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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Und es gibt sie doch: Die Rumpfmittelachse



Jan
14.03.2005, 15:25
...oder nicht?

Mein Versuch einer Definition:

Die Rumpfmittelachse ist dann parallel zur (unverwirbelt) anströmenden Luft, wenn der Rumpf des Flugkörper so angestellt ist, dass er den geringsten Luftwiderstand hat.

Kurz zur Klarstellung für die Nicht-Spezis (und zur Klarstellung, was ich meine, da ich auch ein bekennender Nicht-Spezi bin ;) ): Wir brauchen eine Bezugs-Gerade, auf die wir die Einstellwinkel von Fläche und HLW beziehen können um aus der Differenz der Einstellwinkel unsere allseits beliebte EWD ermitteln zu können. Oft wird die Rumpfmittelachse genannt. Immer wieder wird man dafür gescholten. Es wird eingewandt, dass es die Rumpfmittelachse nicht geben würde. Etwas polemisch wurde ausgeführt, man könnte mit gleicher Berechtigung auch die Achse des Seitenruders als Bezugs-Gerade nehmen.

Wie ich in Erinnerung habe, soll es im bemannten Flugbetrieb die Einstellwinkeldifferenz gar nicht geben. Wie selbstverständlich wird allerdings auch in solchen Kreisen von der Rumpfmittelachse gesprochen.. Was ist von meiner Def. zu halten? :rolleyes:

Zweitens: Braucht man eine Rumpfmittelachse. Und wenn ja wozu. Und warum wird die EWD im benannten Bereich so gering beachtet, da man doch auch dort ein Interesse daran haben sollte, widerstandsarm zu bauen... :confused:

Steffen
14.03.2005, 17:09
Moin Jan,

jeder darf sie so definieren wie er will, denn es ist keine physikalische Grundlage.

Im wesentlichen definiert der Konstrukteur die Rumpfachse und das tut er recht frei :)

Ich neige bei Segelflugzeugen zur Verbindungslinie von Rumpfspitze zur Rumpfrohrmitte vor dem Seitenleitwerk.
Ich habe aber auch schon die Mittelachse der Rumpfröhre gesehen.

Wichtig ist sie eigentlich eh nur für Maßangaben und da man die aus dem Plan holt, schaut dann halt man auch, wo die Rumpfachse ist :D

Den Winkel des geringsten Widerstandes finde ich auch nicht leicht zu bestimmen. Ich wüsste nicht, wie ich das machen sollte (ausser bei einer Spindel ohne Flügel bei ca=0)

Ciao, Steffen

Eckart Müller
14.03.2005, 17:43
@ Jan, ich finde es toll, dass Du Dich der allseits grassierenden Seuche entziehst, und nicht von "manntragenden" sondern von "bemannten" Flugzeugen sprichst bzw. schreibst. Ebenso entsetzlich ist es, wenn alle Welt Motoren, Servos, Scharniere oder was weiß ich noch, "verbaut". Das ist schlicht Nonsens. Irgendein Tuppes hat den Quatsch begonnen, und Hinz und Kunz quirlt gedankenlos diese Scheiße weiter, ohne zu ahnen, was ein Verbau in Wirklichkeit ist.
Zwar kann jeder zu seinem Heu Stroh sagen, unbestritten. Aber dann soll er sich auch nicht beschweren, wenn es Mißverständnisse gibt.
Aber egal...

Um eine EWD zu ermitteln, ist keine Mittellinie als Bezugslinie nötig. Wie der Name ja schon sagt, handelt es sich um eine Differenz. Die Differenz zwischen vorne und hinten, zwischen Tragfläche und Höhenleitwerk.
Und wenn wirklich eine Bezugslinie gebraucht wird, z.B. weil die Messung dann einfacher ist, kann eine x-beliebige Gerade eingeführt werden. Nämlich derart, dass die Messung am einfachsten auszuführen ist. Wo die dann liegt bzw. lag, interessiert danach keinen mehr.

Das kannst Du einfach testen, indem Du auf einem Bauplan mit zwei willkürlich gewählten Geraden die EWD bestimmst. Du wirst feststellen, gleichgültig auf welche Gerade Du Deine Messung beziehst, Du erhälst immer die gleiche EWD! ;)

[ 14. März 2005, 19:01: Beitrag editiert von: Eckart Müller ]

TurboSchroegi
15.03.2005, 09:29
Hi !

Schönes Theama ;) Wie Eckart schon sagte: Für die EWD Geschichte ist das unerheblich. Interessant ist es halt für die Auslegung des Rumpfes. Je nach Einsatzzweck des Flugzeuges werden die Rumpfkeuelen mehr oder weniger stark gegenüber dem Leitwerksträger (Rümpfröhre) geneigt. Die Mittellinie der Rumpfröhre ist i.a.R. leicht leicht zu finden, da die Rumpfröhre i.a.R. ein Kegelstumpf (rotationssymetrisch) oder wenigstens achsensymetrisch ist.

Bei der Rumpfkeule ist es schwieriger. Bei den DGs werden die Rumpfkeueln nach dem sogenannten Dickenverteilsystem um den Piloten herum mit Viertelellipsen konstruiert. Diese Schnitte werden nach hinten quasi auf den achsensymetrischen oder rotationssymetrischen Schnitt der Rumpfröhre gestraakt. Es ergibt sich dann ein Schnittpunkt zweier Linien: 1) Von der Rumpfkeulenspitze nach hinten zum "letzten" Schnitt der Rumpfkeule und 2) vom 1ten Schnitt der Rumpfröhre nach hinten bis zum Ende der Röhre.

