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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : stellmoment pendelruder?



SB 13
04.06.2005, 15:06
Hallo,
wer kan mir einen tipp geben, wieviel "servo" ein pendelhoehenruder mit einer spannweite von 550mm und einer tiefe von 80mm braucht!?
Das modell ist eine ente, fluggewicht ca. 2000g, geschwindigkeit ca. 22m/s

Dank und gruss,
Ralf

jwl
04.06.2005, 15:22
wie viel flächenbelastung hat das höhenruder
bei welchem ca wird das höhenruder belastet bei 22ms
obwohl dieser wert zu gering ist 30meter sollte man sicherhaltshalber rechnen.
wie hoch ist das cm des höhenruders.

--berücksichtigung des nickmoments des flügels lass ich mal weg. musste man nachlesen bzw ein paar quellen fragen ob sie quellen mögen--

gruss jwl

Jürgen Heilig
04.06.2005, 17:14
Hängt natürlich in erster Linie von der Lage des Drehpunkts ab.

:) Jürgen

jwl
04.06.2005, 17:24
Original erstellt von Jürgen Heilig:
Hängt natürlich in erster Linie von der Lage des Drehpunkts ab.

:) Jürgenwenn man ein cm0 nimmt für das höhenruder nimmt schon
ausser beim einem deltaente etc tut das wohl niemand.

entenhöherruder arbeiten gern so mit einem cm0 von - 0.1 da hängt dann der auftrieb schon man kanpp an der endleiste. es sind wenige die diesen schnellflug überlebt habe. da gibt einige traugige beispile in der luftfahrtgeschicht weil dieses übersehen worden ist.

[ 04. Juni 2005, 17:31: Beitrag editiert von: jwl ]

FamZim
04.06.2005, 18:38
Hi
Für ein Entenhöhenruder Deiner Gewichtsklasse reicht ein normal starkes Servo vollkommen aus.
Also kein minni Servo nehmen.
Die Flächenbelastung ist vorne IMMER grösser als an der Tragfläche so das 1,2 bis 1,5 fache.Am wichtigsten ist der Drehpunkt, das dürfte so zwischen 25 und 35 % liegen.
Um grössere Druckpungtwanderungen zu vermeiden kann ein neutrales Profiel genommen werden,oder das Flächenprofiel 1 bis 2% dicker.
Ich habe mal einen Segler mit 2m Spannweite und 800 g Gewicht gebaut. Dieser wurde komplett Tragflächen gesteuert, das heist Höhenruder und Querruder auf die Fläche. Da hat allerdings ein normales Servo auf Höhe nicht gereicht, und aus einem schnellen Flug ging es dann ab in die Wiese.
Gruß Aloys

speed
04.06.2005, 19:02
Hallo Ralf,
ich will das Statement von Aloys noch etwas festigen.
Eine einfache Abschätzung bringt schon viel Licht in das Dunkel bzw. in die Unsicherheit, wenn man auf Gefühl und Spekulation angewiesen ist.
Dein Leitwerk bringt bei 22 m/s maximal ca. 20 N Auftrieb (ca=1.5) Du solltest den Drehpunkt max. 1 cm vor den Angriffspunkt der Luftkraft (Druckpunkt) legen können. Bei einen symmetrischen Profil und Rechteckflügel ist das bei 0.25 der Tiefe. Dann hast Du 20 Ncm Moment zu bewältigen. Das kannst Du dann noch über das Hebelverhältnis um Faltor 4 verkleinern. Aus +- 40 Servowinkel werden +- 10° Ruderwinkel. Das wären dann am Servo 5 Ncm. Na ja jetzt brauchen wir noch etwas Sicherheit! Ich würde ein Servo mit mindestens 15 Ncm Moment einsetzen. Das ist wie Aloys auch gesagt hat ein Standardservo!
Ich hoffe die Abschätzung hilft und ist immer noch besser wie das Gefühl, das doch auch mal falsch sein kann.

Otto

SB 13
04.06.2005, 21:01
Ich dake euch herzlich fuer die hilfe!

