Wirkung / Berechnung vom V-Leitwerk

Moinsen,

bitte nicht kreuzigen, das Thema wurde bestimmt behandelt. Ich finde darüber aber nur sehr wenige Informationen.
Auf einer Seite habe ich eine grafische Veranschaulichung gefunden und wollten das von euch Profis bestätigt haben

Das V-Leitwerk wirkt als Höhenruder / Seitenruder, wie die projizierte Fläche auf dem Boden.

ist dies Korrekt ? Kann ich somit in Rainers Schwerpunkt Programme damit rechnen, bzw. das V-Leitwerk überprüfen ?
Ich habe mit dieser Vorgehensweise für eine Hangfräse 1,5m Spannweite ein V-Leitwerk gebaut, was nach den Berechnungen mit den Programmen die Aufmaße von einem Leitwerk der Supra von Mark Drela hat

Es sieht sehr unschön aus auf dem Flieger... Ich habe es nur ran gehalten und wollte noch ein paar Infos von euch einholen.

Gruß

Coax schrieb:

Das V-Leitwerk wirkt als Höhenruder / Seitenruder, wie die projizierte Fläche auf dem Boden.

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Wird immer so gesagt, stimmt aber nicht genau. Projektion wäre mit dem Cosinus des Winkels. Präzis ist es aber Cosinus^2.

Zweimal Cosinus, weil zum Einen die Auftriebskraft um den Winkel geneigt ist also nur eine Komponente davon wirksam ist, aber zum Anderen nicht die ganze Winkel-Ablage des Flugzeugschwanzes beim Leitwerk als Anstellwinkle-Änderung ankommt; der Auftrieb ist also von Anfang an kleiner. (Zur Veranschaulichung stell Dir den 90° Fall vor; Wenn das Flugzeug den Schwanz hängen lässt, resultiert deswegen am SLW kein zusätzlicher Anstellwinkel.)

Bahnhof?

Und nu bitte noch einmal für sehr blonde Menschen.

Die Größe vom Leitwerk beeinträchtigt ja den Schwerpunkt, wenn das Leitwerk nicht gut berechnet ist, stimmt mein Schwerpunkt am Modell beim einfliegen ja nicht und kann, muss aber nicht, sich gleich zerstören

Markus, was denn nun? Cosinus Quadrat oder zweimal Cosinus?

@Coax:
Wie so oft, funktioniert auch hier die immer wieder überlieferte Projektion, ausser wenn du das Leitwerk grenzwertig klein machst. Wenn du beim Erstflug nicht schockstarr am HR-Knüppel bist, dann wirst du den Apparat deswegen jedenfalls nicht hinwerfen.

Wettbewerbsflieger mal weghören:
Nicht so viel rechnen, sondern ausschneiden, dranhalten und gucken, obs plausibel aussieht. Das reicht.

H.

Holger W. schrieb:

Nicht so viel rechnen, sondern ausschneiden, dranhalten und gucken, obs plausibel aussieht. Das reicht.

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Absolut einverstanden. Vor allem wenn es um Dinge geht, die eher mit Flugeigenschaften als mit Flugleistungen zu tun haben. Da hilft Bauchgefühl ("sieht irgendwie doof aus") und subjektive Beurteilung mehr. Es ist ja selten so, dass ein HLW wirklich grenzwertig klein ausgelegt wird. Wenn doch, tritt z.B. im schnellen Gleitflug der Fall "Unterschneiden" auf. Und es werden abenteurliche Theorien über die Wirkung von gewölbten Leitwerken entworfen...

Aber wer präzise Fragen stellt, bekommt präzise Antworten.

Deswegen:

was denn nun? Cosinus Quadrat oder zweimal Cosinus?

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cosinus quadrat. Oder anders ausgedrückt zweimal hintereinander mit cosinus multipliziert. (das "zwei mal" sollte nicht als "2 *" gelesen werden.)

