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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Pendelhöhenruder / Anlenkung



FlyHein
05.06.2002, 19:03
Guten Abend Gemeinde

Mein nächstes Projekt hat ein ca 1m spannendes Höhenleitwerk. Diese Höhenleitwerk ist als Pendelhöhenruder ausgelegt und muß natürlich spielfrei und zuverlässig angelenkt werden. Dazu habe ich mir folgende 2 Varianten überlegt:

Variante 1: Servo in der Dämpfungsflosse

http://hwolfering.gmxhome.de/pleitwerk_var1.png
Auf die Enden des zentralen CfK-Rohres werden ausserhalb des Leitwerks Wippen kraftschlüssig verzapft und verharzt. Die Wippen tragen vorn CfK-Bolzen, am Ende weisen sie eine 6mm Bohrung auf, in die ein entsprechendes Rohr geharzt wird und beide Wippen verbindet. Dies ist natürlich nur mit einem entsprechenden Schlitz im Leitwerk möglich. Die Bewegung des Servos wird mittels einer Stange auf das Rohr und damit auf die Wippe übertragen. Die Wippe überträgt die Bewegung einmal durch die beiden vorderen Bolzen sowie zum zweiten durch einen CfK-Stab, der durch das Rohr beide Leitwerkshälften verbindet.

Variante 2: Anlenkung durch Schubstange

http://hwolfering.gmxhome.de/pleitwerk_var2.png

Auf dem zentralen CfK-Rohr wird innerhalb der Leitwerksflosse ein Pendelhebel aus GfK- oder Pertinax geharzt. Um die Kräfte sicher vom Pendelhebel auf das Rohr übertragen zu können, werden in das Rohr - an vier jeweils um 90° versetzte Stellen - Schlitze gefräst. Diese Schlitze nehmen Zapfen auf, die ihrerseits in den Pendelhebel greifen. Diese Verzapfung wird sorgfältig verharzt.
Auf die ausserhalb des Leitwerks befindlichen Enden des CfK-Rohres werden die Wippen ebenfalls kraftschlüssig verzapft und verharzt. Die Wippen tragen jeweils an den Enden 3mm dicke CfK-Bolzen die in die Leitwerkshälften greifen und so die Bewegung der Schubstange auf das Leitwerk übertragen.

Welche der beiden Varianten ist
leichter spielfreier zuverlässiger
Für eure Antworten bedanke ich mich schon jetzt.

[ 06. Juni 2002, 12:19: Beitrag editiert von: FlyHein ]

jwl
06.06.2002, 15:18
Original erstellt von FlyHein:
Guten Abend Gemeinde

Mein nächstes Projekt hat ein ca 1m spannendes Höhenleitwerk. Diese Höhenleitwerk ist als Pendelhöhenruder ausgelegt und muß natürlich spielfrei und zuverlässig angelenkt werden. Dazu habe ich mir folgende 2 Varianten überlegt:
1 meter nun gut
du hast den drehpunkt auf 30% weil da die fläche am dicksten ist
die luft (druckpunkt) liegt bei 25%

wenn also last auf ruder kommt (schnellflug) muss
das servo doppel arbeiten

ich wuerde den drehpunkt auf 24% der halbspannweite legen

so dass das ruder stabil liegt

gruss johannes

Yeti
06.06.2002, 15:38
...die luft (druckpunkt) liegt bei 25%
Einspruch euer Ehren ;)

Gehe zwar auch davon aus, dass FlyHein ein symmetrisches Profil verwendet und somit der Druckpunkt gleich dem Neutralpunkt ist (kein Nullmoment).

ABER: An anderer Stelle ist zu lesen, dass es sich bei dem geplanten Modell um eine ASW 15 handelt und die hat ein gepfeiltes Leitwerk. Der Neutralpunkt des gesamten HLW liegt somit hinter dem l/4-Punkt des Wurzelschnittes. Von daher sind die angenommenen 30% gar nicht so verkehrt.

(nur so zur Ergänzung)

Gruß Yeti

...und noch'ne Ergänzung :rolleyes: Ich nehme alles zurück, behaupte das Gegenteil und widerrufe auch dieses... Das HLW ist gar nicht so stark gepfeilt, sondern nur das Seitenleitwerk (wie man sich doch täuschen kann, wenn man nicht endlich mal die versprochenen Fotos zur Hand hat...) :rolleyes: Also Gesamt-Neutralpunkt doch eher in der Nähe des l/4-Punktes des Wurzelschnittes, sonst ständig Kraft auf der Anlenkung. Das Original hat allerdings ein gewölbtes Profil (das Modell vielleicht auch?). Da will man ja einen ständigen Anstieg der Handkraft haben. Da macht es dann schon Sinn, den Drehpunkt hinter den Neutralpunkt zu legen (Langsamflug: kleines kopflastiges Nullmoment & Auftrieb vor dem Drehpunkt -> HR-Kraft am Steuerknüppel in Richtung "drücken"; Schnellflug: großes Nullmoment & Abtrieb vor dem Drehpunkt: Knüppelkraft in Richtung "ziehen")

