Auslegung der Seitenleitwerkfläche

Hallo Leute,

Wollte mich mal erkundigen ob mir da jemand weiterhelfen könnte:
Ich habe mich immer wieder gefragt wie man die Seitenleitwerksfläche von Segelfliegern auslegen sollte. Hat jemand eine Faustregel zur Hand?

Weiter würde es mich interessieren wie man im Flug feststellen kann ob die Seitenleitwerkfläche zu gross der zu klein ist. Falls jemand auch weiss wie man die Höhenleitwerksfläche überprüft wäre das sehr hilfreich.

Vielen Dank für euer Antworten

Gruss

Reto

[ 15. März 2004, 07:46: Beitrag editiert von: Reto Schmid ]
 

seagull1

User †
Hallo Reto,

Schau mal auf www.modell-theorie.online.de unter Formeln > Flugmechanik.
Auf der Seite 10 des PDF-Dokuments findest du dann eine Formel.

Falls eine einfacher Trapezflügel vorliegt, findest Du dort unter Downloads ein DOS-Programm zur Flugmodellberechnun, Welches Dir eine Seitenleitwerksfläche vorschlägt. Notfalls kannst Du einen Mehrfachtrapezflügel auch in einen flächengleichen Einfachtrapezflügel umrechnen. Dann liefert obiges Programm auch vernünftige Werte.

Gruss,

Seagull1
 

jwl

User †
die betrachtung des schiebegiermoments
ist halt immer so eine sache.
weil man das CA vau.form rumpfgestaltung massenverteilung mit einbeziehen muss.

das einfachste man rechnet das SLWV aus

spannweite x fläche / hebelarm x SLW fläche

hier sollten dann werte zwischen 20- 50 raus kommen.

50 ist sehr klein 20 sehr grosses leitwerk.

am besten man nimmt bewerte entwürfe und rechnet das SLWV aus und vergleicht dann die werte.
beim vau-leitwerk geht das auch hier muss man mit k-faktor von ca 1,5 rechnen.

gruss jwl
 
Danke für die Antworten.

Wie kann ich bei einer Eigenkonstruktion im Flug feststellen ob die Seitenleitwerksfläche zu gross oder zu klein ist ohne das Modell nachzurechnen?

Gibt es da auch Erfahrungen von Euch?

Reto
 

jwl

User †
dass muss man sehen oder fliegen.

gewisse vorlieben spielen auch eine rolle.

schreib deine erfahrung und dazu ein foto.
 
Original erstellt von jwl:
dass muss man sehen oder fliegen.

gewisse vorlieben spielen auch eine rolle.

schreib deine erfahrung und dazu ein foto.
jwl

bis jetzt sind meine Modell immer geflogen. Manchmal musste ich nachhelfen. Und habe mich immer gefragt: konnte man dass nicht vorher schon wissen.

Am schlimmsten war es mit dem Kasuly (Eigenbau DLG) . In der Ebene ist der super geflogen. Nur am Hang bei Wind konnte man fast nicht fliegen. Das Teil ist immer in den Wind gedreht. Zum Glück hatte ich ein "Schweizer Armeetaschenmesser" dabei und konnte das SWL stutzen. Bilder gibt es auf meiner Homepage unter: http://www.tiscalinet.ch/reto67/My_airplanes/airplanes.html

Eigentlich könnte ich noch ein paar Geschichten erzählen möchte aber meine Ruf nicht gefährden ;)

So ist das halt wenn man seine Modelle selber entwickelt und baut!

Gruss

Reto
 
Hi !

Hab's erst jetzt gelesen ....

Das SLW hat einen wesentlichen Einfluss auf die Seitenstabilität. Leider kann man für die Seitenstabilität kein so "einfaches" Maß angeben wie für die Längsstabilität. Wie bei den "anderen" Flächen ist auch hier wichtig: Streckung und Flächeninhalt. Nimm also andere, vergleichbare Konstruktionen und vergleiche diese Werte. Berücksichtige auch den "Habelarm" (obwohl Du den garnicht genau kennst, weil Du den Neutralpunkt der Gierbewegung nicht kennst - egal aber).

