Unterschiede zwischen Theorie und Praxis

snowbulli schrieb:

Sehr spannend sind dazu Uwes Zäune. xFoil kann die Gurney Flap irgendwie gar nicht begreifen....

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Hallo Manfred,
ich möchte hier kurz klar stellen dass die Zaunausführung zur Widerstandsverminderung zwar meine Idee basierend auf einem Artikel von Erich Jedelsky ist, aber die Idee mit einer Gurney-Flap den Profilmoment an Brettnurflügeln ins Positive zu verschieben ist von Peter Wick. Ich habe das nur für ihn am fliegenden Modell getestet

Die Gurney wirkt aber vor allem über die Nachlaufströmung, was man gut daran erkennen kann dass sich der aerodynamische Neutralpunkt gegenüber dem geometrischen Neutralpunkt sehr stark nach hinten verschiebt. Um fest zu stellen wie die Gurney die gesamte Profilumströmung beeinflußt müsste man damit mal in einen Windkanal, hier scheint die X-Foil-Simulation tatsächlich weit überfordert zu sein.


Vielleicht hat ein Student mal Lust auf eine Diplomarbeit zu dem Thema, ich kann gerne meine Erfahrungen an verschiedenen fliegenden Modellen dazu beisteuern.

Gruß,

Uwe.

Hallo Uwe,

such doch einfach mal danach, es gibt genug Rechnungen und auch Messungen in der Literatur! Nicht nur Luftfahrt, sondern Automobilrennsport (F1) und Windenergie!

Gruss Rainer

Hallo Rainer,

danke für den Hinweis.
Ich habe von Peter Wick eine sehr gute Untersuchung der DLR mit Windkanalmessungen zu dem Thema Gurney-Flap bekommen, aber weder da noch sonst irgendwo habe ich bisher Hinweise zur Anwendung als Stabilisierungsmethode der Querachse von Nurflügeln gefunden.

Da gibt es sicher noch einiges zu forschen und zu untersuchen, zumal auch die anfäglich sehr stark ausgeprägte Bremse der Leisten-Flap durch meine Methode weitestgehend verschwunden ist ohne die Wirkung auf den Profilmoment zu verlieren. Auch die DLR hatte Untersuchungen zur Widerstandsverminderung gemacht und brauchbare Methoden dazu gefunden, aber ich bin erfolgreich einen anderen Weg gegangen und das Ergebnis müsste mal in Messungen bewertet werden.
Leider habe ich zu viele offene Baustellen um hier selbst weiter zu forschen, die Bretter sind bei mir nur Hobby im Hobby

Gruß,

Uwe.

UlrichFU schrieb:

...

Ähm puuhh die Luftdichte ist ein gute Punkt, denn ich bisher wohl ein bisschen vernachlässigt (vergessen...) habe.
(Die Ca Werte sind mit den Daten der Standardatmosphäre d.h. rho = 1,225 kg/m³ berechnet). Zum Glück zeichnet das Unilog 2 Temperatur und Luftdruck auf, ich fürchte ich werde die Messreihe korrigieren müssen die nächsten Tage
Danke für den Tipp...

Grüße, Uli

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Hallo Freunde,

alle Messungen von Fluggeschwindigkeiten nach dem Staudruckprinzip kranken an folgenden Punkten:
1) Abhängigkeit von der aktuellen Luftdichte
2) Abhängigkeit von einer geeigneten statischen Druckabnahme an einem umströmten Körper
3) Die gängigen käuflichen Differenzdrucksensoren sind vom Messprinzip her ungeeignet für kleine Geschwindigkeiten, wie sie bei Modellflugzeugen typisch sind.
4) Die käuflichen Geschwindigkeitssensoren für Modellbauzwecke z.B. mit Prandtlrohr sind üblicherweise nicht kalibriert.

Daher setze ich für präzise Messungen auf ein ganz anderes Messprinzip, nämlich auf den sogenannten Wirbelzähler.

An der Fertigstellung eines Wirbelzählers als Referenz-Sensor bin ich dran.
Siehe da:


Viele Grüße

Tempo

Lieber Uli,
sehr interessante Messungen! Man sieht auch schön, wie falsch die meiste Theorie (-Programme) sind.
Es wäre elegant, wenn du deine Messungen etwas anders darstellen könntest: Abszisse: 1/CA, Ordinate: Xs. Dann bekommst du (hoffentlich!) eine Gerade, wobei der Neutralpunkt sich als Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt und das CM sich errechnet als die neg. Steigung der Kurve geteilt duch die Bezugsflügeltiefe (MAC). Siehe Schaubild.
Übrigens: CM ist das Gesamtnickmoment mit Bezug auf den Neutralpunkt und setzt sich aus einem Schränkungsanteil und einem Profilanteil zusammmen.

