Profilfragen

Da wir jetzt endlich zwei Stück Scud 2 begonnen haben zu bauen, kommen auch schon die ersten Fragen auf:

Pos.1
Welches Profil nimmt man für die Höhen- und Seitenruder?
-Pendelruder-
Pos.2
Welches Profil bei der Fläche (Schränkung)?

Die Scud 2 ist ein leicher Hochdeckersegler aus England
mit nur 145 kg Flugmasse.
Wir bauen in 1:3 (4.06mSpannweite) max 5KG.
Es soll ein leichter Termiksegler fur die Ebene werden.

Zu 1.Das Orginal hat an der Wurzel Gö 562.
Zu 2.Die drei Ruderteile sind alle gleich aufgebaut und
sollen auch, so wie im Orginal, im Modell
austauschbar aufgebaut werden.
Ich hoffe Ihr könnt uns dabei weiterhelfen !?!

Gruß aus Leichlingen
Johannes
 
Hier ein link zu der Seite von Vincent Besancon, der einen Scud gebaut hat und die Pläne auf dieser Seite zum Download anbietet.
Als Profil für Höhe und Seite würde ich das SD8020 oder das HT14 nehmen.
Die Fläche würde ich bei dem angestrebten Gewicht von 5kg mit einem nicht zu hoch gewölbtem Profil versehen (nicht mehr als 2,5%).
Nimm doch das A-7026-1 an der Wurzel und das A-7026-4 am Randbogen. Die Koordinaten findest Du hier auf meiner Homepage:
http://www.cb-roter-baron.de/downloads.html
 
Hallo Cristian,

danke für Deine schnelle Antwort.
Sind die angegebenen Profile wirklich für einen langsam
fliegenden Oldi-Segler geeignet?
An Deiner ASW wird es stimmen, doch an einer Scud?
Vielleicht hat es einen Grund den ich noch nicht verstehe?

Gruß Johannes
 
Johannes,
der Hauptgrund, dass es mit diesem Strak bei Deinem Modell funktionieren sollte ist das geringe Gewicht deines Modells.
Du brauchst entsprechend dem Gewicht des Modells einen Auftrieb der sich durch Flügelfläche und Profil ergibt. Hoch gewölbte Profile liefern mehr Auftrieb als weniger gewölbte, das ist klar. Wenn man sich ansieht mit welcher Wölbung man ausreichende Ca-Werte bekommt, stellt man fest, das die üblicherweise verwendeten 3% zu hoch sind. Leichte Modelle wie Dein geplanter Scud fliegen mit einem 3% gewölbten Profil nicht mit Ca-Werten des geringsten sinkens herum. Viele Großsegler verwenden 3% gewölbte Profile und bemerken immer wieder, das der Flieger erst mit mehr Gewicht richtig geht! Mit 2 oder 2,5% gewölbten Profilen hätten sie auseichend Ca und gute Schnellflugeigenschaften.

tragfltheprax1.jpg

Die Profildicke sollte man ebenfalls nicht zu hoch wählen, da nur zusätzlicher Widerstand. Das A-7026-1 hat nicht ganz 12%, das ist ausreichend für den Scud in 1:3. Das Außenprofil ist besonders für kleine Flächentiefen außen und somit für kleine Re-Zahlen optimiert. Diese Kombination sollte für dieses Modell ohne Schränkung passen.
Der Scud hat ja ein paar Streben die für genügend Widerstand sorgen, da brauchst Du nicht noch ein dickes Profil.
 
Hallo Johannes,

...ich hoffe ich darf mich hier gleich mit einer Frage an Christian einklinken...;)

Welche EWD wäre denn zu dieser Auslegung sinnvoll? Und zur Schränkung des Außenflügels - mir ist klar dass die mehr Widerstand bedeutet - aber wird dieser Nachteil nicht durch unkritisches Abreißverhalten und stabileren Kreisflug wettgemacht?


Grüße
Walter
 
Holzwurm schrieb:
Hallo Cristian,

danke für Deine schnelle Antwort.
Sind die angegebenen Profile wirklich für einen langsam
fliegenden Oldi-Segler geeignet?
An Deiner ASW wird es stimmen, doch an einer Scud?
Vielleicht hat es einen Grund den ich noch nicht verstehe?