Noch was zum ruder, die tiefe ist wie gesagt 80mm, der drehpunkt ist bei 15mm hinter der nasenleiste und der anlenkpunkt 65mm hinter der nasenleiste.
Dieses Modell hab ich vor einem jahr nach einem plan aus der franzoesischen zeitschrift looping gebaut. Leider waren die flugversuche nicht so berauschent, nach dem start in der ersten eingeleiteten kurve ging sie immer ins flachtrudeln und war nicht mehr rauszukriegen!
Nach mehreren versuchen mit schwerpunkt und motorsturtz wurde es besser, es gab aber immer wieder momente des unkontrolierten wippens im flug.
Da in diesem flieger viel arbeit steckt, alles in rippenbauweise erstellt, wollte ich versuchen der sache nochmal auf den grund zu gehen!
Ich hatte damals ein HS85MG auf dem ruder und die flaechenbelastung liegt bei etwa 70g.

Gruss Ralf

FamZim
04.06.2005, 22:13
Hi Ralf

Bei neigung zum Flachtrudeln fehlt Seitenruderfläche hinter dem Schwerpunkt.
Lese einfach mal den Tred in Scalemodellbau über die FW 42 durch, speziel über das "wippen" und "flachtrudeln".
Gruß Aloys.

SB 13
16.06.2005, 23:22
Danke Aloys,

werde mal studieren ;)

Ralf

Skywalkair
17.06.2005, 10:32
Eine Ente mit Pendelruder kann nie wirklich gut funktionieren. Da hilft nur der Umbau auf Flosse-Ruder.

Im Flug soll die Strömung am Entenflügel etwas früher abreißen als am Hauptflügel. Das gilt für alle Flugzustände, und dabei arbeitet der Hauptflügel in der Nähe seines Maximalauftriebs.

Gedankenspiel:
Wir haben ein Flugzeug, bei dem die Strömung am Entenflügel 3 Grad früher abreißt. Dieses Modell hat ein Pendelhöhenruder. In der getrimmten Konfiguration fliegt es normal und stabil. Will ich nun den (Gesamt-) Auftrieb erhöhen, bekommt das Höhenruder einen größeren Anstellwinkel, sagen wir mal so 5 Grad. Damit reißt dann dort die Strömung schon 8 Grad früher ab. Damit kann der Hauptflügel niemals auch nur in die Nähe seines Maximalauftriebs kommen. Das Problem bei dem beschiebenen Modell könnte hier zu suchen sein. Legt man den Schwerpunkt etwas zurück, braucht der Entenflügel weniger angestellt werden für den gleichen Auftrieb, damit kann dann aber der Hauptflügel mehr Auftrieb liefern. Das Problem ist ja beim ziehen aufgetaucht.

Nehmen wir nun das gleiche Modell mit Höhenflosse und -klappe. Schlägt die Klappe aus, wird der Auftrieb erhöht, aber der Anstellwinkel, bei die Strömung am HLW abreißt, verändert sich nicht. In der Folge kann das Flugzeug seinen Anstellwinkel erhöhen, Haupt- und Entenflügel können maximalen Auftrieb liefern.

Die Auslegung von Enten ist sehr anspruchsvoll. Um z. B. den Maximalauftrieb und -anstellwinkel des Hauptflügels zu bestimmen, muß der Abwind des Entenflügels, der Abstand in Längsrichtung und die Höhe des Entenflügels mit betrachtet werden.

FamZim
23.06.2005, 11:14
Hi Skywalkair

Meine Meinung ist das ein Pendellruder immer ein besseres Profiel ist als eines mit Klappe.
Begründung: Weniger Wiederstand, da keine Spallten und Knicke die die Luftströmung stören.
Ein Klappenruder ist nur eine Notlösung und einfacher zu befestigen. Je grösser die Not desto grösser der Klappenausschlag!!

Notlösung 1 ist der Start, denn die Startbahn ist kurz und die Reifen vertragen keine höhere Drehzahl. Also Klappen setzen, heist aber auch unverhältnismässig mehr Wiederstand!

