Einfacher Eigenbau-Hangflug-Pfeil

Hallo Uwe,

wie der Moderator in diesem Forum schon ganz richtig festgestellt hat, war ich gar nicht damit zufrieden, dass von Dir Behauptungen aufgestellt werden, die falsch sind. Da finde ich es nur menschlich, dass man sich die eine oder andere Spitze nicht verkneifen kann.

Weil ich natürlich an meinen Schwächen arbeiten möchte, werde ich jetzt zunächst Deine Fragen beantworten und dann ein paar Stichpunkte zu Deinen Fliegern "Marumba" und "Ares" schreiben, weil Du sie schon explizit als Beispiele angeführt hast.

UweH schrieb:

Übrigens werden Nurflügel nicht zwangsläufig schlecht wenn man zieht, die Leistung von Hortennurflügel werden deutlich besser und auch mein Ares wird besser wenn man zieht weil die Auslegung darauf abzielt, dass bei hohen cA die Zirkulationsverteilung besser wird, genau dann wenn es auf die Zirkulationsverteilung an kommt. Bei niedrigen cA werden die Profilwiderstände klein, ebenso genau dann wenn es vor allem auf die Profilwiderstände ankommt.

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Das ist Falsch. Es bleibt ein Nurflügelproblem, dass man die Zirkulationsverteilung durch Trimmen verschiedener Flugzustände verändert (egal ob durch zentrales Höhenruder oder äussere Klappen) und den Tragflügel in die "falsche" Richtung wölbt (äussere Klappen). Siehe dazu auch post #54.

UweH schrieb:

Marumba läßt sich aus Festigkeitsgründen für den geplanten Einsatzweck kaum mit einem Gewicht von 850 Gramm bauen, ich habe die Profile bei den
Re-Zahlen für ein Fluggewicht von 1,5 kg angeschaut, das Modell jetzt mit etwas mehr als dem halben Gewicht zu rechnen finde ich im Gegensatz zu Dir ganz und gar nicht fair bzw. kann man die Modelle allein schon aus dem Grund des Gewichtsunterschieds für die unterschiedliche mechanische Beanspruchung nicht miteinander vergleichen....Du hast am Anfang auch geschrieben dass man die Modelle wie Äpfel und Birnen nicht vergleichen kann, tust es aber dann doch...oder habe ich diese Bemerkung falsch verstanden?

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Ja, hast Du. Es ist sinnvoll beide Flieger mit gleicher Flächenbelastung zu vergleichen. In diesem Fall ist der Gesamtauftriebsbeiwerte bei gleicher Fluggeschwindigkeit für beide Flieger identisch. Wegen Gleitzahl=cA/cw und cA~m*g/f ist bei höheren Geschwindigkeiten immer der Flieger mit größerer Flächenbelastung besser. Das schöne ist, dass die Ergebnisse mit gleicher Flächenbelastung für beider Flieger ziemlich gut skalierbar sind. Somit bleibt das Ergebnis bestehen.

UweH schrieb:

Für die Simulation im Schnellflug setzt Du die Wölbklappe am AG40 auf 1° positiv um den notwendigen cA knapp über Null und cm=0 einzustellen, damit fällt das verwölbte AG40 unten aus der Polare. Im praktischen Flugbetrieb setzt niemand hierfür eine Wölbklappe positiv, sondern zieht das Höhenruder negativ. Damit sieht die Polare für das unverwölbte AG40 wieder deutlich günstiger für den Schnellflug aus, wie die cA-Belastung und die Profilpolare an diesem Trimmpunkt für das TP100 aussieht hab ich mir jetzt noch nicht im Detail angeschaut....aber irgendwie kommt mir das ein bisschen unfair vor.

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Wie Du es drehst und wendest, irgendwie musst Du trimmen. Wenn Du nicht die Wölbklappe dazu nimmst, dann musst Du die äusseren Klappen benutzen. Der negative Effekt davon ist in post #48 erklärt.

UweH schrieb:

Auch wenn die Diskussion damals nicht mit einem endgültigen Ergebnis abgeschlossen wurde war die Beobachtung der meisten WL-Pfeilpiloten dass hohe Auftriebswerte am Winglet den Schnellflug spürbar bremsen.
Die Erklärung warum bei Dir der Auftriebsberg am Winglet des Smile weniger bremst als die Auftriebsentlastung des Marumbawinglets bist Du uns schuldig geblieben und hast diese Aussagen einfach in den Raum gestellt.

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Grundsätzlich empfehle ich Dir zum Thema Wingletanordnung am Pfeilnurflügel den sehr anschaulichen Artikel von Martin Hepperle: http://www.mh-aerotools.de/airfoils/index.htm -> aerodynamics -> a close look at winglets

Dass man Winglets für die Seitenstabilität bei Pfeilfügeln braucht ist klar und aus Fläche, Auftriebsbelastung sowie Profil ergibt sich der Reibungswiderstandsanteil. Wenn man schon Massen ganz aussen am Flügel anbauen anbaut, kann man damit auch versuchen den induzierten Widerstandsanteil minimal zu halten. Das ist sehr schön beschrieben von James A. Blackwell: Blackwell, J., "Numerical Method To Calculate the Induced Drag or Optimal Span Loading for Arbitrary Non-Planar Aircraft", NASA SP-405, May 1976. Nach dem dritten Theorem von Munk kann man die Lastverteilung für den minimalen induzierten Widerstand ausrechnen - die ist dann erreicht, wenn die Abwindgeschwindigkeit hinter dem Flügel konstant ist. Für den Smile sieht das wie folgt aus:

Hier ist die Auftriebsverteilung (cl) mit der lokalen Flügeltiefe (c), der mittleren geometrischen Flügeltiefe (c_bar) sowie dem Gesamtauftriebsbeiwert (cL) dimensionslos gemacht. Aufgetragen ist alles über der Laufkoordinate (S) entlang der Flügelvorderkante. Wie Du siehst, ergibt sich für alle globalen Auftriebsbeiwerte eine positive Belastung des Winglets um den induzierten Widerstand zu minimal zu halten. In der Praxis kann man diese ideale Lastverteilung an den Nurflügeln hier nicht perfekt einstellen, weil man a) trimmen muss und b) das Winglet bei den kleinen Reynoldszahlen nicht zu schmal werden sollte um zu funktionieren. Natürlich kann man sich aber an der Verteilung orientieren (was wir beim Smile gemacht haben) und sie sogar sehr genau einhalten, wenn es um den Nachbau von großen Scale-Segelfliegern mit Winglets geht.

