Fragen zur Auslegung von F1A Segelflugmodellen

Hallo liebe Mitstreiter,

ich habe einige Fragen zur Auslegung von Freiflugmodellen (F1A) und würde mich freuen,
wenn mir hier evtl. jemand auf die Sprünge helfen könnte.


Im Speziellen geht es um die Konzeption und Auslegung der Tragfläche:
Ich habe bei vielen Freiflugmodellen (F1A) bisher gesehen, dass die
Tragflächen über eine große Streckung verfügen, also das Verhältnis
von Spannweite zu Tragflächentiefe recht groß ist. Nun bewegen wir die
Modelle ja ohnehin schon bei relativ niedrigen RE-Zahlen.
Wäre es in diesem Falle nicht besser die Tragflächentiefe zugunsten einer
besseren Profilgüte zu erhöhen ? Andererseits wird ja bei großer Streckung
der induzierte Widerstand reduziert.
Gibt es hier sowas wie ein "break even point" ?

Die zweite Frage betrifft die V-Form des Tragflügels. Die meisten Tragflächen
verfügen ja über ein gerades Mittelstück mit relativ stark angewinkelten "Ohren".
Da die Modelle ja meist mit einem konstanten Kurvenradius geflogen werden, wäre
es da nicht besser die Flächen mit mehrfachem Knick auszustatten, um eine
gleichförmige Auftriebsverteilung über den gesamten Flügel beim Kurvenflug zu bekommen ?


Oder werden die Modelle nach dem Grundsatz konzipiert "das haben wir schon
immer so gemacht" ? ;)

Ich würde mich über eine rege Diskussion freuen !!

viele Grüße aus Berlin

Benno
 
Hallo,
die Klasse F1A oder A2 oder Nordic glider gibt es seit 1950. Das Studium von Bauplänen von Beginn bis heute zeigt auf, dass keineswegs so konzipiert wird, wie das schon immer gemacht wurde. Es gibt seit F.W.Schmitz bis heute eine Fülle von Literatur, in der sich mit dem Fliegen bei kleinen Re-Zahlen und der optimalen Auslegung der F1A-Modelle befasstwird. Bis Ende der 80er Jahre war die Entwicklung der Flügel durch das benutzbare Material Holz beschränkt, neue moderne Kompositstoffe erlauben seitdem größere Streckungen und leichtere Flügel mit viel größerer Festigkeit.
Die Standardauslegung mit geradem Mittelteil und Ohren verschiedener Größe mit unterschiedlichen Winkeln ist lange schon ergänzt durch Tragflügel mit dreifach Trapezform und Doppelknick, also gerades Mittelteil, erstes Ohr, zweites Ohr.
Die Auftriebsverteilung an den Flügeln ist in erster Linie auf den Grundriss der Flügel zurückzuführen (Re-Zahlen), der Kurvenradius spielt eine Rolle (circular airflow), dies wird jedoch durch unterschiedliche einstellbare Einstellwinkel und damit Veränderung der Anstellwinkel der Tragflügel beinflusst. Unterschiedliche Einstellwinkel am linken und rechten Flügel und an den Ohren tragen ebenfalls zur Veränderung der Auftriebsverteilung bei.
Es wurden bisher noch keine Veränderungen/Verbesserungen der Flugzeiten von F1A - Modellen mit einfachen Ohren oder doppelten Flächenknicken bewiesen.
Es liegen keine Hinweise dafür vor, dass bei Flächen mit mehrfachen Knicken eine bessere Auftriebsverteilung erfolgt, der induzierte Widerstand dürfte wahrscheinlich etwas zunehmen (Umströmung der Knickbereiche).
Grüße
flieger-ralf
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Ralf,

vielen Dank für die Antworten.

