Profilwahl Foka 4

Ein meiner nächsten Winterprojekte ist den Bau von ein Foka 4 mit 5 meter Spannweite, also 1:3 Scale. Der Rumpf wird rund dieser Zeit für mich von französische Hangflugfreunde aus ihren Form gebaut. Angeformt ist das HQ2,5/14.

Ich möchte gerne Meinungen/Vorschäge hören über eine geeignete Profilwahl, möchte im Prinzip bei die Orginalanformung bleiben. Habe da schon einige möglige Rezepte versammelt:
1. HQ 2,5/14 Wurzel, HQ2,5/12 Mitte, HQ2,5/10 Aussen, also durchgehend gestrakt. Das zweite Teil 2 Grad verwunden für gute Kurven- und Überzieheigenschaften (das ist die franzözische Variante).
2. HQ 2,5/14 Wurzel, HQ2,5/10 Mitte, HQ2,5/12 Aussen, ungefähr sowie früher von Helmut Qabeck empfohlen.
3. HQ 2,5/14 Wurzel, HQ2,5/12 Mitte, HQ 3,0/10 Aussen, nicht verwunden, sowie von Siggi neuerdings in Aufwind empfohlen.
4. HQW 2,5/14 Wurzel, HQW 2,5/12 Mitte, HQW 3,0/10 Aussen, nicht verwunden. Ich habe gesehen das HQ und HQW am Wurzelprofil sich nur im hinteren Bereich mit maximal ungefähr 1 mm unterscheidet. Ist das HQW besser geeignet? Der Foka 4 hat keine Wölbeklappen.

Dan noch eine Frage über das HLW-Profil mit eine Breite von 22,5 cm. Ist da ein symetrisches NACA 010 optimal? Bei dieser Dicke kan ich gegebenfalls mich noch entschliesen ein ausreichend starkes Höhenruderservo direkt in die HLW-Fläche einzubauen.

Eckdaten: Länge einer fläche 239cm, Einfachtrapez, Flügelanformung HQ2,5/14 40 cm breit, Aussenprofil 130 cm breit, anvisiertes Gewicht um die 12 kg. Ich werde das Modell hauptsächlich im Seglerschlepp fliegen, sowohl im Thermikflug als mit Durchzug für Kunstflugeinlagen.

Danke

Hallo Harm,

also erstmal ist für Deinen anvisierten Einsatzbereich das HQW2,5% ein gutes Profil - mit Wölbklappen. Für Thermik ist das 2,5er schon etwas auftriebsschach, dafür könnte man ruhig die Wölbung etwas erhöhen, schadet aber dem Durchzug im Kunstflug. Und Wölbklappen sind eben eine Stilfrage . Allerdings in der Luft sieht es ja keiner...

Das HQW ist laut Theorie und Praxis einen Tick besser als das HQ. Ich würde daher in den ersten 20cm vom angeformten HQ2,5/14 auf das HQW2,5/13 straken und dann mit HWQ weitermachen. Ist weniger Arbeit als die Anformung umarbeiten und problemlos zu fliegen. Dann sind mehrere Varianten denkbar. Alle von Dir aufgeführten führen zu einem gut fliegenden Modell.

Mit den 130mm (cm wäre wohl etwas unscale ) Aussentiefe kommst Du im Langsamflug ungefähr bei Re=100.000 raus. Da ist der Auftrieb schon vermindert. Deshalb würde ich nach aussen etwas hochwölben und die Variante 4 vorziehen. Ich würde aber schon von innen her beginnen und nicht erst ab der Mitte. Sonst wird die ungünstige Auftriebsverteilung des kräftig zugespitzen Einfachtrapezflügels noch ungünstiger. Zudem würde ich die größte Dicke etwas vorziehen um das Profil bei kleinen Rezahlen etwas blasenfreier zu machen. Ein entsprechend bearbeitetes HQW mit noch etwas weiter modfiziert für besseren Durchzug (etwas entschärfte Unterseite) mit 2,5% Wölbung habe ich auf dem Rechner liegen und kann es Dir nach Anpassung der Wölbung gerne als Dat-File zur Verfügung stellen.

