Flächenbelastung Original <-> Modell

crakob · 10. November 2006

Hallo,

weis jemand, wie sich die Flächenbelastungen von Modell zu Original verhalten?

Oder andersrum, wenn ich die Belastung des Original habe, wie groß sollte dann (theoretisch) die Belastung beim Modell sein, um originalgetreue Flugeigenschaften zu erreichen.

Vom Gefühl her denke ich, das die Modelle mit einer wesentlich höheren Belastung unterwegs sind ?

Sebastian St. · 10. November 2006

Hi Christian ,

hab mal die "Faustformel" Orginalflächenbelastung durch Maßstab³ (hoch 3 )geteilt ergibt die ungefähre Modellflächenbelastung .

Miniflyer-nd · 10. November 2006

Flügelfläche geht quadratisch in den maßstab ein (Gewicht zur dritten Potenz, Fluggeschwindigkeit proportional, so am Rande).....beispiel Me 109:

Original hat 2300 kg und 16,2qm Flügelfläche (142 kg/m²). Das ganz exakte Original im Modell 1/6 hätte also 1/6² der Flügelfläche und 1/6³ des Gewichts. In Zahlen: 0,45m² Fläche und 10,6kg Gewicht (24kg/m²). Das kommt in etwa hin, ein Modell fliegt hier also theoretisch realistisch.
Bei 1/12 sinds noch 0,1125m² Fläche bei 1,33kg (11,5kg/m²). Da wirds schon happig...

ABER: das ganze funktioniert nur, wenn man die Luftmoleküle mit verkleinert in denen man fliegt. Da dies in der Praxis sehr selten ist....haut das ganze nicht so wirklich hin. Je kleiner der Maßstab, umso mehr muss man für die "riesen Luftmoleküle" kompensieren indem man leichter wird.
Die Formel hab ich nicht parat, jedoch fließt da wieder der Maßstab zur dritten Potenz in Form einer etwas abartigen exponentialfunktion ein....

Gruß
Hank

tanni60 · 10. November 2006

aaah,

die magische Re-Zahl :rolleyes:

Gast_2222 · 10. November 2006

nöh

tanni60 schrieb:
die magische Re-Zahl

Bei den Maßen hat Hank ja noch Recht, bei der Abwurfmasse ganz sicher nicht. Das Modell in 1:6 und ca 1,7m Spw muss mit 4 Kilo hinreichend bedient sein. Der genannte 10 Kilo Bomber hat mangels Aufstiegsfähigkeit nicht mal mehr die Möglichkeit, maßstabsgetreu abzustürzen...

.. Als Hocker für ein verliebtes Pärchen eignet sich das Modell dann sicher. Stabil genug isses jedenfalls, wenn die Kilos richtig verbaut sind. Außerdem dient es dann einem erheblich viel schöneren Zweck als das Original.

Wolfgang

Miniflyer-nd · 10. November 2006

Dann mach ich was falsch, denn seit 10 jahren fliegt ne 1,50m KwikFly mit 5,6kg...und das ist ein nichttragendes Profil.
Ich habe jetzt die exakten Me-daten nicht im Kopf (hab sie mir ergoogelt vorhin), aber bei 1:6 WW2 modellen sind 8-10kg nicht untypisch. (Corsair hat 2,08m und ist in diesem Bereich unterwegs, ohne Probleme so nebenbei bemerkt).
Wie bereits geschrieben, so sieht die theorie bei verkleinerten luftmolekülen aus, der einfluss des maßstabs hat hier einen sehr erheblichen Einfluss auf die charakteristik.

Gruß
Hank

FamZim · 10. November 2006

Hi

Will ja nicht meckern aber Gewicht durch Masstab hoch 4 ist richtig!!
Begründung: Teile ich zweimal durch den Masstab habe ich nur die Fläche verkleinert (a mal b ), muß aber, um die Geschwindigkeit zu senken noch einmal Quadratisch teilen, deswegen "4 mal durch den Masstab!!!

Bei der Motorleistung kommt es noch schlimmer!!!
Da geht es nämlich 5 mal durch den Masstab den die Steigleistung "darf" ja auch nur z b ein sechstel sein.

Dann hat die schöne Me noch 1,77 kg, hat weniger als 3 m steigen und kommt mit 250 W aus !!
Duk und wek.

Gruß Aloys.