Gruß Johannes

hallo johannes,

schau mal auch diese diskussion:
http://www.rc-network.de/forum/showpost.php?p=506420&postcount=161

die moderneren leistungsprofile (für mich einschließlich des angeblich "schlecht baubaren" fx60) geben sich nicht wirklich sehr viel bei einem oldtimer mit deutlichem restwiderstand. der widerstand sollte bis runter auf ca=0.1 niedrig sein, sonst kommst du nicht zur nächsten wolke (in der referenz ist die polare nicht dynamisch, deshalb ist die "brr" bemerkung fürs fx60 nicht zutreffend, der gewinn beim maximalauftrieb aber auch nicht soo riesig).

wenn man aber hier liest, und scale fliegen wollte, dürfte der scud
überhaupt nur sehr langsam gehen dürfen. man kriegt das camax auf kosten etwas zügigeren fliegens (hat mit schnellflug noch lange nichts zu tun) schon noch etwas höher. ich hab einen alten a2 freiflieger mit rc ausgestattet, mit 30grad nase runter wird der vielleicht doppelt so schnell wie im optimalflug.

http://www.glidingmagazine.com/FeatureArticle.asp?id=102

jetzt bleibt dir die qual doch selber.

grüße
hannesk

edit: @walter:
die ewd ergibt sich mit symmetrischem hlw (zu empfehlen) aus der polare für den anstellwinkel des optimalen flugzustandes, i.a. optimales gleiten. zwischen ca=0.8 und 1 liegst du richtig, typisch um 4grad. den sp dann aus dem momentenbeiwert ausrechnen. für oldtimer.
 
Ich gehe nicht mit einer festgelegten EWD vor, sondern rechne mir sorgfältig den Neutralpunkt und den Schwerpunktbereich mit dem guten Programm von Jörg Russow und Dietrich Meissner (Teil 2):
http://home.germany.net/100-173822/schwerp.htm

Dann setzt ich den Schwerpunkt auf 10% Stabilitätsmaß und stelle die EWD auf übliche 1,5 Grad für den Erstflug. Der Scud hat ein Pendel-HLW, so das man leicht korrigieren kann. Die EWD muß zum gewählten Schwerpunkt passen, daher kann man nicht einen festen Wert vorgeben.

Die Schränkung wird eingesetzt um ein gutmütiges Abreißverhalten bei voller Steuerbarkeit der Querruder zu erhalten. Man kann das aber auch durch entsprechende Profilwahl (Strak) erreichen. Ich habe die Auftriebsverteilung des Scud noch nicht mit einem der geeigneten Programme nachgerechnet, da der Grundriß im Querruderbereich nicht ganz einfach ist und daher Zeit kostet, das mit den Zwischenprofilen des Straks einzugeben. Ich denke aber, das es ganz gut passen dürfte.
Das ist nur meine Meinung! ;)
 
Hallo,

...tolle Anregungen...:)

Also mir ist soweit klar, dass die EWD nicht genau festgelegt wird - aber bei Oldtimern üblicherweise eher höher gewählt wird, um eine entsprechende (langsame) Fluggeschwindigkeit zu erhalten. D.h. doch dass ich ein Profil brauche, dessen Stärke mehr in Richtung hoher Auftrieb liegt.
Eine Schränkung macht dann auch wenig Probleme im Sinne von mehr Widerstand weil ja die Fluggeschwindigkeit niedrig ist.
Einfach ausgedrückt - ich finde z.B. ein Clark Y ganz gut zu einem Oldtimer passend - mit dem Vorteil dass es relativ leicht zu bauen ist.

Den Vorschlag von Christian finde ich sehr interessant (soweit ich dass mit meinen bescheidenen Kenntnissen beurteilen kann :rolleyes: ) - nämlich für einen "Leistungsoldtimer" - z.B. eine Weihe oder einen Fafnir....- also für hohe Streckung mit schmalen Außenflügeln.