Gruß Hans

P.S. Zum Höhenleitwerk
NACA0010 und optimal schließt sich aus . Aber bei der herrschenden Re-Zahl ist ein NACA0010 in Ordnung. Da die Foka ein gedämpftes Höhenleitwerk hat sind Deadbanddiskussionen sowieso überflüssig. Um etwas Widerstand zu sparen (was beim Foka-Rumpf kaum ins Gewicht fällt ) oder wenn Du auf 12% Dicke gehen willst nimm das SD8025.

[ 08. September 2003, 18:57: Beitrag editiert von: haru ]

Hallo Harm,

von den HQ Profilen kann ich nicht viel sagen.
Ich habe auch eine FOKA 4, allerdings die von Airworld.
Das Modell hat ein RG15 auf der Fläche und ein Gewicht von 6kg.
Das Profil setzt Geschwindigkeit hervorragend in den Kunstflugfiguren um und garantiert einen guten Durchzug.
Nun sind zwar keine Wölbklappen vorhanden, aber eine Verwölbung der QR bringt eine zusätzliche Lansamflugeigenschaft.
Bzgl. Thermikempfindlichkeit läßt es sich vielleicht nicht mit einem HQ3/14 messen, aber sie ist doch ausreichend vorhanden.
Für den Anwendungszweck Thermik/Kunstflug eigentlich ein gute Profil.

gruß
Mike

Hi Harm !

Ich finde den Vergleich der Varianten 1 und 3 recht interessant! Die Variante 3 verstehe ich so, dass du durch die Variation der Wölbung von 2,5 auf 3,0 einen kleineren Nullauftriebswinkel (also höheren aerodynamischen Anstellwinkel von -3,x auf -3,73 oder so) bekommst. Laut Siggis Pages soll sowas bei Großseglern den Punkt der hängenden Flächen etwas in Richtung niedrigerem ca (Schnellflug)verschieben.

Den Ansatz sehe ich in der Variante 1 auch, da dort die Nullauftriebslinie deutlich um 2 Grad verwunden wird.

Ob das allerdigns bei Deiner Foka relevant ist ?
Womöglich sind beide Auslegungen ja nahezu identisch und nur geschmackssache ?
Wie willst Du eigentlich die Flächen bauen ?

@haru: Mein (noch nicht fertiggestellter) MPX Elektromaster hat auch ein HQ2,5 und ich hoffe, dass er für die Thermik eben nicht zu schwach ist

Grüße TurboSchroegi

Hallo Turboschroegi,

die Foka bekommt rd. 90gr./dm2 Flächenbelastung und Dein Elektromaster gut die Hälfte. Noch Fragen Kienzle äh Schroegi?

Wenn Du Siggis Serie komplett gelesen hast wohl nicht. Man braucht bei großer Flächenbelastung einfach ein großes ausfliegbares ca-max um ein geringes Sinken zusammen zubekommen. Die meisten Großsegler fliegen deshalb ein HQ3,0 oder sogar 3,5. Durchzug hat das Teil von Haus aus.

Bei einer Flächenbelastung in der Region um 100gr. fliegt man ein HQW2,5 auf Strecke eher noch mit positiver Wölbklappe. Deshalb wird man die Foka kaum negativ wölben wollen (ausser auf dem Rücken vielleicht), den Euromaster schon.

Die Foka von Airworld kommt mit 5,5kg auf 74gr.dm2. Das RG15 scheint mir da schon etwas schwach gewölbt, aber vermutlich ist es modifziert. Mindesten tippe ich auf eine Aufdickung. Ansonsten ist das Gerät sicher recht sportlich zu fliegen.

Hans

[ 09. September 2003, 16:49: Beitrag editiert von: haru ]

Hallo Hans !

Oh mei ! Du hast Vertrauen! Ganz gelesen schon aber frag mal lieber nach ganz verstanden

Wie Du ja geschrieben hast ist HQW2,5 mit Wölbklappen schon ok - die Fokka hat aber keine.
Der EM schon. Deshalb und natürlich auch wegen der Flächenbelastung hinkt der Vergleich natürlich. Wenn der EM auch nur 9% dick ist. War ja auch mehr eine "Spitze" deshalb auch mein Zwinkersmilie (Freu mich diebisch, dass ich das Teil jetzt habe )

Aber sag mal: Wie siehst Du den Vergleich der Variante 1 und 3 die beide ja mit einem HQ 2,5 für den 5m Segler (ohne WK) daherkommen.