Wenn ich ein HLW um Alpha schräg stelle, dann wirkt seine Kraft nur um den Faktor cosinus (alpha) in die vertikale Richtung. Und weil eben der wirksame Anstellwinkel sich auch um den Faktor cosinus (alpha) verkleinert, ist die totale korrigierende Kraft um cos(alpha) * cos(alpha), kurz cos^2(alpha) kleiner als beim horizontalen HLW.

Coax: wenn Du also eine äquivalente Fläche in ein SP-Berechnungsprogramm eingeben willst, dann nimm die ganze (nicht die projizierte) Fläche des Leitwerks und multipliziere sie mit (cos vom Winkel Zwischen der Fläche und der Horizontalen)^2. Kann jeder technisch-wissenschafliche Taschenrechner, oder auch Excel. Wenn das Programm die Höhe des HLW über dem Flügel berücksichtigt, nimm die halbe Höhe der Seitenprojektion.

Aber: auch da bin ich bei Holger: Der Unterschied bei der SP-Berechnung ist nicht so gravierend, dass deswegen etwas Unfliegbares herauskäme. Generationen von Modellfliegern haben den dicken Daumen unter den Hauptholm gehalten, danach ausgewogen, und sind dann auf die nächste Wiese gegangen, den Flieger einschmeissen. Und das funktioniert auch heute noch.


Die ganze Theorie habe ich übrigens bei Mark Drela angelesen, womit sich der Kreis zum Anfangspost wieder schliesst.

Ich bin am Wochenende in der Bastelstube und mache mal ein Foto zwischen dem neuen V-Leitwerk
und dem alten, womit der Flieger zur Zeit, wie ich finde, Ordentlich fliegt

Richtig es geht eher um Flugeigenschaften.

Ich dachte nur für mich für die Zukunft, das ich eher Flieger baue mit V-Leitwerk.
Seitenruder liegt mir einfach nicht. Solange der Flieger stabil in seiner Achse liegt ist es für mich ausreichend

Also alpha 45 grad? Wenn der Öffnungswinkel 90 beträgt?

V-Leitwerk / Theorie

V-Leitwerk / Theorie

Moin zusammen,
ich halte es heute wie Holger und auch Markus - was optisch passt fliegt auch, aber es gibt durchaus bemerkenswerte Abhandlungen die man zur Beurteilung heranziehen kann.

Hier ist ein gutes Beispiel:

http://www.mfg-markdorf.de/archiv/2006/v-leitwerk/index.htm

Sehr lesenswert und jeder nimmt das mit was er gebrauchen möchte.

Gruß Stefan

Coax schrieb:

Also alpha 45 grad? Wenn der Öffnungswinkel 90 beträgt?

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Yup. Und für diesen Spezialfall ergibt sich für (cos(45°))^2 = 1/2. Das Leitwerk ist als HLW also gerade halb so wirksam, wie wenn es eben aufgeklappt wäre. Bei diesem recht steilen V wird die Abweichung also bereits (zumindest theoretisch) spürbar. Projektion wäre ja ca. 70% der Gesamtfläche.

Das von mfg-markdorf ist genau das was ich bestätigt haben wollte

Ich habe das Prinzip auf einen Segler den ich bei der Bucht mal ersteigert habe (mit V-Leitwerk) mal angewendet
und in Rainers Schwerpunkt Programm eingepflegt. Es sah von den Berechnungen her verdammt gut aus.
Der errechnete Schwerpunkt liegt aber 2cm hinter dem jetzigen
Viel ändern werde ich an dem Segler nicht, da ich für den für den Hang benutze und er so Spaß macht.

Nun wollte ich einen zweiten Segler mit 1,5m Spannweite damit überprüfen wollen und das berechnete
V-Leitwerk hat nun die Größe wie der 3m Segler (oben erwähnt)
Ich muss mal am Wochenende die Länge des Rumpfes messen,
Eventuell ist der Rumpf nicht für eine 1,5m Spannweite gedacht?