Spannende Geschichte....:)

Walter
 
Hallo Christian, hallo hannesk,

erst schon mal vielen Dank für die umfangreichen Beschreibungen !!
Ich werde mich die Tage in die reichlich aufgezeigten
Abhandlungen versuchen einzulesen, doch bin ich
mehr Praktiker und es werden von mir bestimmt noch einige Fragen gestellt.
Wie Walter soeben schrieb kommt es auch mir darauf an einen weitestgehend vorbildgetreu fliegenden Oldi
zu bauen und zu fliegen.
Das Profil sollte nicht zu dünn werden , da das Gö 652 als Vorbild auch nicht gerade sehr schmal ist, eine guten
Kompromiss würde mir da am besten gefallen.
Vielleicht hat einer von Euch da noch eine passende Idee?!?

Gruß ,bis bald Johannes
 
Nachtrag

Nachtrag

@Hannesk ,
danke für den Link über die Scud2 - es gibt also doch immer noch was neues zu finden!!
 
Hier noch ein simpler Polarenvergleich verschiedener in Frage kommender Profile bei einer Re-Zahl von 100.000.

Go652vergl.jpg

Das Gö652 (Johannes, du hast Gö562 geschrieben, das ist aber wohl ein zahlendreher) habe ich mal mit aufgenommen, es kommt aber mit einer Dicke von 17% und einer Wölbung von 9,28% nicht in Frage.
Von der Optik gäbe es auch nichts vergleichbares, vielleicht noch das FX60-126.

Go652.jpg
Gö652
 
Hallo Johannes,

...nach welchem Plan baust du die Scud? Wird der Rumpf aus Sperrholz gebaut?

Und noch eine Frage an Christian - ich kann solche Profilpolaren nicht wirklich interpretieren - hast du vielleicht einen Link wo diese Diagramme erklärt werden (für Nichtphysiker...:D )

Grüße
Walter
 
Polare?!

Polare?!

Hallo Christian,
find ich toll, Deinen Einsatz mit den Profilen, wird uns sicher in die richtige Richtung weisen!
Doch nicht nur für Walter ist das Thema Polare ein viel gelesenes Wort ohne das ich mich für den Inhalt interressiert habe. Dieses wird sich am Wochenende aber
ändern dank Deiner Links.
Das Gö 652 hat wirklich eine extreme Formgebung wobei
das FX60-126 nur von der Optik her auch noch gefallen
könnte - kannst Du mir (einem Leien) erklären was dieses
Profil für Vor-bzw Nachteile hat?
Die Seite um Vincent ist mir bekannt, doch wenn irgend welche Info´s/Fotos auftauchen ----hier!!!!!---
@Walter.
Den Plan machen wir uns selber da wir unter 5 KG bleiben müssen und dieses mit der einfachen Vergrößerung des Planes von Retroplan nicht zu machen ist, auch sind dort einige Unstimmigkeiten die wir ändern wollen.
Der Rumpaufbau erfolgt ähnlich dem Orginal mit dünnen Spanten und Gurten, beplankt wird mit Sperrholz von
0.4 bis 1mm. Die Beplankung der Flächen wird voraussichtlich aus Gewichtsgründen mit Balsa erfolgen.

Hat einer ein Vorschlag wie der Holm auszulegen ist?

Gruß aus dem Bergischen Land
Johannes
 
Holzwurm schrieb:
das FX60-126 nur von der Optik her auch noch gefallen
könnte - kannst Du mir (einem Leien) erklären was dieses
Profil für Vor-bzw Nachteile hat?

Hallo Johannes

Das FX60-126 ist für Thermikflug immer noch ein verdammt gutes Profil, auch wenn die etwas dynamischeren neueren Entwürfe im schnellen Gleitflug ein paar Vorteile haben.

Es wurde 1960 von F.X. Wortmann als Querruderprofil für die damals neuen GFK-Segelflugzeuge entwickelt. Es musste für diese Anwendung niedrige Re-Zahlen (wenn auch nicht ganz so niedrig wie im Modellflug) und grosse Klappenausschläge verkraften. Es war für mindestens ein Jahrzehnt das standard Querruderprofil.

