Welches Profil/Anstellwinkel im Wurzelbereich?

Hallo

Schaut man sich eine 1:1 ASW 27 oder ASG 29 etwas genauer an, wird man feststellen, dass die "Nasenleiste" etwa 1m nach der Wurzel einen Knick hat. So wie es aussieht ist der Anstellwinkel der Wurzelrippe, gegenüber den restlichen "Rippen" (des Flügelmittelteils) größer mit dem Drehpunkt an der Endkante. Ich hoffe es verständlich erklärt zu haben:) ...

Kleines Beispiel anhand eines Flügels und dem Programm "Nurflügel"
Flügelprofil XY mit einer Wölbung von 2,5% (an der Wurzel) auf 2,4% (Knickstelle Wölbklappe/Querruder); keine Verwindung; Anstellung 1°; kein Klappenausschlag; Spannweite rund 5m...sieht wie folgt aus (Bereich ab Querruder ist für den Thread vernachlässigbar):
RCN1.jpg

...ca-Verteilung halbwegs konstant und die Zirkulations-Verteilung (ZV) noch weg von der gewünschten ZV.


Würde man nun die Wurzelrippe (Rippe 1) sowie die "Rippe" am Anfang der Wölbklappe (Rippe 2) um rund 1° höher anstellen (Drehpunkt ist die Endkante), erhält man folgendes Bild:
RCN3.jpg

...ca- und ZV liegen ja jetzt noch weiter von den gewünschten Verteilungen weg


Ausgehend von den ersten Parametern (erstes Bild) ändert man nun Rippe 1 und Rippe 2, indem man entweder die Anstellung gegenüber den restlichen Rippen verringert oder die Wölbung auf 2,3% reduziert und man erhält folgendes Bild:
RCN2.jpg

... ca-Verteilung zwar "schlechter" dafür aber die ZV deutlich besser.


So nun meine Frage:
Was will man im Original mit der Erhöhung des Anstellwinkels der Wurzelrippe bezwecken?

a, die Strömung soll zuerst an der Wurzel abreißen, um ein Abkippen über den Randbogen zu vermeiden. Für was rechnet man dann aufwendig den Flügel-Rumpfübergang?
b, das Wurzelprofil ist aufgrund weicher Übergänge von Flügel zum Rumpf "symmetrischer" und muss wegen eines geringeren ca-Wertes höher angestellt werden

Oder c, alles ist Quatsch, weil bei der Betrachtung der ca- und ZV mit "Nurflügel" die Strömung des Rumpfes vernachlässigt wird und man es "vereinfacht" nicht betrachten darf...


MfG
Benjamin
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo Benjamin,

Antwort C ist richtig.

Am besten schaust Du Dir bei der Akaflieg München das Projekt Mü31 an. Dort wird alles recht gut erklärt.

Die Rümpfe bei den Großen stören die Strömung doch ganz kräftig. Bei Modellen wenn scale sicher auch.

Hans
 
Es müsste sich hierbei um einen modifizierten Flügel Rumpf Übergang handeln.
Bei dem aktuellen Projekt von Dick Buttler (Concordia) wird noch viel extremer hin und hergestrakt.
 

Steffen

User
B gehört aber auch dazu.

Rumpfnah werden die Profile auf deutlich weniger laminare Laufstrecke angelegt, um die Störung des Rumpfes und den sich daraus ergebenden eheren Umschlag weniger kritisch zu gestalten. Ausserdem wird damit versucht der beim Rumpf erheblich dreidimensional beaufschlagten Strömung gerechter zu werden. Daraus ergeben sich halt eventuell auch andere Einstellwinkel der Profile im rumpfnahen Bereich.

siehe auch hier HQR1 und HQR3



Ciao, Steffen
 
Hallo

Danke schon mal für euere Antworten!

Die Mü31 ist wirklich ein interessantes Projekt und ein guter Ansatz um den Rumpf-Flügel Übergang mal besser vergleichen zu können.

@Hans
Gerade bei der Mü wundert es mich ja, da ein Rumpf-Flügel Übergang auf der Oberseite nicht so richtig vorhanden ist und der Flügel trotzdem wie oben schon beschrieben ausgelegt ist. Daher war ich mir mit der Antwort c nicht mehr ganz so sicher.


Auch wenn es optisch noch nicht so der Hit ist, kann ich mir gut vorstellen, dass die deutlich tiefere Wurzelrippe bei Projekten wie Concordia, FS 35 usw. einen aerodynamisch günstigeren Übergang bewirken. Interessant wäre gerade bei der Concordia die Flügelauslegung. Vielleicht weißt du @ modellbobby mehr.


