Horten Eigenentwurf "Probe 1"

Moin,

nach meinen sehr guten Erfahrungen mit der Orion von RSO hat es mich in den Fingern gekribbelt sowas mal komplett selbst zu entwerfen und zu zeichnen und anschließend natürlich auch zu bauen. Nebenbei habe ich vor einiger Zeit meinen völlig übermotorisierten K10 Gigant endgültig geerdet. Der dort viel zu große Motor sucht jetzt ein neues Einsatzgebiet. Mit etwas mehr Volt sollte er das geplante schaffen. Der Grundriss der Probe 1 ist der Orion 7 recht ähnlich, denn ich möchte die "Fehlerquellen" für einen eigenen Entwurf erstmal möglichst gering halten. Entscheidend ist ja auch nicht der Grundriss, sondern die Schränkung des Flügels!

Den "Bürzel" hinten in der Mitte habe ich mir ein wenig von den Kolibri-Bildern im Orion Thread abgeschaut. Find ich halt schick. Das ganze wird auch wieder ähnlich der Orion aufgebaut. Allerdings nur ähnlich... mehr Sperrholz, weniger Balsa und eine etwas andere Art des Hellingaufbaus für die beplankung.

Ach ja, beim Bau der Orion habe ich natürlich genau hingeschaut und sehr viel dabei gelernt. Diverse Gespräche mit Alfons und Raimund haben mich auch eine Menge weitergebracht. Ohne die beiden hätte ich in den letzten Wochen wohl nicht halb so viel gelernt.....Danke!

Also hier der Grundriss:



Dann habe ich im Ranis mal solange meine Rippen hin- und hergeschränkt, bis das hier dabei rausgekommen ist. Profil ist übrigens analog zu Raimund's und Alfons' Auslegungen HM50 auf HM50t.



Aus dem Ranis habe ich mir dann die Rippen ausgeben lassen und das ganze im CAD auskonstruiert. Die Rippen werden gerade von einem meiner alten U-Bootfreunde gefräst und dann der Flieger gebaut. Ich halte euch auf dem Laufenden sobald es los geht.

Gruß aus Bremen

Lothar

Lothar Mentz schrieb:

... Die Rippen werden gerade von einem meiner alten U-Bootfreunde gefräst ...

Zum Vergrößern anklicken....

... ich dachte der ist gerade mit was anderem beschäftigt
Gruß
Stephan

Locker bleiben Stephan,

der ist bei den Musgers bei...... Das Geflügel geht zwischendurch. Der Aufwand ist etwa 30% einer MG19. Ach übrigens, klär doch mal mit Walter und Renè ab, ob ihr jetzt a oder b und dann den Flügel zusätzlich trennen wollt. Volker muß das jetzt wissen, damit er die im Bedarfsfalle die a Dateien aufbereiten kann. Die b Version ist fertig und geht Ende der Woche auf die Maschine.

Gruß

Lothar

Bürzel

Bürzel

Hallo Lothar,

na doch wieder "alte Hüte", gebranntes Kind (Ho II) scheut das Feuer, was? Bei der Auslegung wird es beim fliegen keine Überraschungen geben, weder negativ noch positiv ..läster, läster..

Übrigens: der Bürzel ist nicht nur schick, er hat auch eine aerodynamische Funktion: die Auftriebsverteilung wird durch den Pfeilungseffekt in der Mitte "eingebeult". Um das auszugleichen wird der lokale Auftrieb um die Pfeilspitze rum gerne vergrößert. Dazu gibt es 2 Möglichkeiten: Einmal kann man dort die Profilanstellung durch größere Verwindung erhöhen oder man kann die Flächentiefe dort vergrößern, dann entsteht der Bürzel (oder eine spitze Nase wenn man nach vorne vergrößert, was aber wieder den Pfeilungseffekt verstärkt). Der Bürzel ist die bessere Methode, weil der Einfluß auf die Torsionsfestigkeit des Flügels durch die insgesamt geringere notwendige Verwindung positiv ist.

"Trodzdem" schönes Projekt, viel Spaß und Erfolg dabei, ich werd Dich beobachten....