[ 06. Juni 2002, 16:07: Beitrag editiert von: Yeti ]

FlyHein
06.06.2002, 16:05
Hallo zusammen

Volltreffer Yeti, es handelt sich um die besagte ASW15. Als Profil für das Pendelhöhenruder favorisiere ich das NACA0012. Ich freue mich, daß ich da mit meiner Lagerung bei 30% Profiltiefe nicht so ganz falsch liege.

Die eigentliche Frage ist aber:
Wie lenke ich das Pendelleitwerk spielfrei und mit wenig Kraftaufwand an?

Yeti
06.06.2002, 16:25
Sorry, war da ein bischen Vorschnell...

NACA 0012 = symmetrisch. Dann sollte der Drehpunkt (und das muss ich jetzt ausnahmsweise mal nicht zurücknehmen) im Neutralpunkt des Leitwerks liegen, da ist es dann weitestgehend kraftfrei. Zur Berechnung des NP gibt es Programme zum Beispiel beim Walter Holzwarth und bei Dietrich Meissner zum Download (Bedienung ganz einfach). Aber ich fürchte, dass du die Lage der Drehachse schon festgelegt hast (und wahrscheinlich soll es ja auch alles scale sein und die Achse da hin kommen, wo sie auch beim Original ist).

Gruß Yeti

Hans Rupp
06.06.2002, 17:48
Hallo Flyhein,

bei beiden in Frage kommenden Anlenkungsarten sind gleichviel Übergänge im "Spiel", da kommt es eben auf passende Anschlüsse und saubere Ausführung an.

Aber bei der Variante mit Servo vorn kommen Längenänderungen der Schubstange durch Durchbiegung und unterschiedliche Wämreausdehnung Schubstange - Rumpfröhre hinzu. Wenn man jedoch ein Glasfaserschubstange nimmt und diese zwischendurch absützt, kann man auch dies vernachlässigen.

Der Gewichtsunterschied beider Varianten ist bei der Modellgröße unerheblich. Mich würde das Gefummele beim Einbau des HWL hinten mehr stören als der Mehraufwand eines sauber geführten Schubstange, ist aber Geschmackssache.

Zum Schluß noch zwei "Off-Topic"-Fragen:
- warum ein NACA00xx?
- warum 12% dick?
(Deadband läßt grüßen)

Wir planen gerade was ähnliches nur eine Nummer kleiner (70cm HLW-Spannweite, aber wir wollen Speedwenden nach Art F3B fliegen ;) )und sind beim HT14 von Mark Drela gelandet (nach dem Motto "Kohle statt Prozente"). Gegen das HT14 sieht so ein NACA ganz nett alt aus. Die vollsymmetische Fraktion liefert aber ja eh nicht soviel Auftrieb, dass mann das HLW wie einen Pylonflügel bauen muss.

Hier ein link dazu:
http://www.charlesriverrc.org/articles/drelaairfoils/markdrela_tailairfoils.htm

Hans

FlyHein
06.06.2002, 21:59
Guten Abend Gemeinde

Hallo Haru


Zum Schluß noch zwei "Off-Topic"-Fragen:
1. warum ein NACA00xx?
2. warum 12% dick?
(Deadband läßt grüßen)beide Fragen lassen sich mit:"So stehts im Hilfsplan" beantworten.

Gegenfrage: was ist Deadband?

Die Dämpfungsfläche des Leitwerks hat ausreichend Platz, da könntest du sogar zwei Servos unterbringen.

@Yeti: Das Modell soll zwar wie eine ASW 15 aussehen, aber Kompromisse muß ich sowieso machen. Die Lage der Drehachse ist für mich kein unbedingtes Scale-Kriterium.
Ich habe die beiden Programme von Dietrich Meissner (http://home.germany.net/100-173822/Win_Schwer.zip) und Walter Holzwarth (http://home.t-online.de/home/Walter.Holzwarth/download/schwerpunkt-wh.zip) mal mit den Koordinaten meiner ASW 15 angewendet. Die Ergebnisse stimmen meiner Meinung nach ausreichend überein:

http://hwolfering.gmxhome.de/schwerpnkt_dmeissner.png

Die Neutralpunktlage liegt damit bei 50mm bzw. 25% der Leitwerkstiefe. Ich werde die Achse also weiter nach vorn verlegen.