Zum Flugverhalten: Versuche die Erkenntnisse der Längsbewegung zu abstrahieren. Störung um die Hochachse, es gibt ein Rückstellendes Moment. Anhand der Rückstellbewegung kannst Du sehen ob "zu stabil", "zu wenig gedämpft" etc. - wie jwl sagt: muss man sehen! Leider gibt es in der Gierbewegung einige Kopplungseffekte (mit anderen Bewegungsrichtungen: Rollen, Schieben) die das ganze nicht gerade einfacher machen. V-Form, Pfeilung etc. spielen eine Rolle. Ist also schwierig nur auf das SLW zu isolieren - für mich jedenfalls ;)

Fazit: Bei anderen "abkupfern" oder Trail & Error :)

Grüße Helmut
 
Fazit: Bei anderen "abkupfern" oder Trail & Error :)

Grüße Helmut[/QB][/QUOTE]

Helmut,

Danke für deine Antwort. So habe ich es bis jetzt gemacht und bin ganz gut gefahren.

Weiss jemand wie es die F3B/F3J Gurus machen wenn sie ein neues Modell entwerfen? Auch trail and error?

Gruss

Reto
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo Reto,

try (trail ist die Spur ;) )ohne error ist bei den F3B/F3J-Gurus angesagt.

Letztlich spielen da auch persönliche Ansichten rein. Einer will es agiler, der andere Sportreuer. Zu manchen Modellen gibt es daher verschiedenen Leitwerke.

Die aktuellen Modelle sind Weiterentwicklungen. Da wird mal ein anderes Profil probiert oder eine andere Geometrie, Länge des Heblearms, Öffnungswinkel beim V aber alles in Maßen und meisten nur ein Faktor.

Hans
 
Die aktuellen Modelle sind Weiterentwicklungen. Da wird mal ein anderes Profil probiert oder eine andere Geometrie, Länge des Heblearms, Öffnungswinkel beim V aber alles in Maßen und meisten nur ein Faktor.

Hans[/QB][/QUOTE]

Hans,
bei einem V-Leitwerk verstehe ich das, da ist häufig das Leitwerk abnehmbar. Ab bei einem Kreuzleitwerkrumpf kann ich mir nicht vorstellen, dass die Leute immer wieder neue Rumpfformen bauen. Vermutlich sind dann die Rümpfe zweiteilig sprich Rumpf und Seitenleitwerk sind je ein Teil. Ist das so?

Gruss

Reto
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo Reto,

die zweigeteilte Form gibt es (dann kann man auch zwischen Leitwerksformen wechseln etc.) buw. meistens ikst diese dann dreigeteilt (Schnauze, Mittelteil, Leitwerksträger.

Aber es bringt an einer Stelle Gewicht, an der mnan es überhaupt nicht haben will, nämlich hinten. Und aus einer ungeteilten Form geht es schneller zu laminieren. Deshalb wird dann doch fast immer eine gesonderte Form gemacht, wenn man mehr als nur ein paar Abzüge für den privaten Bedarf machen will.

Hans
 
Bestimmung der Seitenleitwerksfläche

Bekanntlich ist die Wahl oder Bestimmung der Seitenleitwerksfläche eines Segelflugmodells für viele von uns eine ziemlich zweitrangige Angelegenheit oder aber eine schwer lösbare Quizfrage. Daher wird in der Praxis meistens so verfahren, dass nach Gutdünken oder Pi mal Daumen zunächst ein Seitenleitwerk gebaut wird und dieses dann nach einer praktischen Erprobung des fertigen Modells nachträglich vergrößert oder verkleinert wird. Dabei bleibt aber vielfach die Frage mehr oder weniger ungeklärt, warum das Seitenleitwerk funktioniert oder eben nicht funktioniert hat, und es werden kaum Erkenntnisse für spätere Modellentwürfe gewonnen.