Viele Grüße,

Uwe.

UweH schrieb:

Der Bürzel ist die bessere Methode, weil der Einfluß auf die Torsionsfestigkeit des Flügels durch die insgesamt geringere notwendige Verwindung positiv ist.

Zum Vergrößern anklicken....

Den Punkt kapier ich nicht, kannste den mal genauer erklären?

Kurbel

Bürzel und Torsion

Bürzel und Torsion

Hallo Kurbel,

je mehr Verwindung am Pfeilflügel, desto größer werden die Torsionskräfte auf den Flügel. Stell Dir vor du hälst die Hand schräg (!: für Pfeilung) aus dem Fenster eines fahrenden Autos. Je stärker Du die Hand gegen den Wind drehst, umso größer werden Auftriebskraft und auch die Drehkraft, also Torsion. Ohne Pfeilung sind übrigens die Hebelarme der angreifenden Kräfte klein, somit auch die Torsionskräfte, ein Vorteil der Brettnurflügel bei DS.
Deshalb hat z. B. die Horten 9 auch so einen stark ausgeprägten Bürzel. Die Hortens haben die gewünschte Auftriebsverteilung vor allem durch die Tiefenverteilung mit relativ wenig Verwindung für geringe Torsionskräfte erreicht, um bei den projektierten Geschwindigkeiten möglichst wenig Probleme mit Flügeltorsion zu bekommen.

Viele Grüße,

Uwe.

Toll erklärt!

Toll erklärt!

Man Uwe,

schon wieder was dazugelernt

Schön zu hören, dass bei DER Auslegung nichts schiefgehen kann Aber ich habe mir mal überlegt, dass mein Weg bei den U-Booten zu einem wirklich guten auch mal ein steiniger langwieriger Weg war. Den letztendlich besten Fortschritt haben dabei meistens die Projekte gebracht, bei denen ich nur kleine Schritte in unbekannte Gefilde gegangen bin.

Diese habe ich aber dann genau analysiert! So war mit wenig Frust immer eine Steigerung möglich

Das Fernziel ist aber schon noch ein Ho II oder Ho IV oder so.... Aber immer schön eins nach dem anderen

Gruß aus Bremen

Lothar

@Uwe: Das ist m. E. nicht richtig.

Die Unterscheidung von Torsions- und Biegemomenten muss nichts mit der Flugrichtung zu tun haben.
Die Schnittlasten hängen von der Ausrichting der Schnitte ab.
I. A. wählt man die anhand einer Bauteillängsachse aus,
die bei einem Flügel sinnvollerweise entlang der t/4-Linie läuft.

Wenn ich keine Profilmomente habe (cm=0) und die t/4-Linie gerade ist,
folgt dann daraus bei beliebiger Verwindungsverteilung ein Torsionsmoment von Null.
Die Biegemomentverteilung hängt dann genau von der Verwindungsverteilung ab.

Wenn man allerdings die Schnittebene senkrecht zur Flugrichtung wählt
- man kann das machen, auch wenn es nicht unbedingt sinnvoll ist - ,
muss man eben damit leben, dass der Biegeträger Holm Torsion in Form von Biegung aufnimmt.

Ein Grund für den Vorzug des Bürzels vor der Verwindung, dürfte eher sein,
dass seine Wirkung für mehr als nur einen Auftriebsbeiwert optimiert werden kann,
was bei einer fest eingebauten Verwindung nicht möglich ist.

Kurbel

kurbel schrieb:

Wenn ich keine Profilmomente habe (cm=0) und die t/4-Linie gerade ist,
folgt dann daraus bei beliebiger Verwindungsverteilung ein Torsionsmoment von Null.
Die Biegemomentverteilung hängt dann genau von der Verwindungsverteilung ab.

Zum Vergrößern anklicken....

Aufpassen! Das stimmt, aber nur, bis Du in der Mitte ankommst. Dann muss das Biegemoment "um die Ecke". Und dabei verwandelt es sich z.T. in Torsion.