Ende der siebziger Jahre wurde es von Prof. Richard Eppler nachgerechnet und muss ihm wohl zu denken gegeben haben (es ist nämlich grossräumig besser als alles aus dem Eppler-Katalog, was damals im Modellflug üblich war). Jedenfalls hat er als "Gegenentwurf" das E211 kreiert. (Zumindest muss ich einen Artikel - in der FMT, wenn ich mich recht erinnere - so interpretieren.)

Vorteile: Von allen verglichenen Profilen die beste Profilgleitzahl, d.h. der geringste Widerstand bei hohem Auftrieb. Dürfte allerdings beim Scud etwas weniger zum Tragen kommen, da hohe Profilgleitzahlen nur bei hohen Streckungen so richtig zur Geltung kommen.

Im mittleren Auftriebsbereich zeigt es dann ein paar Schwächen: Widerstandszunahme durch Ablöseblasen. Die Polare bei 100 000 ist da aber nicht ganz aussagekräftig, da diese Re-Zahl im schnellen Gleitflug bald einmal überschritten wird, und dann kann das ganze wieder ganz anders aussehen. Was es aber heissen kann: Unwillige Geschwindigkeitsaufnahme beim Andrücken; zunächst einmal kommt nichts, nur Saufen, erst mit der Zeit kommt er ins laufen. Allenfalls kann ein Turbulator oben auf dem Profil da helfen.

Was schön ist an diesem Profil (und nicht selbstverständlich für ein Hochauftriebsprofil): es hat niedrigen Widerstand bis hinunter zum Nullauftrieb. Man kann also schnell fliegen, ohne dass es irgendwann nur noch runter geht. (Gilt beim Scud mit seinem grossen Rumpf nur beschränkt).

Ein Nachteil: Es hat eine relativ dünne Endfahne (schwierig zu bauen), der dicke Profilteil ist vorne; das kann zu Torsionsproblemen führen (v.a. auch im Zusammenhang mit der grossen Druckpunktwanderung). Die dünne Endfahne ist aber relativ wenig gewölbt, was sowohl in bautechnischer Hinsicht als auch aerodynamisch ein Vorteil ist. Viel Wölbung hinten ist bei tiefen Re-Zahlen nicht so wirksam, wie das der Profilentwurf gern hätte, da die gekrümmte Endfahne in der Grenzschicht nicht so richtig wirken kann. Ausserdem belasten Querruderausschläge die Strömung zusätzlich; da ist es gut, wenn die Profilkontur nicht schon zuviele Kapriolen macht.

Durch die hohe Wölbung hat das Profil ein relativ grosse Druckpunktwanderung; d.h. das Leitwerk muss gross sein. Auch hier wieder hilft aber die geringe Endfahnenwölbung das Problem im Zaum zu halten.


Wenn Du FX für wirklich langsam willst, schau Dir mal FX 63-137 an.

Ich will das aber nicht wirklich empfehlen: extrem hoch gewölbt, sehr dünne Endfahne, die in diesem Fall auch noch stark gewölbt ist. Ausserdem hat es ein paar hundsgemeine aerodynamische Eigenschaften.

Es ist aber das Laminarprofil, das im Formcharakter dem Goe 652 wohl am nächsten kommt.
 
Zuletzt bearbeitet:
Noch ein Vorschlag.....

Noch ein Vorschlag.....