Danke + Grüße TurboSchroegi

Hallo Turbo,

ich würde klar Variante 3 bevorzugen.

Im Langsamflug sind beide vom induzierten Widerstand in etwa gleich (über weniger als 1% Unterschied zugunsten Variante 3 lohnt nicht zu reden). Aber durch die größere Wölbung aussen bekommt Variante 3 mehr Auftrieb zusammen. Vom Abriß sind beide gutmütig.

Im Schnellflug schlägt die Stunde der Variante 3. Bei GFK-Bauweise wird Variante durch die zusätzliche Verwindung schon bei ca. 100km/ die Ohren in Trauerstellung fahren, ausser man hat sehr torsionstabil gebaut. Ohne jede torsionbedingte Verwindung liegt die Grenze bei rd. 35m/s. Ohne Torsionsverwindung gibt es das bei Variante 3 gar nicht und bei GFK-Bauweise erst bei über 55m/s = 200km/h. Bei CFK-Bauweise würde ich es ausschließen (laut Schätzung ca. bei 300km/h).

Ich habe ürbigens Harm Profile für die Variante 3 zugeschickt, die laut XFoil bessere Allroundpolaren als die HQWs haben, also weniger Widerstand bei ca<0,5 und mehr ca-max. Dafür etwas mehr Widerstand zwischen ca=0,7 und ca=1,0.

Ansonsten gilt das für Variante 3 gesagte. Ob man ürbigens erst ab der Hälfte oder durchgängig strakt ist theoretisch fast egal. Durch die etwas höhere Durschnittswölbung ist durchgängig straken etwa thermikorientierter.

Hans

Hallo Alle

Ich bin mich noch nicht entschlüssig über die Profilierung. Sicher ist das es die Variante 3 oder 4 sein wird, möglich mit eine Modifikation richtung durchgehende Verwölbung statt eine Verwölbung ab Halbwegs. Auch muss ich mir die Profile mal ansehen welche Hans (danke nochmals) mich zugemailt hat als Modifikation für das Zwischen- und Aussenprofil.

Frage zwischendurch, wenn ich durchgehend verwölbe von z.B. HQW2,5/13 Innen nach HQW3,0/10 Aussen, wie bekomme ich das korrekte Zwischenprofil (HQW2,75/11,5)? Ist das Einfach die mittlere Wert von die Koördinaten von das Wurzel und Aussenprofil?

@Mike-2.
Ich habe verschieden Flieger mit RG15 aber die sind maximal bis 3,5 meter Spannweite. Für grössere habe ich dieses Profil noch nicht gesehen. Ich habe auch noch eine 4 meter Foka 4 von Mathias Hänel (MHM) profiliert mit Ritz 2 (mod) die auch vorzügliche allround Flugeigenschaften hat.
Dass ich mich mit HQ 2,5/14 (oder das fast gleicheformige HQW2,5/14) als Wurzelprofil schon eingeengt habe liegt daran dass mein GFK-Rumpf schon damit angeformt ist.

@TurboSchroegi.
Über die aerodynamische Hintergrundgedanken kann ich dir nich viel sagen, da haben Haru und Siggis Homepage und Aufwindartikel schon viel mehr Expert Information. Ich bin nur mit die Profilierungsvarianten gestartet von wie die Franzosen es machen mit ihren Foka (var.1), wie ich früher nach Quabeck immer gebaut habe (var.2) und wie ich es verstanden habe vom Siggis Aufwindartikel (var.3 und 4).

