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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Warum Segelmodell aufbleien??



Robert G.
28.09.2003, 10:53
Hi,

wer kann mir mathematisch erklären warum/ob es Sinn macht sein Modell für Hangflug oder Kunstflug aufzubleien. Wenn ich mal von einer Geschwindigkeit X im Horizontalflug ausgehe und anschließend das Modell hoch ziehe läßt sich die max. erreichbare Höhe so berechnen:

H = v²/2/9,81

H = 70²/2/9,81 = wären 249,74m

ok, der Luftwiderstand wird hier vernachlässigt. Aber warum das Gewicht auch?? Das würde doch bedeuten, das zwei gleiche Modelle, die sich nur im Gewicht unterscheiden, beim Hochziehen aus gleicher Geschwindigkeit gleich hoch kommen.

[ 28. September 2003, 10:56: Beitrag editiert von: Robert G. ]

Stehende9
28.09.2003, 11:18
Hallo Robert,

ganz einfach gesagt: Jedes Segelflugmodell hat einen gewissen Geschwindigkeitsbereich, in dem es aerodynamisch effizient arbeitet(günstiges Verhältnis zw. Auftrieb u. Luftwiderstand). Eine höhere Flächenbelastung (durch Aufballastieren) verschiebt diesen Bereich zu höheren Geschwindigkeiten.

mfg Franz

Hans Rupp
28.09.2003, 11:26
Hallo,

beim Hochziehen wandelst Du kinetische Energie in Lagenenergie um. Wenn Du die Formeln gleichsetzt ( Formel siehe http://www.ebgymhollabrunn.ac.at/ipin/ph-energ.htm )kürzt sich die Masse raus.

Ohne Widerstand ist die erreichbare Höhe gleich, mit eben nicht.

Das von Franz geschriebene gilt natürlich auch.

Hans

Robert G.
28.09.2003, 11:39
Formel kinetische Energie Ekin=1/2*m*v²

Formel potentielle Energie Epot=m*g*h

Gleichung Epot =Ekin

1/2*m*v²=m*g*h

nach H umgestellt h=1/2*v²/g

ist sachon klar, nur wie kann man mit dem Luftwiderstand rechnen?

Also generell aufbleien wenn ich mehr Höhe aus der Fahrt erreichen will?

Florian K.
28.09.2003, 11:50
durchzug!! jeder körper ist träge. wenn ne größere masse mal in bewegung ist braucht die aber länger bis sie wieder zum stehen kommt.

oder so ähnlich :D

flo

Spunki
28.09.2003, 11:52
Hallo Robert

Wenn es am Hang ordentlich bläst und es saumäßig gut trägt dann machst Du mit einem zu leichten Modell keine Meter gegen den Wind!

Grüße Spunki

Stehende9
28.09.2003, 11:56
Hallo Robert,

der Luftwiderstand bzw. der cw-Wert eines Gegenstandes hängt sehr stark von seiner Form ab, beim Flugmodell also vom Flügelprofil, Tragflächengeometrie, Rumpfform usw. - eine einfache Erweiterung der genannten Formeln gibt es daher nicht. Beim Fliegen gilt eben: Wenn es gut genug trägt, kann/soll man für mehr Durchzug aufbleien.

mfg Franz

Randolph
28.09.2003, 19:35
Hallo Robert,

ich habe ÜBERHAUPT (!!) keine Ahnung von den hier vorgestellten Formeln! Dafür kann ich mit langen Praxiserfahrungen im Umgang mit "leeren und aufgebleiten" Modellen berichten. Sei es aus der ehemaligen F3 B-Szene, oder aus dem Acro-Semiscale Segelkunstflug. Der Durchzug und die zu erreichende Ausgangshöhe von ballastierten Modellen ist immer in Relation zur Einflughöhe, Belastungsfähigkeit der Modelle und dem Ziel: Was will ich damit erreichen zu sehen! Dieses Ziel, ist mir bei Dir nicht ganz klar, oder besser ausgedrückt: Was wilsst Du mit Deiner Berechnung erreichen?