Andreas

Hi Andross,

wir haben den Neutralpunkt schon ausgewertet genauso wie du es gezeichnet hast:



Der berechnete Neutralpunkt liegt je nach Programm so zwischen 430mm und 440mm, passt also einigermaßen.

Zu der Luftdichteproblematik bin ich nach etwas nachdenken zu folgendem Schluss gekommen: Da wir die Geschwindigkeitswerte ja ausschließlich zur Berechnung von Ca Werten verwenden müsste man hierfür die unterschiedliche Luftdichtenicht berücksichtigen können. Im Endeffekt messen wir mit unserem Prandtlerohr ja den Staudruck und man kann die Formel für den Ca Wert jetzt so umstellen, dass sie nur noch vom Staudruck abhängig ist... Man müsste jetzt zur 100% korrekten Auswertung nur die Luftdichte kennen bei der das Prandtlerohr kalibriert wurde. Das ist so wie eben auch bei den richtigen Flugzeugen wo in 3000m der Stall immer noch bei der gleichen Fahrtmesseranzeige erfolgt wie in Bodennähe. Ich würde hier eher von einem Vorteil für die Staudruckmessung sprechen, bei anderen Messprinzipien müsste man sich hierzu erstmal genau überlegen wie sich das auf die Messwerte auswirkt.

Ich bin jetzt schon gespannte wie das dann mit dem Anstellwinkelsensor aussieht

Grüße, Uli

Fliegender Windkanal

Fliegender Windkanal

Hallo Freunde,

der Wirbelzähler für hochgenaue Strömungsgeschwindigkeitsmessungen ist funktionstüchtig und von ca. 10km/h bis 150km/h ausgetestet:



Auf dem Bild ist die Messeinheit zu sehen, mit der gleichzeitig ein Strömungswinkel und die Strömungsgeschwindigkeit gemessen werden können. In der gezeigten Ausrichtung wird der Schiebewinkel gemessen, um 90 Grad gedreht erhält man den Anstellwinkel.

Ich bin nun dabei den Aufbau um einen Anstellwinkelmesser zu ergänzen, wie ich ihn bereits als Einzelstück für Messungen an dem Nurflügelmodell AK-X zur Verfügung gestellt habe. Mit der 3-fach-Messeinheit ergibt sich dann ein "Fliegender Windkanal", mit dem gleichzeitig der Anstellwinkel, der Schiebewinkel und die Strömungsgeschwindigkeit gemessen wird. Alle Sensordaten werden mit meiner Messanlage 50 mal pro Sekunde aufgezeichnet, womit sämtliche Flugbewegungen einwandfrei untersucht werden können.

Beispiele für den Einsatz: Untersuchung von Profilen in freier Umströmung, Aufbau von Regelkreisen, Kalibrierung von anderen Sensoren, "Unterschiede zwischen Theorie und Praxis" aufdecken, ...

Viele Grüße

Tempo

Theorie und Praxis bei der Akaflieg Karlsruhe: AK-X

Theorie und Praxis bei der Akaflieg Karlsruhe: AK-X


Es lohnt sich für die Interessierten einmal wieder auf den Seiten der Akaflieg vorbeizuschauen:
http://www.akaflieg.uni-karlsruhe.de/projekte/ak-x/flugmodellerprobung.html
http://www.akaflieg.uni-karlsruhe.de/projekte/ak-x/erprobungsmodelle.html

Hochdecker?

Hochdecker?

Hallo Tempo,

gab es eigentlich mal Überlegungen die AK-X als Hochdecker zu bauen? Wenn ich die Tiefdeckerauslegung betrachte, dann fällt mir auf, daß bei hohen Anstellwinkeln beim Landen vermutlich die Flügelenden im Gras liegen, und V-Form + starke Pfeilung vielleicht ein bischen zuviel Stabilität um die Längsachse bringt.

Gruß,
Bernd

Hallo Bernd,

ich kann eigentlich auch direkt antworten, dann muss es nicht den Umweg über Tempo gehen. (arbeite beim AK-X Projekt in der Akaflieg mit)

Überlegungen zu diesem Thema gab es in der Tat schon mal recht ausführlich. Das Problem an der Sache ist, dass wir gerne eine "konventionelle" Pilotenanordnung realisieren würden. Dass heißt sitzend, leicht auf dem Rücken liegend. Nun stellt sich die Frage wie man bei gegebener Pilotenposition, aufgrund des Schwerpunkts, den Flügel so positioniert, dass man noch eine ausreichende Sicht hat. Vorallem im Kreisflug ist dabei auch die Sicht nach oben, zum Kreismittelpunkt hin, wichtig.

