Was passiert im Abfang-Test, wenn das symmetrische Leitwerk auf tief getrimmt ist?

Hallo,

was passiert beim Abfangbogen-Test wenn das vollsymetrische Leitwerk auf (viel) tief getrimmt ist? Wenn z.B. der Anstellwinkel am Leitwerk zum Rumpf nicht passt, zu groß ist.

Im Normalfall sollte sich das Modell in einem Bogen abfangen. Mehr oder weniger stark/flach. In der Flugphase Normal… bei leichtem anstechen tut es das.

Meine Theorie nun:

Das stark auf tief getrimmte Höhenruder wird quasi zum tragenden Leitwerk und will das Heck mit zunehmender Geschwindigkeit heben. Wenn nun dieses heben vom Leitwerk größer ist als der Auftrieb vom Flügel = unterschneiden bzw. Nase geht runter, kein Abfangen.

Im konkreten Fall geht es darum, die Grundgeschwindigkeit mit Ballast zu erhöhen. Wenn der Ballast exakt im Schwerpunkt ist, sollte keine Trimmkorrektur nötig sein. Mehr Flächenbelastung benötigt mehr Auftrieb, was – ohne ändern der Klappenstellung – zu einer höheren Fluggeschwindigkeit führt.
(z.B. F3B-Streckenflug bzw. F3F)


Stimmt meine Theorie?



Beispiel anhand NACA 0009 mit Alpha -0,3° und Klappen 1,7°.
Leitwerk hat ca. -0,3° zum Rumpf (Nasenleiste tiefer als Endleiste) und per tief trimmen wird der passende Anstellwinkel LW zum Rumpf (~0°) simuliert. So dass für die normale Fluggeschwindigkeit – ohne Ballast – der Abtrieb minimal ist.





Nach meiner Vorstellung solle deshalb das Höhenruder für Normalflug im Strak sein.

Robert G. schrieb:

Das stark auf tief getrimmte Höhenruder wird quasi zum tragenden Leitwerk und will das Heck mit zunehmender Geschwindigkeit heben. Wenn nun dieses heben vom Leitwerk größer ist als der Auftrieb vom Flügel = unterschneiden bzw. Nase geht runter, kein Abfangen.

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Vergiss das wegen seiner Profilierung "tragende" Leitwerk. Das existiert nur in der Vorstellung von Modellbauern. Ein Leitwerk trägt oder trägt nicht aufgrund von SP-Lage und Flügelmoment. Wenn für stabilen Flug hinten Auftrieb nötig ist, trägt es, wenn Abtrieb nötig ist, trägt es nicht. Der Anstellwinkel stellt sich am Leitwerk zu dieser Anforderung passend ein.
Ein profiliertes Leitwerk benimmt sich bezüglich seines Verhaltens bei hohen und niedrigen Geschwindigkeiten, hohen und niedrigen Anstellwinkeln, praktisch gleich wie ein symmetrisches. Unterschiedlich ist lediglich sein Nullanstellwinkel. Es ist also für die gleiche Auftriebs- /Abtriebsleistung anders angestellt als ein symmetrisches. Die Kennlinie CA über Anstellwinkel ist aber die genau gleiche Gerade, mit der gleichen Steigung. Wenn man ein gewölbtes Leitwerk um 1° mehr anstellt, liefert es gleichviel mehr Auftrieb, wie wenn man das mit einem symmetrischen tut. Wenn Ein gewölbtes Leitwerk doppelt so schnell fliegt, liefert es bei gleich gehaltenem Anstellwinkel viermal soviel Auftrieb, wie auch ein symmetrisches. Entsprechend ist auch die Stabilisierungswirkung eines profilierten Leitwerks die gleiche wie die eines symmetrischen, wenn beide auf den gleichen Flugzustand (gleiches Flügel-CA) eingetrimmt wurden.