[ 06. Juni 2002, 22:14: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hans Rupp
08.06.2002, 07:20
Hallo Flyhein,

als Deadband bezeichnet man einen Bereich um den Nullanstellwinkel, bei dem das Profil auf Anstellwinkeländerungen kaum mit Auftriebsänderungen reagiert.

Der Deadbandeffekt ist z.B. bei Naca0008 deutlich vorhanden, beim HT14 dagegen gar nicht, ein SD8020, HD801 zeigt es kaum. Im F3B-Lager wurde deshalb auch schon gewölbte Proflile wie das S8025 eingesetzt, die diesen Effekt nicht zeigen.

Ein auf 12% aufgedicktes HT14 hat aber wieder deutlich Deadband. Ob das Naca0012 im Gegensatz zu seine schlanken Verwandschaft Naca0009 und dünner weinger Deadband hat, muss ich erst noch herausfinden.

Hans

FlyHein
10.06.2002, 21:16
Guten Abend zusammen

wie bereits diskutiert, sollte der Drehpunkt des symetr. Leitwerks im Druckpunkt (25%-Leitwerkstiefe) liegen. Wenn ich das richtig verstanden habe, wirken dann während des unbeeinflußten Fluges keine Kräfte auf das Servo.
Sind denn bei dieser 25%-tiefe-Lagerung im Moment der Höhenruderanlenkung durch das Servo nicht deutlich höhere Kräfte - aufgrund des ungünstigeren Hebelverhältnisses - aufzubringen als bei der 30%-tiefe-Lagerung?

.... wer nicht fragt bleibt dumm.
In diesem Sinne bin ich auf eure Antworten gespannt.

[ 10. Juni 2002, 22:13: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Yeti
10.06.2002, 23:55
Hallo Heinrich!

Gegenfrage: Was ist ein "beeinflusster Flug"? :D

Also das Moment um den Neutralpunkt des Leitwerks ist immer konstant, unabhängig vom Anstellwinkel (deshalb heißt der Neutralpunkt Neutralpunkt). Beim symmetrischen Profil ist das Moment = 0, wenn kein Auf- oder Abtrieb erzeugt wird. Weil das Moment um den Neutralpunkt konstant ist, ist es also beim symmetrischen Profil immer Null und deshalb gibt es auch keine Kraft auf der Anlenkung, wenn das HLW im Neutralpunkt gelagert ist. Und zwar bei allen Anstellwinkeln (und sonstigen "Beeinflussungen" ;) ).

Gruß Yeti

FlyHein
11.06.2002, 07:53
Guten Morgen Yeti

danke für deine Antwort.
Wie du meiner Fragerei entnehmen kannst bin ich mit Sicherheit niemand, der sich in Aerodynamik oder Flugmechanik zu hause fühlt.
Ich war ein klein wenig verunsichert, weil ich mal geschaut habe, wie denn die Pendelruder meines MPX-Fiesta oder meiner alten Aeronaut-SHK gelagert sind. Dort liegt der Lagerpunkt deutlich im 30%-Bereich.
Als ich den Rumpf abgeholt habe hat mir Hr. Schmitt die Lagerstellen für das NACA0012 noch aufs Leitwerk gemalt, auch er setzt den Lagerpunkt bei 30% an.
Ich denke aber, daß dies aus ähnlichen Gründen geschehen ist wie bei mir: Aus statischen Gründen lagern am Ort der größten Profildicke.

W. Holzwarth
11.06.2002, 08:17
Vielleicht sollte man nicht nur die aerodynamische Last in die Betrachtung einbeziehen, sondern auch die Gewichtsbelastung durch das Eigengewicht des Pendelruders. Und damit ist es sinnvoll, den Drehpunkt weiter zurück zu legen.

Literatur hierzu:
F. Thomas: Grundlagen für den Entwurf von Segelflugzeugen, S. 175 (Motorbuch-Verlag Stuttgart, ISBN 3-87943-682-7)

Yeti
11.06.2002, 12:08
Hallo zusammen,

das Buch von Prof. Thomas ist wirklich sehr empfehlenswert, nur leider seit Jahren nicht mehr erhältlich. Wer noch ein Exemplar im Antiquariat findet, sollte unbedingt zuschlagen (und wenn er's nicht selber haben will, verkauft er es mir, ich kenne immer Leute, die noch ein Exemplar suchen).

Es gibt allerdings die englischsprachige Neuausgabe "Fundamentals of Sailplane Design", die man direkt beim Autor bestellen kann. (e-Mail und Telefon siehe http://www.cgpp.com/gr.html ).