Ich baue nur noch 1 :5 da ist es nicht so schlimmmmmmm

Miniflyer-nd · 10. November 2006

Mit dem maßstab hoch 4 kompensierst du teilweise die angesprochenen Effekte der moleküle, liegst also tatsächlich näher, mathematisch jedoch ziemlich falsch.
Um eine "originale verkleinerung" zu erhalten, musst du von identischen bauweisen ausgehen. Also der gleiche spannt, holm etc. im Maßstab 1:6
Dieser ist dann 1/6 schmaler, 1/6 flacher und 1/6 dünner. Ergibt eine Volumensänderung von 1/216 = 1/6³. Somit geht dieser Faktor direkt ins Sollgewicht ein, da die Dichte konstant bleibt (selber Werkstoff).
Andere Faktoren spielen fürs Gewicht keine Rolle.
Weitere auftretende effekte sind reiner Aerodynamischer natur. Wie genau eine Annäherung durch eine hoch-vier korrektur ist weiß ich nicht. Sie korrigiert zwar in die richtige richtung, aber wenn ich mir das Me-beispiel anschaue dann wird überkorrigiert.
(Noch drastischer eine 1/12 combat variante, die dann gerade noch 110g wiegen "dürfte".)

Wenn interesse besteht kann ich mal das alte aerodynamik-skript ausgraben und die genauen werte rausschreiben.

Gruß
Hank

Gast_2222 · 10. November 2006

Tach Hank,

Deine Kwik Fly wird ein ziemlich flotter Vogel sein... (heisst ja auch so). Die Me 109 hatte laut Wikipedia knapp 10m Spw, passt in 1:6 zu Deinem Vogel. Nimm doch einfach mal ein 5 Kilo Ballast mit zum Fluchplatz... Ok, 3 Kilo genügen. Ich hab übrigens so was ähnliches mit 3,5 Kilo Wechwerfmasse. Iss mir echt schwer genug die Kiste.

Wir nehmen Deine Kwik Fly aber, vergrößern sie auf 2m Spw und sehen, er hat dann so die etwa doppelte Flügelfläche (die genannte Corsair). Dann kann er doppelt so schwerer ähnlich so als "schneller Vogel" unterwegs sein (etwa gleiche Flügelbelastung).

Formal hast Du natürlich Recht, die 3. Potenz für Volumenreduzierung bei Scalebau ist richtig. Du musst dann aber gleiche Materialien und Bauweise nehmen. 1:6 würde keine Modell Me und auch kein anderes Flugzeug mit der Anforderung baubar sein. Mach zB mal eine vielleicht 1mm Aluhaut in 0,2mm nach... Vemutlich musst Du sogar Stahl nehmen. Und die Nieten erst.

Aber wenigstens hat die Kiste dann einen tollen Motor. Läuft zwar nicht aber macht echt was her

Diese Sch... 1 Zylinder Methanoler und dann noch in 2-T, oder gar "brushless", igittt. Wir bauen jetzt Scale und mit 3. Potenz.

Wolfgang

speed · 10. November 2006

Anderer Ansatz

Anderer Ansatz

Hallo,
das Ziel im Modellbau ist: möglichst leicht, möglichst steif und möglichst viel Leistung erhöhen den Spassfaktor!
Es gibt so ein paar Eckwerte:
unter 20 g/dm**2: Shockflyer, Thermiksegler, HLGs, sterbende Schwäne!
40g/dm**2 flottere Segler mit etwas Penetration
75 g/dm**2 FAI Limit, d.h. muss in allen FAI Klassen eingehalten werden. Auch für Rekordanmeldungen, eigentlich auch ein guter Wert!
100 g/dm**2 durchaus bei Warbirds und großen Seglern üblich und eigentlich kein Problem
>150g/dm**2 mach ich nicht!
Die hohen Flächenbelastungen sind kein Problem, wenn ein Großteil der Masse im Antrieb steckt.
Nicht so toll fliegen schwere (hohe Flächenbelastung) Modelle mit wenig Leistung!
Bei hoher Flächenbelastung und viel Power braucht man nur etwas mehr Landestrecke!

Lift is a gift,
thrust is a must!

Otto

Miniflyer-nd · 11. November 2006

Wolfgang Kouker schrieb:
Tach Hank,

Deine Kwik Fly wird ein ziemlich flotter Vogel sein... (heisst ja auch so). Die Me 109 hatte laut Wikipedia knapp 10m Spw, passt in 1:6 zu Deinem Vogel. Nimm doch einfach mal ein 5 Kilo Ballast mit zum Fluchplatz... Ok, 3 Kilo genügen. Ich hab übrigens so was ähnliches mit 3,5 Kilo Wechwerfmasse. Iss mir echt schwer genug die Kiste.