UweH schrieb:

Als Zwischenergebnis kann man jedenfalls sagen dass der Smile ein sehr gutes Konzept für den Hangflug darstellt und auch höhere Flächenbelastungen verträgt, aber auch der Marumba nicht so schlecht ist wie vor allem Benjamin das mit seinen spitzen Bemerkungen suggeriert hat.

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Ich habe verstanden. Daher wie oben angekündigt nur ein paar kurze, spitze (nur im Sinne von präzisen) Bemerkungen zu "Marumba" und "Ares".

"Marumba"
AG40d und AG41d sind geniale Profile für den Innenflügel eines F3J Modells. Die Anforderungen an Auftriebsbeiwert/Momentenbeiwert Kombinationen, die an einen Nurflügel gestellt werden sind doch etwas andere. Zusätzlich nutzt Du mit den angegebenen Wölbklappentiefen nicht den Konturknick bei 0.75x/c der Profile aus. Zum Thema Wingletauslegung und Aussenflügel lese bitte im oberen Abschnitt nach.

"Ares"

UweH schrieb:

so ähnlich wie ihr den Smile ausgelegt habt, ist mein Ares ausgelegt, aber mit einer deutlichen Auftriebsentlastung des Außenflügels und der Winglets.

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Auch hier: die Auftriebsverteilung im Aussenflügel ist bestimmt nicht vorteilhaft gewählt. Den Tiefensprung würde ich ebenfalls nicht einbauen (es sei denn, es geht um ein Flugzeug wie die Eta und man hat mehr als genug Spannweite). Der Grund dafür ist, dass sich hier auch sprunghaft die Zirkulation und damit die Abwindgeschwindigkeit ändern. Vergleiche auch hier noch mal mit dem Abschnitt oben über den induzierten Widerstand. Funktionieren kann der Flieger trotzdem, weil der induzierte Widerstand Wi ~ [(m*g)^2] / (b^2) ist und in erster Line von Spannweite (b) und Masse (m) abhängen - man kann das aber sicher besser machen.

In diesem Sinne: happy engineering,
Benjamin

Winglet und andere Fragen

Winglet und andere Fragen

Hallo allerseits,
aus dieser Diskussion müsste man eine Broschüre zur Auslegung von Pfeilnurflügeln machen, so interessant ist das.

Eine Frage von mir:

Die "positive Aufladung" des Winglets bedeutet, dass es bei vom Konstrukteur zur Erfüllung eines bestimmten Zwecks vorgegebenen Auslegungspunkte Auftieb liefert(n muss) um die Auftriebsverteilung zur Verringerung des induzierten Auftriebs insgesamt, unter Einbeziehung des WL (wenn es denn schon da ist) gut zu halten?

Damit es das kann, ist es zu profilieren und mit einem Anstellwinkel zu versehen? Wenn ja, wie viel und wie wird dabei die Zirkulation um das Winglet (will sagen, das Flügelende) selbst berücksichtigt?

Zur Erinnerung: In den (glorreichen) Zeiten der PfeilNF mit Brettwinglets sind wir dazu übergegangen, das Winglet negativ zur Flugrichtung anzustellen (beim Fahrwerk würde man sagen: Nachspur) und nach hinten zu entkoppeln. Zweck der Übung war es, die interessante Flugfigur "Propeller" zu vermeiden, die vermutlich auf einseitigen Strömungsabrissen am Winglet bzw. WL Fuss beruhte. Dies, weil das Brettprofil nicht in der Lage war, genügend Auftrieb zu liefern. (Wegen der Propeller mussten wir reparieren und hatten keine Zeit, ordentliche Winglets zu bauen, allerdings waren geeignete Profile auch rar.)

Bitte als Fragen, nicht als Postulation zu verstehen.

Nur am Rand: Meine Versuche mit BrettNF für F3F haben mich zu der Überzeugung gebracht, das allenfalls ein Pfeil noch Entwicklungspotential hat. Und ja, ich baue auch gerade einen Smile,

Vielen Dank an die Diskutanten, deftones, PK und UweH, wir lernen viel davon!

Stefan

Hallo Stefan
da ich ja einer bin der Marumba baut würde es mich freuen wenn du von dem Smile ein paar Baustufen Fotos
und einen kleinen Bericht hier einstellen würdest
Norbert

Nur zur Untermauerung. Anbei xwing-Rechnung für Smile und anschließend für Marumba bei CA=0.8. Für den Smile habe ich dazu einfach die Aussenklappen 3° hochgestellt. Für den Marumba die Wölbklappen 2° runter und die Aussenklappen 2°hoch. Dabei sei das Stabimass mal wurscht. Profilierung gibt es keine; reine Panel-Rechnung. Die weisse Kurve entspricht der optimalen Zirkulation nach Munk. Die weiss gepunktete entspräche der elliptischen Zirk. ohne Winglets. (Keine V-Form berücksichtigt und keinen Winglet-Twist. Uwe, ich hab dein Designer-Winglet mal vereinfacht aus Faulheit).
Beide Flügel haben recht niedrigen ind. Widerstand, kommen der optimalen Zirk. nahe.
Könnten sagen: es steht eins zu eins, hehe....