So wie es aussieht spielt Antwort B und C eine Rolle und lässt sich nur aufwendig berechnen, was für Modellsegelflugzeug eh wenig Sinn macht. Da sicher auch ein Modellgroßseglerrumpf einen Einfluss auf die Strömung im Wurzelbereich hat sollte dessen Fläche eher nach Bild 1 wie nach Bild 3 ausgelegt werden. Eine Auslegung nach Bild 2 wäre sicher reines Glücksspiel. Oder vernachlässigt man ganz die Rumpfgestaltung und legt den Flügel gleich wie Wilhelm http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=77531&highlight=extension (Beitrag 7) aus?

MfG
Benjamin
 
Ich weiss leider nur etwas über den Übergang der Concordia von der TU Delft (da habe ich mal im Inet einen Artikel bzw. Powerpoint gefunden...finde ihn aber nicht mehr...
 
FR-Übergang fs35

FR-Übergang fs35

Hallo Benjamin.

ZUr Flügelauslegung der Concordia kann ich dir leider nicht viel sagen. Zur Auslegung der fs35 aber schon.

Dem Projekt ging eine Studienarbeit voraus, in der abgeschätzt wurde, wie ein Schleppflugzeug aussehen soll. Dabei kam man auf eine Spannweite von ungefähr 17m. Um das Projekt zu beschleunigen war es angedacht, möglichst viel vom Flügel der Dimona zu übernehmen und den Teil dann auch in den Formen von Diamond zu bauen. Der Innenflügel(das Rechteckstück und das Trapez zum Rumpf hin) stammen von uns. Richtige Berechnungen gibt es zu dem Rumpf-Flügelübergang nicht. Um den Rumpfflügelübergang möglichst weit nach vorne zu bekommen hat man sich entschlossen den Flügel zurück zu pfeilen, die Endkante ist jetzt bis zu den Querrudern gerade. Dadurch wandert der Flügelneutralpunkt nach hinten und um den Gesamtneutralpunkt an der gleichen Stelle zu lassen muss dann der Flügel weiter nach vorne. Dadurch kommt der Flügel aus dem starken Einschnürungsbereich des Rumpfs wodurch Ablösungen verhindert werden sollen. Es gibt keinerlei geometrische Schränkung. Auf dem Flügel ist das FX63-137, an der Wurzlerippe wurde im Profilentwurfsseminar ein Wurzelprofil gerechnet. Im Prinzip wurde das FX Profil an der dicksten Stelle aufgeschnitten, ein Zwischenstück eingefügt und dadurch das Profil "verlängert". Wie der RF-Übergnag genau aussieht kann ich dir leider noch nicht sagen, der muss nämlich erst noch gebaut werden. Und das wird dann so gemacht, dass es schön aussieht. Wir nehmen uns da nicht die Zeit und machen da ewig rum, der Flieger soll ja irgendwann auch fliegen. Die Optik des Flügels ist gewöhnungsbedürftig aber wenn die Winglets dran sind und das ganze am Rumpf angesteckt wird glaube ich, das der Flieger richtig gut aussieht. Man wird sehen.

Allgemein:
Durch den Rumpf hast du in der Mitte des Flügels einen Einbruch des ca. Dadurch versaust du dir natürlich auch die reale Auftriebsverteilung und damit verschenkts du induzierten Widerstand. Durch die Schränkung an der Wurzel versucht man diesen Einbruch zu verhindern bzw. zu minimieren. Da die Strömung am FR-Übergang eh nicht laminar anliegt verwndet man da Profile, die mit turbulenter Strömung besser umgehen könne. Manche nennen sie "Turbulenzprofile".

Hoffe geholfen zu haben.
Christoph
 
Hallo Christoph

Danke für deine Antwort.
Es kommt auch immer drauf an für was der Flieger ausgelegt ist, im Fall der FS 35 kommt es ja auch nicht auf den letzten Gleitzahlpunkt an. Gerade im Modellbereich scheint ein optimaler Rumpf-Flügel Übergang unrelevant zu sein, denn wer fliegt in 300m Höhe so sauber, dass der Rumpf immer exakt und ohne Schieben eine Kreisbahn fliegt.
Trotzdem ist dieses Thema interessant, gerade wenn man an Flieger wie die eta denkt, bei denen dieser Bereich aufwendig gerechnet wurde und sehr stark ausgeprägt ist.

Gibt es jemand, der bei einem Modellprojekt solch einen Aufwand betrieben hat und den Rumpf-Flügel Übergang bei seinen Berechnungen mit einbezogen hat?

MfG
Benjamin
 
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