Hilfe bei RES-Auslegung

Hallo RES-Gemeinde!

Da ich derzeit auf der Suche nach einem kleinen Freizeitgerät bin und mir hier die RES-Rubrik genauer angesehen habe habe ich mich dazu entschlossen meinen eigenen RES-Segler auf die Beine zu stellen. Ich bin bei Gott kein Wettbewerbspilot, aber sollte mein geplantes Modell sich wacker schlagen könnte ich mir schon mal vorstellen einen RES-Wettbewerb zu besuchen.

Meine Anforderungen an das Modell:

- gefälliges Aussehen, bevorzugt einen elliptischen bzw. geschwungenen Flügel
- keinen reinen FLoater, aber auch kein RESler der nur bei stärkeren Windlagen performt
- einfacher und schneller Bau
- Kreutzleitwerk, ebenso mit elliptischer Form
- Fluggewicht max. 450gr
- Profil AG35 - auf AG37

Dahingehend habe ich mich einfach mal an den PC gesetzt und versucht meine Überlegungen auf Papier bzw. auf Bit und Byte zu bringen ;-)



So, nachdem die ersten Schritte gemacht waren habe ich mich mit der Erstellung der Rippen in DEVWING beschäftigt. Ich habe mir die Software vor ca. einem Monat gekauft und bin hellauf begeistert. Ich kann Sie nur jedem der einen Rippenflügel zu bauen gedenkt empfehlen





So.....und nun kommen meine Fragen und ich hoffe es kann mir hier jemand weiterhelfen.
Ich habe die Daten meines derzeit noch namenlosen RESlers in Vortex übertragen. Auf Grund eines Postings von Uwe H (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/440746-FloRES-fliegt?p=3361915&viewfull=1#post3361915 ) habe ich mit einem Auslegungs-CA von ca. 0,32 begonnen, das HLW hat eine EWD von -1,2 erstmal bekommen. Mit diesen Werten lieferte Vortex folgendes:



Bei fixierten Auslegungs-ca von 0,32 erhalte ich ein Sinken von 0,48m/s.....als Gesamtgewicht wurden in der Berechnung 450gr angenommen. Das Stabilitätsmaß liegt bei 18%, der Schwerpunkt bei ca. 50mm.
Wie ich aus anderen Berichten und Postings gelesen habe, liegt das Sinken bei den RES-Modellen tiefer....also irgendwie um 0,3 und tiefer. Stimmt das?
Wo sollte das Stabimaß liegen und wie komme ich von meinen aktuell bestehenden Werten dort hin? Ein verändern der EWD bringt ja nur marginale Änderungen.
Oder habe ich in der Grundlegenden Auslegung einen Fehler?

Wäre toll wenn mir einer von Euch helfen könnte!
Schöne Grüße aus dem Salzburgerland,
Stefan
P.S.: Anbei auch noch mein Vortex-File
Anhang anzeigen RES_ohne_Namen.dat

Hallo Stefan,

sieht ja schon mal hübsch aus der Flieger, und was gut aussieht, fliegt auch gut (na, ja meistens).
Ein Stabilitätsmaß von 18 ist für einen RES deutlich zu viel, peil mal 10 an.
Schwerpunkt liegt mit 50mm deutlich zu weit vorne, hast Du so was schon geflogen? >70mm sind realistisch
Negative Höhenleitwerkanstellung geht gar nicht. Damit das Schwänzchen im Flug nicht zu sehr hängt, hab ich dort gerne eine positive Anstellung.
Und dann eine EWD von unter 1 Grad.
Den Höhenleitwerkshebelarm kannst Du verkürzen, das spart Trimmblei.
Bei der V-Form des Flügels würde eine Verkleinerung des inneren Winkels und eine Vergrößerung des äußeren Winkels die Optik verbessern.

Weiter viel Spaß beim Planen. Hast Du eine Fräse zum Realisieren, sonst würde ich Dir von der elliptischen Flügelform abraten.

Gruß Hans

Hallo Stefan,
hatte eben nur einen kurzen Blick auf die FLZ-Vortex-Daten geworfen.
Die dort eingegebene Spannweite beträgt ca. 2,7 m. Da müsstest Du also erst mal korrigieren.
Gruß Norbert

Hallo Hans!