Smile


und Marumba


Andreas

deftones schrieb:

wie der Moderator in diesem Forum schon ganz richtig festgestellt hat, war ich gar nicht damit zufrieden, dass von Dir Behauptungen aufgestellt werden, die falsch sind. Da finde ich es nur menschlich, dass man sich die eine oder andere Spitze nicht verkneifen kann.

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Warum wirst Du dabei beleidigend?

deftones schrieb:

UweH schrieb:

Übrigens werden Nurflügel nicht zwangsläufig schlecht wenn man zieht, die Leistung von Hortennurflügel werden deutlich besser und auch mein Ares wird besser wenn man zieht weil die Auslegung darauf abzielt, dass bei hohen cA die Zirkulationsverteilung besser wird, genau dann wenn es auf die Zirkulationsverteilung an kommt. Bei niedrigen cA werden die Profilwiderstände klein, ebenso genau dann wenn es vor allem auf die Profilwiderstände ankommt.

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Das ist Falsch. Es bleibt ein Nurflügelproblem, dass man die Zirkulationsverteilung durch Trimmen verschiedener Flugzustände verändert (egal ob durch zentrales Höhenruder oder äussere Klappen) und den Tragflügel in die "falsche" Richtung wölbt (äussere Klappen). Siehe dazu auch post #54.

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Du fliegst wohl nicht oft Nurflügel, oder?

Benjamin, ich klink mich hier aus, denn wenn das alles der Weisheit letzter Schluß ist was Du hier schreibst, dann habe ich die letzten 20 Jahre Nurflügelentwicklung vollkommen umsonst betrieben und mir ist jetzt endlich klar dass die in dieser Zeit entstandenen annähernd 100 Nurflügemodelle alle gar nicht geflogen sind und ich an Halluzinationen leide.

Ciao,

Uwe.

Hallo Uwe,

UweH schrieb:

Warum wirst Du dabei beleidigend?

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Das ist falsch. Mir ist es wichtig zu sagen, dass ich weder beleidigend war noch bin. Wenn Du bitte einen Satz weiter lesen möchtest:

deftones schrieb:

Weil ich natürlich an meinen Schwächen arbeiten möchte, werde ich jetzt zunächst Deine Fragen beantworten und dann ein paar Stichpunkte zu Deinen Fliegern "Marumba" und "Ares" schreiben, weil Du sie schon explizit als Beispiele angeführt hast.

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Genau das habe ich getan und bin sehr sachlich auf Deine Fragen eingegangen.

UweH schrieb:

Du fliegst wohl nicht oft Nurflügel, oder?

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Ich bin schon einige Nurflügel geflogen, aber lieber und öfter fliege ich Flugzeuge in Drachenkonfiguration. Darum geht es hier aber eigentlich gar nicht.

Hallo Andreas,
vielen Dank für die Rechnungen. Hast Du wirklich ein Panel-Verfahren benutzt oder meinst Du ein Traglinienverfahren? In jedem Fall wäre es wohl gut, Profilwölbung und Einbauwinkel zu berücksichtigen. Magst Du bei cA=0.2 und 0.8 mal für das selbe Stabilitätsmaß getrimmte Rechnungen durchführen und die induzierten Widerstände für beide Flieger angeben? Das wäre im Vergleich zu den Rechnungen von Philip interessant.

Hallo Stefan

Stefan Siemens schrieb:

Die "positive Aufladung" des Winglets bedeutet, dass es bei vom Konstrukteur zur Erfüllung eines bestimmten Zwecks vorgegebenen Auslegungspunkte Auftieb liefert(n muss) um die Auftriebsverteilung zur Verringerung des induzierten Auftriebs insgesamt, unter Einbeziehung des WL (wenn es denn schon da ist) gut zu halten?

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Ja, das ist genau richtig.

Stefan Siemens schrieb:

Damit es das kann, ist es zu profilieren und mit einem Anstellwinkel zu versehen? Wenn ja, wie viel und wie wird dabei die Zirkulation um das Winglet (will sagen, das Flügelende) selbst berücksichtigt?

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Das kann man leider nicht so pauschal beantworten. Auch wenn man das Winglet ohne Einbauwinkel (0° zur Flugrichtung) und nicht profiliert einbaut, wird es, in Abhängigkeit der Zirkulation am Hauptflügels, nicht lastfrei sein. Der Grund dafür ist, dass das Winglet im Strömungsfeld des Hauptflügels arbeitet und daher nicht die freie Anströmung sieht. Die Last am Winglet ist abhängig von der Zirkulation am Hauptflügel, dem Wingletgrundriss, der Profilwölbung sowie der Verwindungsverteilung. Unter der Voraussetzung das man geeignete Profile am Winglet verwendet die ohne Ablösung funktionieren, kann man die Lastverteilung sehr gut mit 3D Traglinienverfahren wie Lifting Line, AVL oder FLZ Vortex bestimmen. Möchte man genauere Aussagen zur Druckverteilung haben, kommt man an einer Rechnung mit einem 3D Panelverfahren nicht vorbei. Durch ausrunden und/oder zurückversetzen des Winglet kann man die (sich überlagernden) Druckanstiege aber ganz gut reduzieren und frühzeitige Ablösungen vermeiden. Das ist sehr gut in dem Artikel von Martin Hepperle erklärt.

Viele Grüße,
Benjamin

deftones schrieb:

Da finde ich es nur menschlich, dass man sich die eine oder andere Spitze nicht verkneifen kann.

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Genau das ist der entscheidende Punkt und große Irrtum, der hier zu Tage tritt. Zur Wahrung des Forenfriedens ist es unabdingbar, dass man sich Spitzen verkneifen kann. Nicht mehr und nicht weniger wird von den Usern des Forums von erwartet, siehe auch NuR 1.1!
Wer dazu nicht Willens oder nicht in der Lage ist, wird sanktioniert.