Auf S. 175 geht es übrigens um den Handkraftverlauf. Die Bauvorschriften fordern "Je schneller desto drück und je langsamer desto zieh" (ist da nur etwas "technischer" formuliert), was beim Modell relativ egal ist, solange es noch keine Sender mit force-feedback gibt. Ansonsten ist natürlich richtig, dass es (ge-)wichige Gründe dafür geben kann, den Drehpunkt nicht genau in den Neutralpunkt zu legen, sondern etwas dahinter (Originaltreue, Massen-Moment, Bauhöhe...). Ein Optimum gibt es sowieso nicht, sondern nur einen Kompromiss zwischen z.T. widersprüchlichen Forderungen. Wie man diese Forderungen wichtet, ist mehr oder weniger Ermessenssache.

Als Einstieg in das Thema Flugmechanik empfehle ich übrigens gerne den Aufsatz von Helmut Stettmaier (http://www.fmsg-alling.de/GerFlug.htm) über den Geradeausflug.

Gruß Yeti

Hans Rupp
11.06.2002, 18:18
Hallo,

als erstes Entschuldigung für das große Bild, ich will aber, dass man das wesentliche sehen kann (trotz des bescheidenen Farbkontrastes, wollte ihn eigentlich umstricken, aber irgendwie zeigts hier immer noch das alte Farbschema an, sorry).

http://www.r-k-r.de/pics/HLW-Profile-Polaren.jpg

Schauen wir uns das Bild an. Es zeigt die Polaren für das HT14 und des NACA0012 bei Re=100.000 im Breiche von 0 bis 4° Anstellwinkel. Beim NACA0012 sehen wir, dass es fr einen winzigen positiven Anstellwinkel erst mal ein wenig Abtrieb liefert, wenn es angestellt wird. Also genau das Gegenteil von dem, was wir wollen. D.h. wenn das Modell eine kleine Pumpbewegung macht, wird diese erstmal noch verstärkt...Das kostet Leistung ud im Extremfall wirkt das Modell schwammig.

Bei HT14 sieht man dieses Dead-band genannte Phänomen nicht. Weiter hat es unter einem Auftriebsbeiwert von ca=0,4 den wesentlich kleineren Widerstand, was allerdings auch an der wesentlich geringeren Dicke liegt. Dafür ist eben auch der Maximalaufttrieb kleiner, den das Profil liefern kann.

Soviel mal zum Deadband. Wenn Du kein so dünnes Profil verwenden willst, kann ich mal schauen, was es besseres im Vergleich zum NACA0012 gibt. Ich habe für diesen Fall einen einen Tipp bekommen, den ich aber erst prüfen müßte.

Hans

[ 11. Juni 2002, 18:34: Beitrag editiert von: haru ]

FlyHein
11.06.2002, 20:43
Hallo Haru

Es freut mich, daß dieser Thread sich weiter entwickelt und Ihr mir auf die Sprünge helft.
Ich muß meine erste Angabe zum Leitwerksprofil korrigieren, denn ich habe gerade mal die im Hilfsplan gezeichnete Wurzelrippe des Höhenleitwerks vermessen. Die hat bei einer Tiefe von 202 mm eine Dicke von ~24 mm, daß ergibt etwa 8,5%-Dicke. Das Profil im Hilfsplan ist also doch wesentlich dünner und müsste nach deinen früheren Ausführungen ein erhebliches Deadband-Verhalten (Schwammig?) zeigen.
Das paßt gut zu einer Aussage eines ASW15-Piloten, der von Problemen mit dem Höhenleitwerk sprach.

Tja... was nu???

[ 11. Juni 2002, 20:44: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hans Rupp
11.06.2002, 22:35
Hallo,

also 24mm Dicke bei 202 mm Profiltiefe sind fast 12%, sagt mir mein Taschenrechner ;) .

Ich werde in den nächsten Tagen sowieso für ein Seitenleitwerk (ist allerdings 260mm tief) für den Fuß nach dickeren Alternativen schauen.

Hat Dein Rumpf eine Anformung? Wenn ja, kann man in den ersten 200mm auf ein anderes Profil übergehen. Dort herrschen aufgrund der Interferenzen mit dem SLW sowieso besondere Verhältnisse.

Also wenn Du noch etwas warten kannst, bei RCN werden sei geholfen...

Hans

FlyHein
11.06.2002, 22:53
Hallo Haru

hast recht, ~ 12%. Naja war heute ein anstrengender Tag.
Das Leitwerk hat keine Profilanformung fürs Höhenleitwerk.

Schönen Abend noch....