Vielen Dank für Deinen Input.
Ich habe mir meine Berechnung nochmal angesehen und folgendes gemacht:

- den Einstellwinkel der Tragfläche auf +0,9 Grad gesetzt
- den Einstellwinkel des HLW auf 0 zurückgesetzt
- die Größe und den Abstand des HLW habe ich mit der Formel aus einem Post von Uwe H. (http://www.rc-network.de/forum/show...s-zum-Flügel?p=3632796&viewfull=1#post3632796 ) .....mit meinen Daten komme ich hier auf 0,5 bis 0,56, je nachdem wie man tm ermittelt. Ich denke das müsste/sollte so passen
- dann die Berechnung nochmal gestartet und ein Stabi-Maß von ca. 8% vorgegeben --> ergibt einen SWP von ca. 70, also das was du geschrieben hast (natürlich bei 8% und nicht 10%)
- mit dem fixierte Stabimaß von 8% ergibt sich somit auch ein Auslegungs-ca von ca. 0,6, das geringste Sinken ist dann bei 0,25m/s

Was mich nun ein bisserl verwirrt ist die Tatsache, dass in den Vortex-Tutorials für die Auslegung eines thermikstarken Seglers ein CA von 0,6 - 0,7 angegeben wird. In dem Posting von Uwe H. bei meinen einleitenden Worten schreibt er von einem CA zwischen 0,25 und 0,4.
Verstehe ich da was nicht richtig oder bin ich mit meiner derzeitigen Auslegung am richtigen Weg?

Hallo Norbert!

Verdammt....erwischt. Tja...da scheint wohl ein Fehler vorhanden zu sein. Werde es gleich mal korrigieren und dann den nächsten Screenshot einfügen!
Danke für Deine Hilfe!

Grüße,
Stefan

stibbi schrieb:

Auf Grund eines Postings von Uwe H (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/440746-FloRES-fliegt?p=3361915&viewfull=1#post3361915 ) habe ich mit einem Auslegungs-CA von ca. 0,32 begonnen, das HLW hat eine EWD von -1,2 erstmal bekommen.

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Hallo Stefan,

in meinem Posting steht aber auch dass und wie man in der Simulation den Schwerpunkt fixiert, bei Dir ist aber der cA auf 0,32 fixiert.
Der Schwerpunkt ist der einzige Parameter, der sich im Flug normalerweise nicht ändert und so sollte man auch simulieren.

Stabilitätsmaß und EWD auf sinnvolle Werte fest legen, so dass hier ein cA von etwa 0,3 raus kommt. Dann den Schwerpunkt fixieren und die weiteren cA-Werte = Fluggeschwindigkeiten der Flugzustände die man untersuchen will über den Ausschlag des Höhenruders einstellen, genau so wie man auch tatsächlich fliegt.

Gruß,

Uwe.

stibbi schrieb:

Was mich nun ein bisserl verwirrt ist die Tatsache, dass in den Vortex-Tutorials für die Auslegung eines thermikstarken Seglers ein CA von 0,6 - 0,7 angegeben wird. In dem Posting von Uwe H. bei meinen einleitenden Worten schreibt er von einem CA zwischen 0,25 und 0,4.
Verstehe ich da was nicht richtig oder bin ich mit meiner derzeitigen Auslegung am richtigen Weg?

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Hallo Stefan,

der geflogene cA ist stark vom Gewicht, also von der Flächenbelastung abhängig.
Schwerere Segler fliegen mit höherem cA als leichte Segler, daher kommen die unterschiedlichen cA-Angaben für den selben Einsatzzweck.
Da spielt auch noch Profilaerodynamik mit rein, deshalb haben schwere Scale-Thermiksegler eine deutlich höhere Profilwölbung als leichte Thermiksegler bei RES, F3J & Co. Geringer gewölbte Profile haben ihren typischen minimalen Profilwiderstand aber bei einem kleineren ca als höher gewölbte Profile, auch das bedingt einen kleineren Auslegungs-cA.

Gruß,

Uwe.