Zusammenfassend kann man dann festhalten, dass zwar mit mehrfacher V-Form schon experimentiert wurde, dies aber keine Vorteile erbracht hat.

viele Grüße

Benno
 
Hallo Benno,
es sind nicht nur mehrfache V-Formen, auch rund aufgebogene Tragflächen schon vor vielen Jahren gebaut worden ... und wieder verschwunden. Neben dem enorm hohen Bauaufwand konnte auch eine bessere Leistung nicht festgestellt werden. Und: um die nötige Flugstabilität zu erreichen waren die äußersten Spitzen dann doch schon recht steil. Die "benetzte Fläche" wurde dadurch größer als bei konventioneller V-Form, vielleicht war das der Grund für die fehlende Verbesserung?
Der reine Gleitflug in ruhiger Luft ist eben ein theoretisches Modell, in der Praxis ist die Flugstabilität ein Faktor, der die erreichbaren Flugzeiten mindestens so stark beeinflußt!
 
Hallo Benno,
es wurde nicht nur experimentiert, Ich fliege derzeit mit Modellen mit dem Doppelknick in einer Flächenhälfte. Wesentliche Verbesserungen zu den Modellen mit nur einem Ohr an jeder Flächenhälfte habe ich noch nicht festgestellt.
Stehe für Fragen gerne zur Verfügung.
 
hohe Streckung ?

hohe Streckung ?

Hallo Austrian und Ralf,

ersteinmal vielen Dank für die Antworten !!

Mich würde allerdings noch interessieren, wieso viele F1A und ähnliche Modelle eine Tragfläche mit einer relativ hohen Streckung haben.

Leichtwindsegler, mit natürlich anderen Profilen aber ähnlicher "Flugaufgabe", weisen ja eher kleinere Streckungen auf d.h. also größere Flächentiefe.

Der Hintergrund der nierdrigen Streckung bei Leichtwindseglern ist es doch durch die tiefere Tragfläche in einen höheren RE-Zahlbereich zu kommen,
wo die verwendeten Profile dann einen besseren Arbeitsbereich haben.
Das kann man mit Xfoil von Mark Drela schön ausprobieren.

Nun die Frage: Warum tendiert man bei den Freiflugprofilen, wie z.B. Benedek 8406B zu eher höherer Streckung ?

viele Grüße

Benno
 

dbrehm

User
Hallo Benno,

auch Leichtwindsegler zeigen hohe Streckung. Heinz Eder hat mit seinem Open Air jedenfalls ein Modell entwickelt, welches wirklich gute Leistungen zeigt. Eder verwendet kein typisches Freiflugprofil - Ziel war u.A.a. bessere Rückkehrfähigkeit gegen den Wind.

es grüßt Dieter
 
Open Air

Open Air

Hallo Dieter,

stimmt, der Open Air (ürbrigens einer meiner absoluten Favoriten, den MUSS ich auch noch bauen) hat eine höhere Streckung (ich glaube sie liegt bei 17). Die Begründung von H.Eder war hier über das Profil, das die niedrigeren RE-Zahlen gut verträgt.
Die Streckungen bei der Freifliegern scheint mir aber noch höher zu sein ...

viele Grüße

Benno
 
Leichtwindsegler

Leichtwindsegler

Hallo,

Wie Dieter richtig sagt, müssen ferngesteuerte Segler wieder, ggf. gegen stärkeren Wind, zurückkehren. Sie fliegen dabei mit kleinerem ca und damit kleinem induzierten Widerstand. Dabei spielt die Streckung nur eine kleine Rolle, währendem der Profilwiderstand eine entsprechend größere Rolle spielt. Dazu braucht man weniger gewölbte Profile. Außerdem sind die Re-Zahlen und damit Auftriebsbeiwerte größer sowie die Profilwiderstände kleiner.
Beim Freiflug wird immer langsam mit möglichst hohem Auftriebsbeiwert (Steigzahl max) geflogen, wodurch eine hohe Streckung von ca 17 erforderlich ist. Man braucht also stark gewölbte Profile. Der hohe Gesamtwiderstand erhöht dabei die Längsstabilität (-Dämpfung).

