Druckpunktfeste Low Re Profile?

Hallo,

ich darf mich in einer Arbeit um die Bauweise, die Auslegung und die Realisierung eines Solarmodellflugzeuges kümmern. Da die Arbeit gerade begonnen hat sind die Informationen noch etwas spärlich. Besondere Rahmenbedingungen sind:

- Solarflugmodell (Solarzellen müssen sinnvoll in Struktur integriert werden)
- Spannweite 70 cm
- Auslegung für stationären Flug (keine Geschwindigkeitsaufgaben, engen Wenden etc.)
- Flugzeug muss Motor, Regler, Solargenerator, Empfänger, Board für Regler, Akku, Servos und alles was dazugehört beherbergen.

meine Arbeit ist:
- Konstruktionsmethoden für das Flugzeug zu finden (Faserverbundwerkstoffe, Balsa, Depron, Styro, Epp, ...)
- ein Profil zu finden welches sämtlichen Anforderungen genügt
- einen Prototypen (ohne Regler, noch nicht autonom) zu bauen und zu testen

Wieso Nurflügelforum? Bei einem Solarflugmodell steht die minimale Sinkrate und die Panelfläche in Relation zum Gesamtgewicht im Vordergrund. Ich kann mir vorstellen dass ein Nurflügler diesbezüglich gegenüber einem konventionellen Flugzeug die Nase vorne hat. Dies wird sich dann aber bei ersten Berechnungen zeigen.

Eigentliche Frage:
Das Flugzeug wird mit Re-Zahlen von 40'000 - 90'000 und C_a 0.4-0.6 (?)auskommen müssen. Gibt es Druckpunktfeste Profile, die für diesen Einsatzzweck (evtl sogar bis Re 20'000 runter) noch geeignet sind? Der zweite Challenge ist das Anbringen der Solarzellen ohne starke Biegung.

--> wo muss ich suchen? Publikationen, Datenbanken, zu low Re Foils...
--> gibt es brauchbare und auch anwendbare Theorie dazu?
--> hat ein Nurflügler in diesem Bereich noch Vorteile?

Grüsse
Beat

Meinst du sowas? Ist allerdings 1m groß ... mehr Infos findest du bei den Kundenmodellen auf EPP-Fun.

ja genau etwas in dieser Art

Unterschiede:
- kleiner und leichter
- Platz/Kapazität für eine komplette Regelelektronik inkl Sensoren
- etwas steifere Konstruktion zur Minderung der Beanspruchung der Solarzellen im Alltagseinsatz
- unser Hauptkriterium ist der minimale Energieverbrauch im horizontalen, stationären Flug

Was haben diese kleinen Nurflügler für Profile (Zagi08-12?)? Auch wenn sie teilweise auf Racing ausgelegt sind wäre dies sicherlich ein Anhaltspunkt.

besten Dank und Gruss
Beat

Servus
Es gibt ein Solarprofil für Nurflügel.
Ist im Bereich der Zellen gerade, also keine Wölbung.
Der Name war irgend was mit MDWHK, war glaube ich in der Profilesammlung von der Fmt drin.
Hab damit ein Brett gebaut, flog recht gut, zumindest für ein Brett :-)))
Gruss Franz

@ Beat
Ne, auf diesem Modell (F4U-Mini) ist ein mod. MH-Profil drauf, die Tsagi-Profile sind mir etwas zu "stumpf" und ausdünnen mögen sie nicht so ...

Für die angestrebten Re-Zahlen muss man allerdings genau hinsehen, was passt. 20k ist nicht gerade viel, ich würde da lieber auf Streckung verzichten, um da in höhere Bereiche zu kommen. Evtl wäre auch ne Delta-Konfiguration überlegenswert.

@ Franz: Hast Du die Profilkoordinaten/Polaren/... des MDWHK und könnte ich diese haben? Ich finde sie nirgends auf dem Netz. Würde mich auch wunder nehmen wieviel Leistungsverlust man für die gerade Oberfläche der Solarprofile einstecken muss!? Laut Aussagen meines Chefe ist der Wirkungsgrad der Solarzellen nicht von der Biegung abhängig. Insofern sie die Beanspruchung vertragen könnte man Zellen also auch etwas biegen.

@Peter: Kriegt man bei einem Delta die gewünschte Auftriebsverteilung hin? Wäre da nicht etwas in Richtung Ellipse/fliegende Linse sinnvoller?

ich habe noch viiiiele Papers erhalten , werde diese durchlesen und vielleicht finde ich da noch etwas...

Beat,

bei einem 70cm Modell mit unter 5m/s Fluggeschwindigkeit würde ich in erster Linie auf einfaches Handling, gute Flugeigenschaften, geringe Flächenbelastung achten, dann erst auf Auftriebsverteilung usw. Die schädlichen Widerstände schlagen in dieser Modellgröße überproportional zu Buche, von der Re-Zahl-Problematik ganz abgesehen.