Helmut Stettmaier
13.06.2002, 20:13
Hallo Freunde,
...hab' erst heute diesen Thread entdeckt.

Zum Thema Lagerungspunkt möchte ich noch was anfügen:

Ok, ein nicht gepfeiltes Leitwerk gehört bei 25% (dem NP) aufgehängt; bei einem gepfeilten Leitwerk muß man etwas mehr rechnen, das Thema ist aber gegessen.

Ein nicht-symmetrisches Profil liefert ein Drehmoment; dieses Drehmoment kann nicht durch eine Änderung des Lagerpunktes ausgeglichen werden, denn die Kompensation würde nur für einige wenige von sehr vielen Flugzuständen gelingen. Man könnte versuchen, das Leitwerk im "Druckpunkt" zu lagern, doch der wandert leider mit sich ändernder Kombination Fluggeschwindigkeit und Anstell-/ausschlagswinkel. Da es sich um ein ziemlich großes Leitwerk handelt, das bei gewölbtem Profil im Extremfall ein wirklich nennenswertes Drehmoment liefern kann (PimalDaumen: 100Ncm und mehr, hoffentlich muß ich das nicht zurücknehmen...), rate ich von einem gewölbtem Profil ab.

Walter hat noch eingeworfen, daß die zur Drehachse asymmetrisch verteilte Masse des Leitwerkes berücksichtigt werden müßte - wie groß könnte denn das aus der Masseverteilung entstehende Drehmoment sein? Lohnt sich das? Da sich die Wirkung der asymmetrische Masseverteilung beim (harten) Aufsetzen vervielfachen kann sollte man vielleicht über einen Schutz des Servo-Getriebes nachdenken; aber m.E. braucht man im Flug nicht mit der asymmetrischen Masseverteilung rechnen.

Das Leitwerk hinter dem Neutralpunkt zu lagern hat noch einen anderen Nachteil: Der vom Leitwerk gelieferte Auftrieb greift vor dem Lager an, versucht also den Anstellwinkel (Ausschlag) weiter zu vergrößern - ein instabiles Verhalten. Ok, eine kräftige, spielfreie Lagerung kann diesen Effekt nierderzwingen, aber meines Erachtes bleibt sie dabei nicht lange spielfrei. Bedenkt bitte: Im gewünschten Flugzustand liefert das Leitwerk keinen Auf- oder Abtrieb - meint man; da aber stets Störungen ausgeglichen werden liefert das Leitwerk in Wirklichkeit pausenlos abwechselnd Auf- und Abtrieb, Lagerung und Servo sind also ständig wechselnden Lasten ausgesetzt.

Das Leitwerk vor dem Neutralpunkt zu lagern liefert im obigen Sinne stabiles Verhalten, kann aber zum Schwingen führen. Die asymmetrische Masseverteilung (hinten mehr als vorne) würde das Schwingen noch unterstützen.

Also: Symmetrisches Profil (klar, ohne Deadband) und möglichst genau im Neutralpunkt lagern; wenn man den nicht genau finden kann (bei gepfeilten Flächen werden die einfachen Schwerpunkt-Rechnungen leider etwas falsch), dann lieber davor, aber möglichst wenig. Über eine (zur Drehachse) symmetrische Masseverteilung nachdenken.

Schöne Grüße,
Helmut

FlyHein
14.06.2002, 07:53
Guten Morgen zusammen

@ all: wenn ich mal zusammenfasse:
Lagerung bei symetrischen, ungepfeilten Höhenleitwerksprofilen im Neutralpunkt (25%), daß Profil sollte möglichst wenig Deadband aufweisen.

Das von mir bisher favorisierte NACA0012 zeigt aber Deadband.

Welches symetrisches Höhenleitwerksprofil ist denn besser geeignet?

Günter B.
14.06.2002, 09:54
Hallo Heinrich,
in den privaten Seiten ist Konrad diese HP zugelaufen: http://www.modellflug-freakshow.at/ . Da gibt es unter Download ein Programm zur Ermittlung des Drehpunktes an Pendelleitwerken. Ich habe das Programm zwar runtergeladen, aber noch nicht probiert. Vielleicht ist das ja was für uns.
Gruß Günter

Hans Rupp
14.06.2002, 15:05
Hallo,

ich habe gestern abend mal für unser Projekt (Leitwerke einer ASW17 1:4,5) xfoil angeworfen und nebenbei die ASW15-Problematik etwas mitbeleuchtet. Da ich nicht der Riesencrack bin und mich gerade in die Materie hineinarbeite, behaupte ich nicht, hiermit die Lösung schlechthin zu präsentieren. Besser als durchgängig NACA0012 zu nehmen, sollte aber mein Vorschlag schon sein.