Grüße
Peter
 
Freiflugprofile
Das B 8406b ist keineswegs ein ypisches Freiflugprofil in F1A, es ist zu dick und mit 6% Wölbung auch relativ schwach.gewölbt.
Ich benutze es in einem Windmodell, mit sauber ausgerundeter Unterseite im Nasenbereich, und mit geringer Streckung.
Die größten Streckungen werden für Super-Gleitmodelle zum Stechen bei Windstille benutzt. Es kommt in der Tat auf das geringste Sinken an, denn man muss abends oder am frühen Morgen (05.00 Uhr) zwingend damit rechnen, dass es keine Thermik gibt. Die Spannweite bei
F1A liegt dann bei 2,60 m bei einer mittleren Flächentiefe von ca. 130 mm.
Die verwendeten Profile sind stark gewölbt und sehr dünn. Damit sind auch Gleitflüge über 4 Minuten aus ca. 50 m Höhe möglich.
flieger-ralf
 
Hallo Ralf, hallo Peter,

nach euren Ausführungen würde ich das so zusammenfassen:

1. Eine hohe Streckung verringert den induzierten Widerstand.
2. Ein Leichtwindsegler verwendet eine geringere Streckung, da die verwendeten Profile tiefer ausgelegt sein müssen, um bei niedrigen Re-Zahlen noch überkritisch zu sein.
3. Ein z.B. F1A Modell verwendet Hochauftriebsprofile, die bei noch niedrigeren RE-Zahlen überkritisch sind, daher aber auch die Streckung höher gewählt werden kann, womit der induzierte Widerstand herabgesetzt werden kann.
4. Der Profilwiderstand nimmt dann zwar zu, aber das Freiflugprofil kompensiert dies, da es gnadenlos auf bestes Sinken ausgelegt ist.
5. Der Leichtwindsegler muss einen Kompromiss eingehen, wobei das F1A kompromissloser ausgelegt ist.

Kann man damit in groben Zügen leben ?

Tut mir leid, falls das nerven sollte, aber ich bin Ing. und kann einfach nichts bauen, ohne es verstanden zu haben.

viele Grüße

Benno

P.S.

Evtl. könnte man hier mal ein Modell quasi öffentlich konzipieren, das dann von den geneigten Lesern nachgebaut werden kann. Also alles, was sonst noch dazu gehört, wie z.B. Längstabilität, Festlegung des Schwerpuntes, Stabilitätsmaß, etc. .
 

dbrehm

User
DD6RF schrieb:
...
Evtl. könnte man hier mal ein Modell quasi öffentlich konzipieren, das dann von den geneigten Lesern nachgebaut werden kann. Also alles, was sonst noch dazu gehört, wie z.B. Längstabilität, Festlegung des Schwerpuntes, Stabilitätsmaß, etc. .

DAS wäre natürlich großartig und im höchsten Maße lehrreich - wenn sich hierzu einige Fachleute bereiterklärten, wäre ich garantiert ein begeisterter Leser.

es grüßt Dieter

PS:
@Benno: was macht Dein FA13-Bau?
 
Zitat von DD6RF
...
Evtl. könnte man hier mal ein Modell quasi öffentlich konzipieren, das dann von den geneigten Lesern nachgebaut werden kann. Also alles, was sonst noch dazu gehört, wie z.B. Längstabilität, Festlegung des Schwerpuntes, Stabilitätsmaß, etc. .
DAS wäre natürlich großartig und im höchsten Maße lehrreich - wenn sich hierzu einige Fachleute bereiterklärten, wäre ich garantiert ein begeisterter Leser.
Hallo Benno, hallo Dieter,