Notlösung 2 heist Landung, da will eigenlich keiner mehr fliegen sondern nur noch festen Boden unter den Füssen haben. Da wird erst mal gründlich das schöne obtimierte Profiel versaut und klappen gesetzt. Da hat eine 45 grad gesetzte Klappe genau soviel Wiederstand wie Auftrieb. Aber man will ja runter ohne schneller zu werden.

Ein Klappenausschlag verändert natürlich auch den Anstellwinkel, der wird ja von Nasenleiste nach Endleiste gemessen. Bei der anderen Version hab ich wohl in der Schule gefehlt!

Noch ein Gedankenspiel von mir:
Da der Entenflügel eine geringere Flächentiefe hat reist bei gleicher Flächenbelastung und gleichem Profiel die strömung auch eher ab!

Man hört immer der Entenflügel beeinflusst den Hauptflügel negatiev mit dem Luftwirbel, und zwar ganz gewaltig. Dabei bestreicht dieser "NUR" etwa 1/3 tel der Spannweite.
Beim Normalmodell bestreicht aber der Wirbell das gesammte Leitwerk, was kaum jemanden aufregt! Da müsste mal der wirkliche Grund gesucht werden!

Dann fällt mir noch ein das "ALLE" den Schwerpunkt und Auftriebsmittelpunkt ganz genau berechnen um keine Überraschungen zu erleben.
Dazu möchte ich erinnern das jedes Flugzeug auch eine Seitenfläche hat die durch das Seitenruder normalerweise überdiemensional stabilisiert wird.
Das heist der Schwerpunkt liegt nicht nur bei 1/3 seitenfläche sondern weit davor.
Bei der Ente sieht es" Drastisch" anders aus, denn der SP liegt vor dem Hauptflügel. Grosse teile des Rumfes aber auch noch vor dem SP und damit viel Seitenfläche. Ausserdem läst man oft das Seitenruder sehr klein ausfallen was den Schwerpunkt schnell hinter 1/3 der Seitenfläche wandern lässt. Und damit hat man dann das Flachtrudeln in jedem Geschwindigkeitsbereich vorprogramiert.
Das bessert sich etwas, wenn der SP nach vorne verlagert wird, wird aber mit schlechterer Flugleistung bezahlt.
Dann fällt mir noch ein das bei hohen Auftriebsbeiwerten der Auftrieb im ersten drittel angreift, das gilt besonders bei stark gewölbten Profielen.

Genau so einnes ist aber ein Ruder bei Klappenausschlag, und darum bringt nicht die Klappe den meisten Ruderdruck, sondern veranlast ihn nur, den der "Gesammtauftrieb" ist bei 1/3 tel der Rudertiefe anzusetzen.

Gruß Aloys.

SB 13
26.06.2005, 17:21
Habs endlich geschaft ein foto zu machen!
Den schwerpunkt hab ich mit diesem programm noch mal ueberprueft und bin jetzt 25mm weiter vorn.
http://sky.prohosting.com/air2/cg_canard.htm
Die meisten reparaturen hab ich nun erledigt, warte noch auf ein neues servo und den regler, dan wird dem naechsten testflug nichts mehr im wege stehen!

Danke fuer die Hilfe
Ralf

SB 13
26.06.2005, 17:28
noch ein versuch!

SB 13
26.06.2005, 17:32
431

FamZim
27.06.2005, 00:28
Hi Ralf

Sieht nach ziemlich fiel EWD und Pendellruder aus!
Die Rumfseitenfläche ist auch sehr gross.
Bei neigung zum Flachtrudeln kann der Rumf vorne flacher "einem Entenschnabel änlich" gebaut werden. Die endscheiben an den flächen dicker Profilieren kann auch etwas bringen.
Den Schwerpunkt nach vorne verlegen verschiebt auch die stabilisierende Seitenfläche nach hinten, das führt aber zu stärkerem Wellenflug, und sollte nicht übertrieben werden!

Gruß Aloys.