Wir nehmen Deine Kwik Fly aber, vergrößern sie auf 2m Spw und sehen, er hat dann so die etwa doppelte Flügelfläche (die genannte Corsair). Dann kann er doppelt so schwerer ähnlich so als "schneller Vogel" unterwegs sein (etwa gleiche Flügelbelastung).

Formal hast Du natürlich Recht, die 3. Potenz für Volumenreduzierung bei Scalebau ist richtig. Du musst dann aber gleiche Materialien und Bauweise nehmen. 1:6 würde keine Modell Me und auch kein anderes Flugzeug mit der Anforderung baubar sein. Mach zB mal eine vielleicht 1mm Aluhaut in 0,2mm nach... Vemutlich musst Du sogar Stahl nehmen. Und die Nieten erst.

Aber wenigstens hat die Kiste dann einen tollen Motor. Läuft zwar nicht aber macht echt was her Diese Sch... 1 Zylinder Methanoler und dann noch in 2-T, oder gar "brushless", igittt. Wir bauen jetzt Scale und mit 3. Potenz.

Wolfgang

Wolfgang,
es ging ja auch nicht drum das modell möglichst einfach zu reproduzieren, sondern darum was THEORETISCH die korrekte flächenbelastung wäre. Und diese bekommt man eben indem man das Volumenmodell maßstäblich verkleinert.
Der schritt zur praxis ist dann die einwirkung der kleineren größe auf die aerodynamik.

Das ne bauausführung in ganzmetall nicht unbedingt die beste idee ist (obwohls manche ja machen...) dürfte jedem selber klar sein......war ja nur die theorie dazu :-)

Gruß
Hank
PS: so flott is die KwikFly eigentlich gar nicht....

Gerhard_Hanssmann · 11. November 2006

Wird ein Modell gegenüber dem Originl um den Faktor k verkleinert ( Maßstab k : 1), so ergeben sich ein vorbildähnlicher Flugeindruck, wenn die Modellmasse gleich der Masse des Originals geteilt durch k^4 ist.

m Modell = m Original : k^4

Begründung:
Entscheidend für das Fliegen ist die Auftriebskraft.
Sie ist proportional zum Tragflächeninhalt und zum Geschwindigkeitsquadrat.
Beim Modell ist der Tragflächeninhalt der k^2 tste Teil ( 2 Dimensionen), die Geschwindigkeit des Modells ist zum vorbildgetreuen Fliegen der k-te Teil ( 1 Dimension) des Originals. Wegen des Geschwindigkeitsquadrats der Auftriebskraft ergibt sich hier auch der k^2 tste Teil.
Die Auftriebskraft eines Modells sollte daher bei vorbildähnlichem Fliegen der k^4 tste Teil des Originals sein.
Da die Auftriebskraft des Modells nur noch der k^4 - tste Teil des Originals ist, muss die Masse des Modelle auch der k^4 - tste Teil der Originalmasse sein.

Der Ansatz mit k^3 im Nenner ist auf den ersten Blick wegen der 3 Dimensionen eines Körpers plausibel, ergibt aber kein vorbildähnliches Fliegen. Ein solches Modell wäre zu schwer und damit zu schnell, um vorbildähnlich fliegen zu können.

Für die Flächenbelastung bedeudet dies für originalgetreues Fliegen : k^4 - tste Teil der Originalmasse und k^2 - tste Teil des Originalflächeninhalts.

Damit ist die Flächenbelastung der k^2 tste Teil des Originals

Miniflyer-nd · 11. November 2006

Das ist eine annäherung, ich weiß nicht wie präzise, aber kommt damit mal zu meinem aerodynamik-professor und er wird euch mit zusammengerollter zeitung durch die uni jagen....

Könnte natürlich sein dass eine der rennomiertesten Luftfahrt-universitäten seit jahrzehnten das falsche lehrt.....

Gruß
Hank

crakob · 15. November 2006

Wow, k^4
Das heißt also, ein Duo Discus mit max 700kg darf in 1:3 ( 6,70m) nur 8,6 kg wiegen.