Die Auslegung eines Leichtwindseglers ist eine nicht ganz einfache Angelegenheit, weil der recht unterschiedliche Aufgaben erfüllen muß. In der Praxis ist es nämlich oft so, daß im Tagesverlauf sich u.U. recht plötzlich die Flugbedingungen ändern und dann mit einer reinen Leichtwindauslegung schnell ein Außersichtkommen oder Absaufen erfolgt.
Die Auslegung vom "Open Air" ist eine reine Leichtwind-A, da es das 3,5-%ige S 4083 besitzt. Es besitzt einen konventionellen Profiltropfen mit relativ großer Dickenvorlage, wird also relativ schnell turbulent werden. Ich habe keine Polaren dieses Profils (da können andere sicher helfen), denke aber, daß es bei kleineren ca-Werten höhere Widerstandsbeiwerte besitzt.
Eine Alternative hierzu wäre z.B. das ag 24 von Mark Drela mit 2,7% Wölbung und ebenfalls 8% Dicke wie das S 4083 hat. Der Profiltropfen hat eine größere Dickenrücklage und einen kleineren Widerstand bei kleinen ca-Werten ("Laminardelle"). Auch hier habe ich keine Polaren (s.o.).
Das ist aber erst der Anfang: Da ist die Frage nach der Streckung, Flächeninhalt, -Belastung, Stabilitätsmaß, usw...
Vielleicht gibt´s hierzu Experten...Hilfe erbeten...

Grüße
Peter
 
Hallo Peter,

ich und wahrscheinlich auch Dieter dachten eigentlich mehr an ein F1A Freiflugmodell, weniger an einen RC-Leichtwindsegler. Dafür kann man sehr schon das Buch Leichtwindsegler von H.Eder zu Rate ziehen.

Viele Grüße und einen schönen 2. Advent

Benno
 
F1A-Auslegung

F1A-Auslegung

Die reinen Gleitflugleistungen von F1A-Modellen haben sich in den letzten, sagen wir mal 40 Jahren, nicht mehr verbessert. Es gab damals schon Modelle, die bei null Thermik 190s im Schnitt aus 50m Höhe flogen. Es gibt kaum aerodynamische Möglichkeiten, bei niedrigen Re-Zahlen höheren Auftrieb und/oder niedrigeren Widerstand zu erreichen (Außer Leistung zuführen, was ja nicht möglich ist).
Die Verbesserung der Flugleistungen erfolgte in den letzten 40 Jahren ausschließlich über neue Startmethoden (Kreisschlepp, Bunt) und die Kohlefaser-Verbund-Bauweise. Weitere Verbesserungen ergeben sich aus dem Einsatz von Controllern/ Rudermaschinen und neuerdings dem Einsatz von Flappern.
Ich denke nicht, daß man von den verwendeten Geometrien und Pofilauslegungen abweichen kann, weil keine Verbesserungen mehr zu erwarten sind. Diese sind ausschließlich s.o. zu erreichen.

Peter
 
Leistung der F1A - Modelle
Die Meinung von F1H-NFlyer wird nicht geteilt. In den 60er Jahren war es schon schwierig, 180 Sekunden zu erreichen, selbst auf Sunrise-Wettbewerben. Es mag hier und da mal ein highlite gegeben haben, wobei hier die genauen Umstände nicht bekannt sind.
Alte Ergebnislisten machen dies sehr deutlich.

Hingegen haben sich die Leistungen tatsächlich verbessert, da mit den neuen Materialien größere Streckungen gebaut wurden und auch neue Profile entwickelt wurde, die den Auftrieb verbessert haben, sie sind so dünn, dass sie in konventioneller Holzbauweise nicht stabil gebaut werden können. Die Ergebnisse sind auch auf Sunrise-Wettbewerben zu beobachten, wo ein Schleuder- oder Bunt-Start nicht erlaubt ist, sondern aus ca. 50 m Höhe geflogen wird. Die Aussage, dass sich die Flugleistungen der F1A-Modelle durch Kreisschlepp und Buntstart erhöhen, widerspricht sich in sich. Natürlich ist die Flugzeit höher, wenn ich eine Ausgangshöhe von bis zu 90 Metern habe, dies sagt aber nichts über die Flugleistungen des Modells aus.