Stell Dir einfach vor, du hältst den linken Flügel fest, und ziehst an der Spitze des rechten hoch. Da wird es offensichtlich, dass der linke einen Anteil Torsion bekommt. (Das ganze gilt symmetrisch natürlich auch umgekehrt.)

Die Braunschweiger haben an der SB 13, um den "Riesenhuber" in den Griff zu bekommen, auch den Holm entpfeilt. Genau das macht der Bürzel auch.

@kurbel:

ich denke im übertragenen Sinne habe ich geschrieben "die Blätter am Baum sind Grün" und Du hast geschrieben "die Rinde am Baum ist Braun".
Ich wollte nicht so tief in die Materie einsteigen, aber ich kann das so nicht stehen lassen.
Flugzeuge sind keine statischen sondern dynamische Systeme. Das heiß der von Dir beschriebene Fall einer geraden t/4-Linie bei Momentenneutralen Profilen gilt nur für einen einzigen Fall: Einen speziellen Brettnurflügel im senkrechten Sturz. Sobald ich den Sturz durch ziehen am Höhenruder beenden will, erzeuge ich ein Profilmoment das Torsionskräfte auf den Profilschnitt ausübt. Diese Torsionsmomente können im Allgemeinen von der Flugzeugstruktur in der Schnittebene, die in diesem Fall sinnvollerweise durch das Höhenruder in Flugrichtung verläuft, aufgenommen werden. Wenn ich hier aber zu schwache Servos oder labbrige Anlenkungen habe gibts Ruderflattern.
2. Fall Pfeilflügel: hier ist als 1. Unterschied die t/4-linie nicht mehr gerade, aber im senkrechten Sturz bei Momentenneutralem Profil und im weiteren Spezialfall ohne Verwindung gilt das gleiche wie beim Brett.

Da wir ein dynamisches System haben gilt weiterhin, daß Fall 1 und 2 auf den ca-max von 0 ausgelegt sind, was im Allgemeinen aufgrund der geringen Flugleistung bei Seglern keinen Sinn macht.
Für ein höheres Auslegungs-ca verwendet man bei Brettern ein Profil mit positivem Momentenbeiwert, was die gleiche Wirkung auf den Profilschnitt hat wie ein Höhenruderausschlag.
Bei den meisten Pfeilnurflügeln verwendet man für einen ausgeglichenen Momentenhaushalt Profile mit geringem Profilmoment und: Verwindung! Und hier reicht ein Bauteilschnitt zur Beschreibung der Verhältnisse nicht mehr aus, ich muß die verschiedenen Schnittebenen in Beziehung zueinander setzen. Nehmen wir als Beispiel die Schnittebenen Flügelwurzel und Flügelende. Das Flügelende arbeitet im stabilen Flug mit einem viel geringeren Anstellwinkel als das Wurzelprofil und erzeugt im langsamen Geradeausflug entweder Abtrieb mit einem Hebelarm zum Wurzelprofil (durch die Pfeilung) oder einen Profilmoment mit gleicher Wirkungsrichtung. Beides erzeugt einen Torsionsmoment im Bauteil Flügel.
Je höher der Ansstellwinkel durch die Verwindung oder der Profilmoment durch S-Schlag des Außenprofils ist, desto größer sind die Torsionsmomente. Deshalb sollte man bei Konzepten mit starker Verwindung wie z. B. Horten oder mit großem S-Schlag des Außenprofils bei "tragendem" Innenprofil wie z. B. Pirx ausreichend torsionssteif bauen und hochwertige Ruderanlenkungen verwenden, sonst flatterts.
Du hast natürlich volkommen recht, daß sich der Bürzel besser auf verschiedene Anstellwinkel anpassen läßt, denn bei einem unverwundenen Flügel ist die Auftriebsverteilung nicht Anstellwinkelabhängig, bei einem verwundenen Pfeilflügel ist die Auftriebsverteilung Anstellwinkelabhängig. Was das bedeutet kann man sich ja heute Abend beim Anstellwinkel des Bierglases, je nach Füllungsgrad nochmal überlegen. Mein Vergleich mit der Hand aus dem Fenster hinkt ja auch etwas, denn die Torsionsmomente sind viel geringer als die Biegemomente, die ja bei der dynamischen (mit Schwngungseffekten) oder statischen Bauteilbelastung (ohne Schwingungseffekte) am verwundenen Pfeilflügel immer gekoppelt sind, da hast Du auch recht, aber wenn Du statt der Hand eine normale und dann eine verwundene 3 m Baubohle bei 150 km/h aus dem Autofenster hälst, wirst Du am Unterschied der beiden Flugbahnen nach dem aus der Hand reißen den Unterschied zwischen verwundenem Pfeilflügel und unverwundenem Brettflügel erkennen können .