Hallo Stefan
Ich habe deinen Flügel mal eingekürzt auf 2m, mit Randbogen.
Vor allem habe ich dir eine brauchbare Panelbelegung eingegeben, damit das Programm etwas sinnvolles rechnen kann.
Zudem hab ich die Tiefe bei 0,3 geradegelegt als Linie für einen geraden Holm. Deine übrigen Werte hab ich weitgehend belassen.

Am HLW hab ich nur Panels eingegeben. Wenn Du die Leitwerke wirklich mit glatten Bögen baust, keine Trapeze, dann ist es sinnvoll die Panels in Spannweitenrichtung linear verteilt zu lassen. Das Programm kriegt dann die Ecken nicht so mit.

Das SLW ist verstümmelt, weil "immer spiegeln" aktiv war, da hat das Programm eben gespiegelt

EWD ist jetzt NULL. STM 12%, Auslegungs CA um 0,5. HLW fast Lastfrei.
Da ich keine Erfahrung mit RES Modellen habe, hältst Du dich am besten an UWE`s Rat bei diesen Einstellungen.

Hoffe geholfen zu haben.
Reini

Hallo Uwe und Reini!

Erstmal vielen Dank für Eure Hilfe und Eure Inputs. Sind für mich ja sehr hilfreich und ich denke für den ein oder anderen hier im Forum ebenfalls.

So, ich habe nun mal den Status quo den Reini als Anhang hier reingestellt hat durchgerechnet und als Bild eingefügt. So wie Reini geschrieben hat: STM=12%, SWP bei ca.79mm (entspricht auch ca. der 1/3-Regel= 73mm), ergibt ein ca von 0,5 und ein Sinken von 0,35m/s. Die Flächenbelastung des Seglers liegt bei 11g/dm².
Die EDW liegt bei 0 und ergibt somit einen Anstellwinkel von 1,9°, würde also bedeuten dass der Rumpf in diesem stationären Flugzustand im Bereich des HLW nach unten hängt, müsste ich also noch korrigieren so dass ich dann auf einen Anstellwinkel von 0 komme und der Rumpf schön gerade in der Luft „hängt“.



Grundsätzlich wäre ich von der Vorgangsweise her so vorgegangen wie Uwe und andere es schon in diversen Postings geschrieben haben:
- Sinnvolle EWD festlegen (ich dachte an 1 - 1,5°)
- Geplantes CA von 0,25 – 0,4 festlegen oder ein gewünschtes Stabi-Maß vorgeben
- Berechnung mit fixierten CA starten und den Schwerpunkt ermitteln
- Dann umstellen auf fixierten Schwerpunkt und mit den Winkeln so lange spielen bis ein CA im obigen Bereich resultiert
Jetzt bin ich mal von dem File von Reini ausgegangen und habe den SWP bei 79mm fixiert und das HLW um -0,5° angestellt (Pendel-HLW) um ein „Ziehen“ wie beim echten Fliegen darzustellen
Resultat:
STM=12,3%, das CA geht von 0,51 auf 0,64 und die Sinkgeschwindigkeit nimmt von 0,352m/s auf 0,29m/s ab. Klingt für mich plausibel, ich stelle den Segler ja weiter an.



Wenn ich dies nun mit Uwe’s CA-Empfehlung 0,25 – 0,4 vergleiche müsste ich die EWD weiter reduzieren, wobei diese jetzt ja in der Nullauslegung mit 0° am Flügel und 0° am HLW eingestellt ist. Würde das nicht bedeuten ich müsste mit einer negativen EWD fliegen um in den Bereich von einem CA wie oben beschrieben zu kommen?

Ich habe das mal probeweise durchgeführt und das HLW auf +0,5 gestellt und mit fixierten SWP gerechnet. Ich komme dann zwar in dan gewünschten CA-Bereich, aber die Sinkgeschwindigkeit ist höher als jene in der Nullauslegung.