Grüße
flieger-ralf
 
Auslegung eines F1A-Supergleiters
Das angesprochene Projekt der Auslegung eines Supergleiters F1A einschließlich Berechnung der Längsstabilität, Berechnung des Neutralpunkte und Festlegung des Schwerpunktes, des Stabilitätsmaßes etc. wird sich in einem Forum nicht realisieren lassen - darüber gibt es B ü c h e r , die man hier schlecht publizieren kann, von Copyright ganz abgesehen. Allein die Berechnungen des Neutralpunktes und des Schwerpunktes nach Beuermann umfasst zig Seiten und Formeln, man benötigt die Kennlinien der Profile von Tragfläche und Höhenleitwerk etc..
Es wird daher in vielen Fällen nur grob geplant und gebaut und z.B. der richtige Schwerpunkt durch viele Testflüge erarbeitet. Daher bauen einige Freiflieger bewährte Modelle in etwa nach, verbessern sie ein wenig, probieren verschiedene Höhenleitwerksprofile aus etc. und kommen so gelegentlich zu einem Modell mit einer besseren Flugleistung.
So hat sich in der Regel der Freiflug weiter entwickelt - bis man anfing, gute Modelle zu kaufen und viele fliegen mit den gleichen Modellen - in allen Klassen, nicht nur F1A.

Grüße
flieger-ralf
 
F1A-Auslegung

Ralf, die Auslegung nach Beuermann kannst Du von der thermiksense herunterladen und es ist garnicht so schwierig, damit umzugehen. Was fehlt, sind Profilmessungen im Re-Zahl-Bereich unter 40 000. Bei Schäffer, ebenfalls in der Thermiksense, gibt es ein paar Messungen, die allerdings mit etwas Vorsicht zu geniessen sind.

Auf Sunrise-Modelle bin ich gar nicht eingegangen, weil diese nur in windstiller Luft ohne Thermik zu handeln sind. Bei Allwetter-Modellen sehe ich keine Verbesserungen der Flugleistungen, weil hier die üblichen dickeren Profile wegen der Holmfestigkeit verwendet werden (müssen). Die Modelle müssen außerdem bei Störung schnell wieder ihre normale Fluglage einnehmen. Die Verbesserung der Flugleistung bezog sich natürlich auf die Möglichkeit der Überhöhung und vorallendingen des Kreisschlepps um ein tragendes Lüftchen zu finden.

Noch zu der neuen F1A-S-Klasse: Zu den alten Zeiten ohne Kreisschlepp sollte man eigentlich nicht mehr zurückkehren, oder soll unsereins, noch wie früher, mit heraushängender Zunge über die Prärie rennen, um vielleicht doch noch ein Lüftchen zu finden?

Grüße
Peter
 

Nordic

User
F1A Standart

F1A Standart

Hallo Peter
Betreff deiner Aussage:
Noch zu der neuen F1A-S-Klasse: Zu den alten Zeiten ohne Kreisschlepp sollte man eigentlich nicht mehr zurückkehren, oder soll unsereins, noch wie früher, mit heraushängender Zunge über die Prärie rennen, um vielleicht doch noch ein Lüftchen zu finden?

Diese vorläufige Klasse richtet sich an alle diejenigen,
die nicht mehr bereit sind "Stundenlang" ein F1A durch die Gegend zu schleppen.
Die ihre alten F1A Modelle aus dem Keller holen und einfach wieder ein Wettbwerb zu fliegen ohne sich mit Hightech Fliegern vergleichen zu müssen. Es gibt sicherlich eine Menge älterer Piloten die daran Spass haben werden. Es gibt auch die Möglichkeit den Einsteigern auf ein Wettbewerbserfolg, und das nicht nur den Oldtimern. Oft genug wurde auf die zu hohe Komlpexität der aktuellen F1A Modelle hingewiesen. Nun sollten alle die kommen, oder auch reaktiviert werden, die immer diese Situation angeprangert haben.
 

hastf1b

User †
F1A-S

F1A-S

Hallo Bernd, eine Frage dazu, ist eine Leitwerksanhebung (Rentnerschraube) erlaubt? Die Funktion muß ja nicht über den Timer gehen sondern kann beim abfallen der Leine zurückgenommen werden.

Gruß Heinz

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