Tragflächenauslegung "Ventus 2cx" M 1:4

Grüß euch!

Im letzten Monat habe ich mir Gedanken über die Fläche meines "Ventus 2cx" im Maßstab 1:4, also 4,5m Spannweite gemacht. Angepeiltes Gewicht sind 6 kg (~87g/dm² Flächenbelastung).

Ziel sollte es sein eine leistungsorientierte Tragfläche für den Thermik- und Hangflug, überwiegend im Gerbirge, zu entwerfen. Der Flügel sollte dennoch weitgehend unkritisch, v.a. im langsamen Kreisflug, sein. Den Spagat zwischen langsamen Kreisflug und dem Streckenflug zu schaffen, helfen die Wölbklappen.

Als Grundlage sollte das bewährte HQ 2,5/... dienen. Innen noch 14% dick wird es nach außen hin auf 10% ausgedünnt. Um trotzdem einerseits nahe an eine elliptische Auftriebsverteilung zu gelangen und andererseits ein unkritisches Abreissverhalten zu bekommen (geringe Tiefe -> Rezahlprobleme), wird außen gut 1 Grad (negativ) geometrisch geschränkt. Um innen einigermaßen die Ellipse einzuhalten müsste ich innen ein halbes Grad positiv schränken.
Hierbei bin ich mir aber sehr unsicher, was die flugtechnischen Folgen sind und ob die Belastung für die Tragflächenstatik, v.a. im Schnellflug, doch so groß sind. Was haltet ihr von meinem Außenflügeldesign? Habt ihr alternative/bessere Lösungen (Aufwölben? Aufdicken? ->Warum?)?

Jetzt zur Tragflügelgeometrie und zum Aufbau.
Die originale Geometrie ist so verändert, dass sich bautechnische Vereinfachungen (ein Querruderservo, nur zwei Klappen pro Flügel, keine Störklappen) ergeben, außerdem wurde außen vorsichtshalber die Flächentiefe leicht erhöht. Jedoch wird die Optik meines Erachtens nicht wesentlich verändert, bleibt also ansehnlich . Innen beträgt die Wurzeltiefe dann 20,8cm, außen 7,6cm. Der Aufbau der Fläche erfolgt, grob gesagt, im Sandwich aus: Abachi 1,2mm - 80er Glas vollflächig - Styropor (15kg/m³). Der Holmsteg aus hartem Balsa (längs) und Kohleschlauch bekommt nach Ch. Barons Berechnungssheet 14 abgestufte Kohlerovings oben und unten. Tragfächenverbinder ist ein 14er-Rundstahl. Die Ruder werden mit Glasschläuchen verkastet und mit Elastic Flaps anscharniert.



Bitte lasst euch meine Vorstellungen mal auf der Zunge zergehen und gebt euren Senf dazu ab. Ich bin mir nämlich z.T. unsicher, weil ich noch nicht so viele größere Segler entworfen habe .

Vielen Dank euch!

PS: Sollte sich jemand eingehender damit beschäftigen wollen , kann ich auch die Ranis-Datei verschicken.

Ich hab hier nochmal detailierte Daten zu meiner Fläche:

Ventus 2cx Normalflug

Flächeninhalt (F) = 0,6847 m^2
Flächenbelastung = 8,7631 kg / m^2 = 87,6309 g / dm^2
Streckung (^) = 27,6366
Bezugsflügeltiefe (lu) = 0,1669 m
aktuelle Luftdichte (p) = 1,112 kg / m^3 in 1000 m Höhe

Rücklage des Geometrischen Neutralpunktes (XC) = 0,0554 m
Rücklage des Elliptischen Neutralpunktes (XE) = 0,0546 m
Rücklage des Aerodynamischen Neutralpunktes (XN) = 0,0544 m
Rücklage des Druckpunktes=Schwerpunkt (XD) = 0,0788 m
Stabilitätsmaß (SM) = -14,63 %

Nullauftriebswinkel des gesamten Flügels (A0) = -3,214 Grad
Nullmomentbeiwert des gesamten Flügels (CM0) = -0,0784
Auftriebsanstieg des Flügels (dCA) = 5,918
Momentanstieg des Flügels (dCM) = 0,0363

Auftriebsbeiwert des gesamten Flügels (CA) = 0,5355
Momentbeiwert des gesamten Flügels (CM) = -0,0751
Induzierter Gesamtwiderstandsbeiwert (CWI) = 0,0033
Güte (CWI/CWI ell.) = 1,0005
Rollmomentbeiwert des gesamten Flügels (CL) = 0
Induzierter Giermomentbeiwert (CNI) = 0
Geschwindigkeit für den Stationären Flug (v_einsatz) = 16,993 m/s