Entschuldigt die vielen Fragen, ich habe heute den mehrigen Nachmittag versucht im Vortex zu rechnen und bin nun völlig "Gaga" wie wir hier bei uns so sagen :-(
Grüße,
Stefan

Hallo Stefan

Ich glaube dir gerne, dass Du grad etwas gaga bist, denn offenbar lernst Du gerade ein Programm UND Modelle auszulegen. Braucht beides Hirnschmalz

Grundsätzlich ist es Sinnvoll, mit dem Programm zwei, drei dir bekannt gute Modelle nachzurechnen, möglichst mit deinen Einstellungen bezgl. EWD und SP. Möglichst auch ähnliche Modelle mit ähnlichen Zielaufgaben.
So lernst Du die für DICH passenden Werte vorzugeben. Einer trimmt eher stabil, ein Anderer mehr "on the edge". Ist beides OK, Du musst nur wissen was zu dir passt.
Daher nachrechnen, Programm und Resultate für DICH verifizieren. Vor allem das STM für dich finden.

Dabei findest Du auch zu deiner Strategie, wie Du zum Gewünschten Resultat kommst.
Uwe geht offenbar mehr von einer SP Lage aus. Bei Nachrechnungen sehr sinnvoll.
Ich starte bei Neuauslegung mit einem bewährten STM und passe Winkel und Leitwerksvolumen an, bis ich das gewünschte Auslegungs CA erreiche. Die zugehörige SP Lage ergibt sich dann. Erst wenn ich Polaren (und ggf. Klappenausschläge) rechne, halte ich den SP fest, wie im Fluge auch.
Beide Wege sind OK, finde deinen Weg.

Zum Auslegungs Ca: Das ist selten das Ca der besten Leistung, sondern idealerweise etwa die Mitte des hauptsächlich geflogenen Ca-Spektrums. So hast Du in beide Richtungen die kleinsten Trimmwege.
Das geringste Sinken liegt meist bei Ca max, das beste Gleiten kurz vorher. Dahin ist es nicht sinnvoll auszulegen, das musst du steuern/trimmen. Es ist aber gut zu wissen, wo das zu erwarten ist.

Am RES Modell würde ich erwarten, dass nicht sinnvoll unter Ca 0,2 zu fliegen ist, denn da gehen diese Profile auch gar nicht mehr richtig. Wenn Du sehr sauber auslegst, mit guter Nickdämpfung, dann kannst Du vielleicht im Kreis Ca 0,7 fliegen. Die Mitte wäre dann Ca 0,45. Wie Du siehst, ist dieser Wert Profilabhängig (ca max) und auch sehr vom Einsatzzweck bzw. Wettermodell (Flaute/Wind). Dann verschieben sich diese Werte entsprechend, wobei ballastieren immer besser ist, als schneller trimmen, siehe Sink- Gleitpolare.
Du siehst, hier gibt es Spielraum für Philosophien und Vorlieben. Eine gute Auslegung beginnt daher mit der Analyse der Aufgabe.

Das Leitwerksvolumen (Hebel x Fläche (und Auftriebsanstieg)) lege ich meist so fest, dass sich im Auslegungsfall Ca am HLW nahe null ergibt. Dann hast Du auch wieder in beide Trimm-Richtungen die kleinsten Leitwerkslasten. Bei Scalern ist das nicht immer haltbar.

Du hast richtig festgestellt, dass du für Ca < 0,5 negative EWD brauchst, weil die Profile entsprechend negative alfa 0 aufweisen (Nullauftriebsanstellwinkel). Heisst, die EWD ist aerodynamisch immer noch positiv.

Zur Rumpflage wäre noch zu sagen, dass die Stromlinie vom Flügel hinten auch runterzieht. Je höher das Ca, desto steiler steigt sie vor dem Flügel an und dahinter wieder ab. Daher haben gute Rümpfe einen Knick, der zu den Winkeln im Auslegungs Ca passt. Der Rumpf muss dazu aber hinten durchaus etwas hängen.
Den Anstellwinkel, den der Flügel für das errechnete Ca braucht, zeigt das Programm ganz oben links bei der Auslegungsrechnung. Diesen Winkel soll der Flügel zur Rumpfbezugslinie einnehmen. Den Rest der benötigten EWD stellst Du mit dem HLW ein, wie ein Pendelleitwerk das tun würde.

