Bespannter Flügel - Theorieansatz?

Hallo Leute,

rechnen mit xfoil und Ranis ist ja eine tolle Sache.

Was aber wenn der Flügel komplett bespannt werden soll ähnlich wie die Bauweise beim Yoda, also keine D-Box?

Gibts einen theoretischen Ansatz mit welcher tatsächlichen Profilgeometrie gearbeitet werden soll, bzw. wie man diese einfach generiert?

Gibt es Literatur im Netz dazu? (google bringt da nicht viel)

Der Artikel von Hepperle http://www.mh-aerotools.de/airfoils/ ist zwar aufschlussreich, bringt einen auch nicht wirklich weiter.

Interessant wirds wenn die Flügeltiefen und Rippenabstände , sprich die Felder größer werden...
Die geometrische Abhängigkeit von der absoluten Druckverteilung ist schon klar, aber wie kann man einen praxisnahen Ansatz definieren?

Also Aerodynamikgurus, lasst mal hören!

Gruß
Mike

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Ich denke bei Rippen ist kein "vernünftiges" Profil vorhanden.
In den Vertiefungen "zwischen" den Rippen bilden sich Minimalflächen die rechnerisch eine "Hit" sind.
Ich würde Rechnungen vergessen !!!

Hallo!

Sehr interessante Fragen tun sich auf...
Ich habe vor ein paar Jahren sehr viel bezüglich Aerodynamik und den ganzen Mitbringseln umhergeschaut, etwas Gscheites oder Interessantes zu dem Thema wäre mir im Netz aufgefallen.
Kann mir aber persönlich nicht vorstellen das da eine theoretische Rechnung bzw. Überlegung einen Sinn ergibt, aus mehreren Gründen aus der Praxis:

1. Bespannung gibt im Flug nach, dadurch schon mal Profillinienänderung, erster Fehler.
2. Hängt die Folie an jeder Stelle ident durch, wie schauts mit dem ganzen Flügel aus?
3. Temperaturunterschied-> Foliendehnung-> hängt schon wieder anders durch!
4. Welche Geschwindigkeit soll mir ein gscheites Ergebnis bringen, bei höheren Geschwindigkeiten schwingt die Folie ( wenig, aber sie schwingt ).
5. Was bringt bei einer bespannten Fläche eine Rechnung, andere Bauweise ists ja OK, aber hier?
6. Ist die Bespannung überall am Flügel gleich gespannt?
7. Es ist schon schwer genug die tatsächlich errechneten Teile auf nen Flügel, seis gefräst oder wie bei mir, zu bringen damit sie gegen 100% gehen, ein wenig daneben ist eben ein wenig daneben, demzufolge habe ich nahezu umsonst gerechnet ( ja ich weiß, ein wenig Toleranz ist immer drin )
8.9.10... kann man ja unendlich weitermachen, ist aber schon spät.
Aus meiner Sicht bringt es nichts, aber vielleicht meldet sich noch der hoch geschätzte Hans Rupp dazu, der ist hier der Oberaerodynamikguru ;-)

Liebe Grüße

Daniel Lesky

Hallo Mike,
das Thema ist nicht trivial. Bei einem reinen Rippenflügel stimmt das Profil nur über die Dicke der Rippe. In den Zwischenräumen enstehen "modifizierte"Profile, die auch nicht unbedingt geometrisch ähnlich sind. Die Dicke ist geringer, Wölbung auch, aber wieviel? Und das wieviel hängt vom Rippenabstand ab!
Für Ranis ist der Nullauftriebswinkel und der Nickmomentenbeiwert wichtig.
Wenn man also in Ranis mit den Profilwerten der Rippen rechnet, muss man einen gewissen Fehler akzeptieren. Ich behaupte aber, dass das z.B. der induzierte Widerstandsbeiwert und der errechnete Wert für den Schwerpunkt und für das Stabilitätsmaß trotzdem gut als Anfangslösung taugen, um den Flieger in die Luft zu bekommen und dann zu optimieren.
Vielleicht hat Hans Rupp die Möglichkeit einen Rippenflügel abzuscannen und die Koordinaten der Zwischenprofile durch xfoil zu jagen. Damit hätte man einen Anhaltpunkt für die Abweichung!
Bei kleinen Re-Zahlen hat so ein Rippenflügel sogar einen Vorteil, weil er seinen Turbulator immer mitfliegt. Bei höheren Fluggeschwindigkeiten schlägt der Widertstand durch, aber dafür ist ein Rippenflügel auch nicht gedacht!

Bis dann,

Otto

speed schrieb:

Vielleicht hat Hans Rupp die Möglichkeit einen Rippenflügel abzuscannen und die Koordinaten der Zwischenprofile durch xfoil zu jagen. Damit hätte man einen Anhaltpunkt für die Abweichung!

Zum Vergrößern anklicken....

Das nur teoretisch zu betrachten ist ein mutiger (vielleicht zu mutiger) Ansatz. Die Strömung über einen Rippenflügel ist nicht zweidimensional. (Es kommt zu Querströmungen.) Die zur Profilbetrachtung üblichen Rechenverfahren versagen hier genauso wie beim Delta. (ok, nicht genauso, aber vermutlich erheblich.)

Hallo!
Vielleicht Offtopic, aber aus der Praxis ein Vorschlag:

Es werden zwei vom Profil her identische Flächen gebaut, die eine wie üblich teilbeplankt die andere vollbeplankt.
Die vollbeplankte hat bekanntermaßen keinen Durchhang und "flattert" wohl auch weniger.

Beide Testflächen müssen die gleiche Profilierung, Profildicke usw aufweisen, auch das Gewicht könnte man durch "Aufballastieren" bei der unbeplankten Fläche erhöhen.
Dann beide im Flug vergleichen und feststellen, dass man wahrscheinlich keinen Unterschied feststellen wird. Höchstens alle Bauungenauigkeiten wie Verzug und Gewichtsverteilung eine Rolle spielen.

Ich dachte auch schon oft daran den Rippenabstand einfach enger zu setzen, damit o.g. Fehler weniger ins Gewicht fallen. Das ist immer noch leichter als Vollbeplankung und nicht viel aufwändiger.

Fliegergruß

Fliegen statt Rechnen bringt Aufschluss!

Hallo Leute,
danke für die Antworten.

Die Frage ging weniger in die Richtung ob das Rechnen mit den Konturen einer bespannten Fläche sinnvoll ist sondern eher ob es dazu frei erhältliche Informationen gibt.

Tatsächlich scheint es so zu sein dass sich die Wissenschaft heute nicht mit veralteten Bauweisen beschäftigt; schade. Dass der Rechenansatz mit "idealen" Profilgeometrien beim bespannten Flügel mit einer entsprechenden Unsicherheit behaftet ist sollte klar sein.

Hauptsächlich geht es bei einer solchen Umsetzung in die Theorie um einen bewussten und erzwungenen Umschlag der Grenzschicht durch Störungen an der Profiloberfläche; speziell im Nasenbereich bedingt durch den strukturellen Aufbau.

In früheren Zeiten wurde dies bei den Freifliegern bewusst genutzt. Bei höheren Rezahlen ist dieser Umstand sicherlich kontroproduktiv. Und genau um diese Abschätzung geht es hier.

Gruß
Mike