Geschätzte Flügelpolare :
Geschätzter Gesamt-Reibungswiderstandsbeiwert (CWR_geschätzt) = 0,0062
Geschätzter Gesamt-Widerstandsbeiwert (CWG_geschätzt) = 0,0095
Geschätzte Gleitzahl (E_geschätzt) = 56,2962
Geschätzte Steigzahl (e_geschätzt) = 41,1949
Geschätzte Sinkgeschwindigkeit (vs_geschätzt) = 0,302 m/s
Geschätzter Gleitwinkel = 1,02 Grad

Gestern habe ich nochmal ein 3%-gewölbten HQ-Strak rechnen lassen. Was meint ihr zu mehr Wölbung am gesamten Flügel?

Hallo Phillip


Schau dir doch mal den Ventus 2cx von Topmodell an, der ist ähnlich profiliert, dürfte auch 1:4 sein und fliegt sehr gut. Ich würde sagen er deckt deine Wünsche gut ab Vielleicht hilft es dir als Orientierung

Gruß
Thomas

Danke für deinen Tipp . Ich hab im Vornhinein zwar schon bei den großen Hersteller geschaut, wie die profilieren, da aber noch nicht.
Topmodel verwendet HQ 3/14 - HQ 2,5/12, entwölbt also. Die Torisionsbelastung außen an der Fläche würde dies verringern, jedoch sehe ich Probleme im Abrissverhalten.

Nach weiträumiger Suche im Internet denke ich inzwischen, dass ich oben die Kräfte an meiner Fläche (nur 80er Glas) unterschätzt habe. Das heißt für mich: geometrische Schränkung weitesgehend entfernen. Dabei weiche ich aber vom Idealkonzept (?) (Normalflug/Schnellflug: elliptische Auftriebsverteilung; Langsamflug: Überelliptische Auftriebsverteilung) ab. Seis drum, die paar Prozent... Was mir aber wirklich wichtig ist, ist ein gutes Abrissverhalten, also ein gutes Außenflügeldesign, zumal sich die Re-Zahlen im Bereich von nur 13000 aufwärts bewegen.

Welche Möglichkeiten gibt es?

- außen leicht negativ verwinden (0,5-1°), was ich aber beim Verwölben im Langsamflug eh mache. Also brauch ich das nicht fest einzubauen, zumal mich das Leistung im Schnellflug kostet. Naja, okay... . Auf jeden Fall erreicht der Außenflügel erst später kritische Anstellwinkel.

- die Wölbung außen leicht erhöhen (um 0,5%), die Torisionskräfte nehmen dabei zu (Streckung 27 ), der Auftrieb aber auch. (Kriegt man so eine angemessene Wölbungserhöhung auch mit den WKs hin oder beißt sich das mit dem oberen Punkt? Dann bräucht ichs nicht fest in den Flügel einbauen.) Im Schnellflug, da wo`s brenzlig werden könnte mit der Torision, entwölbe ich mit den WK aber sowieso. Ich habe aber so das Gefühl, dass es dabei andere Probleme gibt, die ich jetzt nicht vor Augen habe .

- außen die Dicke erhöhen, soll bei niedrigen Re-Zahlen entschärfend wirken. Hartmut Siegmann schreibt aber ausdrücklich, man solle die Dicke so gering wie möglich (aber >7,5%) halten. Hmmm... ?

Meine gummiweichen Flügel (Kohle ist mir schlichtweg zu teuer) könnte ich durch ne zweite Lage Glas versteifen. Ob das aber viel ausmacht? Ich denke aber schon, dass es hilft.

HaRu, glaub ich war es, die anderen Profilgurus denke ich teilen die Meinung aber auch, dass ein HQW 2,5 im Langsamflug ähnlich gut funktioniert wie ein HQW 3, verwölbt natürlich. Wäre mein Fall aber trotzdem was für ein 3%-iges, zwecks hoher Flächenbelastung?

Meine Bitte ist jetzt, dass ihr euch meinen Text kurz durchlest und mir sagt, was ich richtig verstanden habe und v.a. was nicht. Dann tu ich mich leichter, den Außenflügel zu entwerfen. Auch über Vorschläge wurde ich mich freuen.

Vielen, vielen Dank!

PS: Wenn man sich mal sich die zu erzielende Baugenauigkeit (Sandwich - Ich geb mein Bestes! ) ansieht, erscheint eine solche Diskussion manchmal lächerlich. Trotzdem interessiert mich das Thema sehr.