Dein Einwand mit den Flügelenden im Gras beim Landen ist natürlich richtig. Unser Ansatz hierbei ist durch eine spezielle Wölbklappenkonfiguration den Anstellwinkel beim Abfangen klein zu halten, sodass wir mit "nur" ca. 2° V-Form auskommen. Weiterhin ist natürlich richtig, dass positive V-Form und Pfeilung keine gute Kombination ist. Wir hatten am Anfang auch Probleme mit einem zu großen Schieberollmoment. Allerdings sehen wir aufgrund der restlichen Rahmenbedingung aktuell keine bessere Lösungsmöglichkeit. (Diskutiert wird/wurde auch eine Verlegung des Flügels über die Beine des Piloten, was allerdings Nachteile beim Notausstieg und der strukturellen Anbindung mit sich bringt...)

Grüße, Uli

Unterschiede...........

Unterschiede...........

Hallo Freunde,

dieser Thread läuft jetzt über zwei Jahre.
Kann mir mal einer zusammenfassen, welche Erkenntnisse bzgl. Vortex/Praxis nach dieser Zeit gewonnen worden sind? Als intensiver Nutzer von Vortex würde ich die Unterschiede gerne wissen.

Danke, Gruss und tschö wa, Hans.

fireeye schrieb:

Hallo Freunde,

dieser Thread läuft jetzt über zwei Jahre.
Kann mir mal einer zusammenfassen, welche Erkenntnisse bzgl. Vortex/Praxis nach dieser Zeit gewonnen worden sind? Als intensiver Nutzer von Vortex würde ich die Unterschiede gerne wissen.

Danke, Gruss und tschö wa, Hans.

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Hallo Hans,

für mich stellt sich die Sache so dar, daß ein direkter quantitativer Vergleich vom Modellationsprogramm VORTEX mit belastbaren Messreihen noch nicht stattgefunden hat. Daher weiß zur Zeit noch keiner, wie gut VORTEX ein real fliegendes Modell nachbildet.
Wird das professionell gemacht, ist das ganze äußerst zeitaufwändig und eine geeignete hochauflösende Messtechnik ist teuer.

Im Falle des Nurflügelmodells AK-X meiner Akaflieg standen/stehen die Chancen gut, ein Modell messtechnisch mit ausreichender Genauigkeit für einen Vergleich mit einer Vortex-Modellation zu vermessen. Aber solche ehrgeizigen Projekte entwickeln eine Eigendynamik. So steht für das bisher vorgestellte AK-X-4m-Modell im Moment weder Personal noch Zeit für die Weiterverfolgung eines Vergleichs speziell mit VORTEX zur Verfügung.
Vorrangig ist es das Ziel, den 15m-Nurflügel voranzutreiben. Wenn dieser (hoffentlich) in den nächsten Jahren gebaut ist und fliegt,wird im Rahmen der IDAFLIEG am 15m-Nurflügel die Polare vermessen. Das geschieht dann professionell, wie es schon Jahrzehnte gemacht wird:


Nach dieser Vermessung ist es gut möglich, diese Messdaten mit der Modellation von Vortex zu vergleichen, nachdem die AK-X in Vortex abgebildet wurde. Statt mit dem 4m-Modell oder dem 7,5m-Modell dann zum Schluß eben mit dem 15m-Modell der AK-X, die als Protototyp der Akaflieg in jedem Fall vermessen wird.

Zur Zeit ist die AK-X bereits als 7,5m-Modell fertiggebaut und wird bald zu weiteren Vermessungen als 1:2 Modell fliegen !
Siehe auch da: http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/366467-AK-X?p=3706331&viewfull=1#post3706331




Anmerkung:
Die Profis verwenden nicht VORTEX, sondern Modellationen auf der Basis des Programmes XFOIL. Da stecken Profis ihre Zeit hinein, bauen Windkanalmodelle des entwickelten Tragflächenprofils und führen final eine Vergleichsmessung am fliegenden Original durch.

Ja, richtig gesehen, die LAK im Video hat einen Elektromotor mit Klapppropeller in der Rumpfnase, wie viele Elektroflugmodelle.
Endlich ein Original für tolle Skale-Modellnachbauten !