Oder Umgekehrt

der 1:1 Duo muß auch mit knapp 1,5 tonnen fliegen

(bei 16kg)

FamZim · 15. November 2006

Hi

Ich bin auch einer der k^ 4 Verfechter.
Der Grund ist, meine Modelle sollen in der Luft so langsam aussehen wie das Vorbild !!
Zum beispiel der "DUO" , wie (schnell) ist er den im Landeanflug 70-80-oder 90 kmh ?
Durch Masstab 1:3 ist das 6,5 bis 8,5 m/sek !!
Da fliegt KEIN 16 kg Segler.
Darum ein Tip : KLEINE und SCHWEHRE Modelle nachbauen ! Gibt es bei Seglern leider nicht.
Je weniger ich verkleinern muß je kleiner ist auch das Gewichtsproblem.
Beispiele von mir:
Bronco OV-10 A Masstab 1:7,2 dürfte 2,4kg wiegen und wiegt 2,8kg mit der ersten Ausrüstung.
Heinkel He 219A im Masstab 1:7,2 dürfte 5,6kg haben und landete bei knapp 7kg.
Letztes Modell die P 61 im Masstab 1:5 darf bis 27kg auf die Wage bringen und kommt nur auf knapp 20kg.
Na also geht doch!
Und alles noch ohne CFK !!

Gruß Aloys.

Bertram Radelow · 16. November 2006

hi,

theoretisch k^4. Ab Masstab 1:3,5 und grösser sehen die Modelle dann in der Luft wirklich "wie echt" aus.

Aber ein 15m-Segler (300kg) in 1:10 mit 150cm Spannweite und 30 Gramm Abfluggewicht ist zwar gerade noch machbar, fliegt aber nur noch in der Halle oder im Bergwerk ruhig. Die Fluggeschwindigkeit wäre aber Vorbild-ähnlich...

Bertram

Gast_2222 · 16. November 2006

Grau ist alle Theorie...

crakob schrieb:
Wow, k^4
Das heißt also, ein Duo Discus mit max 700kg darf in 1:3 ( 6,70m) nur 8,6 kg wiegen.

Oder Umgekehrt der 1:1 Duo muß auch mit knapp 1,5 tonnen fliegen (bei 16kg)

... Das von Gerhard ins Spiel gebrachte v^2 Gesetz für die Auftriebskraft hat so seine füsickalischen Grenzen sichtbar in den dazugehörigen Propostionalitätskonsten, bei den Inschinören das hier so beliebte c_a. Bei gleichem Profil braucht's für gleiches c_a auch aerodynamisch ähnliche Bedingungen, also ähnliche Re-Zahl. Beim Segler Maßstab 1:3, Geschw 1:3 ändert sich die Re-Zahl Faktor 9 oder eine Größenordnung. Das ist immer noch fast ähnlich.

Dem im Hinterkopf ist die Schätzung für den Diskus gar nicht übel und der Faktor 2 darin echt pillepalle. Das Modell ist bei dem Gewicht sicher ordentlich mit Ballast versehen für guten Durchzug, weshalb dem Original auch gefüllte Wassertanks zugebilligt werden können. Vielleicht sind die aber in den 700 Kilo inclusive???

Mehr als Schätzung kann man für sowas nicht erwarten.

Gruß, Wolfgang

Bertram Radelow · 16. November 2006

hi,

wenn der Duo "nur" doppelt zu schwer ist, fliegt er "nur" 1,41429etc. zu schnell (optisches Erscheinungsbild, verglichen mit dem grossen). Ist doch gar nicht so verkehrt - verglichen mit den kleinen Pseudo-Düsenjägern in 1:6 oder kleiner...

Bertram

hannesk · 16. November 2006

hallo,

wie macht ihr es mit dem skalieren der wolken? :cool:

stört mich ehrlich!

hannesk??

Miniflyer-nd · 16. November 2006

v^2 bei der geschwindigkeit? Das glaubt ihr doch selber nicht...rechnet das allein mal für einen 1:9 Jet nach....z.B. F-15

Dieser Fliegt mit ca 15-16kg sehr sehr realistisch, im anflug bei ca 30-35km/h. Nach der Gewicht* 1/x^4 - theorie (*wieder drauf rumhack*) wäre bei dem 20-tonnen-gerät das "scale"-gewicht bei 3kg. Und die Anfluggeschwindigkeit bei quadratischer geschwindigkeit immerhin sagenhafte 3,6km/h (!!!!).
Peter Michels A380 dürfte dann auch grad mal an der 6kg-grenze schaben bei masse * 1/x^4....

Ich will ja nix sagen, aber die zahlen klingen echt nicht realistisch.....

Flächenbelastung Original <-> Modell

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