

Hierzu braucht es ausschliesslich die SP-Lage (Rumpfmitte, statisch auswiegbar) und das Gesamttraegheitsmoment. Hat man ein symmetrisch aufgebautes Kunstflugzeug, idealisierte symmetrische Anstroemung und gleiche Ruderausschlaege, uebt jede Fluegelhaelfte das gleiche Dremoment aus und es ergibt sich sauberes Rollen. Bei Asymmetrie und horizontalem Einflug wird zusatzlich eine Translationsbeschleunigung nach oben oder unten des ganzen Fliegers erzeugt.

Also: statisch auswiegen reicht, solang niemenden was Besseres einfaellt

Gruss, Wolfgang

Moin zusammen,

- Also: statisch auswiegen reicht, solang niemenden was Besseres einfaellt -

aber natürlich, sogar ohne Integralkappes.
Statisch auswiegen in der Werkstatt versteht sich von selbst wenn man einen halbwegs gerade fliegenden Flieger haben will.
Nun in die Luft, Modell ist um die Längsachse top ausgetrimmt, halbe Rolle - Rückenflug - fliegt das Modell immer noch gerade sieht es schon mal ganz gut aus.
Hängt jetzt aber eine Flächenhälfte immer nach unten so muss in die obere Flächenhälfte Gewicht rein.
In Normalfluglage hing die schwerere Hälfte nach unten und wurde durch Querrudertrimm ausgeglichen, im Rückenflug wirkt der QR.-Trimm immer noch in die gleiche Richtung aber die schwerere Flächenhälfte ist jetzt auf der anderen Seite und so addieren sich die Ursachen.

Noch besser geht es so:
Modell fliegt mit Vollgas und waagerechter Fläche auf einem zu (oder weg), nun fliegt man 3 Loopings komplett mit Vollgas (Radius so klein wie das Modell es aushält )
Die schwerere Fläche wird sich jetzt durch die Fliehkraft nach aussen drehen.

Viel Spass beim ausprobieren.

Viele Grüße
Jörg

hm, gute Frage Wolfgang .

Ein starrer Körper dreht sich natürlich immer um seinen SP. Die Frage ist nur, ob die Drehachse dabei gleich bleibt. Bei einem inhomogenen Drehmoment ausgleich durch Gewicht am Randbogen, ist zwar der SP auf der Rumpfachse, aber die Flächen sind nicht gleich schwer, bzw der Median liegt in Richtung der schwereren Tragfläche, bzw der Schwerpunkt der leichteren Tragfläche liegt weiter außen, deswegen gibt es auch unterschiedl. Trägheitsflächenmomente für beide Hälften, insgesamt natürlich nur eines. Somit hätte bei Rotation um eine STARRE Achse, die leichtere Fläche mehr Energie als die leichte, d.h die schwere müsste doch bremsen, die leichte beschleunigen wollen. Macht aber alles nix, wenn das System starrist. Nur m.E. ensteht diese Beschleunigungen bei freier Achse eine Kraft normal zur Fläche, d.h die Achse will taumeln.
Ich lasse mich aber gern von einem Himmelsmechaniker belehren

Wie gesagt - zum Auswiegen von Modellen alles irrelevant.

Edit: Die leichtere Fläche bzw. weiter außen liegende Masse hat natürlich mehr Energie (E=1/2*m*(Winkelgeschwindigkeit*r)^2)

[ 10. Mai 2005, 15:22: Beitrag editiert von: propbuster ]

Tach zusammen,

in diesen Sachen der klassischen Mechanik sind einzelne Flugerfahrungen als Argument nicht anwendbar. Es gibt die von mir geforderte "idealisierte Symmetrie" nicht, weshalb man zig Fluege mit zig Flugzeugen und zig Piloten braucht. Es hilft aber die Algebra. Ich charikiere Joergs Fluegel so:

---m----------SP----M---------

Das ist unser Flugzeug von hinten Der Gesamtschwerpunkt (SP) sei in Rumpfmitte, die Masse des linken/rechten Fluegels sei ausschliesslich in m bzw M. Der Fluegel ist statisch ausgewogen, gross M dreht am kurzen Hebel und umgekehrt. Das Traegheitsmoment um die Laengsachse ist natuerlich links (r^2*m) groesser als rechts (R^2*M), wg quadratischen Eingangs der Hebelarme (r bzw R).