Hallo Miteinander, hallo Johannes,
Ich möchte diesen Thread noch kurz durch einen weiteren Vorschlag sowie einige Kommentare erweitern. Wenn ich Johannes richtig verstehe, möchte er einem dem Vorbild möglichst nahe kommenden leichten (mit weniger als 5kg und unter 50g/dm² Flächenbelastung) kann man ihn unter seinen „Großseglerbrüdern wohl schon als „sehr leicht“ bzeichnen) Thermiksegler bauen. Die Leistung des Modells steht weniger im Vordergrund als dessen Handling. Das Modell soll wohl weitestgehend „einfach“ in der Handhabung sein (sowohl im Flug als wohl auch beim Bau). Leider kann man die geometrischen Daten wie Hebelverhältnisse und Flächen- und Leitwerksgrößen bei einem Scalenachbau nicht oder eben fast nicht – das liegt im Ermessen des Erbauers – beeinflussen. Und hier möchte ich gerne meine Bedenken bezüglich der hier bislang angedachten Profile äußern. Beim Blick auf die Leitwerksgröße (HLW) und den kurzen Hebelarm sind die Reserven, was die Dämpfung des Modells angeht eher als gering einzuschätzen. Diese Gegebenheit alarmiert mich etwas, wenn ich an die Momentenbeiwerte der hier vorgeschlagenen Profile denke. Ein FX-60 ist sicherlich für große und schwere Thermikgroßsegler eine gute Wahl, wenn der sehr negative Momentenbeiwert durch ausreichend große Höhenruder und/oder lange Leitwerkshebel ausgeglichen werden kann, aber scheidet meines Erachtens aus dem genannten Grund hier aus! Ähnliches gilt für hochgewölbte HQWs.
Die zweite Auffälligkeit betrifft die Tragflügelgeometrie, genauer deren starke Zuspitzung. Hier wird der Außenflügel, wenn keine Verwindung vorgesehen ist bei hohen Anstellwinkeln mit hohen lokalen Auftriebsbeiwerten belastet. Wenn nun im Mittelflügel ein Profil zum Einsatz kommt, dass wie die vorgeschlagenen Profile (FX-60, HQ3.0, SD-7062 …) sehr hohe Ca-Max-Werte erreicht, so reißt die Strömung fast Zwangsläufig zuerst in Außenbereich der Tragfläche ab, was ein deutlich kritischeres Überziehverhalten zur Folge hat.
Dagegen kommen mir zwei Maßnahmen in den Sinn. Zum einen eine Verwindung der trapezförmigen Außenflächen.
RCN_Scud03.GIF
In der Graphik sieht man den Effekt der Verwindung um 1,5° auf die lokalen Ca-Werte.
Die ausgeformten Querruder habe ich aus Gründen der Einfachkeit mal weggelassen.

Zum anderen sollte man für den Innenflügel ein Profil wählen, dass kein übermäßig großes Ca-max leistet („Während man am Außenflügel schon abreißt, wird am Innflügel noch ordentlich Auftrieb produziert“). Vielleicht ist sogar eine Kombination beider Maßnahmen (Profil mit geringerem Ca-max am Innenflügel und Schränkung) sinnvoll.
Weniger Ca-max ist nicht gleichbedeutend mit weniger Langsamflugleistung. Preliminär ausschlaggebend für die Langsamflugperformance ist zum einen das gering angestrebte Gewicht (Flächenbelastung) als auch die Leistung im Bereich des geringsten Sinkens. Dieses wiederum ist bei diesem Scud 2 –Nachbau wohl etwa bei Ca ~ 0.8 – 0.9 zu erwarten.
Dünne Profile können, wie schon in den Graphiken dieses Threads gezeigt in der Regel weniger Maximalauftrieb leisten. Der Innenflügel des Scud 2 ist gut 366mm tief, was selbst bei 9% Profildicke (33mm dick) wohl noch ausreichend Festigkeit bietet. Aus diesen Überlegungen würde ich folgende Anforderungen an die Tragflügelprofilierung stellen:
- kein zu negatives Momentenbeiwert
- kein zu hohes Ca-max im Innenflügel (wenig Dicke, evtl. auch moderate Wölbung)
Bei der angestrebten Bauweise (Rippenbauweise?) ist eine allzu hohe Baugenauigkeit nicht gegeben. Vielmehr ist hier der Wunsch nach einfacher Baubarkeit vorrangig. Eine gerade Unterseite hat hierbei nicht nur den Vorteil dieser einfacheren Bauumsetzung, sondern nimmt meist den negativen Momentenbeiwert etwas aus den Profilen.
Mir fallen nach diesen Überlegungen das Selig Profil S3014 und die AG-34 – AG-38 Serie von Dr. Mark Drela ein. Letztere wurde speziell für Rippentragflächen entworfen. Sie haben eine gerade Unterseite und nach dem Holm auf der Oberseite drei gerade Facetten um ein Einfallen der Bespannung bei Bespannung mit Bügelfolie zu vermeiden. Ich denke es gibt keine moderneren und gleichzeitig einfacher zu bauenden Rippenprofile für RC-Segelflugmodelle momentan.
Für den Innenflügel des Scud 2 würde ich ein AG34 vorschlagen. Es ist etwa 9,4% dick und 2,5% gewölbt. Wenn man den Nasenradius noch etwas spitzer gestaltet, kann man den Maximalauftrieb noch etwas verringern und gleichzeitig im Bereich des geringsten Sinkens noch etwas geringere Widerstandsbeiwerte erreichen. Bei den relativ großen Re-Zahlen im Innenflügel (Re*sqrtCL ~ 220000) ist dies noch kein Problem, was die Blasenneigung betrifft.
RCN_Scud01.GIF
AG-34 und AG-34mod. mit spitzerem Nasenradius
Im trapezförmigen Außenflügel ist ein Strak auf das AG35 oder AG36 (je nach dem wie dünn man noch bauen kann) gut denkbar, da die Re-Zahlen durch die starke Zuspitzung stark abnehmen sogar sehr zu empfehlen.
RCN_Scud02.GIF
AG-34 im Vergleich mit FX-60-126

