ich möchte die EWD und den Schwerpunkt mittels FLZ herausbekommen
Hallo Alfed,
erstmal: Du musst die FLZ-Dateien nicht in pdf umbenennen, die kannst Du hier direkt hochladen.
Ich hab mir die Datei mal angeschaut und habe ein paar Anmerkungen und Tipps aus meiner Auslegungspraxis dazu.
Grundsätzlich simuliere ich ein Flugzeug so wie es auch fliegt.
Bei einem gegebenen Flugzeuggrundriß wie hier suche ich zunächst einen fliegbaren Schwerpunkt den ich dann für die Simulation fixiere, denn auch im wirklichen Leben kann man den Schwerpunkt im Flug nicht verändern, die EWD über die Höhenruderklappe aber schon und damit auch den geflogenen CA und die geflogene Geschwindigkeit. Geflogener CA und geflogene Fluggeschwindigkeit sind am selben Flugzeug prinzipiell das Selbe, sowie auch der geflogene Anstellwinkel am selben Flugzeug direkt äquivalent zum CA und zu v ist.
Die Nachlaufkorrektur schalte ich zunächst aus und lasse sie in 99 % der Fälle auch aus, das kostet nur Rechenzeit für eine kleine Wertekorrektur die meistens in der Bau- und Einstellgenauigkeit untergeht.
Aus meiner Erfahrung habe ich den Flügel-Einstellwinkel zur imaginären Rumpf-Längsachse in Grad auf die Profilwölbung in % eingestellt und 0,5° Zuschlag für den Einsatz als Thermiksegler gegeben, also 3,5°.
Ebenfalls aus meiner Erfahrung habe ich das Höhenleitwerk auf 1,5° (also Nase hoch) zur imaginären Rumpflängsachse eingestellt.
Damit ergibt sich eine EWD von -2°.
Ich hatte ja schon geschrieben dass der Auslegungs-CA vor der Profilierung kommt. Da die Profilierung hier ja von Dir schon fest gelegt wurde ist der Auslegungs-CA nun nicht mehr von Bedeutung und es gilt das Flugzeug bei tatsächlich geflogenen CA in den einzelnen Flugzuständen zu betrachten.
Ich bin mal davon ausgegangen dass meine Erfahrungswerte von oben auch für dieses Flugzeug nicht allzu weit neben der Realität liegen und dass ein Stbilitätsmaß von 12 % im Geadeausflug bei Höhenruderklappe neutral fliegbar sein sollte. Dabei kommt beim Simulationsdurchlauf ein geflogener CA von 0,455 ohne Nachlaufkorrektur raus. Schaut man sich die im Flug gemessenen Werte aus den Untersuchungen von Mathieu Scherrer an, dann könnte das zu einem schönen Geradeausflug mit "normaler Rumgefliegegeschwindigkeit" ganz gut passen, denn ca. 60 km/h sind für einen 6 m Scalesegler mit 80g/dm² Flächenbelastung im Thermiksuchflug durchaus üblich.
Zu dem Wert CA 0,45 bei 12 % STM paßt der leicht gerundete Schwerpunktwert 175 mm und diesen habe ich für die weiteren Untersuchungen fixiert.
Das sieht im FLZ_Vortex dann so aus wie in der Datei unten mit Höhe 0°
Jetzt fliegt der Segler also mit 60 km/h und allen Rudern neutral in zügigem Gleitflug geradeaus und sucht Thermik. Wenn er dabei welche findet wird es Zeit den Flugzustand zu ändern. Geht die Nase also hoch, dann dreht der Pilot in einen Kurve ein um im Bart zu kreisen.
Seitenruder und Querruder lassen wir jetzt mal weg, Handlinguntersuchungen führen hier jetzt zu weit.
Um einerseits den Auftiebsverlust durch die Schräglage des Flugzeugs zu kompensieren und andererseits den Flieger vom zügigen Gleiten auf Kreisflug mit geringerem Sinken, kleinerem Wendekreis und dafür notwendiger geringerer Fluggeschwindigkeit zu trimmen zieht der Pilot am Höhenruder.
Da der Bart in meiner Simulation saueng ist
ziehe ich -3,0° Höhenruder auf langsame CA 0,9, das sind hier jetzt 43 km/h.
Es ist wegen der Verschiebung der Widerstandsanteile für Profilwiderstand und induziertem Widerstand über CA für den Gesamtwiderstand besser für den Langsamflug zu ziehen als für den Schnellflug zu drücken, deshalb sollte man die EWD nicht zu groß wählen und in der Thermik und zum landen lieber etwas ziehen.
In dem Beispiel hier müsste das ja auch optisch passen, im Nomalflug und am Boden ist das Höhenruder neutral und im Langsamflug ist das Höhenruder gezogen, was man im Flug kaum sieht.
Mit dem ziehen für den Langsamflug verändern sich weitere wichtige Werte die jetzt für die Konstruktion zur Verfügung stehen:
- Stabilitätsmaß geht von 12 % auf 13,7 % hoch weil der Schwerpunkt bei 175 mm fixiert ist. Das ist wichtig um zu verstehen warum man bei verschiedenen Flugzuständen den Schwerpunkt fixiert und nicht das Stabilitätsmass, denn es ist im Flug ganz genau so, das Stabilitätsmaß ist auftriebsabhängig!
- Flugzeug-Anstellwinkel geht von -2° (Flugzeug-Arsch zeigt nach oben) auf +3,16 ° hoch. Da ich den Flügel-Einstellwinkel auf +3,5 ° vorgewählt hatte zeigt die Rumpflängsachse immer noch leicht nach oben, aber das bedeutet bei einem Rumpf der nach hinten dünner wird dass die Rumpfoberseite ganz leicht nach unten läuft und die Rumpfunterseite etwas stärker nach oben. Das ist eigentlich so wie ich das gerne mache, dann hängt der Flieger auch beim rumhungern kurz vor CAmax den Hintern noch nicht allzu stark. FLZ_Vortex sieht den CA max hier bei 1,16, dabei hängt die Rumpflängsachse um etwa 2,6° zum Horizont nach unten, Spornlandung ist also möglich.
Der Unterschied zwischen CA ohne Nachlaufkorrektur und mit Nachlaufkorrektur ist weniger als CA 0,05, das macht nur wenige Zehntel Grad Trimmkorrektur am Höhenruder aus und lässt sich für so einen Oldtimer mit gegebener Geometrie vernachlässigen, hier spare ich lieber Rechenzeit.
Der Flugzustand Thermik ist in der zweiten FLZ-Datei mit "Höhe" -3° enthalten.
Mir ist noch aufgefallen dass die simulierten Flugleistungen für so ein großes Flugzeug recht bescheiden sind. Die Dateien enthalten keine Auslegung von mir, ich würde es vermutlich anders machen. Für den Nachbau kann ich nur empfehlen so leicht wie möglich zu bauen um die ungünstige Zirklulationsverteilung bei geringer Streckung zu kompensieren.
Zur den Eingangsfragen ergeben sich aus der Simulation also folgende Antworten:
- Simulations-CA 0,45 (hat nix mit Auslegungs-CA zu tun)
- Flügel-Einstellwinkel zur Rumpflängsachse + 3,5°
- Höhenleitwerks-Einstellwinkel zur Rumpflängsachse + 1,5°
- EWD -2°
- Schwerpunkt 175 mm
Gruß,
Uwe.