Konkret in Deinem Beispiel: Nein, das Leitwerk des aufballastierten Fliegers wird nicht überproportional mehr Auftrieb produzieren, wenn es durch Klappenausschlag gewölbt ist. Bei gleich bleibender Trimmung ergibt sich für das höhere Gewicht eine leicht höhere Kopflastigkeit (der SP liegt ja vor dem NP). Der Flieger nimmt die Nase nach unten, wird schneller, durch die höhere Geschwindigkeit steigt das korrigierende Moment vom Leitwerk und es stellt sich eine leicht höhere Fluggeschwindigkeit ein. Der DP liegt dabei (wenig) weiter hinten, was vom Leitwerk etwas höheren Abtrieb fordert als im unballastierten Fall. Will man mit dem genau gleichen CA fliegen, muss man trotz Ballastierung im SP ganz wenig Hoch trimmen (im SP heisst ja immer noch mit SP Vorlage.)

"Unterschneiden" ist ein Phänomen von Divergenz (SP zu weit hinten, es tritt kein korrigierendes Moment auf) oder Strömungsabriss am HLW (Das HLW kann im Schnellflug, z.B bei stark gewölbtem Flügelprofil mit viel Druckpunktwanderung, nicht ausreichend Abtrieb liefern.)
Bei letzterem Effekt kann ein bereits auf tief getrimmtes Leitwerk im Nachteil sein. Wenn ich zum schnell Fliegen die Klappe noch mehr nach unten ausschlage, vom Leitwerk zum Stabilisieren dann aber Abtrieb gefordert ist, kann sein kritischer Anstellwinkel wegen der "Wölbung verkehrtrum" früher erreicht sein.
Weitere kleine Unterschiede können sich ergeben, weil die Anstellwinkel-Auftriebs-Kennlinie wegen kritischen Re-Zahl-Effekten keine ideale Gerade ist. Da ist das Verhalten von Profiliert und Symmetrisch etwas unterschiedlich. (Profiliert aber IDR gutmütiger; Stichwort "deadband")

In Tat und Wahrheit sind die Auftriebsverhältnisse am Leitwerk bei einem konventionell ausgelegten Flugzeug umgekehrt, als die Ruderausschläge erwarten lassen. Im Schnellflug, wenn die Klappe nach unten ausgeschlagen ist, wird vom Leitwerk wegen der Druckpunktwanderung am meisten AB-trieb verlangt. Umkehrt im Langsamflug, wenn die Klappe nach oben geht, am meisten Auftrieb (oder am wenigsten Abtrieb; viele Leitwerke kommen in keinem Flugzustand ins Tragen.)

Ich muss anders Fragen, evtl. versteh ich es dann.

Angenommen man hat ein eingeflogenes Modell, Normalflug -> Höhenruder im Strak. Anstellwinkel zum Rumpf beträgt 0°.
Nun baut man das Höhenruder neu auf, mit einem geänderten Anstellwinkel von -0,3°. Da mit nun -0,3° das LW Abtrieb erzeugt bzw. der Flügel mit 0,3° mehr Anstellung fliegt, trimmt man nun nach unten für gleichen Schwerpunkt.

Wie verhalten sich die LW bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei Ballastierung ?

Gleich.

Der mögliche Trimmbereich ist etwas verschoben. Aber den reizt man IDR nicht aus, sonst ist die Leitwerksgrösse zu knapp.

Trotzdem ist natürlich anzustreben, dass das Ruder irgendwo bei einer relativ normalen Geschwindigkeit im Strak steht. Passt das aber einmal nicht, ist das auch kein Beinbruch.

Gibt es einen Unterschied zwischen symmetrischem und vollsymmetrischem Profil?

Robert G. schrieb:

Wie verhalten sich die LW bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei Ballastierung ?

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Sie verhalten sich praktisch gleich.

Neben dem unterschiedlichen Verhalten im Grenzbereich liegt eigentliche Unterschied darin, dass der Widerstand zur Erzeugung einer Auftriebskraft ein anderer ist.
Daher will man an Leitwerken gerne "vollsymmetrische" Profile fliegen, weil die in ihrem Betriebspunkt um den Nullauftrieb herum weniger Widerstand machen, als Leitwerke mit tragenden Profilen oder gar Profilen mit ausgeschlagenen Klappen.