SB 13
27.06.2005, 15:30
Hallo Aloys,
das ruder steht nicht in neutral. Im flug hat es etwa zwei grad anstellung.
Wen ich das groessere servo auf hoehe eingebaut habe werde ich noch einmal versuchen, wen dan noch keine besserung eintritt werde ich einen neuen rumpf bauen, Mit schnabel ;-)

Gruss Ralf

SB 13
16.07.2005, 15:10
Mal wieder was neues!
Habe heute ein 4kg servo auf hoehe und den neuen motor eingebaut.
Flaechenbelastung ist 67gr.
Fluggewicht 2190gr.
Motorleistung 420W welle
Wenn das weter morgen mitspielt werde ich mal wieder probieren!

Gruss
Ralf

SB 13
06.10.2005, 15:06
So, nun doch noch ein nachtrag!
Der letzte testflug war dann wirklich der allerletzte!

Nach dem der flieger ordentlich beschleunigt hatte hab ich ein bischen gezogen, die nase kam hoch, alle raeder waren frei und im gleichen moment legte sie sich auf den ruecken um dann mit der nase zu erst beherzt einzuschlagen!
Die flaeche ist heil der rest ist im muell. Mal schauen was ich aus dem fluegel noch mache?

Nochmals dank fuer eure unterstuetzung!

Gruss
Ralf

kurbel
09.10.2005, 18:15
Hm, jetzt muss ich auch mal was loswerden. Brennt mir ja förmlich auf den Nägeln, wo ich hier gerade so vorbeigestöbert komme.
Eine Ente mit Pendelruder kann nie wirklich gut funktionieren. Da hilft nur der Umbau auf Flosse-Ruder. Also, das ist schon eine sehr pauschale Aussage, die nicht so ohne weiteres zu begründen ist. Man soll ja ohnehin niemals nie sagen... ;)
Im Flug soll die Strömung am Entenflügel etwas früher abreißen als am Hauptflügel. Das gilt für alle Flugzustände, und dabei arbeitet der Hauptflügel in der Nähe seines Maximalauftriebs.Das ist wohl soweit richtig, wobei mir der Sinn des letzten Halbsatzes nicht klar ist. Oder willst du etwa wirklich behaupten, der Hauptflügel sei bei jedem möglichen Flugzustand in der Nähe seines Maximalauftriebs? Ok, mag sein, dass das Wortklauberei ist, aber ich möchte schon gerne genau verstehen, was jemand meint, wenn er sowas schreibt.
Gedankenspiel:
Wir haben ein Flugzeug, bei dem die Strömung am Entenflügel 3 Grad früher abreißt. Dieses Modell hat ein Pendelhöhenruder. In der getrimmten Konfiguration fliegt es normal und stabil. Will ich nun den (Gesamt-) Auftrieb erhöhen, bekommt das Höhenruder einen größeren Anstellwinkel, sagen wir mal so 5 Grad. Damit reißt dann dort die Strömung schon 8 Grad früher ab. Damit kann der Hauptflügel niemals auch nur in die Nähe seines Maximalauftriebs kommen. Das Problem bei dem beschiebenen Modell könnte hier zu suchen sein. Legt man den Schwerpunkt etwas zurück, braucht der Entenflügel weniger angestellt werden für den gleichen Auftrieb, damit kann dann aber der Hauptflügel mehr Auftrieb liefern.Ok, schön, ich dachte, das soll er auch.
Nehmen wir nun das gleiche Modell mit Höhenflosse und -klappe. Schlägt die Klappe aus, wird der Auftrieb erhöht, aber der Anstellwinkel, bei die Strömung am HLW abreißt, verändert sich nicht.Wer hat dir erzählt, dass das so ist? Oder ist das nur geraten? Ich behaupte nämlich, dass das nicht stimmt, ätsch. Dass man den Hauptflügel einer Ente nie auch nur ansatzweise voll ausreizen kann ist nämlich genau das Problem der Entenkonfiguration schlechthin und einer der Hauptgründe (neben einer ganzen Menge weiterer), warum sie zu Recht nicht sonderlich beliebt ist, wenn Leistung gefragt ist. Schonmal ´ne F3B-Ente gesehen? Aha!
In der Folge kann das Flugzeug seinen Anstellwinkel erhöhen, Haupt- und Entenflügel können maximalen Auftrieb liefern. Nein! Ich dachte wir waren uns einig, dass der Hauptflügel das gar nicht darf. Ein kleiner Pups und schon reißt die Strömung am Hauptflügel ab, wenn wir pech haben. Bei einer Ente bedeuted das soviel, wie "Klappspaten". Also müssen wir am Hauptflügel immer in sicherer Entfernung vom Camax bleiben!
Die Auslegung von Enten ist sehr anspruchsvoll. Um z. B. den Maximalauftrieb und -anstellwinkel des Hauptflügels zu bestimmen, muß der Abwind des Entenflügels, der Abstand in Längsrichtung und die Höhe des Entenflügels mit betrachtet werden. Da habe ich aber mal ´ne Frage:
Was ist denn mit dem Einfluss des Abwindfeldes hinter einer
Tragfläche eines gewöhnlichen Flugzeuges auf dessen HLW?
Nächste Verständnissfrage:
Macht ein "normales" HLW an einem "normalen" Flugzeug Auf- oder Abtrieb, oder gar nix?