Du kannst im Programm den Schalter mit dem roten Wirbelsymbol drücken, dann wird der Nachlauf angezeigt. Das hilft der Vorstellung auf die Sprünge.
Ein Verfahren, wie man diese Mitten-Stromlinie berechnet kann ich dir leider nicht anbieten. Vielleicht kennt jemand eines ? Es gibt ja Profis im Forum.......
Vortex kann es nicht, ich hab Frank schon gelöchert

Wünsche erst mal viel Erkenntnis
Reini

Das war schon mal wieder eine gut nachvollziehbare Erklärung für eine strukturierte Vorgehensweise bei der Anwendung von FLZ-Vortex. Danke!
Um die Ergebnisse noch etwas realistischer zu machen, würde ich jetzt die Daten für den Rumpf auch noch einfügen. Z.B. so.



Im übrigen: Sehr schöne Arbeit. Fliegt sicher sehr gut.

Gruß Norbert

Danke für die Blumen.
Es ist ja immer noch Stefans Flügel, ich versuch ihn nur in der Nutzung des Programms zu unterstützen, damit er seine Ideen umsetzen kann..
Hier vor allem zur allgemeinen Auslegung der Nickachse, gibt ja noch zwei. Zudem kann man das auch spezifischer tun, für enger begrenzte Aufgaben. Eine breite Allround Auslegung ist für den ersten Schuss sicher nix falsches. Man kann ja gerade an so einem Modell recht einfach verschiedene Leitwerksvarianten testen und mit den Rechnungswerten vergleichen. Dabei lernt man, wie sich verschiedene Auslegungen im Flug anfühlen.

Natürlich hast Du recht, wenn man dann Leistungsvergleiche rechnen will, müssen die Rumpfwerte auch eingegeben werden.
Auch dass Du die Blasenfunktion ausschaltest, finde ich richtig, da unrealistisch. Vortex rechnet eh reibungsfrei. Reibungseffekte muss man in Xfoil bewerten. Dabei gibt es noch viel Spielraum für Einstellungen und Erfahrungen.

reinika schrieb:

Uwe geht offenbar mehr von einer SP Lage aus. Bei Nachrechnungen sehr sinnvoll.
Ich starte bei Neuauslegung mit einem bewährten STM und passe Winkel und Leitwerksvolumen an, bis ich das gewünschte Auslegungs CA erreiche. Die zugehörige SP Lage ergibt sich dann. Erst wenn ich Polaren (und ggf. Klappenausschläge) rechne, halte ich den SP fest, wie im Fluge auch.

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Hallo Reini,
Korrektur: ich mache es auch so wie Du.
Einige Leute interpretieren meine Posts nicht ganz korrekt und übertragen das in die Auslegungsdiskussionen von Modellen bei denen ich mich nicht beteiligt habe, das führt dann zu Mißverständnissen meiner Vorgehensweise.

Danke dass Du Stefan hier unter die Arme greifst, ich habe gerade wegen anderer Prioritäten keine Zeit mich an der Duskussion angemessen zu beteiligen.

Gruß,

Uwe.

Morgen Reini, Norbert und Uwe!

Vielen Dank für Eure zahlreichen Tips. Habe am WE noch versucht Eure Infos weiter zu verarbeiten, bin aber aus familientechnischen Gründen nicht wirklich dazu gekommen ;-)
Werde mich die nächsten Tage abends damit beschäftigen und meine "Erkenntnisse" hier wieder posten ;-) und euch weiter mit meinen Fragen quälen.

Ich habe mittlerweile auch mit der Konstruktion des Rumpfes begonnen. Wird einen einfache Kastenbauweise werden, in Anlehnung an den FRESH und den Pures. Der Heckausleger soll aus einem gewickelten konischen Rohr werden. Ich denke vom Konzept her sind diese recht einfach und schnell umsetzbar und haben sich ja in der Praxis bei beiden Modellen bewährt.

Alle Teile werde ich lasern lassen, ich denke einen entsprechenden Dienstleister werde ich schon finden.

Bei der Ausführung des HLW bin ich mir noch nicht sicher welche Variante ich bauen werde. Aus meiner Sicht würde ein Pendelleitwerk die nachträgliche Verstellung der EWD vereinfachen, ein fixes HLW hat natürlich auch seine Vorteile. Muss ich mir noch überlegen.