Letzere ist wohl die, die gewöhnlich als Rumpfmittellinie verstanden wird. Ein weiterer sehr üblicher Ansatz ist wohl der von Steffen.

Wenn ich in die Literatur kucke, dann lese ich da von einer Rumpfbezugslinie, die von der Keulenspitze gerade nach hinten durch den tiefsten (untersten, am nächsten am Boden liegenden) Punkt der Seitenruderendleiste geht. Die Rumpfbezugslinie wird u.a. im Thema "Flügel/Rumpf Interferenzen" zur Diskussion herangezogen.

Grüße Helmut

Yeti
15.03.2005, 09:50
Original erstellt von Jan:
Wie ich in Erinnerung habe, soll es im bemannten Flugbetrieb die Einstellwinkeldifferenz gar nicht geben.Hi Jan!

Natürlich gibt es auch bei bemannten Flugzeugen eine EWD (solange das Flugzeug Flügel und Höhenleitwerk hat). Denn der Flügel hat einen Einstellwinkel und das Höhenleitwerk hat einen Einstellwinkel. Die Differenz beider Winkel ist die Einstellwinkeldifferenz. Allerdings beginnt man beim Entwurf eines Flugzeuges nicht mit der Festlegung einer EWD, sondern sie ergibt sich einfach.

Im stationären Gleitflug sind die Luftkräfte genauso groß aber entgegengesetzt der Gewichtskraft. Ist das Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand (= Gleitzahl) groß, kann man den Widerstand vernachlässigen und annehmen, dass allein der Auftrieb so groß ist wie die Gewichtskraft (ggf. im Kreisflug oder im Abfangbogen multipliziert mit dem Lastvielfachen).

Der Auftrieb (A) hängt ab von der Luftdichte (rho), dem Quadrat der Fluggeschwindigkeit (V²), der Flügelfläche (S) und dem Auftriebsbeiwert (CA).

A = rho/2 * V² * S * CA

Bei gegebener Luftdichte und Flügelfläche kann man also bestimmen, welcher Auftriebsbeiwert erforderlich ist, um einen Auftrieb zu erzeugen, der so groß ist wie das Gewicht des Flugzeuges (multipliziert mit dem Lastvielfachen n)

A = n * G

Die Gewichtskraft ist das Produkt aus Masse m und Erdbeschleunigung g (9,81 m/s²).

Also gehört zu jeder Geschwindigkeit ein bestimmter Auftriebsbeiwert. Der Auftriebsbeiwert CA ändert sich mit dem Anstellwinkel, das ist der Winkel zwischen einer Bezugsachse und der Richtung der anströmenden Luft. Also gehört auch zu jeder Fluggeschwindigkeit ein bestimmter Anstellwinkel. Soll der Flügel bei geringer Geschwindigkeit den selben Auftrieb erzeugen wie bei hoher Geschwindigkeit, muss demnach der Anstellwinkel im Langsamflug größer sein als im Schnellflug.

Ändert sich der Anstellwinkel des Flügels, dann ändert sich auch der Anstellwinkel des Rumpfes, da normalerweise beide fest miteinander verbunden sind. Den Einstellwinkel des Flügels (das ist der Winkel zwischen der Bezugsachse des Rumpfes und der Bezugsachse des Flügels) wählt man so, dass sich im gesamten Geschwindigkeitsbereich (Anstellwinkelbereich) ein möglichst geringer Rumpfwiderstand ergibt. Oder man wählt den Einstellwinkel so, dass der Rumpfwiderstand bei einem bestimmten Flugzustand minimal wird. Das hängt ganz davon ab, ob man für den gesamten Geschwindigkeitsbereich einen möglichst guten Kompromiss finden will oder ob das Flugzeug auf einen bestimmten Flugzustand hin optimiert wurde (Hangfräse oder Thermikschleicher?).

Als nächstes legt man den Einstellwinkel des HLW so fest, dass es im gesamten abzudeckenden Geschwindigkeitsbereich den erforderlichen Trieb (Auf- oder Ab-) erzeugen kann, um das Flugzeug ins Gleichgewicht zu bringen. Wenn man das erledigt hat, hat man auch eine EWD. Aber die ergibt sich dann halt einfach ;)

Gruß Yeti

FamZim
16.03.2005, 22:21
Hallo erst einmahl

Beim Thema Rumpfmittelachse ist die EWD jawohl schon geklärt.
Was leider öfter falsch gemacht wird ist der Einstellwinkel der Tragfläche!
Dazu muß der Rumpf als Flächenprofiel angesehen werden welches möglichst keinen Auftrieb und auch keinen Abtrieb erzeugen soll weil es 0 Streckung hat. Keinen Auftrieb erzeugen solche Profiele erst bei negatiefen Anstellwinkeln.
Viele der modernen Segler werden auch schnell geflogen mit geringem Anstellwinkel so das es ratsam ist den Einstellwinkel an die Rumpfmittelachse anzupassen.
Ein Beispiel dazu! Ich bekam einen Alfa geschenkt mit dem 2 meiner Vorbesitzer abgestürzt, waren weil das Modell die Nase nach dem Anstechen nicht mehr Hoch nahm.
Ich habe dann die Flächensteckung geändert und dadurch die Nasenleiste 8mm abgesenkt. Dank Pendelruder kein problem.
Seitdem flog das Ding wie ne eins.
Manche klagen auch das das Höhenruder zu klein ist, liegt meiner Meinung aber am falschen Anstellwinkel der Fläche!

Gruß
Aloys.