Ok, das haut rein...nix für ungut...ich habe fertig (für´s Erste ;) )

Kurbel

Mighty Wings
09.10.2005, 21:09
Dass man den Hauptflügel einer Ente nie auch nur ansatzweise voll ausreizen kann ist nämlich genau das Problem der Entenkonfiguration schlechthin und einer der Hauptgründe (neben einer ganzen Menge weiterer), warum sie zu Recht nicht sonderlich beliebt ist, wenn Leistung gefragt ist.

Baut aber nicht gerade Scaled Composites (Burt Rutan) unter Anderem sehr erfolgreich Entenkonfigurationen?

kurbel
09.10.2005, 22:31
Ja, Rutan baut hübsche Enten. Aber die sind nicht deshalb gut, weil es Enten sind. Rutan könnte mindestens ebenbürtige, oder sogar bessere normalkonfigurierte Flugzeuge bauen. Da das aber auch andere hinkriegen und es langweilig wäre so zu bauen, wie alle anderen es schon tun, probiert er auch immer wieder neue "schräge" Konzepte aus (ist auch einfach cool, was der macht, allein die Optik ist es wert). Aber die eine Segelflugente, die er konstruiert hat, ist in Sachen Leistung nicht gerade bahnbrechend. Man hört nicht viel von dem Ding, ausser, dass es nicht so doll in der Thermik geht. Dennoch ein schönes Vorbild für ein eigenstartfähiges Scalemodell, wenn man es groß genug baut.

kurbel

Skywalkair
10.10.2005, 10:56
Hallo Kurbel,

leider wird hier im Forum oft "aus dem Bauch heraus" argumentiert.

Vielleicht habe ich mich missverständlich ausgedrückt, Asche auf mein Haupt! Bevor wir hier in tiefgreifende Diskussionen verfallen, solltest Du das Buch "Entwurf, Konstruktion und Fliegen von Entenmodellen" von Dieter Schall antun. Dort sind die Zusammenhänge leicht verständlich (was nicht immer einfach ist) dargestellt, es gibt einen ausführlichen Formelblock und Modelle zum Nachbauen.

Eine gut funktionierende Ente bedarf entweder einer einer sehr aufwändigen theoretischen Auslegung oder eines Glückstreffers. Viele probieren es und scheitern dann.

Bei der Auslegung von Enten geht es im Allgemeinen weniger um Leistung, viel mehr um die Flugeigenschaften. Leistungsmindernd wirken sich z. B. der induzierte Widerstand des HLW aus (größeres ca als bei Normalmodell) bzw. die im Nachlauf verbeulte Gesamtauftriebsverteilung. Beim Seilhochstart (du hast F3B angesprochen) werden auch die Biegemomente auf den Rumpf viel größer, da der Neutralpunkt i. d. R. vor dem Haupttragflügel liegt.