Viele Grüsse

Randolph Brömer

Robert G.
28.09.2003, 22:28
@Randolph

ich frage mal anderst:

ich nehme 2 mal FOX mit 2,8m. Eine mit 3,5kg, die andere hat 4,5kg. Ich fliege beide mit 70m/s horizontal und ziehe dann senkrecht nach oben. Welche kommt weiter rauf und warum?

Welche FOX (3,5kg/4,5kg) wäre für Acro-Semiscale Segelkunstflug besser geeignet, wie zeigt sich der Unterschied. (rein vom Gewicht gesehen)

Die Formeln sagen aus, das theoretisch bei Vernachlässigung des Luftwiderstandes, das Modellgewicht keinen Einfluss auf die erreichbare Höhe hat.

Christoph Braendle
28.09.2003, 22:32
Da liegt ja der Hund begraben, mehr Masse hat bei gleicher Fläche (Widerstand)ein besseres Durchsetzbngsvermögen gegen das Medium/Wind
Siehe auch eine Feder mit 1 Gramm gegen 1 Gramm Blei - was fällt schneller oder fliegt höher, wenn man es wirft ?
Die kin. Energie ist beim in die Luft werfen ja die gleiche !

Gast_2222
29.09.2003, 15:29
Tach Robert,

Du darfst den Luftwiderstand NICHT vernachlaessigen. Dann wirst Du sehr schnell darauf kommen, dass der schwere Segler nach dem Abschwung wieder hoeher kommt als der leichte. Ich uebe mit 'ner dicken Lo 100 rum und die wird ueberhaupt nicht schnell. Einen grossen Looping werd ich damit sicher erst mit mehr Ballast hinbekommen (2m Spw, z.Zt. ca 2,2 kg)

Viele Gruesse, Wolfgang

Robert G.
29.09.2003, 18:09
Original erstellt von Wolfgang Kouker:
Tach Robert,

Du darfst den Luftwiderstand NICHT vernachlaessigen. Dann wirst Du sehr schnell darauf kommen, dass der schwere Segler nach dem Abschwung wieder hoeher kommt als der leichte. Ich uebe mit 'ner dicken Lo 100 rum und die wird ueberhaupt nicht schnell. Einen grossen Looping werd ich damit sicher erst mit mehr Ballast hinbekommen (2m Spw, z.Zt. ca 2,2 kg)

Viele Gruesse, WolfgangUnd WARUM soll der schwerere Segler wieder höher kommen... ??? Bei all den Formeln die ich gefunden habe kürzt sich die Masse raus (oder falsche Überlegung ?? ). Und die Erdanziehung/beschleunigung ist ja auch eine Konstante = 9,81m/s²

Meine Erklärung:

Luft hat auch eine Masse/Dichte. Da wir aber in diesem Medium leben, spüren wir dies nicht. Physikalisch gesehen hat unsere Luft ca. 1 bar. Für uns Menschen aber sozusagen 0. Ein Autoreifen hat beim Kontrollieren 2,5bar am Meßgerät. Absolut gesehen aber eben 3,5bar.

Anstelle der Luft nehmen wir mal Honig und legen zwei gleich große Kugeln hinein. Eine aus Aluminium, die andere aus Blei. Die mit Blei hat mehr Lageenergie und kann dadurch den Honig vor sich schneller zur Seite drücken. Dadurch sinkt sie schneller. Masse mal Geschwindigkeit = Bewegungsenergie. Wenn ich mehr Geschwindigkeit habe, dauert es doch beim Steigen länger bis diese wieder abgebaut ist.

Soweit meine Theorie.