Also dann, einstweilen schöne Grüße aus dem verregneten Salzburgerland,
Stefan

Hallo Stefan,

Du hast richtig festgestellt, dass du für Ca < 0,5 negative EWD brauchst, weil die Profile entsprechend negative alfa 0 aufweisen (Nullauftriebsanstellwinkel). Heisst, die EWD ist aerodynamisch immer noch positiv.

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Genau, das original Drela AG35 Profil enthält bereits einen positiven Anstellwinkel in den Profildaten um möglichst einfach auch ohne Rechner oder Fräse einen Fläche bauen zu können. Weiterhin kann man den ganzen Profilstrak Ag35 ... Ag38 direkt so auf dem Baubrett verwenden und hat dann schon die passende Schränkung drin. D.h. bei dir macht dann auch eine deutlich geringere EWD Sinn, das entspricht dem Allegro Lite Setup.

Gruß,
Thomas

UweH schrieb:

Hallo Reini,
Korrektur: ich mache es auch so wie Du.

Gruß,

Uwe.

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Hi Uwe,
Na, dann sind wir uns ja einig! Es ist ja auch logisch so.
Wollte dir nix unterstellen.
Klar, wenn man etwas nicht ganz versteht, beruft man sich gerne auf den Urheber, zitiert ihn aber unzulänglich. Dann zieht das Missverständnis seine Kreise. Menschliche Kommunikation halt

Gruss
Reini

Hallo Stefan

wie hast Du im Devwing die Tragfläche modeliert? Sind das viele einzelne Trapeze oder gibt es eine Funktion die eine elliptische Form ermöglichen?

Gruss
René

Hallo Rene!

Ja, im Devwing kannst Du auch elliptische Flächen erzeugen. Alles kein Problem. Im Kapitel 3 gibt es den Button "Go to advanced Wing Planform editing". In diesem Untermenü kannst Du dann einen elliptischen Verlauf vorgeben und die Ellipse dann auch nach deinen Ansprüchen umgestalten, ausrichten usw.

Grüsse,
Stefan

Hallo Rene!

Hier ein Screenshot von der HP von Devwing (Quelle: www.devcad.com) --> der Button mit dem Zauberstab öffnet das Menü für elliptische Flügel.
BG,
Stefan

Hallo RES-Gemeinde!

Ich wollte euch auf dem Laufenden halten.
Anbei ein paar Screenshots des derzeitgen Konstruktionsstands. Wie bereits gesagt habe ich mich bei der Konstruktion stark an den Aufbau des Pures gehalten, ich denke das Konzept ist durchdacht und hat sich ja wie in vielen Posts geschrieben grundsätzlich bewährt. Die Seitenteile sind aus 2mm Balsa, die Sperrholzverstärkung (verrippt) ist aus 1mm Sperrholz, die Spanten aus 2mm Sperrholz. Das ganze wird dann noch mit 4x4mm Balsaleisten in den Ecken verstärkt und bildest so genug "Fleisch" zum verrunden des eckigen Querschnittes. Die Spanten unter der Fläche (die letzten beiden) werden im 2D dann noch auf ca. den Rohrdurchmesser in der Breite geschrumpft, damit sich in der Draufsicht der Rumpf schön nach hinten auf Rohrbreite verjüngt. Diese Darstellung habe ich im 3D nicht realisiert, wollte das Modell nicht zu kompliziert aufbauen --> quick'n dirty ;-)

Bei den Ausschnitten der Servos muss ich noch die reale Breite und Länge der Servos ermitteln. Habe mich noch nicht entschlossen welche Servos rein sollen bzw. vielleicht habt ihr Vorschläge? Als Akku ist ein 800er mit Eneloop geplant, sollte sich im vorderen Rumpfbereich unterbringen lassen.

Die Fläche wird mit 2 Schrauben am Rumpf befestigt, so wäre der Plan. Gibt es derzeit bei den RES-lern vielleicht eine Methode die sich besser bewährt hat? Gummi scheidet ja auf Grund des Hochstartz aus, aber die Anordnung der Schrauben vielleicht? Oder vorne einen Dorn und nur hinten eine Schraube? Ich bin für Vorschläge von Eurer Seite ja immer offen.

Grüße,
Stefan
P.S.: Was mir gerade kommt....an den Hochstarthaken habe ich auch noch nicht gedacht :-(....tztztzzzzz :-(