Ausgangspunkte der folgenden Überlegung sind folgende:

Mindestfluggeschwindigkeit der ASW15 dürfte so bei 10m/s liegen, eher darüber.

Die minimale Rezahl am Leitwerk läßt sich somit wie folgt abschätzen
- an der HLW-Wurzel rd. 202mm * 70 * 10m/s = sehr rd. 150.000
- am Randbogen rd. 148 mm * 70 * 10m/s = rd. 100.000

Da sollte also der Profilstrak noch funktionieren. Bei höheren Re-Zahlen (also beim Heizen) ist es nur noch eine Frage des Widerstands, und da dominieren andere Dinge wie fetter Rumpf, großer Flügel.... Also brauchen wir uns in dem Bereich leitwerkseitig keinen Sorgen machen.

Weiter unterstelle ich mal, dass Dicke an der Wurzel aus Festigkeitsgründen zwischen 12% und 10% liegen soll. Wir bescheiden uns bei unserem Projekt beim Höhenleitwerk mit 10% maximaler Dicke, weshalb ich im Bereich 12%igenProfile wenig gerechnet habe (wird bei uns evt. am SLW-Fuss benötigt).

Bisher haben wir folgende Profile untersucht:
- NACA0012 (NACA0010 und 0009 werdenhier nicht behandelt, obwohl ich sie angeschaut habe)
- S8025symXX (vollsymmetrisch gemacht und die Dicke variert auf xx%)
- HT14
- Eine Mischung von unseres S8025mod und dem HT14, genannt MIX5050xx
- ein E475mod (von 15% auf 12% abgespeckt, hat aber nirgends richtig überzeugt)

http://www.r-k-r.de/pics/ASW15HLW-Pol1.jpg

Sehen wir uns zunächst die Polaren möglicher Wurzelprofile an bei Re=150.000 an. Das HT14 scheidet hier mit seinen nicht mal 8% Dicke aus. Das ist ein Spezialist für kleine Re-Zahlen. Deadband ist bei keinem Kandidaten ein Thema. Wie nicht anders zu erwarten, ist das NACA0012 was den Widerstand angeht am schlechtesten. Da S8025sym12 ist einiges widerstandsärmer, dafür ist der Auftriebsanstieg um ca=0 nicht so steil wie der des NACA0012. Interessant wird es hier, wenn wir die Profildicke auf 10% zurücknehmen. Das S8025 glänzt dann mit beidem, wenig Widerstand und steiler Auftriebsanstieg. Das Mix-Profil liegt auf ähnlichem Niveau mit Stärken im Widerstand und geringfügig schwächerem Auftrieb. Ein NACA0010 mit abzubilden habe ich uns geschenkt, glänzt mit Deadband und höherem Widerstand bei ca < 0,3 im Vergleich zum S8025sym10. Also lautet meine Empfehlung ein S8025sym10 oder unser Mischlingskind zu nehmen. Wenn man unbedingt auf 12% beharren will würde ich das S8025sym12 nehmen, da es sich beim straken auf das gleich vorgeschlagene Randbogenprofil manierlich verhält.

Nun kommen wir zu den Verhältnissen am Randbogen. Hier nehme wir das HT14 mit dazu und kicken das S8025sym12 dafür raus. Das zeigt nämlich bei Re=100.000 auch den Deadbandeffekt.

http://www.r-k-r.de/pics/ASW15HLW-Pol2.jpg

Das HT14 glänzt mit dem geringsten Widerstand, aber ist kein Meister des Maximalauftriebs. Das sieht man im Schaubild nicht, aber bei so ca-max = 0,6 geht ihm die Puste aus. Deshalb meine Empfehlung zu unserem Mischling Mix505010 zu greifen, das sehr ausgewogen ist. Im Widerstand wird es im Vergleich zu den anderen Kandidaten sogar schlechter dargestellt als es ist, weil es mit einer dreimal so dicken Endkante (hat sich beim basteln so ergeben und da es immer noch dünner ist als sie nachher real sein wird, habe ich es nicht geändert) antreten muss. Der scheinbare Nachteil zum S8025sym10 bei ca>0,2 geht vermutlich auf das Konto der stumpfen Endkante.

Fazit: ich würde vom S8025sym10 (bekommt von mir wegen dem höheren ca-Anstieg gegenüber dem Mix505010 and er Wurzel den vorzug) auf Mix505010 straken.

So das wäre es von mir. Jetzt können die Experten über mich herfallen. ;)

Wer sich noch mehr mit dem Thema Leitwerke beschäftigen will, dem empfehle ich auf der Seite vom FSMG-Alling vorbeizuschauen und dort die Artikel von Helmut Stettmaier (link siehe oben, steht unter Theorie) anzusehen.