Ich denke, du kommst mit einfachen Modellen schneller zum Ziel als mit einer Extremkonstruktion ... diese kannst du immer noch anstreben, wenn du die grundsätzlichen Parameter mit dem (den)Testmodell(en) festgelegt hast.

Hallo,

bei den kleinen Streckungen hat alles zwischen Rechteck und Delta eine annähernd elliptische Auftriebsverteilung

Im Prinzip suchst Du eine gewölbte, ebene Platte mit S-Schlag

Mein Tipp: jwl065 ausgedünnt und mit etwas mehr S-Schlag

Hans

Servus Beat
Ich such das Profil mal raus.
Der Vogel den ich damit gebaut hab flog eigentlich nicht schlecht, soweit man bei Brettern von gut fliegen sprechen kann.
War halt ein Floater.
Gruss Franz

Hallo, hier sind die Profildaten vom MDWHK.dat:

MDWHK
100 .1
99.001 .206
98.001 .313
97.001 .419
95.002 .632
92.503 .897
90.003 1.163
87.504 1.428
85.005 1.694
82.506 1.96
80.007 2.225
77.507 2.492
75.008 2.757
72.509 3.022
70.01 3.289
67.511 3.554
65.011 3.82
60.013 4.351
55.014 4.882
50.016 5.414
45.018 5.945
40.019 6.477
35.021 6.927
30.021 7.172
27.521 7.226
25.021 7.215
22.521 7.135
20.021 6.984
17.52 6.752
15.019 6.424
12.518 5.979
10.016 5.409
7.514 4.698
5.011 3.797
3.509 3.119
2.508 2.577
2.007 2.267
1.506 1.92
1.255 1.727
1.004 1.518
.754 1.287
.503 1.021
.403 .899
.302 .765
.252 .691
.202 .611
.152 .522
.101 .418
.051 .288
0 0
.049 -.255
.099 -.348
.149 -.415
.199 -.47
.248 -.514
.298 -.552
.398 -.615
.498 -.666
.748 -.758
.998 -.818
1.247 -.859
1.497 -.885
1.997 -.91
2.497 -.921
3.497 -.945
4.997 -.98
7.497 -1.039
9.997 -1.098
12.497 -1.156
14.996 -1.214
17.496 -1.273
19.996 -1.331
22.496 -1.391
24.996 -1.449
27.496 -1.507
29.995 -1.566
34.995 -1.683
39.995 -1.8
44.994 -1.917
49.994 -2.034
54.994 -2.152
59.993 -2.269
64.993 -2.371
67.493 -2.395
69.993 -2.387
72.493 -2.345
74.993 -2.265
77.494 -2.15
79.994 -2.003
82.495 -1.826
84.995 -1.626
87.496 -1.405
89.997 -1.165
92.497 -.913
94.996 -.649
96.999 -.431
97.999 -.321
98.999 -.211
100 -.1

Ein ähnliches Profil hat Helmut Bruss für seine Solarmodelle entwickelt HB4.dat:

HB4
100 0.1
95 0.54
90 0.95
80 1.8
70 2.66
60 3.51
50 4.36
40 5.22
30 6.07
25 6.5
20 6.8
15 6.6
10 5.9
7.5 5.2
5 4.2
2.5 2.9
1.25 1.8
0 0
1.25 -1.0
2.5 -1.4
5 -1.9
7.5 -2.2
10 -2.5
15 -2.8
20 -3.1
25 -3.4
30 -3.6
40 -3.8
50 -3.8
60 -3.5
70 -3.0
80 -2.1
90 -1.2
95 -0.7
100 -0.1

Result

Result

Hallo zusammen,

sorry für die späte Antwort und besten Dank für die Profilkoordinaten.

Aus gründen der Regelung und nach Analyse von 300 Profilen sieht es für den Nurflügler etwas weniger gut aus.

weil:
- ein konventionelles Konzept einfacher stabil bezüglich Flugeigenschaften hinzukriegen ist als ein Nurflügler (besonders um die Querachse)
- nur wenig Gewicht für einen einfachen Regler übrigbleibt und somit viel Wert auf Flugstabilität gelegt werden sollte
- Das Optimierungskriterium für minimale Leistungsaufnahme bei horizontalem Flug zeigt, dass die betrachteten Nurflüglerprofile viel Energie für die Stabilisierung aufbringen müssen und die Vorteile gegenüber konventionellen Designs somit nicht mehr atemberaubend sind.
- Die Regelung für ein konventionelles Design teilweise vom grösseren Bruder (3.2m) übernommen werden kann

Weiss jemand wie es um die Genauigkeit der XFoil Resultate für Re < 50'000 und Re > 50'000 steht? Gibt es noch andere Programme um Profilpolaren zu berechnen (Javafoil,...???)

Gruess
Beat

PS: @Peter K: Ein bisschen Extremkonstuktion darf es schon sein. Es handelt sich um eine Bachelorarbeit (= Semesterarbeit) und da muss ich die Resultate natürlich irgendwie begründen können. Dass ich anders vielleicht eher auf einen grünen Zweig komme ist mir schon klar.