Aber jetzt zurück zum Thema...

Da hilft nur Wissen und Rechnen

Da hilft nur Wissen und Rechnen

deftones schrieb:

Das kann man leider nicht so pauschal beantworten. Auch wenn man das Winglet ohne Einbauwinkel (0° zur Flugrichtung) und nicht profiliert einbaut, wird es, in Abhängigkeit der Zirkulation am Hauptflügels, nicht lastfrei sein. Der Grund dafür ist, dass das Winglet im Strömungsfeld des Hauptflügels arbeitet und daher nicht die freie Anströmung sieht. Die Last am Winglet ist abhängig von der Zirkulation am Hauptflügel, dem Wingletgrundriss, der Profilwölbung sowie der Verwindungsverteilung. Unter der Voraussetzung das man geeignete Profile am Winglet verwendet die ohne Ablösung funktionieren, kann man die Lastverteilung sehr gut mit 3D Traglinienverfahren wie Lifting Line, AVL oder FLZ Vortex bestimmen. Möchte man genauere Aussagen zur Druckverteilung haben, kommt man an einer Rechnung mit einem 3D Panelverfahren nicht vorbei. Durch ausrunden und/oder zurückversetzen des Winglet kann man die (sich überlagernden) Druckanstiege aber ganz gut reduzieren und frühzeitige Ablösungen vermeiden. Das ist sehr gut in dem Artikel von Martin Hepperle erklärt.

Viele Grüße,
Benjamin

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Hallo Benjamin,
diese Antwort habe ich erwartet bzw. befürchtet und bestätigt die vor vielen Jahren mit, in der Regel als Brett ausgeführten Winglets gemachten Erfahrungen, als diese Rechenverfahren nicht für Viele zur Verfügung standen.

Mit Bauchgefühl und Daumenregeln ist hier nicht mehr viel zu machen. Nun ist die Modellsegelfliegerein schon seit einigen Jahren den "aerodynamischen Kinderschuhen" entwachsen und das ist auch gut so, denn sonst hätten wir den Leistungssprung bei F3B/F/K/J nicht. Die Nurflügelszene sollte dem offen gegenüberstehen.
Stefan

Dank Eckart,

für Deine Erklärungen!

Eckart Müller schrieb:

Genau das ist der entscheidende Punkt und große Irrtum, der hier zu Tage tritt. Zur Wahrung des Forenfriedens ist es unabdingbar, dass man sich Spitzen verkneifen kann. Nicht mehr und nicht weniger wird von den Usern des Forums von erwartet, siehe auch NuR 1.1!
Wer dazu nicht Willens oder nicht in der Lage ist, wird sanktioniert.

Aber jetzt zurück zum Thema...

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Ich bin sehr willig! Darüber hinaus würde ich mir wünschen, dass Du alle Leute an diesen Massstäben misst und die Diskussion inhaltlich moderierst. Aber wie Du schon sagst: Zurück zum Thema...

Viele Grüße,
Benjamin

Hi alle
Schön so eine Diskussion, bin richtig stolz das ich Marumba baue nach all den Berechnungen Ausführungen hoffe ich doch wohl dass alles so funktioniert , aber da vertraue ich Uwe voll und ganz.

Norbert

Hallo Benjamin,

Du bist nicht oft in diesem Teil des Forums sonst wüßtest Du dass hier ein offener und friedlicher Umgang miteinander gepflegt werd. Spitzen kommen hier auch vor, aber die richten sich normalerweise nicht gegen Personen sondern z.B. gegen Flugzeugkonzepte - ich als Hortenbauer bekomme das immer wieder zu spüren und fühle mich dadurch nicht beleidigt.
Dein Vorschlag die Diskussionsbeiträge inhaltlich zu moderieren nennt man in totalitären Systemen wie? Zensur? Auch wenn die Moderation sich hier schon oft Zensurvorfürfen ausgesetzt sah gibt es das bei Eckart nicht und wird es so wie ich ihn kenne zum Glück auch nie geben.

Ich melde mich hier noch mal weil ich mit ein paar Argumenten von Dir nicht einverstanden bin und noch ein paar Worte zu meinen Auslegungsgedanken weiter geben möchte, seien sie nun aus Deiner Sicht richtig oder falsch. Jeder kann dann selbst entscheiden ob er seinen Nurflügel mit einem 3D-Panelverfahren auf optimale Auftriebsverteilung nach Munk oder einem anderen Verfahren auslegen möchte und ob die Nachbauer dabei Deiner, meiner oder einer anderen Philosopie folgen, denn es gibt bei den Nurflügeln durchaus noch mehr Optimierungsziele als die bisher genannten.

Zunächst zu Deinen Auslegungsargumenten:
In Post # 48 hast Du geschrieben

deftones schrieb:

warum man auch einen Hangflieger nicht für kleine Auftriebsbeiwerte auslegen sollte.

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Der Smile hat mit Philips Schwerpunkt bei Klappen im Strak einen Auslegungs-cA von etwa 0,18, je nach Rechenverfahren. Das ist aber kein hoher, sondern ein sehr niedriger Auslegungs-cA. Die üblichen cA-Werte für schnelle Nurflügel liegen zwischen 0-0,3, für Allrounder zwischen 0,3-0,5 und für Thermiksegler zwischen 0,4-0,8.

Damit wird diese Aussage aus Post #48 zumindest interessant:

deftones schrieb:

Warum haben wir für den Smile ein höheres Auslegungs cA gewählt als für unsere Leitwerkler und warum fliegt der Flieger trotzdem noch so gut „schnell“?

