Hilfe, Aerodynamik!

Hallo!

Ich habe vor MONATEN in einem anderen Forum ( Flugmodellbau allgemein ) mal eine kleinen Threak losgetreten, weil ich mir für meine kritische Solution 1 neue, unkritische Flächen wünschte.
Man hat mir zwar helfen können, aber ganz kapiert hab ich das nicht Auch das Programm "nur.exe" hab ich nie ganz durchschaut. Das ganze hat jetzt ne halbes Jahr geruht, habe
mich damit nicht mehr so stark beschäftigt und das meiste natürlich vergessen.

Inzwischen habe ich mich auch etwas mit dem Programm "nur.exe" vertraut gemacht (Danke an aerodesign.de )

Ich habe daher jetzt selber mal eine Konfiguration zusammengestellt, die Profile anhand von "Profili2.0" ausgesucht.
Dabei habe ich nicht die Daten (etwa alpha0 usw) aus der Registerkarte "Tragflächenprofile"
genommen, sonden alpha-0 und ca-max aus den Polaren entnommen (hab auf die Re-Zahl geachtet, innen ca. 170000,
aussen ca. 100000), die "Profili2.0" mit Hilfe von XFoil für die jeweilige Re-Zahl berechnet hat (so gut es ablesbar war).
Wer sich das *.fmd-File (für nur.exe) anschauen möchte, kann es sich von hier runterladen (mit "Ziel speichern als..." ).
Das innere Segment ist durchgängig ein HQ2,0-12 (wg. Profilanformung am Rumpf), aussen ein HQ2,0-10 ! Außen ist der Auftrieb noch leicht
überelliptisch, ansonten laut Programm (die Ergebnisse sind wohl nur Näherungswerte, aber immerhin) recht "elliptisch".
Seltsam ist, dasses anscheinend OHNE Verwindung funktioniert !? (Einstellwinkel 1.5°, hab ich vom Original übernommen)
Wie soll ich das Ganze jetzt interpretieren ? Hab ich Fehler gemacht ?
Eigentlich war ja eine Idee, auf ein höher gewölbtes Profil zu straken und gleichzeitig geometrisch zu schränken. Aber
laut aerodesign.de is das eigentlich nicht nötig, und die scheint sich jetzt irgendwie zu bestätigen.
Aufgrund der unterschiedlichen alpha0 der beiden Profile, aber gleichen Einstellwinkel,
ist da jetzt ein Verwindung drin ?

Wie wäre denn jetzt das Abrissverhalten einzuschätzen, und wie überprüfe ich den gesamten Geschwindigkeitsbereicht ?
Die Wunschauslegung ist ein Flügel, der eben beim Landeanflug NICHT zum plötzlichen Abriss führt. Bzw.
zu einem Abriss, der sanft einsetzt, so in die Richtung wo der Flieger nur abnickt....es soll kein Hochleistungsflieger werden!

Ihr habt vielleicht schon bemerkt, ich bin da recht hartnäckig, was meine olle Solution angeht.
Daher beschäftige ich mich weiterhin mit ihr. Ist eben meine erste grosse Liebe, die kann man nicht einfach so in die Ecke stellen Nun, es ist vielleicht auch ganz interessant zu wissen, dass der Originalflügel in meinen Augen bei der Profilgenauigkeit,
naja, wie soll ichs ausdrücken, recht "schlecht" ist. Ich hatte da doch noch einen Satz Flächen in der Ecke stehen,
die ich mit Gfk beschichtet und lackiert hab (viel zu schwer geworden!). Nach langem Zögern konnte mich endlich dazu durchringen, eine der beiden
Hälften einfach mal segmentweise durchzusägen. War sehr interessant, mal zu gucken wie die den Holm und die Steckung
gemacht haben
Viel wichtiger war aber, dass das Profil recht deformiert war. Besonders an der Nasenleiste. Die Unterseite passte exakt
auf den Profil-Ausdruck eines HQ2,0-12, aber die Oberseite war recht verzerrt. Besonders an der Nasenleiste zeigte sich ein
deutlicher "Buckel", sprich eine schnelle Dickenzunahme. Vielleicht hat das ja auch Einfluss auf das Abrissverhalten, welchen auch immer...

Nunja, ich hoffe es schlägt hier jetzt niemand den Hände über dem Kopf zusammen ob meiner laienhaften Aerodynamik-Versuche

Wie dem auch sei, vielleicht kann sich jemand mal darüber auslassen !?
Wäre echt nett

(Hoffentlich findet sich überhaupt jemand, der sich diesen langen Text durchliest....)