Zum geplanten Aufbau von meine Flächen (Kritik und Verbesserungen sind wilkommen):

-Styropor Kerne SG20;
-Stützholm 1mm Sperrholz/6 mm Balsa/1 mm Sperrholz, Länge bis vorbei Querruderservo;
-Abachi oder Oregon Pine beplankung, völlig unterlegt mit 80 gr/m2 GFK Gewebe diagonal;
-Unidirektionales GFK Gewebe 5 cm breit über den Holm über volle länge von der Fläche, bis die Hälfte noch ein zweites Uniband daneben;
-2 Keilformige GFK-Geweben 160 gr/m2, einmal 1/3 und einmal 2/3 der Länge.
-Flächenverbinder Diam. 32 mm x 2 mm Wandstärke Aluminiumrohr in Flugzeugkwalität , Aufnahmerohr GFK selbstgewickelt;
-Vielleicht werde ich mal experimentieren mit die Nass in Nass CFK-schlauchmethode um direkt sowohl die Fläche/Querruder zu verkasten als eine Querruderspaltabdeckung zu bekommen (beschrieben auf Siggis Homepage).

Ich habe das letzte Wochenende mein Fokarumpf (2,5 meter lang)in Frankreich abgeholt und doch gleich die von meine Freunde da verwendete Flügelschneideschablonen mittbekommen. Es stellt sich aus das die Franzosen doch noch eine etwas andere aerodynamische Aufbau für die Flügel haben als vorher von mir vermittelt.
Ich dachte das das Flügelprofil Wurzel HQ2,5/14 (40 cm) durchgehend auf HQ2,5/10 (13 cm) Aussen gestrakt war mit 2 Grad verwinding für die zweite Hälfte. Jetzt stell sich heraus das der Flügel wohl so gestrakt ist aber weiter gar keine Verwindung hat. Die Flächen wirden in drei gleichlange etwa 80 cm lange Stücke geschnitten mit Wurzel HQ2,5/14 auf HQ2,5/12.67 auf HQ2,5/11,33 auf HQ2,5/10 Aussen. Die Franzosische Freunde sind zufrieden damit und haben angeblich gar keine negativen Erfarungen, z.B. mit seitlich abschmieren nach Strömungsabriss.

Ist der Gebrauch von diese Schneideschablonen zu empfehlen, also ohne verwindung, oder ist doch besser die Wölbung nach Aussen anzupassen?
Hat es sinn eventuell nur die Aussenprofil Schneideschablone zu ändern in HQ3,0/10? Dann würde es so werden: HQ2,5/14 auf HQ2,5/12.67 auf HQ2,5/11,33 auf HQ3,0/10

Hallo,

da sieht man's mal wieder - Theorie und Praxis. Mir persönlich wäre bei der Auslegung der Franzosen nicht ganz wohl, was das Überziehverhalten angeht: Ziemlich starke Zuspitzung und zusätzlich Verdünnen des Profils (Abnahme des Maximalauftriebs). Aber wenn es bei den Franzosen gut funktioniert?!

Allerdings ist es richtig, dass bei Deiner Foka die Re-Zahlen insgesamt beruhgigend hoch sind. Und es ist wirklich so, dass viele Auslegungen, die am Computer problematisch aussehen, in der Praxis gut funktionieren.

Kurzum: Ich würde den Original-Strak der Franzosen nehmen. Der wird jedenfalls für Kunstflug sehr gut sein. Aber "auf fremdem Arsch ist gut durchs Feuer Reiten" (Luther), zu deutsch: Es ist immer leicht, anderen ein gewisses Risiko zu empfehlen. Trotzdem, ich glaube, mit dem durchgehenden HQ-2,5 machst Du nichts falsch.

Und wenn Du wider Erwarten doch ein giftiges Überziehverhalten haben solltest, dann kannst Du immer noch Wölbklappen einbauen und sie als Snap-Flap (mit den Querrudern) _abgestuft_ absenken beim Höhenruderausschlag - das wird ein etwaiges Überziehproblem mit Sicherheit lösen.

Viel Erfolg!
Carsten.

P.S.: Nur um Missverständnisse zu vermeiden: Die dicken HQ-2,5-Profile sind auch für Thermikflug sicher nicht zu auftriebsschwach. Sie haben laut Xfoil und nach praktischen Erfahrungen einen guten, zum Thermikfliegen ausreichenden Maximalauftrieb, auch ohne Wölbklappen. Ob die Foka mit ihrer recht geringen V-Form einfach zu kreisen ist, ist eine andere Frage.