Kurz nachgedacht: Wenn man steigen möchte und entsprechend langsam fliegen, zieht man – heißt beim Nurflügel die Klappen nach oben ausschlagen und das Profil entwölben. Blöderweise beutet das eine Zusatzwölbung in die falsche Richtung und hat zur Folge, dass die Unterseite des (ohnehin schon mit S-Schlag versehen Profils) bei den kleinen Reynoldszahlen sehr bald ablöst. Kennt jeder Nurflügelpilot: die Flieger werden schlecht so bald man etwas zieht! Darum ist der Smile so ausgelegt, dass man gar nicht erst viel ziehen muss um langsam zu fliegen.

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Um mit dem Smile langsam zu fliegen muß man aber viel ziehen, denn Langsamflug bedeutet cA 0,4-0,6, aber der Smile hat ohne ziehen ein cA von unter 0,2. Hier widersprichst Du Dir.

Weiter komme ich noch mal auf Deine Aussage aus Post 61 zurück meine Behauptung dass Nurflügel in den Leistungen besser werden wenn man zieht sei falsch:

deftones schrieb:

UweH schrieb:

Übrigens werden Nurflügel nicht zwangsläufig schlecht wenn man zieht, die Leistung von Hortennurflügel werden deutlich besser und auch mein Ares wird besser wenn man zieht weil die Auslegung darauf abzielt, dass bei hohen cA die Zirkulationsverteilung besser wird, genau dann wenn es auf die Zirkulationsverteilung an kommt. Bei niedrigen cA werden die Profilwiderstände klein, ebenso genau dann wenn es vor allem auf die Profilwiderstände ankommt.

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Das ist Falsch. Es bleibt ein Nurflügelproblem, dass man die Zirkulationsverteilung durch Trimmen verschiedener Flugzustände verändert (egal ob durch zentrales Höhenruder oder äussere Klappen) und den Tragflügel in die "falsche" Richtung wölbt (äussere Klappen). Siehe dazu auch post #54.

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Fakt ist dass Ares, Marumba und auch der Smile ihre besten Leistungen mit gezogenem Höhenruder erreichen. Beim Smile ist nach meiner FLZ-Vortex-Rechnung der Punkt des besten Gleitens bei cA 0,7, das entspricht einem Höhenruderausschlag von -4 °, hier ist auch der Punkt des geringsten Sinkens und der höchsten Steigzahl.

Es gibt noch eine schöne Aussage von Dir aus Post #61, die ich als Versehen deute, aber an der ich Dir zeigen kann welche Spitzen hier im Forum allgemein als legitim und nicht beleidigend anerkannt sind

deftones schrieb:

Dass man Winglets für die Seitenstabilität bei Pfeilfügeln braucht ist klar

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Das ist falsch und widerspricht meiner Flugerfahrung aus über 1000 Stunden mit Flugmodellen die ohne Winglets und Seitenleitwerke auskommen

Weiter möchte ich auf Deine wenig begründeten und zumindest fragwürdigen Behauptungen meine Aussagen seien falsch nicht eingehen, sondern lieber erklären was ich mir bei meinen Auslegungen gedacht habe.

@all: Warum ist das so, dass der Smile seine besten Leistungen nicht am Auslegungspunkt mit Klappen im Strak und damit der höchsten Profilwölbung und je nach Profilauslegung vielleicht auch den geringsten Profilwideständen zeigt, sondern an dem Punkt wo der langsame stationäre Gleitflug mit stark entwölbten und damit auftriebsschwachen Profilen eingetrimmt ist?
Nach Benjamins Aussage ist das eintrimmen des Flugzustands ein grundsätzliches Problem von Nurflügeln weil die Optimalität der Zirkulationsverteilung dadurch versaut und die Profile ungünstigerweise entwölbt werden.

Die Erklärung habe ich weiter vorne schon geschrieben. Bei hohen Flügel-Auftriebswerten sind die Profilwiderstände zweitrangig und der induzierte Widerstand dominiert. Bei einem geschränkten Flügel, egal ob aerodynamisch oder geometrisch, ist die Zirkulationsverteilung über den Anstellwinkel- und damit cA-bereich nicht konstant und verändert sich. Diese Zirkulationsverteilung bestimmt maßgeblich den induzierten Widerstand und damit die Flugleistung im Langsamflug (siehe auch Nickel-Wohlfahrt, Kapitel "Der induzierte Widerstand, Seiten 63ff)

Der Nurflügeldesigner der das weiß, wird die Veränderung des induzierten Widerstands nicht als grundsätzlichen Nachteil von Nurflügeln akzeptieren, sondern diese Eigenschaft für die Auslegung ausnutzen.

Das bedeutet die optimale Zirkulationverteilung für einen hohen cA einzustellen wie das Andreas in seinem vereinfachten Vergleichsbeispiel für Smile und Marumba mit cA 0,8 und Zirkulation nach Munk gemacht hat.
Früher hat man das oft nur über die Verwindung mit Klappen im Strak bei hohen Auslegungs-cAs gemacht. Heute geht man eher auf niedrige Auslegungs-cAs wie das Philip beim Smile und ich mit noch niedrigerem cA beim Marumba gemacht habe und stellt die optimale Zirkulation zusätzlich zur Verwindung durch geeignete Klappenform und -Klappenausschläge ein. Warum hat Philip beim Smile, ebenso wie ich beim Marumba oder den Zweckhorten eine trapezförmige Klappengeometrie gewählt? Das begünstigt das einstellen der optimalen Zirkulationsverteilung. Das bringt übrigens auch bei der Wölbklappe mehr als die Klappentiefe auf den im Profilentwurf vorgegebenen Klappenknick abzustimmen, denn beim setzen der Wölbklappe für den Langsamflug ist die Zirkulationsverteilung wichtiger als der minimale Profilwiderstand, das ist ein großer Unterschied der Nurflügel- zur Leitwerkerauslegung.

Nun gut, die Auslegung des Grundflügels von Marumba und Smile scheinen auch lt. der Simulation von Andreas nicht allzu weit voneinander weg zu sein. Was ist nun mit den aufgeladenen Winglets?