Vorher war eine Fläche mit 2m Spannweite montiert. Ich habe für Dänemark eine kleine RG-15 Fläche
Dafür gebaut und wollte auch das Leitwerk überprüfen und kam damit zu diesem konfusen Leitwerksthema

Aber in der Tat, bewege ich mich auf einem sehr simplen Niveau in Sachen Fliegerei.
Wenn der Flieger nicht gleich runter fällt wie ein Stein, fliegt es für mich

Ich mache ein paar Notizen, vielleicht ist ja jemand so nett und schaut mal drüber.

Schönen Abend noch

Gruß Fabian

Ich nochmal.
Ja, wirklich sehr guter Artikel, und völlig frei von Quabeck'scher Schlaumeierei.
Angeregt dadurch habe ich mich mal (im Nachhinein) gefragt, wieso meine beiden VLW-Spezis Alexa's Arrow und Bugatti100 so stoisch geradeaus fliegen und auch sehr stabil um die Querachse sind.
Bei Alexa's Arrow war mein Ansatz, dass es keinen mir bekannten Pfeilflügler mit VLW gibt. Den Öffnungswinkel habe ich aus optischen (und Transport-) Gründen auf 120° festgelegt. Und jetzt kommt die Rettung der Auslegung von einer ganz anderen Seite: ich habe das Leitwerk aus Gründen der ERKENNBARKEIT bewusst etwas grösser gehalten, womit ich einerseits einen sehr guten HLW-Effekt habe (grosser Öffnungswinkel), und andererseits den SLW-Effekt durch schiere Fläche geholt habe. Zu lesen hier:

http://www.rc-network.de/forum/content.php/423-Alexa-s-Arrow-Jet-ohne-Düse!

Bei der Bugatti, die ich ja mit scale-Proportionen gebaut habe, war die HLW-Wirkung untergeordnet, weil ich die SP-Lage wie beim Nurflügel gewählt habe. Die SLW-Wirkung wird von der Finne unter dem Rumpf unterstützt, die der Konstrukteur des Originals vor 70 Jahren da drangezeichnet hatte.
Offenbar wusste der ganz genau, was er da tat - ganz ohne Computersimulation

Mir hat das mal wieder gezeigt, dass die Konzentration auf die FlugEIGENSCHAFTEN bei meinen Eigenkontruktionen für Motormodelle der richtige Weg ist. Was kümmert mich 5% mehr FlugLEISTUNG, das bedeutet in dem Fall 105km/h anstatt 100km/h.

Beim Segler ist das noch was anderes, aber da hole ich mir die Leistung lieber über das GEWICHT, als stundenlang am Rechner zu sitzen.

Redeschwall Ende.
H.

Um das alles jetzt noch ein wenig zu verkomplizieren....

Bei der Europhia2V von Martin Weberschock, ist in seiner Zeichnung das V-Leitwerk eingezeichnet... aber auch noch ein zweites HLW
Wie ist denn das gemeint ?

Moin moin,

Coax schrieb:

Bei der Europhia2V von Martin Weberschock, ist in seiner Zeichnung das V-Leitwerk eingezeichnet... aber auch noch ein zweites HLW
Wie ist denn das gemeint ?

Zum Vergrößern anklicken....

Das ist die Projektion der beiden V-Flächen in die Ebene geklappt, rechne mal mit dem Pythagoras nach, dann siehst Du, dass 770/2 die Halbspannweite der eigentlichen Leitwerksfläche bei einem gedachten V-Winkel von 180° ist.

cu
Herbert

Ich habe das mit der Projektion so verstanden. Bitte korrigiert mich wenn ich das alles falsch verstehe



Also das schwache Graue in der Zeichnung ist die eigentliche Länge des V-Leitwerks?
Und das stark gezeichnete Schwarz die Projizierte Fläche ?