Wer die Profildaten (im Selig-format als xxx.dat File) will, braucht mir nur ein Mail schicken. An FlyHein schicke ich sie sowieso.

Hans

P.S. Die Farben und die Bildgröße bitte ich zu entschuldigen. Da ich mich mit Grafikprogrammen nicht auskenne, weiß ich schlicht nicht, wie ich das ohne großen Aufwand besser machen kann

[ 14. Juni 2002, 15:13: Beitrag editiert von: haru ]

Yeti
14.06.2002, 15:40
Hallo Hans,

sehr interessanter Vergleich! Ich bin allerdings der Meinung, dass der Deadband-Effekt bei Re-Zahlen um 100.000 kein K.O.-Kriterium ist, da die kleinen Re-Zahlen bei Minimalgeschwindigkeit auftreten, wo das Leitwerk Auftrieb liefert (also nicht im kritischen Bereich um CA=0 betrieben wird). Kritisch ist das erst, wenn auch bei Re-Zahlen bei der Geschwindigkeit, wo das Leitwerk keinen Auf- oder Abtrieb liefern muss, der Deadband-Effekt noch auftritt. Und das sollte ja nicht bei der Mindestgeschwindigkeit der Fall sein.

Wichtiger scheint mir die Frage nach dem ca-max des Leitwerksprofils bei kleinen Re-Zahlen, damit das Leitwerk im Langsamflug auf jeden Fall in der Lage ist, den erforderlichen Auftrieb zu liefern und nicht die Gefahr eines Strömungsabrisses besteht. Allerdings ist das bei Pendelleitwerken wohl weniger das Problem als bei gedämpften Leitwerken mit großer Rudertiefe (Auftrieb bei hohen Anstellwinkeln und gleichzeitig großem Ruderausschlag nach oben).

Gruß Yeti (der sich immer freut, wenn er was über Leitwerksprofile aufschnappen kann, die vielleicht für die Schwertflosse seines Trimarans in Frage kommen. Also her mit den Koordinaten! :D ;) )

Hans Rupp
14.06.2002, 18:20
Hallo Yeti,

danke für den Hinweis. Da hab ich doch glatt vergessen zu schreiben dass vermutlich der Deadbandeffekt deswegen kaum störend auffällt, weil im Langsamflug beim Thermikkurbeln der Anstellwinkel des Leitwerks ausserhalb des kritischen Bereichs liegt. Das ist hiermit nachgeholt.

Die ASW15 hat deshalb sicher auch mit dem NACA0012 kein Deadbandproblem am Leitwerk wenn man sie normal bewegt. Die Begründung für meinen Vorschlag stützt sich deshalb auch agr ncht auf den Deadbandeffekt.

Gerechnet ist das alles für Pendelleitwerke, also ohne Klappen.

Hans

FlyHein
16.06.2002, 14:55
Hallo zusammen

Es ist nicht zu glauben, was ich mit meiner Frage nach einer optimierten Leitwerksanlenkung ausgelöst habe.
Vom Anlenkungsproblem sind wir sehr schnell auf die Frage des optimalen Lagerpunktes und dann des geeigneten Profils gekommen. Also ein NACA0012 bekommt meine ASW15b nicht mehr.
Morgen werde ich die beiden Profile (S8025sym10 und MIX505010) mal zeichnen und Sie hier hinein stellen.
"Haru, hast Du was dagegen (aerodynamisch) wenn ich das Wurzelprofil auf 11 oder 12 % (wegen der Stabilität) aufdicke?"

Vielen dank an dich HARU und an dich YETI.

[ 16. Juni 2002, 14:56: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hartmut Siegmann
17.06.2002, 13:02
Haru, hast Du was dagegen (aerodynamisch) wenn ich das Wurzelprofil auf 11 oder 12 % (wegen der Stabilität) aufdicke?Darf ich auch antworten??? ;)

Vermeide es, wenn möglich! Sehr dicke Leitwerksprofile zeigen oft ein indifferentes Steuerverhalten aufgrund der laminaren Ablöseblasen, die in unserem modelltypischen Rezahlbereich nunmal dominieren. Da wir, wie bereits erläutert, dank der Phygoide ständig den Auftrieb am HLW verändern, wandern auch diese Blasen herum und da kommt dann bei manchem Flieger ein unruhiges Flugverhalten zustande. Der Flieger läßt sich nicht präzise austrimmen und das wäre z.B. ein deutliches Indiz, daß etwas am HLW geändert werden muß! Dünne Profile sind weniger blasenanfällig und daher meist günstiger für das Flugverhalten um die Querachse (Höhenruder).