So und jetzt muß ich weiter putzen, damit ich mir die verschiedenen Füllungsgrade des Biers heut Abend auch verdiene .

Viele Grüße und nix für ungut ,
Uwe

Ach, jetzt hat Markus ja auch schon was korrigierendes geschrieben, da hätte er mir ja das Abendbier schon verdient gehabt, Dankschöön ,

Uwe.

An jeder Knickstelle oder Biegung des Flügelgrundrisses kommen plötzlich
solche Umwandlungen von Torsions in Biegemomente und umgekehrt ins Spiel,
sowie man eben die Schnittebene dreht, klar.
Trotzdem macht es Sinn, die Schnittlasten entlang des Flügels zu betrachten,
statt senkrecht zur Flugrichtung, die für diese mechanische Betrachtung wenig Relevanz hat.
Das Bürzelchen haben die Hortens als Mittel gegen eine deformierte Zirkulationsverteilung ersonnen,
also im Wesenlichen aus Gründen der Flugleistung.
Die Statik war sicher nicht der Grund, die war problemlos,
die Flügel meist deutlich überdimensioniert.
Flattern ist etwas anderes, dagegen hilft auch kein Bürzelchen,
sondern eine angepasste Flügelstruktur (wie z. B. bei der SB 13).

EDIT.:
@Lothar: Das hijacking war eigentlich nicht beabsichtigt.
Ich finde deinen Entwurf extrem schick, ist was fürs Auge und schlecht fliegen wirds sicher auch nicht.
Hortenstricken ist keine Hexerei, also keine falsche Vorsicht vorm Entwurf.

Vllt ist einfach mal ein eigener Fred zum Thema Struktur von gepfeilten Nurflügeln fällig,
das Thema ist eigentlich ein Dauerbrenner.

Kurbel

@kurbel:
1. Du hast recht, daß man in Erster Linie die Biegebemessung anhand der Schnittlinien entlang des Flügels betrachtet. Mir ist auch kein Verfahren bekannt, mit dem man im Modellbau die Torsionsmaßnahmen bemessen kann, also wie viel Verstärkung an welcher Stelle, aber ich bin auch kein Flugzeugbauer und im Modellbau versuch ichs halt mit Erfahrungswerten und den einschlägigen Mitteln Holme entpfeilen und Gewebe mit 45 ° auflegen usw.
2. Die Hortens haben den Bürzel in Erster Linie zur Kompensation des Mittenefekts dran gemacht, ich hab weiter oben den heute üblichen Begriff Pfeilungseffekt, benutzt, da stimme ich Dir auch zu. Weiterhin hatten die das Problem bei der IX vom Schnellflug mit hohen Geschwindigkeiten bei Ca 0,2 bis zum Landeanflug mit niedrigen Geschwindigkeiten bei Ca 1,2 bzw. mit Klappen Ca 1,6 die nötige Flugstabilität zu Gewährleisten, was allein durch Schränkung aus verschiedenen Gründen schwierig ist. Deshalb ist der Bürzel bei der Horten IX so extrem lang im Vergleich z. B. zur IV oder VI, wo er (fast) allein zur Kompensation des Pfeilungseffekts dient.
3. Flattern können Ruder und Flügel, manchmal nacheinander, manchmal miteinander, manchmal auch nur Einzeln. Dagegen kann ein Bürzel zwar nicht helfen, da stimme ich Dir zu, aber eine größere Verwindung erhöht die Torsionsbelastung und dagegen hilft eine entsprechende Flügelstruktur (z. B. Holme entpfeilen, Gewebe mit 45° auflegen, Vollbeplankung etc.) und stabile Klappenantriebe, da stimme ich Dir ebenfalls zu.