Philip und Benjamin haben ihre Wingeltpilosophie schon weiter vorne geschrieben, das möchte ich nicht widerholen und auch nicht in Frage stellen, die Idee habe ich ja schon mehrfach gelobt.
Ich möchte nur meine Gedanken dazu daneben stellen, denn neben der optimalen Flugleistung gibt es noch andere Punkte die bei einem Pfeilnurflügelentwurf berücksichtigt werden sollen.
Ein ganz wichtiger Punkt, der sich indirekt über die Pilotenarbeit auch auf die Leistung niederschlägt ist das Handling und die Wendigkeit.
Wenn man das Winglet positiv aufläd, also den Auftrieb am Außenflügel erhöht, dann vergrößert man bei einem Querruderausschlag den negativen Wendemoment (Siehe Nickel Wohlfahrt, Kapitel "Das verflixte negative Wendemoment, S. 181ff) Naja, ist vielleicht nicht schlimm, denn es ist ja keine Horten und man hat die Winglets die als Seitenflächen am langen Hebel dagegen halten...zusätzlich hat man ja noch die negative V-Form als Gegenmaßnahme zur Verfügung...und wenn die Wendigkeit für den langsamen Kurvenflug dann immer noch nicht ausreicht dann legt man halt den Schwerpunkt weiter vor...das kann man alles machen und beim Smile ist es auch so gemacht.
Ich als alter Hortenfreak gehe einen anderen Weg und entlaste den Außenflügel durch starke Schränkung, vor allem aerodynamische, und entlaste auch das stark zurück versetzte Winglet mit symmetrischem Profil. Damit benötige ich weniger Wingletfläche und vor allem komme ich mit einem geringeren Stabilitätsmaß aus um die gleiche Wendigkeit zu erreichen. Das geringere Stabilitätsmaß hat auf die Flugleistung zwar keinen sooo extremen positiven Einfluß, aber es scheint dass sich der Verlust an Flugleistung durch den weniger optimalen Außenflügel und der Gewinn durch das geringere Stabilitätsmaß in etwa die Waage halten.
Das sieht man ein bisschen daran dass Marumba trotz subotimalem Winglet in Philips Simulation bei hohen cA nicht schlecht aussieht, es wird dabei ja auch positv belastet.

Als Indiz dass ich damit nicht so falsch liege führe ich hier mal das geflogene Stabilitätsmaß von 8,2 % bei 0° V-Form meines Ares und das geflogene Stabilitätsmaß von 13 % mit negativer V-Form bei Philips Smile an. Das höhere Stabilitätsmaß macht sich bei der Leistung zwar nicht so stark bemerkbar wenn man es vorher weiß, aber es kostet Maximalauftrieb (siehe Nickel/Wohlfahrt S. 285ff). Der Smile erreicht in der FLZ-Vortex-Simulation mit 13 % Stabilitätsmaß ein cAmax von knapp über 0,7, der Marumba ohne Wölbklappe bei (von Ares als fliegbar übernommenen) 8 % Stabilitätsmaß cAmax knapp über 0,8 und Ares bei geflogenen 8,2 % Stabilitätsmaß cA max 0,92. Bei einem Hangsegler ist das cAmax nicht so entscheidend, aber bei Ares war es ein wichtiges Auslegungsziel um im RES-Wettbewerb genügend Hochstarthöhe zu erreichen.

So, jetzt bin ich am Ende und mag auch nimmer. Wenn ich mit allem was ich über Nurflügel mit meiner Philosphie hier und woanders so schreibe falsch liege, dann zerreist mine Entwürfe jetzt endgültig, aber es ist mir egal denn ich gehe in der Zeit lieber damit Leitwerker abhängen

Gruß,

Uwe.

Lieber Uwe,

UweH schrieb:

Dein Vorschlag die Diskussionsbeiträge inhaltlich zu moderieren nennt man in totalitären Systemen wie? Zensur?

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Mein Vorschlag hat nichts, aber auch gar nichts mit einem totalitären System oder Zensur zu tun! Bitte lese Dir http://de.wikipedia.org/wiki/Moderator_(Beruf) -> Punkt 1 Gesprächsmoderation durch. Ich bitte Dich nochmals erst zu denken und dann zu handeln. Wenn Du Behauptungen aufstellst, bitte begründe sie und alles ist gut.

Wie Eckart sagte, bleiben wir bei der Sache:

UweH schrieb:

Zunächst zu Deinen Auslegungsargumenten:
In Post # 48 hast Du geschrieben


Der Smile hat mit Philips Schwerpunkt bei Klappen im Strak einen Auslegungs-cA von etwa 0,18, je nach Rechenverfahren. Das ist aber kein hoher, sondern ein sehr niedriger Auslegungs-cA. Die üblichen cA-Werte für schnelle Nurflügel liegen zwischen 0-0,3, für Allrounder zwischen 0,3-0,5 und für Thermiksegler zwischen 0,4-0,8.

Damit wird diese Aussage aus Post #48 zumindest interessant:


Um mit dem Smile langsam zu fliegen muß man aber viel ziehen, denn Langsamflug bedeutet cA 0,4-0,6, aber der Smile hat ohne ziehen ein cA von unter 0,2. Hier widersprichst Du Dir.

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Nein, Andreas hat schon sehr schön erklärt, was das Problem ist, wenn man mit xflr5 bzw. in dem dort integrierten Panelverfahren Momentenbeiwerte bestimmt. Vergleichend sind die Rechnungen von Philip allerdings absolut richtig!

Für den Smile findest Du für cA=0.2 und cA=0.8 getrimmte Lastverteilungen mit einem Stabilitätsmaß von 8% hier:
Anhang anzeigen smile_2m_loading.pdf
Wie Du siehst sind etwa 0.6° Höhenruderausschlag notwendig um mit cA=0.8 zu fliegen. Diese Größenordnung in Höhenruderausschlag und Stabilitätsmaß kam im Flugversuch auch ganz gut hin - Philip möge mich korrigieren, wenn ich mich irre.