Wenn Du mal in Bremen bist können wir das sicher bei einem Bier diskutieren.

kurbel
10.10.2005, 21:28
Hm, nettes Angebot. Werde ich gerne wahrnehmen, falls ich tatsächlich mal in Bremen rumhampeln sollte. Leider ist gerade bei Bremen die Warscheinlichkeit nicht allzu groß, dass es tasächlich mal dazu kommt.
Aber falls du mal in Aachen bist... ;)

kurbel

Dieter Schall
18.03.2006, 19:54
Hallo Ralf,
ich will das Statement von Aloys noch etwas festigen.
Eine einfache Abschätzung bringt schon viel Licht in das Dunkel bzw. in die Unsicherheit, wenn man auf Gefühl und Spekulation angewiesen ist.
Dein Leitwerk bringt bei 22 m/s maximal ca. 20 N Auftrieb (ca=1.5) Du solltest den Drehpunkt max. 1 cm vor den Angriffspunkt der Luftkraft (Druckpunkt) legen können. Bei einen symmetrischen Profil und Rechteckflügel ist das bei 0.25 der Tiefe. Dann hast Du 20 Ncm Moment zu bewältigen. Das kannst Du dann noch über das Hebelverhältnis um Faltor 4 verkleinern. Aus +- 40 Servowinkel werden +- 10° Ruderwinkel. Das wären dann am Servo 5 Ncm. Na ja jetzt brauchen wir noch etwas Sicherheit! Ich würde ein Servo mit mindestens 15 Ncm Moment einsetzen. Das ist wie Aloys auch gesagt hat ein Standardservo!
Ich hoffe die Abschätzung hilft und ist immer noch besser wie das Gefühl, das doch auch mal falsch sein kann.

Otto
Das Pendelruder hat bei der Ente nichts zu suchen - von ganz wenigen Ausnahmen abgesehen.

Wenn Du ziehst, erhöhst Du den Anstellwinkel des HLW meist bis zum Abriß, dann steigt die Ente nicht, sondern sie fällt. Pendelruder bei der Ente ist wie gasgeben und bremsen beim Auto zugleich. Das wird nichts.

Von den vielen Pendel-Enten die ich schon gesehen habe, flog keine wirklich richtig gut. Ale hatten sie das beschriebene Verhalten.

Man kann das natürlich aeromechanisch suaber erklären - ich glaube das ist aber nicht erforderlich.

Mein guter Rat - nimm ein Klappenruder - dann "klappts"

Grüße udn viel Erfolg
Dieter Schall

Filou
18.03.2006, 20:39
Hallo Dieter,
nachdem du hier die Möglichkeit der aeromechanischen Erklärung erwähnt hast meine Frage:
Stammt das Buch
"Berechnung, Entwicklung und Bau von Entenflugzeugen"
von dir?

Wenn ja, bitte melde dich mal per PN

Besten Dank

Ralph

Dieter Schall
19.03.2006, 17:35
Ja, die meiste Literatur zum Thema Ente stammt von mir
Siehe auch Modell Aviator nächste Ausgaben sowie MFI.
Der Santorin ist auch von mir (siehe bei Maier Jet-models)

Tut aber wenig zur Sache. In den vielen Seminaren und Vorträgen habe ich den Teilnehmern genau diese Fragestellung ausgiebig erörtet.

Jetzt soll es beim guten Rat bleiben. Die ENte auf dem Foto hat ein paar Probleme:
1) Flügel nicht gepfeilt, deshalb voraussichtlich wenig Seitenstabilität mit den Winglets (Hebel zu gering)
2) Pendelruder wie besprochen
3) Den Schwerpunkt muß man ausrechnen, sonst kanns schiefgehen.

Das, was hier über 1/3 SP-Lage und gewölbte Profile ist Unsinn. Der Schwerpunkt eines Flugzeuges bestimmt sich ausschließlich aus der Grundrißgeometrie - mit dem Profil hat das gar nichts zu tun.
Man muß den Flugzeug-Neutralpunkt ausrechnen. Der S.P. wird dann um 15% mittlere aerodynaische Tife nach vorne gelegt. Dann klappts.

Trotzdem
keep on trying

Dieter Schall