Das hab ich doch alles schon geschrieben und auch so gemeint, warum versteht mich denn keiner?

Ich stimme Dir auch zu, daß ein eigener Fred zum Thema Struktur von Pfeilnurflügeln notwendig wäre, ich bin in den letzten Wochen auch öfter über Ruder- und sonstiges Flattern bei verschiedenen NF-Pfeilen gestolpert. Aber da ich das Problem bei meinen Nurflügeln eigentlich mit den oben beschriebenen Maßnahmen im Griff hab, wüßte ich nicht mit welchem Aufhänger ich da anfangen soll. Vielleicht fängst Du an, Du kennst Dich da doch offenbar auch gut aus?
Am Rande: Ich hatte bei meiner 1,25 m Horten IX als PSS mal Probleme mit Ruderflattern an alten Multiplex MX 2-Servos. Nach Austausch gegen neue Simprop SES 170, die etwas kräftiger sind, hat auch bei kräftigeren Flitschenstarts nichts mehr geflattert.

@Lothar:
Natürlich hast Du recht damit, daß Du Schritt für Schritt vorgehst. Wenn ich im Kopf am Experimentieren bin schieß ich verbal manchmal übers Ziel hinaus. Meine Profilempfehlung mit dem TL 54 auf TL 54 Tropfen 8% ist sicher flugfähig, ob das allerdings tatsächlich eine Leistungssteigerung oder eine Vergrößerung des Einsatzspektrums bei einer Horten bringt, kann ein Experiment zeigen. Das sollte ich dann aber besser selber machen, statt Dich als Versuchskaninchen zu gebrauchen . Ich wünsch Dir jedenfalls viel Spaß beim bauen und fliegen und hoffe Du hälst uns wieder so schön auf dem laufenden wie beim Bau der Orion

Viele Grüße,

Uwe.

Jungs

Jungs

also mir reicht es das es gut fliegt... Und die diskusionen sind ok und auch sicher spannend aber doch für den Aerodynamik dummy ohne geeigentes Bildmaterial nicht navollziehbar....
Also nich schnacken sondern Balsa schleifen Bilder machen und fliegen.....

sonst habe ich gehirn torsion bei t/4

Meine lieben jungen Freunde

(so leitete Prof. Heinz Haber in den 60ern seine Wissenschaftssendungen für die Jugend immer ein)

da habt Ihr ja eine nette Diskussion vom Zaun gebrauchen.... Bitte immer durch die Hose atmen denn eigentlich wollen wir doch alle nur das eine.... geile Flieger bauen, gelle?

.....bis Mitte übernächster Woche dürft Ihr noch streiten. Nächstes WE will ich noch auf's U-Boottreffen in Kaiserslautern und dann bekomme ich die Rippen. Dann geht's los mit dem Basteln. Bis dahin flieg ich noch ein wenig Orion... heute wieder 17 min Airtime ohne Thermik zu haben....

Gruß

Lothar

....Jungens, nicht so ernst nehmen, ich wollt eigentlich nur sagen, daß es gut ist daß der Lothar den Bürzel dran gemacht hat.....ich freu mich auf die Baubilder, Lothar!!

...aber für den Landebahnpflug möchte ich dem Bilderwunsch entsprechen. Also nochmal....

..von links nach rechts:
krumme t/4-Linie, dann in der Mitte fast grade t/4-Linie und rechts nochmal ein Detail aus der Mitte: der maximale Anstellwinkel des Bierglases bei entsprechendem Füllungsgrad

Alles kapitchko?

Viele Grüße,
Uwe.

...na die Reihenfolge hats jetzt durchenander geworfen, ich hoffe das mit dem Bierglas ist trotzdem verständlich: Prost!.....