UweH schrieb:

Fakt ist dass Ares, Marumba und auch der Smile ihre besten Leistungen mit gezogenem Höhenruder erreichen. Beim Smile ist nach meiner FLZ-Vortex-Rechnung der Punkt des besten Gleitens bei cA 0,7, das entspricht einem Höhenruderausschlag von -4 °, hier ist auch der Punkt des geringsten Sinkens und der höchsten Steigzahl.

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Für passendere Werte schau Dir bitte das pdf an.

UweH schrieb:

Das ist falsch und widerspricht meiner Flugerfahrung aus über 1000 Stunden mit Flugmodellen die ohne Winglets und Seitenleitwerke auskommen

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Genau das erkauft man sich beim Horten mit einer unterirdischen Auftriebsverteilung in jedem Flugzustand. Lies dazu bitte das paper von Blackwell oder die Arbeiten zu dem Thema von Ilan Kroo. Mit anderen Worten ausgedrückt: Man kann die Spannweite besser ausnutzen, als das mit einer Horten möglich ist. Selbstverständlich fliegt aber ein Hortennurflügel - keine Frage!

UweH schrieb:

Weiter möchte ich auf Deine wenig begründeten und zumindest fragwürdigen Behauptungen meine Aussagen seien falsch nicht eingehen, sondern lieber erklären was ich mir bei meinen Auslegungen gedacht habe.

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Alle meine Aussagen habe ich begründet und die Hintergründe dazu angegeben. Ich möchte Dich bitten, dass Du Deine "Philiosophie" ebenfalls mit nachvollziehbaren Ergebnissen belegst und nicht einfach nur Behauptungen im Raum stehen lässt. Deine letzten Beiträge lassen Ergebnisse vermissen. Ohne Ergebnisse ist eine sachliche Diskussion nicht möglich.

Benjamin

deftones schrieb:

Für den Smile findest Du für cA=0.2 und cA=0.8 getrimmte Lastverteilungen mit einem Stabilitätsmaß von 8% hier:
Anhang anzeigen 842679
Wie Du siehst sind etwa 0.6° Höhenruderausschlag notwendig um mit cA=0.8 zu fliegen. Diese Größenordnung in Höhenruderausschlag und Stabilitätsmaß kam im Flugversuch auch ganz gut hin - Philip möge mich korrigieren, wenn ich mich irre

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Philip hat einem Modellfliegerkollegen, der vor einigen Wochen die Profile des Smile bei ihm angefragt hat geschrieben, er fliege einen Schwerpunkt von 226 mm, 230 mm seien noch ganz gut beherrschbar.

Jetzt habe ich noch mal das FLZ_Vortex angeworfen und den Smile mit Klappen im Strak, 740 Gramm Fluggewicht und den beiden Schwerpunktlagen durch laufen lassen. Mit dem gleichen Programm und Simulationsverfahren habe ich auch das Stabilitätsmaß von 8,2 % bei Auslegungs-cA 0,5, Momenten aus X-Foil, n-crit 6,5 für den geflogenen Schwerpunkt von Ares bestimmt.
Der geflogene cA bei Ares dürfte wegen dem Einfluß des verwendeten Rumpfs um etwa 0,1 niedriger liegen und da die Klappen im Normalflug im Strak stehen sollte das nicht allzu weit von der Realität entfernt sein
Mit dieser Einstellung habe ich jetzt etwa 25 Flugstunden bei 0-4 Bft mit dem Ares geflogen.

Für den Smile ergaben sich folgende Ergebnisse, die 8 % sind nicht dabei:
Profilmomente nach TAT:
Schwerpunkt 226 mm - Auslegungs cA 0,243 - Stabilitätsmaß 12,54 %
Schwerpunkt 230 mm - Auslegungs cA 0,295 - Stabilitätsmaß 10,33 %

Profilmomente für die Re-Zahl der Simulation aus X-Foil, n-crit 6,5, Nullauftriebswinkel aus TAT (nach den Flugmessungen von Florian Rösch bringt das die beste Übereinstimmung der Simulation mit der Praxis)
Schwerpunkt 226 mm - Auslegungs cA 0,170- Stabilitätsmaß 12,39 %
Schwerpunkt 230 mm - Auslegungs cA 0,197 - Stabilitätsmaß 10,04 %

Das wichtige an Simulationsergebnissen ist dass man sie auch fliegen kann. Ich habe hier für den Smile und den Ares die selben Simulationsverfahren angewandt um Vergleichbarkeit herzustellen.
Das Ergebnis kann jeder für sich selbst deuten, ich klink mich hier jetzt endgültig aus.

Gruß,

Uwe.

Smile mit Wölbklappen

Smile mit Wölbklappen

Hallo Norbert, hallo an alle Interessierten,
Wie bereits erwaehnt kann man sicherlich noch etwas performance aus dem Smile herauskitzeln, wenn man Wölbklappen einbaut.
Ob man die Definition "einfacher Hangflug Pfeil" dann noch so beibehaelt oder nicht, soll jeder für sich selbst entscheiden.