[ 29. September 2003, 18:13: Beitrag editiert von: Robert G. ]

Randolph
29.09.2003, 18:24
Hallo Robert,

der Flieger mit 4,5 kg kommt höher. Die Erklärung ist bereits beschrieben worden. Da sich der Vergleich auf gleiche Modellauslegungen bezieht, beide die selbe Ausgangsgeschw. besitzen, hat der schwerere Flieger mehr gespeicherte Energie ( Gewicht ) zur Verfügung. Bedenken musst Du aber auch, das man das nicht bis ins unermessliche steigern kann. Die Abrisseigenschaften für das langsame fliegen, das Trudeln, die Snaps, also das gesamte Flugverhalten wird träger als mit einem leichten Modell. Hier muss man probieren und nochmals probieren um den besten Kompromiss zu erfliegen.

Viele Grüsse,

Randolph

Gast_2222
29.09.2003, 18:33
Tach Robert, na also, geht doch!

Original erstellt von Robert G.:

Anstelle der Luft nehmen wir mal Honig und legen zwei gleich große Kugeln hinein. Eine aus Aluminium, die andere aus Blei. Die mit Blei hat mehr Lageenergie und kann dadurch den Honig vor sich schneller zur Seite drücken. Dadurch sinkt sie schneller. Masse mal Geschwindigkeit = Bewegungsenergie. Wenn ich mehr Geschwindigkeit habe, dauert es doch beim Steigen länger bis diese wieder abgebaut ist.
Die Luftreibung reduziert die Beschleunigung beim Sturzflug. Sie ist aber unabhaengig vom Gewicht, wohl von der Geschwindigkeit. Aber auch: gleiche Geschwindigkeit, gleich Reibungskraft, aber groessere SchwerKRAFT des schweren Flugzeugs also groessere Abwaertsbeschleunigung und groessere Geschwindigkeit. Fuer den anschliessenden Aufschwung hat der schwere Flieger also mehr Schwung.