[ 06. November 2003, 11:39: Beitrag editiert von: Carsten Zülch ]

-Vielleicht werde ich mal experimentieren mit die Nass in Nass CFK-schlauchmethode um direkt sowohl die Fläche/Querruder zu verkasten als eine Querruderspaltabdeckung zu bekommen (beschrieben auf Siggis Homepage).

Zum Vergrößern anklicken....

Kannst Du dir hier ansehen.

Gruß
Christian

Hatte ich fast übersehen:

-Flächenverbinder Diam. 32 mm x 2 mm Wandstärke Aluminiumrohr in Flugzeugkwalität , Aufnahmerohr GFK selbstgewickelt;

Zum Vergrößern anklicken....

Hast Du das mal mit dem max. auftretendem Biegemoment nachgerechnet?
Ich würde kein Rohr nehmen! Wenn Du schon das Alurohr einsetzen willst, dann füll es zumindest auf.
Gruß
Christian

Über das Alurohr habe ich natürlich auch mein bedenken gehabt als ich die in zum ersten mal bei den Foka’s in Frankreich gesehen habe. Die Jungs da benutzen einfaches Alurohr aus den Baumarkt mit 30 mm Diameter und 2 mm Wandstärke und das schon mehrere Jahre ohne Probleme. Im Rumpf (21 cm breit) nu eine Manschette etwa 3 cm breit bei den Profilanformungen, dazwischen ist das Rohr 15 cm ungeführt. Ich habe da bei einen Foka von 13 kg mit schmackes gemachte Viereckloopings und gerissene Rollen gesehen, da blieb mir der Atem stehen.
Ich glaube also das wenn ich bei mein Alurohverbinder dabei noch etwas gröβer in Diameter gehe und dann noch Flugzeugqualität nimm, ich noch weiter an die sichere Seite sein werde. Mein Foka wird übrigens hoffentlich noch um einiges leichter werden.
Trotzdem an ein Auffüllen meines Rohres hatte ich auch schon gedacht. Normalerweise sind diese Rohre vom Baumarkt etwas unrund, mann muβ sie immer in ein bestimmten Lage haben so das sich alles aufstecken lässt. Dabei kann also einfach ein Steg im Rohr eingeleimt werden die dann immer Senkrecht steht

Hallo Harm,

baue gerade so ein ähnliches Gerät, eine Cobra 15 mit 4,85m. Mein Profil ist ein SD6060-SD6062. Meine Priorität steht auf alle Fälle auf Speedflug. Sicherlich ist der Rumpf ziemlich dick und nicht unbedingt für Schnellflug geeignet, doch ich steh nun mal drauf. Meiner Meinung nach solltest du auf gar keinen Fall eine Verwindung in die Fläche bauen. Außerdem würde ich vor Wölbklappen nicht zurückschrecken. Auch ich werde dieses machen. Da ich mir davon noch mehr Thermikleistung erwarte. Bis jetzt hat das an meinen Profilen immer gut geklappt, obwohl die Profile keine Wölbklappenprofile sind. Daher auch vielleicht die Überlegung z.B. ein HQW1,5-12 zu verwenden. Da kannst du beim Thermikflug mit der Wölbklappen dein Profil auftriebsstärker machen. Der schnelle Platzüberflug wäre mit diesem Profil gewährleistet. Da du eine sehr große Flächentiefe hast, dürfte es auch mit der Stabilität der Fläche keine Schwierigkeiten geben. Ist vielleicht eine ganz andere Überlegung, kannst du dir ja mal durch den Kopf gehen lassen.
Auf meiner Homepage sind zwar nur wenige Bilder der Cobra zu sehen, aber das Profil sieht man hier recht gut. Geschätztes Abfluggewicht ca. 14kg. Das mit den Bildern werde ich in nächster Zeit ändern. http://home.arcor.de/wadlpower/

Gruss
Christian

Hallo Wadl,

Mein Rumpf hat schon HQ2,5/14 angeformt, da will ich nichts mehr aendern. Weil ich auch viel im Flachland (=Holland) mit Seglerschlepp fliege ist einen Mix von Thermikflug und gelegentlich Acro- und Hangflug fuer mich wichtig.
Wir hatten schon mal per e-mail kontakt, nicht? Ich werde dich mal anrufen.