Mitteneffekt

Mitteneffekt

Hallo Lothar,
viel Spaß beim Bau der Horten.
Beiträge über Nurflügel nach dem Horten-Prinzip finde ich immer wieder sehr interessant.
Zu den vorhergehenden Anmerkungen möchte ich aber mal etwas sagen:
Die Horten-Brüder haben es geschafft ihre Konzepte mit beachtlichen Erfolg und zu einem Zeitpunkt zum fliegen zu bringen, als machte Segler noch abgestrebt umherflogen. Es wurden Leistungen erreicht, die mit Leitwerksfliegern meist erst Jahrzehnte später möglich wurden. Der damals erreichte technologische Vorsprung wurde jedoch völlig aufgegeben. In manchen aktuellen Fachbüchern werden sie nicht einmal erwähnt.
Wenn heute Horten nachgebaut werden, gibt es zumeist zahlreiche Änderungen an dem Konzept, weil man heute natürlich weiter ist und das alles viel besser versteht. Wenn dann die Dinger nicht fliegen oder nicht die Leistung bringen, liegt es ebenso natürlich am Horten-Konzept.
Jetzt zu dem Horten-Schwänzchen.
Durch diese Verlängerung wurde dem Mitteneffekt entgegengewirkt. Es fiel auf, dass bei einem einfachen gepfeilten Trapez der Druckpunkt/Schwerpunkt nicht an der berechneten Stelle lag. Die Dinger flogen kopflastig, weil in der Mitte der Auftrieb geringer war, als bei der Tiefe und dem Profil erwartet. Der Druck/Schwerpunkt kam wieder mehr an die berechnete Stelle, wenn so ein Schwänzchen dran kam, weil die Strömung in der Mitte dann mehr wie erwartet anlag.
Bei meinen NF-Konzepten habe ich den Mittelteil der Fläche komplett gerundet. Die Tiefe ändert sich also nicht mehr, als bei dem Trapez. Es ist nur eben rund. Auch hier muß der Schwerpunkt deutlich weiter nach vorne, als wenn diese Fläche spitz zulaufen würde. Der Effekt bekommt also nochmal mehr Kontrast. (Siehe Anhang. An den Mini-Winglet soll man sich nicht stören, sie sind nicht mit den Riesenohren der elliptischen Nurflügel zu vergleichen und inzwischen nochmals kleiner und dünner geworden.)
Grüsse

Ehrlich gesagt würde ich schon aus ästhetischen Gründen an ein Hortenmodell immer ein Hortenschwänzchen dranbauen.
Die Horten IV ist da m. M. nach so ziemlich das hübscheste, was ich kenne.
Genauso die H IX, sieht einfach Klasse aus.
Bei der H IV und H VI zumindest war aber ein weiterer wichtiger Grund fürs Pürzelchen,
dass man ja eh Platz schaffen musste für den Piloten.
Aerodynamisch sinnvoller ist m. E. eigentlich immer eine Ausrundung, wie an Steves Horten.
Ist nur eine Frage des Bauaufwands.
Eine lokale Vergrößerung der Tiefe dort macht aber eigentlich nur die umspühlte Oberfläche
größer als nötig, ohne dass an der Stelle das Ca_max des Profils ausgenutzt wird.
(... es sei denn man passt das Profil dort individuell an ...)

Das Trapez in der Mitte ist beim Multibumm z. B. zwar teils entstanden,
um die Zirkulationsverteilung etwas glattzubügeln
größtenteils aber um Bauraum zu bekommen, auch für Struktur.
Ein Teil des Biegemoments aus dem Holm muss ja wegen
der Pfeilung in die Wurzelrippe eingeleitet werden.

Ganz nebenbei, auch am Multibumm sind die Winglets recht klein geworden mit der Zeit.
Und das, obwohl er eher eine elliptische Zirkulationsverteilung hat.

Kurbel

Hallo Krubel,
Deine Ansichten zur Ästhetik der Horten teile ich voll und ganz.
Und bei den Winglets ist es schon erstaunlich, wie klein sie gehalten werden können. Etwas größer sind sie beim Einfliegen gut für die Nerven ...dann kommt die Dremel.
Und so ein Schwänzchen ist auch ganz funktional. Auch bei meinen NF läßt er sich mit dem kleinen "Wurmfortsatz" etwa wesentlich besser beim Gummi-Start halten und stabilisieren.
Grüsse