Mehr iss da wirklich nich dahinter,
Viele Gruesse, Wolfgang

Helmut Stettmaier
29.09.2003, 18:35
Hallo Freunde, hallo Robert,
wenn Du ein Modell um einen gewissen Faktor schwerer machst muß es um Wurzel(Faktor) schneller fliegen; die Mindest- (Abschmier-) Geschwindigkeit erhöht sich also.
Die Geschwindigkeit für bestes Gleiten etc. erhöht sich (ungefähr) genauso; warum "ungefähr"? Wenn das Modell schneller fliegt erhöht sich um den gleichen Faktor die Reynolds-Zahl, bei Flugmodellen bedeutet dies so gut wie immer eine Verbesserung. Über die Größe dieser Verbesserung will ich hier nichts sagen, das ist wirklich bei jedem Modell anders.
Schwerere, also schnellere Modelle haben also eine geringfügig bessere Gleitzahl.
Zahlenbeispiel: Nehmen wir einmal an, Du hast ein Modell mit einem Gewicht von 1kg (ok, "Masse") und machst 400g Ballast rein. Dann wird das Modell also um den Faktor 1.4 (40%) schwerer und um den Faktor sqr(1.4)=ca.1.18 schneller.
Also nochmal: 40% des Gewichtes aufballastiert bringen 18% mehr Grundgeschwindigkeit. Enttäuscht?
So ein Modell fliegt schneller, sinkt also auch schneller; wörtlich: Die absolute Sinkgeschwindigkeit wächst - das kann die verbesserte Reynoldszahl nicht aufwiegen.
Man macht ein Modell dennoch oft gerne schneller, nimmt den Nachteil im Sinken hin und genießt die höhere Geschwindigkeit und die daraus folgenden besseren taktischen Möglichkeiten (und den Gewinn an Spaß). Einem Freiflieger würde das nie einfallen.
Die kinetische Energie, eigentlich alles was mit der Trägheit der Masse zu tun hat, erhöht sich linear mit seiner Masse. Klar, wenn man E_kin (Geschwindigkeit) in E_pot (Höhe) umwandeln will, ist man oftenttäuscht, wenn die Verbesserung, die nur aufgrund von Effekten "2. Ordnung", z.B. Re-Zahl-Verbesserung, eintritt, nicht so deutlich sichtbar ist. Siehe Deine eigenen Ausführungen oben.
Aber es gibt da ja auch noch andere Gelegenheiten, die Massenträgheit eines Flugmodelles auszuspielen: Böen jeder Art (vorne, seitwärts, ..) bewirken nicht mehr so große Beschleunigungen (=Bahnänderungen) wie bei leichteren Modellen.
Ein Zahlenbeispiel hierzu: Ein Modell werde mit 40% seines ursprünglichen Gewichtes aufballastiert; es fliegt also mit 18% höherer Geschwindigkeit. Es werde von einer - sehr theoretischen - seitlichenBöe "getroffen", die also einen Schiebewinkel und damit seitliche Beschleunigung hervorruft. Die erzeugte Seitenkraft sei (sicherlich sehr vereinfacht, aber wer will hier schon eine Doktorarbeit schreiben...:) unabhängig von der Fluggeschwindigkeit. Die Beschleunigung (es gilt f=m*b, oder nach b aufgelöst, b=f/m, Beschleunigung ist Kraft / Masse) verringert sich also um 40%, also auf das 0.6-"fache"; das ist schon ganz nett. (Ok, die Seitenkraft ist nicht unabhängig von der Geschwindigkeit, aber auch nicht quadratisch wegen der extrem geringen "Streckung" des Rumpfes).
Aber: Über einen gewissen Zeitraum t (vielleicht ¼ sec.) die Beschleunigung aufintegrieren um zu sehen, um wieviel das Modell in dieser Zeit aus der Bahn geworfen wurde (denn das sieht man ja): s=b²/2*t (oder so... :) liefert also das Quadrat der Beschleunigung, also im Fall des 40% schwereren Modelles 0.6²=0.36, also kaum mehr als ein Drittel des Versatzes als bei dem leichteren Modell - eine nennenswerte Wirkung des Ballastes (optimistisch, aber nicht weit daneben).
Bei Böen "von vorne" oder "von oben/unten" sieht's nicht so gut aus (nicht quadratisch sondern nur linear), denn die wirken aufgrund der höheren Fluggeschwindigkeit besser.
Schöne Grüße aus München :)
Helmut

(...wer hat denn da an der Signatur rumgespielt??)

[ 29. September 2003, 18:41: Beitrag editiert von: Helmut Stettmaier ]

Robert G.
29.09.2003, 22:14
Hallo Leute,

ein Dank an alle, besonders an Helmut für die tolle Ausführung.

Dann werde ich mal mit dem Gewicht experimentieren und den Spaßfaktor erhöhen :)

Sind ~68m/s senkrecht abwärts viel für eine 2,8m FOX :D :D hat da jemand Erfahrung ?

Dietrich_M
03.10.2003, 16:00
Hallo Robert,

wenn Du Deine Formel umstellst, kannst Du ausrechnen welche Höhe abgebaut werden muß um z.B. 68m/s Speed zu erreichen.
Natürlich ist dann ebenfalls hier die Aerodynamik nicht berücksichtigt.

Ich persönlich benutze meist die Modell-Polare um mir die oben beschriebenen aerodynamischen Probleme besser vorstellen zu können.
http://home.arcor.de/d_meissner/polare2.gif
Es gibt da Programme wie z.B. "TModell" von Gebr. Köhler, welche diese Polaren theoretisch berechnen können.
Noch besser währe natürlich eine Vermessung der Polare.
In dem Beispiel von oben sieht man gut, dass im Schnellflug ein schwerer Segler weniger Eigensinken gegenüber einem leichteren Segler hat (bei gleicher Speed).
Mit ein bischen Rechenaufwand kann man z.B. speedabhängig das Eigensinken aus der Polare benutzen um den wirklichen Höhengewinn aus der Speedänderung auszurechnen und umgekehrt.

Dietrich