Zu Jörg 1. Absatz:
Der Horizontalflug ist nichts anderes als das statische Auswiegen in der Werkstatt, nur dass der Auftrieb nun Dein Wiegestativ fuer das Modell ersetzt und die Gegenkraft zur Schwerkraft ausuebt. Bei idealisert symmetrischen Bedingungen haengt da nichts.

Zu Joerg, 2. Absatz (Loopings):
Der Fluegel hat fuer Drehungen um die Querachse (Nicken) kein Traegheitsmoment, weil M und m in der Querachse liegen (im real existierenden Flugzeug statisch ausgewuchtet gibts moeglicherweise kleine Verschiebungen in Laengsrichtung). Bleiben Zentrifukalkraefte (Z und z fuer M und m) durch den Looping, geflogen mit radius s (die r und R sind verbraten) und Geschwindigkeit v:

Z = v^2 / s * M = a*M
z = v^2 / s * m = a*m

wobei a = v^2/s die Zentrifugalbeschleunigung ist und fuer Beide gleich.

Ergebnis der statischen Auswiegung war:
M*R = m*r,
wodurch man durch Multiplikation mit a die Drehmomente der Zentrifugalkraefte um die Laengsachse erhaelt, die dann natuerlich auch gleich sind:
a*M*R = a*m*r

Ergebnis: Ein statisch ausgewogener Fluegel mit ungleichen Traegheitsmomenten der Fluegelhaelften ist nicht Ursache fuer einen spiralfoermigen Looping.

Vielleicht faellt jamand was zum 2. Posting ein...

Gruss, Wolfgang, jetzt hier aber nicht Rechenknecht werdend

Tach auch,

im Endeffekt ist das doch die gleiche Diskussion wie die um einen Einblattpropeller mit dem Unterschied, dass beim Einblattpropeller kleine Verschiebungen eine grosse Wirkung haben. Solange das Flugzeug in der Laengsachse statisch ausgewogen ist und die Flaechenschwerpunkte nicht in der Laengsachse gegeneinander verschoben sind kann ich da nichts taumeln sehen, wenn die Kiste rollt.

Hallo Freunde,

Wolfgangs Ausführungen bezüglich der Erd- und Abfang-Beschleunigung ist nichts hizuzufügen.

Die Zetrifugalbeschleunigung (in Y-Richtung im Flugzeug-bezogenen Koordinatensystem - also in Tragflächenrichtung) eines Massepunktes der Tragfläche ist:
aY= ω^2 · r
Das ω (omega - wenn's der Browser nur als schwarzen Kleks darstellt) ist die Rollgeschwindigkeit als Winkelgeschwindigkeit, das r ist seine Entfernung von der Rollachse.

Die Zentrifugalbeschleunigung in Y-Richtung ist also betragsmäßig gleich über die Flächen verteilt wie die Erd- und Abfang-Beschleunigung (ungefähr in der Z-Richtung).
Wenn also ein statisch ausgewogenes Flugzeug (Schwerpunkt in der XZ-Ebene) kein Rollmoment durch die Erd- oder Abfangbeschleunigung erfährt werden auch die verschieden verteilten Massen in den Tragflächen durch die Zentrifugalkraft beim Rollen das Flugzeug auch nicht auf einen Spiral-Flugpfad ziehen.

Statisch Auswiegen reicht also.

Schöne Grüße,
Helmut

Danke Helmut, das war es. ich wusste doch, dass es einen Grund hat möglichst rotierende Körper mit homogener Massenverteilung zu verwenden. Das Trägheitsmoment kommt, wie der Name eigentlich schon sagt, nur beim Beschleunigen von Massen zum Tragen, also bei zeitl. Änderungen der Winkelgeschwindigkeit. Das löst auch dann meine Energieprobleme.

[ 10. Mai 2005, 18:46: Beitrag editiert von: propbuster ]

Moin zusammen,

ähhem, ich wollte nur sagen ich fahre heute Mittag bei dem Wetter zum fliegen und trainiere mit meiner gut gehenden EA260 das X-Programm.
Ich wünsche Euch noch viel Spass beim berechnen von idealisierten Flugzeugen die auf imaginären Schienen fliegen.

Hier noch ein link für die Praxis:
http://www.rc-modellkunstflug.de/modelle_einfliegen.htm

Einen schönen Flugtag.

Leider hat L.N. immer noch nicht den Fehler in seiner Darstellung gefunden. Ziff. 8...

Wenn Du X fliegst, gib Ihm doch mal einen freundlichen Hinweis und erklär' ihm das mal...