[ 18. Januar 2003, 10:43: Beitrag editiert von: AJ ]

hallo
gelesen hab ich es. is ja nicht so lang.
leider bin ich noch etwas unter deinem wissensstand und muß auch wegen jedem scheiß nachfragen.
aber hier wird einem geholfen.
nur.exe habich noch nicht durchschaut.
gibs eigentlich ein fachbuch das einem die grundlagen leicht verständlich und nicht all zu wissenschaftlich näher bringt?

gruss jebe

Hallo,

nenn doch mal die Spannweiten und Tiefen Deiner Flügeltrapeze, außerdem die Flächenbelastung - das macht die "Beratung" leichter.

Nach den Re-Zahlen, die Du nennst, müsste der Flieger in der Tat auch ohne Verweindung etc. gutmütig genug werden.

Aber ich kann mir das ehrlich gesagt nicht so ganz vorstellen: Die Solution ist doch ein 3m-Flieger, oder? Und wenn Du keine astronomische Flächenbelastung hast, müssten bei Minimalgeschwindigkeit (= Geschwindigkeit unmittelbar vor Strömungsabriss) deutlich kleinere Re-Zahlen auftreten, so in der Größenordnung: Wurzel 120.000, Randbogen 75.000.

Gruß
Carsten.

Hallo Carsten !

Ich bin freundlicherweise schon per Email beraten worden
Es soll jetzt, wie schon im besagten alten Thread angesprochen, ein HQ2,0-12 fürs innere "Rechteck" werden (mit Verwindung von -0,5°), welches dann auf das äussere HQ2,5-10 gestrakt wird. Dazu aussen noch insg. -1,5° Verwindung, und das soll hoffentlich zu einerm gutmütigerem Flugverhalten führen.

Hier mal schnell die Daten :
Innen 190mm Tiefe (über das ganze 700m spannende innere "Trapez" gehend)
Aussen 120mm Tiefe (bei 1400mm)
Bei ca. 3000g (und das mit viel positivem Denken, die Flächen müssen ja noch gebaut werden ) gehe ich von einer Geschwindigkeit von ca. 13m/s aus. Macht innen ca. Re=167000, aussen 105000.
Jedenfalls is das Teil jetzt schon nicht gerade ein Wiesenschleicher.

Aber jetzt wo Du das sagst - ich glaube ich habe während der gesamten "Planungsphase" ein paar unschöne Denkfehler gemacht. Ich gehe vom "normalen" Flugzustand aus.
Ich werde das Gefühl nicht los, dass die Grenzfälle viel wichtiger sind. Und da hast Du wohl recht, kurz vorm Abreissen sind die Re-Zahlen sicher kleiner...
Hm.

Was mich gerade viel mehr interessiert, ist, warum XFoil sich solche Schnitzer beim Nullauftriebswinkel erlaubt. Ich meine, ein Unterschied von 1° zwischen Re 100000 und Re 170000 ist auf jeden Fall falsch, habe ich mir sagen lassen.



Nunja.
Vielen Dank jedenfalls!

Hallo Andreas,
ich habe die Beiträge grob überflogen und möchte noch eine Anmerkung oder Anregung geben.

Es ist zwar recht nett die Zirkulationsverteilung zu berechnen und sich darüber zu freuen, dass man der Ellipse und den minimalen induzierten Widerstand für seinen dimensionierten Flügel ereicht hat.
Aber, zur Beurteilung des Handlings, Flugeigenschaften ist es viel wichtiger die Auftriebsbeiwertverteilung d.h. das örtliche ca anzuschauen. Die elliptische Auftriebsverteilung ergibt nämlich eine konstante ca-Verteilung mit der Gefahr, dass die Strömung zuerst im Bereich des Querruders abreisst und das ist garnicht nett. Das haut Dich nämlich beim Kurbeln in der Thermik gerade aus dem geflogenen Kreis heraus und vernichtet einige Meter.
Es gibt viele Modelle, die deswegen garnicht im Bereich ihres besten Sinkens geflogen werden können.
Ich nehme also bewusst eine nicht elliptische Auftriebsverteilung in Kauf, um das ca im Bereich des Querruders niedriger zu halten. Oder man setzt dort ein Profil ein, dass die Ausschläge besser wegsteckt. Ein FX Profil wurde speziell für den Bereich der Querruder konzipiert (??100??
Wie geht das?
Wenn du gegenüber der Tiefenverteilung die eine elliptische Zirkulationsverteilung gibt, die Tiefe aussen etwas vergrösserst, sinkt das örtliche ca.
Das Profil sollte dieses ca aber auch noch hergeben!
Das siehst Du an der ca-Verteilung ja noch nicht!
Kritisch sind deshalb Profile, die bei sinkender Re-Zahl im ca einbrechen.

Ich hoffe, ich konnte die wirklich guten und fundierten Beiträge noch ergänzen!
Vielleicht steht es auch schon irgendwo und ich habe es überlesen.