Hallo nochmal,

Coax schrieb:

Also das schwache Graue in der Zeichnung ist die eigentliche Länge des V-Leitwerks?
Und das stark gezeichnete Schwarz die Projizierte Fläche ?

Zum Vergrößern anklicken....

Ja, in Deiner Skizze wären die schwarzen Schrägen jeweils 770/2 lang, die gelbe Linie 610/2 und die rote, senkrechte Linie 240. Beachte auch, dass in der originalen Zeichnung in der oberen Hälfte die Tiefe der Klappen (27-37) und in der unteren die Länge (315) und Position von außen (45) an Hand der 770/2-Darstellung in Grau eingezeichnet ist.

cu
Herbert

Stimmt aber um die Klappen habe ich mir noch keine Gedanken gemacht.
Samstag kommen ein paar Daten von mir, was ich mir das so zurecht gesponnen habe.

Bis später


Edit... muss mal kurz ein wenig spinnen... (offtopic)

Nehmen sich die Hersteller die Zeit, das V-Leitwerk auch so herzustellen ? Oder bauen die das Leitwerk Waagerecht und neigen das Profil um die Grad Zahl?
Denn das Profil wird doch jetzt immer falsch angeströmt. Eine Fräse müssten ja wie folgt das Leitwerk ausfräßen sonst ist doch das Profil um die Grad Zahl verdreht und ergibt, bei einer anströmung im gerade aus Flug, ein neues Profil, bzw. ein dickeres.
Das gleiche gilt dann auch für extreme V-Formen an Flügel?



Versteht ihr mich ?

Wenn ich eine Tragfläche aus Styropor schneide, ist es doch vom Profil besser es auch gleich so zu schneiden anstatt das Profil anzulegen.
Bei dem Leitwerk mach sich das mit 35 Grad doch gut bemerkbar

Coax schrieb:

Denn das Profil wird doch jetzt immer falsch angeströmt. Eine Fräse müssten ja wie folgt das Leitwerk ausfräßen sonst ist doch das Profil um die Grad Zahl verdreht und ergibt, bei einer anströmung im gerade aus Flug, ein neues Profil, bzw. ein dickeres.
Das gleiche gilt dann auch für extreme V-Formen an Flügel?

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Nein, das Profil wird nicht falsch angeströmt. Die Luft kennt kein Vertikal und kein Horizontal, die weicht nach dem Weg des geringsten Widerstands aus, und das ist normalerweise senkrecht zur Achse der angeströmten Auftriebsfläche. Das Profil muss also im senkrechten (Senkrecht (90°) zur Auftriebsfläche, nicht vertikal) Schnitt passen. Was aber durch die Schrägstellung geschieht: Der wirksame Anstellwinkel ist geringer als die Winkelstellung des Leitwerks in der senkrechten Ebene (der 2. cosinus von vorhin.)

(Wenn Du wirklich esoterische Aerodynamische Weisheiten zu Winkeleinflüssen wissen willst, dann fragst Du nach dem korrekten Profil einer gepfeilten Fläche. Da gelten Dinge, da schütteln auch geübte ca/cw Jockeys nur noch den Kopf...)

Öffnungswinkel 90 Grad

Öffnungswinkel 90 Grad

Hallo,

ich beabsichtige ein Modell für den Hang- und alpinen Einsatz mit V-Leitwerk zu bauen.

Daher stelle mir schon seit geraumer Zeit die Frage, ob ein V-Leitwerk mit einem Öffnungswinkel von 90 Grad so viel schlechter ist als die derzeit oft benutzten 104 -110 Grad.

Grundüberlegung ist die Aussage von H. Stettmeier:
"... die mangelnde Richtungsstabilität der so entstandenen Modelle läßt sich prinzipiell durch zwei Maßnahmen aus der Welt schaffen: Entweder man reduziert den Öffnungswinkel oder man verlängert die Flossen des V-Leitwerks. Typischerweise müssen beide Maßnahmen ergriffen werden, da eine Verringerung des Öffnungswinkels zwar die Seitenstabilität verbessert, aber gleichzeitig zu einem Abfall der Längsstabilität führt, was man dann wieder durch eine Vergrößerung der Spannweite ausgleichen muss. Bei dieser Vorgehensweise ändert sich allerdings auch die Streckung des Leitwerks, was seinerseits einen Einfluss auf die Auftriebsanstiege hat."