Soweit meine Gedanken zum Thema, schöne Grüße:
Fredo
 
Johannes,
da gibt es noch einen schönen Artikel über den original Scud II in dem Buch von Ewald, Niedrée, Selinger: Oltimer-Segelflugzeuge, Aviatic Verlag, ISBN 3-925505-58-X, Seite 32 bis 35.

Fredo,
die Optik sollte bei einem Scale-Modell auch berücksichtigt werden, es kommt ja wohl bei diesem skurilen Flieger nicht so sehr auf die Flugleistung an, sondern die Optik und das Handling sollten stimmen. Mit deinem guten Profilvorschlag ist die Optik leider hin.
Das FX60-126 paßt da schon viel besser, hat aber ein Cm0 von -0,127.
A-7026-1 hat nur Cm0=-0,069
SD7062 hat ein Cm0=-0,093

Ich würde daher eher die beiden letzteren als Wurzelprofil verwenden. Nach außen kann man dann alles tun um das Handling zu optimieren, da stört ein dünnes oder mit gerader Unterseite versehenes Profil nicht die Optik und auch eine Schränkung kann man einsetzten.;)
Dein A-7026-1 auf A-7026-4 Strak sieht da gar nicht sooo schlecht aus und hat ein erträgliches Cm0 (AG34 hat -0,049).

scud2ranis.jpg

Ich habe es mal mit -1° Schränkung dargestellt, ohne Schränkung geht es aber auch wie ich schon zu beginn der Diskussion mal geschrieben habe.
 
Nach Euren umfangreichen Auslegungen und Berechnungen versuche ich mal eine kurze Zusammenfassung mit einfachen Worten, so wie ich sie verstanden hab und mit den Flugeigenschaften den die Scud bekommen soll: (Der oder Die Scud?)

Langsamer (vorbildgetreuer) Thermikflug ;Gutmütiges Flugverhalten,(unser Platz wird von drei Seiten mit Baumgruppen begrenzt und nach dem Queranflug muß in
in geringer Höhe noch eine 90grad Kurve geflogen werden)
deshalb ist eine Schränkung bzw ein entsprechender
Strak wichtig; die Proportionen (HLW) möchte ich beibehalten und nicht vergrößern.
Das Profil muß nicht (sollte auch nicht) an der Unterseite
des Innnenflügels glatt sein was auch zu dem Baumuster
gar nicht paßt. (Der erhöhte Bauaufwand ist da eher eine Herausforderung als ein Hemmnis).
Welches Profil brauche ich bei dem Pendelruder?
Von der Optik würde mir das FX 60-126 für den Mittelflügel schon zusagen - S3014 hab ich noch nicht gefunden- die Endflügel können unten auch glatt sein.

Wie ihr merkt , hab ich es nicht so mit Re-Zahlen und
Auftriebsbeiwerten und verlasse mich somit auf euch.

Cristian und Walter: Danke für Links und Foto, auch wenn
mir diese schon bekannt sind - sollte einer noch was in die Finger bekommen - HIER!!-
 
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