Wann dieser Betriebspunkt des Leitwerks erreicht wird ist aber eine Philosophiefrage, welche die Gesamtauslegung betrifft.
(Man darf nicht davon ausgehen, dass im Betriebspunkt "gerinster Widerstand des Flugzeuges" auch gleichzeitig der Betriebspunkt "Höhenleitwerk hat geringsten Widerstand" oder "Höhenleitwerk arbeitet gerade auftriebsneutral" vorherrscht.)

Eckart Müller schrieb:

Gibt es einen Unterschied zwischen symmetrischem und vollsymmetrischem Profil?

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Symmetrisch ist doch bereits "oben-und-unten-gleich".
Ein Flügelprofil ist symmetrisch, wenn die Skelettlinie des Profils eine Gerade ist. (--> ungewölbtes Profil)

Der Begriff "vollsymmetrisch" ist eine Tautologie. Ist wohl histotrisch irgendwann mal gewachsen und kaum mehr wegzubekommen. Demnach müsste es auch "teilsymmetrische" Profile geben. Auf deren (saubere!) Definition warte ich schon seit Jahren gespannt wie ein symmetrischer Flitzebogen.

Dix schrieb:

Der Begriff "vollsymmetrisch" ist eine Tautologie. Ist wohl histotrisch irgendwann mal gewachsen und kaum mehr wegzubekommen. Demnach müsste es auch "teilsymmetrische" Profile geben. Auf deren (saubere!) Definition warte ich schon seit Jahren gespannt wie ein symmetrischer Flitzebogen.

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Kommt von der Unart, bikonvexe Profile (Also solche, deren Kontur überall nach aussen gewölbt ist, die aber dennoch eine Wölbung der Mittellinie haben) als "halbsymmetrisch" zu bezeichnen. (Der Begriff "bikonvex" wurde AFAIK von Franz Perseke vorgeschlagen; ich finde, er passt gut.)
Dagegen musst du dich natürlich abgrenzen, und dazu dient "vollsymmetrisch"

Das Problem ist in letzter Zeit etwas weniger geworden, weil moderne gewölbte Profile selten "halbsymmetrisch" sind; meist haben sie einen nach innen gekrümmten Teil vor der Endfahne.

MarkusN schrieb:

meist haben sie einen nach innen gekrümmten Teil vor der Endfahne.

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....und die werden dann landläufig als S-Schlagprofile bezeichnet, was zu Irritationen führt wenn im Gespräch Brettnurflügelpiloten anwesend sind

Gruß,

Uwe.

UweH schrieb:

....und die werden dann landläufig als S-Schlagprofile bezeichnet

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Der war mir neu. Schon gekannt habe ich "Laminardelle" für den konkaven Teil der Profilkontur...

Ah ja, jetzt ist alles beisammen, was zusammen gehört: halbsymmetrisch - symmetrisch - vollsymmetrisch



Verstehe, das bedeutet also Folgendes: etwas symmetrisch - symmetrisch - total symmetrisch! So ähnlich wie: ein bisschen schwanger - schwanger - ganz schwanger!

Eckart Müller schrieb:

Ah ja, jetzt ist alles beisammen, was zusammen gehört: halbsymmetrisch - symmetrisch - vollsymmetrisch

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Eckart, führ Dir mal die Definitionen von "Preskriptivismus" und "Deskriptivismus" in der Linguistik zu Gemüte.

Als Prekriptivist stehst Du gegen die realen Kräfte der Sprachentwicklung auf verlorenem Posten...


Modellbauer sagen "verbaut", wenn sie eingebaut" meinen. Weiss nicht, wer ihnen das andressiert hat, aber für gefühlt 80% der sprachlichen Entlgleisungen im deutschsprachgen Modellbau kann man RM verantwortlich machen...

Eckart Müller schrieb:

So ähnlich wie: ein bisschen schwanger - schwanger - ganz schwanger!

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ja, oder wie "schlank" und "vollschlank" bei der Figur

Präskriptivismus -> Metaethik! Überhaupt nicht mein Hobby, nein, gar nicht!

MarkusN schrieb:

[...] Modellbauer sagen "verbaut", wenn sie eingebaut" meinen. [...]

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Wenn sie's nur sagen würden, wär's mir ja schnuppe, aber sie schreiben's ja sogar.