Wenn ich es richtig verstehe spielt die Streckung der Tragfläche bei den Überlegungen auch eine gewisse Rolle. Quasi wäre eine höhere Streckung von Vorteil.

Es wäre zu prüfen, wie weit eine Spannweitenerhöhung des V-Leitwerks zur Kompensation der niedrigeren HLW-Wirksamkeit sich auf den Cw Zuwachs auswirkt. Eine bessere Seitenruderwirkung und somit Richtungsstabilität würden für einen 90 Grad Öffnungswinkel sprechen.

Wenn man dem Bericht Glauben schenken kann, hat sich der 90 Grad Öffnungswinkel beim Taser sich nicht negativ auf die Flugeigenschaften ausgewirkt.

Meine Überlegungen beziehen sich ausschließlich auf einen 4 Meter Segler mit V-Leitwerk bei überwiegendem Einsatz am Hang. Bin da im Moment völlig unschlüssig ...

Gruß
Onyx

MarkusN schrieb:

die ganze Theorie habe ich übrigens bei Mark Drela angelesen

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Hier hat der Mark Drela zusammengefasst: http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=6248726&postcount=3

Hans

@Onyx

Finde die 110 grad eigentlich nicht schlecht, denn das HLW hat Einfluss auf den Schwerpunkt, das SLW nicht.
Ich mische das SLW eigentlich nur dazu wenn die Querruder nur sehr wenig Wirkung zeigen

Streckungsabhängig?

Streckungsabhängig?

Coax schrieb:

@Onyx

Finde die 110 grad eigentlich nicht schlecht, denn das HLW hat Einfluss auf den Schwerpunkt, das SLW nicht.
Ich mische das SLW eigentlich nur dazu wenn die Querruder nur sehr wenig Wirkung zeigen

Zum Vergrößern anklicken....

110 Grad sind ja im F3x Bereich Standard...

Aus meiner Erfahrung haben Segler mit höherer Streckung eher mit dem Problem des negativen Wendemoments zu kämpfen. Dies ist auch mein Ansatz für einen kleineren Öffnungswinkel bei einem 4 Meter Modell mit größerer Streckung als bei einem 3 Meter F3B.

Ich fliege eigentlich sehr aktiv mit Seitenruder - könnte mir das Kurbeln in einer Thermik-Blase auch gar nicht anders vorstellen.

Wenn ich mir größere (m. U. erfolgreiche) Modelle wie z.b. die FS4000 ansehe, wird hier z.B. mit einem Öffnungswinkel von 102 Grad seit längerem, offensichtlich erfolgreich, gearbeitet.

Daher halte ich eine Tendenz in Richtung kleinen Öffnungswinkel für Modelle, die konsequent z.B. am Hang geflogen werden für nicht verkehrt.

Aber wie gesagt ich bin hier nicht der aerodynamische bzw. mathematische Fachmann und bin hier für jeden Input dankbar.

Für meine eigene Einschätzung würde mir schon reichen, wie groß der Nachteil von 90 Grad im Verhältnis zu z.B. 102 Grad sind , da die Schwerpunktbeeinflussung abnimmt und das pendeln um die Hochachse bei einem V-Leitwerk Segler auch verringert wird. Ein eventueller Nachteil entsteht doch nur durch die größere Leitwerksfläche und deren Einfluß auf den Wiederstand.

Nach meinem Gefühl bewegen wir uns da aber unterhalb 5 Prozent Einflußnahme auf die Gesamtperformance.

Oder irre ich mich / Wie sieht ihr die Sache?

Gruß - Onyx