Norbert1 schrieb:

Hallo Philip
Wie Uwe schon sagt tolle Beschreibung und vergleiche von den Beiden Flügeln
Von dir habe ich ja per Mail die Auslegung und Profile vom Smile bekommen
Nun sprichst du das man den Smile auch mit 4 klappen bauen kann , das wäre interessant
Doch als Flachlandtiroler mangels hängen müsste wie bei Marumba ein 60 mm breites Motormittelteil eingebaut werden , wie würde sich das den auf Smile auswirken , könntest du dafür eine Auslegung machen , dann wäre das mit Sicherheit mein nächstes Projekt .
Norbert

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Wenn ich den Smile nochmal mit Wölbklappen bauen würde, dann würde ich folgende Modifikationen vornehmen um diese auch möglichst sinnvoll nutzen zu können:



Im Grunde ist der Pfeilwinkel etwas erhöht um die "positive" Klappenwirkung zu optimieren. Demnach habe ich die Verwindung zurückgenommen um das Auslegungs-Ca nicht zu erhöhen und auch die Verwindungsverteilung etwas abgeaendert. Alles das ist mit Rücksicht auf den mit Wölbklappen erweiterten effizent nutzbaren Ca-Bereich gemacht worden. Die Segmentlaengen müssen nun demnach 330mm und 660mm lang sein, was beim Kerneschneiden hoffentlich kein grösseres Problem darstellt.
Die Klappentiefen der Wölbklappen sind:
Innen: 25% = 52.5mm
Aussen: 20% = 39.2mm
Die Klappentiefen der Quer/Höhenruder sind:
Innen: 20% = 39.2mm
Aussen: 33.3% = 56mm
Ich würde mich sehr freuen, wenn das Dein naechstes Projekt wird Norbert - und noch mehr, wenn Du dann auch hier darüber berichtest!
Die in der Zeichnung inneren 30mm-Rechtecke sind als "Platzhalter" für einen etwaigen Rumpf gezeichnet. Tja, beim Einsatz eines E-Motors ist ein kleiner Rumpf wohl leider unumgaenglich.
Viel Spass und einen schönen Abend:

Philip Kolb

UweH schrieb:

ich gehe in der Zeit lieber damit Leitwerker abhängen

Gruß,

Uwe.

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Ich stelle meine Leitwerker gerne zur Verfügung (aber ich fliege) um die von einem Nurflügel abhängen zu lassen.

Gruß Rainer

COOLMOVE schrieb:

Ich stelle meine Leitwerker gerne zur Verfügung (aber ich fliege) um die von einem Nurflügel abhängen zu lassen.

Gruß Rainer

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Hallo Rainer,

da Du von uns beiden der weit bessere Pilot bist halte ich Deinen Vorschlag für unfair, ich fliege die Leitwerker ....traue keinem Vergleich den Du nicht selbst manipuliert hast

Gruß,

Uwe,

UweH schrieb:

Hallo Rainer,

da Du von uns beiden der weit bessere Pilot bist halte ich Deinen Vorschlag für unfair, ich fliege die Leitwerker ....traue keinem Vergleich den Du nicht selbst manipuliert hast

Gruß,

Uwe,

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Der bessere Pilot weiß ich nicht, auf jeden Fall der dem das Modell wurscht ist wenns kaputt geht und das hilft viel beim fliegen.
Ok das ist dann eine Aufgabe, in diesem umgekehrten Fall würde ich dann aber behaupten: nicht unlösbar!

Gruß Rainer

COOLMOVE schrieb:

Der bessere Pilot weiß ich nicht, auf jeden Fall der dem das Modell wurscht ist wenns kaputt geht und das hilft viel beim fliegen.

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Kurz OT: Gestern war mirs auch wurscht, manchmal brauch ich sowas: http://vimeo.com/44692472

Vorher mit dem Focus war noch eine Windstärke mehr, aber einen Ares oder einen normalen Smile, die unter 20 Gramm Flächenbelastung haben, hätte ich da nicht rausgeworfen, nicht mal mit Wölbklappen als Landehilfe, die hätten das Lee mit den Bäumen nie überlebt

Gruß,

Uwe.

Philip Kolb schrieb:

Hallo Norbert, hallo an alle Interessierten,
Wie bereits erwaehnt kann man sicherlich noch etwas performance aus dem Smile herauskitzeln, wenn man Wölbklappen einbaut.
Ob man die Definition "einfacher Hangflug Pfeil" dann noch so beibehaelt oder nicht, soll jeder für sich selbst entscheiden.



Wenn ich den Smile nochmal mit Wölbklappen bauen würde, dann würde ich folgende Modifikationen vornehmen um diese auch möglichst sinnvoll nutzen zu können:

Anhang anzeigen 842769

Im Grunde ist der Pfeilwinkel etwas erhöht um die "positive" Klappenwirkung zu optimieren. Demnach habe ich die Verwindung zurückgenommen um das Auslegungs-Ca nicht zu erhöhen und auch die Verwindungsverteilung etwas abgeaendert. Alles das ist mit Rücksicht auf den mit Wölbklappen erweiterten effizent nutzbaren Ca-Bereich gemacht worden. Die Segmentlaengen müssen nun demnach 330mm und 660mm lang sein, was beim Kerneschneiden hoffentlich kein grösseres Problem darstellt.
Die Klappentiefen der Wölbklappen sind:
Innen: 25% = 52.5mm
Aussen: 20% = 39.2mm
Die Klappentiefen der Quer/Höhenruder sind:
Innen: 20% = 39.2mm
Aussen: 33.3% = 56mm
Ich würde mich sehr freuen, wenn das Dein naechstes Projekt wird Norbert - und noch mehr, wenn Du dann auch hier darüber berichtest!
Die in der Zeichnung inneren 30mm-Rechtecke sind als "Platzhalter" für einen etwaigen Rumpf gezeichnet. Tja, beim Einsatz eines E-Motors ist ein kleiner Rumpf wohl leider unumgaenglich.
Viel Spass und einen schönen Abend:

Philip Kolb

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Hallo Philip
Danke für deine geänderte Auslegung des Smiley und ja ich werde ihn Bauen und auch darüber Berichten sobald ich Marumba fertig habe,
es faszinieren mich beide Modelle, und werde dazu dann auch meinen eigenen eindrücke /Geschmack sowohl Objektiv und subjektiv nach dem fliegen abgeben .
Norbert