Will man aber überflüssige Nacharbeiten vermeiden oder im Rahmen einer Optimierungsrechnung den Widerstandsanteil des Seitenleitwerks in realistischer Weise in die Widerstandsbilanz eines Modells einkalkulieren, dann müssen die Zusammenhänge zwischen der Seitenleitwerksgröße und den übrigen Modellparametern, welche die Seitenleitwerksgröße mitbestimmen, geklärt und in eine rechnerische Beziehung zueinander gesetzt werden.

Doch wie könnte man das bewerkstelligen? Betrachten wir das ganze Problem unter dem Blickwinkel der Massenträgheit, um deren Überwindung es bei der Auslegung des Seitenleitwerks hauptsächlich geht, kommen wir verhältnismäßig einfach zu einer brauchbaren Lösung. Es ist bekannt bzw. sollte bekannt sein, dass die Masseträgheit mit dem Quadrat des Abstan-des vom Drehpunkt zunimmt. Auf unsere Tragfläche bezogen heißt das, dass der äußerste Punkt, das Flügelende, am meisten zur Masseträgheit des Flügels beiträgt, weil hier der Abstand zum Drehpunkt (Schwerpunkt des Modells) am größten ist. Folglich spielt es im Hin-blick auf die Seitensteuerbarkeit eines Modells eine wichtige Rolle, wie groß dieser Abstand, der ja die Halbspannweite darstellt, im Verhältnis zur Länge des Seitenruderhebelarms ist. Mit diesem Verhältnis b/2 : rSl haben wir schon einen Wert, der uns bei der Bestimmung der Seitenleitwerksfläche helfen kann. Die Massenträgheit eines Flügels wird aber nicht allein durch ihre Spannweite bestimmt, sondern auch durch die Größe ihrer Masse, welche durch die Flügelfläche repräsentiert wird. Das heißt, die Seitensteuerbarkeit des Modells hängt auch davon ab, wie sich die Größe der Flügelfläche zur Größe der Seitenleitwerksfläche verhält. Bilden wir aus diesen beiden Flächen ebenfalls ein Verhältnis, nämlich FFl/FSl, so haben wir einen weiteren Bestimmungswert für den Seitenleitwerksfaktor. Multiplizieren wir diese beiden Verhältnisse miteinander, so ergibt sich eine Zahl, die wir den Seitenleitwerksfaktor (fSl) nennen können. Die Größe dieses Faktors macht eine Aussage über die Seitenstabilität und Seitensteuerbarkeit eines Modells. Untersucht man nun die Konstruktionsdaten zahlreicher Modelle, so findet man heraus, dass dieser Seitenleitwerksfaktor erheblichen Schwankungen unterworfen ist und sich zwischen etwa 20 bis 40 bewegt. Das deutet einerseits auf eine ziemliche Unsicherheit der Modellkonstrukteure hinsichtlich der Seitenleitwerksauslegung hin.


1079615217.gif

Diagramm zur Ermittlung der Seitenleitwerksfläche

Andererseits ist es aber auch ein Zeichen dafür, dass man für diesen Seitenleitwerksfaktor nicht einfach eine feste Zahl annehmen kann, weil die Notwendigkeiten, die sich aus der Spannweite, Flügelfläche und der Länge des Leitwerkshebels ergeben, eine entsprechende Anpassung des Seitenleitwerks und damit des Seitenleitwerksfaktors erfordern. Das heißt, wir müssen in der folgenden Formel, die wir oben abgeleitet haben, noch eine sinnvolle Korrektur einfügen:

1079615257.gif


Wenn wir nun bedenken, dass die Masseträgheit eines Flügels mit dem Quadrat seiner Spannweite anwächst, kommen wir zu dem Schluss, dass wir die Fläche des Seitenleitwerks in ähnlicher Weise an die Spannweite anpassen müssen, damit wir eine ausreichende Seitensteuerbarkeit des Modells erhalten. Anders ausgedrückt heißt das, wir sollten den Seitenleitwerksfaktor nicht linear mit der Spannweite verändern, sondern so, dass sich für größere Spannweiten auch relativ größere Seitenleitwerksflächen ergeben und umgekehrt. Wie man so etwas bewerkstelligt, soll hier nur im Endergebnis vorgestellt werden, weil rein mathematische Überlegungen den Leser sicher nicht weiter interessieren. Der Seitenleitwerksfaktor wurde also nach folgender Formel korrigiert, sodass sich für alle Spannweiten und Flügelflächen bzw. Flügelstreckungen sinnvolle Seitenleitwerksflächen ergeben:

1079615293.gif


Fügen wir diesen korrigierten Seitenleitwerksfaktor in unsere obige Formel ein und lösen sie nach der Seitenleitwerksfläche auf:

1079615327.gif


Nachdem in der Praxis die Länge des Höhenleitwerkshebels und des Seitenleitwerkshebels in der Regel nahezu gleich sind, wurde bei der Berechnung des Diagramms für die Länge des Seitenleitwerkshebels die Länge des Höhenleitwerkshebels verwendet. Im Diagramm selbst ist nicht die Flügelfläche, sondern die Spannweite und die Flügelstreckung eingetragen, was die Flügelfläche ja beinhaltet, um den Zusammenhang zwischen der Spannweite und der nötigen Seitenleitwerksfläche erkennbar zu machen.

Damit erst gar keine Irritationen aufkommen. Diesen Text habe ich von einer Kopie abgeschrieben, die mir vor Jahren ein Freund zukommen ließ, um mich bei dem Bemühen zu unterstützen, mal selbst ein Modell zu entwerfen. Die Quelle ist mir nicht bekannt. Wie der kundige Leser feststellen wird, geht es hier nicht um Motormodelle.
 
Vielen Dank für eure Antworten.

Irgendwie vermisse ich einen Zusammenhang zwischen Flügel V-Form und Seitenleitwerksfläche.
So wie ich die Aerodynamik bis jetzt verstanden habe benötigt ein Kunstflugsegler bei gleicher Flügelfläche und Rumpflänge mit 0° V-Form eine andere Seitenleitwerksfläche als ein Thermiksegler mit verhältnissmässiger grosser V-Form.

Ist der Einfluss der V-Form vernachlässigbar oder in dem Faktor 20... 40 enthalten?

Bin auf eure Antworten gespannt.

Gruss

Reto
 

jwl

User †
Ist der Einfluss der V-Form vernachlässigbar oder in dem Faktor 20... 40 enthalten?

der einfluss der vau-form ist abhängig vom CA der fläche. das schiebegriermoment ist CA abhängig.
die richtungstabiltät hat bei sehr hohen CAs so hoch sein dass das modell auf seitenruder gar oder sehr wenig reagiert --der abwind spielt auch eine rolle. in den meisten bereichen reicht es aus. wenn es eng wird ist auf eine baum im weg. hier gibt es nur eins tiefenruder. mehr anströmmung und weniger schiebegiermoment an der fläche.

wie du schon bemerkt hat ist dass mit der SLW nicht so einfach und wenn man manches modell fliegen sieht, sieht man es auch, wenn es wie eine biene im stöck schwänzelt.

gruss jwl
 
Hi Hans!

<OT>

Original erstellt von Hans Rupp:
...

try (trail ist die Spur ;) )...
Guckst Du hier ! ;)

Is'n "stehender Begriff" - "try 'n' error" versteht jeder, man merkt aber, dass der Sprecher nicht "nativ" ist.

Grüße Helmut
</OT>

[ 22. März 2004, 08:29: Beitrag editiert von: TurboSchroegi ]
 
Rasch noch die Quelle für die Abhandlung von S. M.-G.:
Franz Perseke, Das Segeflugmodell Teil III (Neckar-Verlag).(Auflage 1984 S. 114 ff.)
 
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