Neben den reinen Rechnungen kann ich daher jedem nur empfehlen, verschiedene Leitwerke zu testen. Denn das, was Helmut Stettmaier schreibt, ist das entscheidende Kriterium: dynamisches Verhalten. Da kann ein simples Brettchenleitwerk manchmal ein 8%iges Profil um Längen schlagen - allein aufgrund des anderen dynamischen Verhaltens! Das führt dann am Gesamtmodell einfach aufgrund einer anderen Schwingungs-Charakteristik im Zusammenspiel mit dem Flügel zu einer sehr viel größeren Widerstandseinsparung, als der Nachteil im Profilwiderstand ausmacht. Deswegen teste ich gerne an ein- und demselben Modell verschiedene Profile und wundere mich gelegentlich über meine eigenen Fehleinschätzungen... :D

Die Polare ist also bei weitem nicht alles, es ist nur ein kleiner Ausschnitt den man gerade im Bereich der durch Rumpf und Tragflügel gestörten Anströmung immer ein wenig kritisch gegenüber stehen sollte. (Stichwort: Gültigkeit E^11 Umschlagskriterium im Leitwerksbereich!?)

Nein, ich will hier nicht Eurer Engagement bremsen, sondern nur darauf hinweisen, daß man immer noch gelegentlich fliegen gehen muß, um zu sehen, was wirklich die beste Lösung ist. Es wurmt mich manchmal, daß mein Lieblings-Zweiachser partout am besten mit einem "tragenden" (=positiv gewölbt) HLW fliegt und die aerodynamisch "bessere" Variante, das symmetrische Leitwerk, verschmäht. Aber damit habe ich mich inzwischen abgefunden und fliege mit dem HLW, das bei diesem Modell am besten geht... :D
Siggi

PS: Es ist übrigens reiner Zufall, daß bei meinem Zweiachser das "tragende" HLW besser geht. Ich hatte auch schon Modelle, die mit umgedrehtem ( also "nichttragend") Leitwerk besser gingen - aber Psst!!! Das werde ich öffentlich niemals zugeben... ;) Es ist immer wieder erstaunlich, welch großen Einfluß das Profil am HLW hat, sowohl leistungsmäßig als auch vom Handling. Also testet, was das Zeug hält, es lohnt wirklich!

[ 17. Juni 2002, 17:27: Beitrag editiert von: Hartmut Siegmann ]

Stephan Brunker
17.06.2002, 13:50
[offtopic an]

Hallo Hans,


P.S. Die Farben und die Bildgröße bitte ich zu entschuldigen. Da ich mich mit Grafikprogrammen nicht auskenne, weiß ich schlicht nicht, wie ich das ohne großen Aufwand besser machen kann
Kleiner Tip: "Technische Zeichnungen" (also Strichgrafiken) einfach als *.gif speichern. So ein Screenshot ist dann höchstens 30 kB groß. Die Jpeg-Komprimierung führt nur zu schlieren, da hier Farbverläufe ermittelt werden. GIF ist verlustfrei und kleiner.

[offtopic aus]
Schöne Grüße
Stephan

FlyHein
17.06.2002, 19:21
Guten Abend Leitwerksprofilbastler

wie versprochen habe ich die Profile mal aus haru's Daten gezeichnet:

BLAU: S8025sym 10% ROT: Mix 5050 10%
Um überhaupt einen Unterschied zu erkennen, habe ich die Profile mal gestreckt. Nur dann sind Unterschiede zu erkennen.
http://hwolfering.gmxhome.de/asw15b/leitwerk/profile.png

@haru: kannst Du mir mal erklären wie du an das MIX-Profil gekommen bist?

[ 17. Juni 2002, 19:23: Beitrag editiert von: FlyHein ]

Hans Rupp
26.06.2002, 19:18
Hallo,

Entschuldigung für die späte Antwort, aber beim Orthopäden oder in der Kernspinröhre gab es keinen Internetanschluß :D .

Zu dem Mix-Profil bin ich gekommen, indem ich mittels der "inte"-Funktion von xfoil die Profile HT14 und S8025sym 12% gemischt, und danach das Profil auf 10% gebracht habe. Eigentlich sollte seine Profilkurve genau zwischen den Kurven diser beiden Prfoile verlaufen. Tut sie aber offensichtlich nicht, wie man meiner Zeichnung entnehmen kann:

http://www.r-k-r.de/pics/Konturvergleich.jpg

Da muss ich mich wohl nochmals mit der Wirkungsweise bzw. den Paramterangaben der "inte"-Funktion und den Einflüßen von Dickenveränderungen auseinandersetzen.

Hans