Gruß

Otto

Hi,

ich sehe schon, das Thema is zu komplex um es nur kurz anzureissen.
Werde wohl in Zukunft, wenn ich mal was eigenes plane, wieder hier rumnerven müssen

Ich gebe zu, dass ich ziemlich von aerodesign.de beeinflusst bin. Wären die dort besprochenen Buchtitel nicht als "veraltet", "ungenau", teilweise "oberflächlich" bewertet, würd ich mir sowas ja auch noch kaufen...

Naja, mal sehn

Vielen Dank jedenfalls nochmal an alle !

Hi,

nur ganz kurz:

1) Die Re-Zahlen beim Strömungsabriss dürften bei den von Dir angegebenen Werten (3 kg bei 2,80m Spannweite?! Elektrosegler?) etwa 80.000 außen und 130.000 an der Wurzel betragen.

2) Die von Dir gewählte Auslegung (Strak von HQ2,0 auch HQ2,5 mit insgesamt 1,5° Schränkung) dürfte sehr gutmütiges Handlung im Langsamflug bringen; im (extremen) Schnellflug kostet sie ein bisschen Leistung wegen der verstärkten Flügeltorsion, s. Thread "eta".

3) Die Abweichungen, die Xfoil für den Nullauftriebswinkel bei kleiner werdenden Re-Zahhlen vorhersagt, decken sich sehr gut mit Windkanalmessungen; dies ist kein Schnitzer, sondern im Gegenteil ein Anzeichen für die Güte der Modellierung. Es leuchtet auch ein, dass die größer werdende laminare Ablöseblase sich nicht nur auf den Widerstand, sonder auch auf den Auftrieb auswirkt. Ich habe vor zwei Tagen nochmal Xfoil-Rechnungen mit Messungen im Stuttgarter Windkanal verglichen, und die Prognosen sind vielfach verblüffend gut. Nur beim erzielbaren Maximalauftrieb sind die Aussagen nicht immer quantitativ verlässlich.

Gruß
Carsten.

Original erstellt von Carsten Zülch:
Nur beim erzielbaren Maximalauftrieb sind die Aussagen nicht immer quantitativ verlässlich.

Zum Vergrößern anklicken....

kann es sein dass, die ablöseblase die dicke/wölbung verändert und da xfoil sozusagen ins stocken gerät.

mE.hat das clark-y hat keine grossartigen anzeichen einer blase im gegesatz zum mh32

schau doch eine mal bitte inwieweit sich windkanal und xfoil beim mh32 und clark-y unterscheiden.

gruss jwl

Was mich gerade viel mehr interessiert, ist, warum XFoil sich solche Schnitzer beim Nullauftriebswinkel erlaubt.

Zum Vergrößern anklicken....

Carsten hat es zwar schon beantwortet, aber ich weise auf folgende Messungen hin: Beachte die Auftriebsanstiegskurve bei 60000 und 100000.

RG-15 Messung UIUC, Princeton (Selig)


Quelle: Soartec 8

Da ich selbst inzwischen einige Windkanalmessungen gemacht habe, kann ich diesen Einbruch oder besser gesagt extremen Anstieg in der Auftriebsanstiegskurve bei Profilen der Art RG-15, HQ/W nur bestätigen. Ist die Unterseite im wesentlichen gerade, bekommt man keinen so ausgeprägten Einbruch, aber tritt dennoch weniger ausgeprägt auf. Es hängt wesentlich von der Gestalt der Profilunterseite ab, wie diese Änderung des Auftriebsanstiegs im niedrigen Rezahlbereich aussieht. Daß es überhaupt zu dieser Änderung kommt, liegt natürlich an der Profilober- und Unterseite, die im mittleren Anstellwinkelbereich z.T. recht ausgedehnte Blasen aufweisen.
Siggi

PS: Soso AJ, ich habe Dich also versaut?!?!

[ 22. Januar 2003, 15:09: Beitrag editiert von: Hartmut Siegmann ]

Hallo,

ich habe mal zwei Linien in Dein Polarenbild eigenzogen:


Was sehen wir?
Im stationären Flug gelten die Re-zahlenverhältnisse der zwei Kurven nur bei alpha =3 (ca=0,6), und da ist der Unterschied nicht groß. Sobald Du den Anstellwinkel verkleinerst nimmt der Flieger Fahrt auf und Du landest bei anderen Re-Zahlen, da sehen Deine Polaren aber wieder anders aus.

Ich schaue ich immer, was mein Flügel bei geplanter Vmax, Vmin und Vnormal macht, jeweils mit den passenden Auftriebsbeiwerten aus den Polaren raus. Wenn dann der induzierte Widerstand nicht mehr als 2-3% bei Vmin, 3-5% bei Vnormal und bei Vmax < 30-50% abweicht, kann man für ein Normalmodell schon sehr zufrieden sein.

Hans