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Thema: Ein Quantensprung bei der Flugleistung

  1. #16
    User Avatar von reinika
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    Zitat Zitat von steve Beitrag anzeigen

    ps. In der Normalkonfiguration wird ein Höhenleitwerk niemals Auftrieb erzeugen. Das so eine Aussage von einer AKA-Flieg in die Welt gesetzt wurde, möchte ich mal glatt bezweifeln.

    VG
    Sicher? Ja?
    Dann studier mal das hier:
    http://www.xflr5.com/docs/XFLR5_and_...y_analysis.pdf

    Wenn Du ca 1/4 runter scrollst, kriegst Du unter dem Titel "Elevator Incidence and CG Position" sogar ein buntes Bildlein um es zu verstehen.

    Viel Erkenntnis
    Reini

    PS. Ein modellfliegender Physiker meinte mal zu mir, Quantensprünge seien sehr klein.
    "Die Geschwindigkeit kommt von der Flächenbelastung, die Aerodynamik kann sie nur mehr oder weniger verhindern."
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  2. #17
    User Avatar von steve
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    Ja, da bin ich mir ganz sicher und wenn das Programm zu anderen Rechenergebnissen kommt - naja

    Wenn ein Profil Auftrieb erzeugt, entsteht auch immer ein Profilmoment. Um dieses Moment auszugleichen, wird das HL benötigt. Das Profilmoment dreht die Nase nach unten, das HL gleicht dies aus und dazu muss am HL Abtrieb erzeugt werden. Wie gesagt: In der Normal-Konfiguration mit Leitwerk.

    Hab gerade mal in das pdf geschaut: Cm0 ist als der Bereich definiert, wo das Profil keinen Auftrieb erzeugt. Und der Bereich mit positiven Cm entsteht, wenn das Profil Abtrieb erzeugt - man muss diese ganzen Theorien auch verstehen, was auch immer so eine Sache für sich ist.

    VG
    steve
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  3. #18
    User Avatar von UweH
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    Zitat Zitat von steve Beitrag anzeigen
    Wenn ein Profil Auftrieb erzeugt, entsteht auch immer ein Profilmoment. Um dieses Moment auszugleichen, wird das HL benötigt. Das Profilmoment dreht die Nase nach unten, das HL gleicht dies aus und dazu muss am HL Abtrieb erzeugt werden. Wie gesagt: In der Normal-Konfiguration mit Leitwerk.
    Hi steve,
    so einfach ist das aber nicht, denn auch der vor dem Neutralpunkt liegende Schwerpunkt dreht die Flügelnase nach unten und je weiter der Schwerpunkt vor dem Neutralpunkt liegt umso mehr.
    Sowohl das Stabilitätsmaß (Schwerpunktlage) als auch der Trimmzustand von Leitwerk zu Flügel (EWD und Höhenrudertrimm) wirken auf den Momentenhaushalt des Flugzeugs und bestimmen den getrimmten Auftriebsbeiwert.
    Der geflogene Auftriebsbeiwert des Flugzeugs liegt je nach Polaren der verwendeten Profile mehr oder weniger nah am Minimalwiderstand der Tragfläche, dazu kommen noch die Einflüsse aus den anliegenden Auftriebsbeiwerten und davon abhängigen Widerständen des Höhenleitwerks, der auftriebsabhängige induzierte Widerstand usw.........

    Es ist also ein Zusammenspiel von mehreren Wirkkreisen, deshalb ist die Auftriebsbelastung eines Höhenleitwerks in verschiedenen Flugzuständen empirisch kaum zu fassen.

    Außerdem ist es deshalb viel zu kurz gefasst die Flugleistung an der Schwerpunktlage fest zu machen, die Diskussion ist für meinen Geschmack mehr als flüssig....

    Gruß,

    Uwe.
    Mein Hangfliegen ist "powered by nature"
    ....wer nichts weiß muss alles glauben...... - Ein Flügel genügt -
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  4. #19
    User Avatar von Eisvogel
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    Zitat Zitat von UweH Beitrag anzeigen
    …. ist es deshalb viel zu kurz gefasst die Flugleistung an der Schwerpunktlage fest zu machen, die Diskussion ist für meinen Geschmack mehr als flüssig....
    Der Schwerpunkt und der Einstellwinkel sind aber meist die einzigen Parameter, die nachträglich verstellt werden können.
    Mit diesen beiden Werten kann man jedes Modell von optimal bis unfliegbar einstellen, sofern das Grundkonzept einigermaßen passt.

    Aus einem Anfängersegler kann man damit natürlich keinen Hochleister machen, aber man kann ihn so einstellen, daß der Anfänger damit das fliegen lernt und nicht frustriert aufgibt. Und umgekehrt kann man den Hochleister so einstellen, daß er nicht vom Anfängersegler naß gemacht wird.
    Im standby Modus.
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  5. #20
    User Avatar von reinika
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    Zitat Zitat von steve Beitrag anzeigen
    Ja, da bin ich mir ganz sicher und wenn das Programm zu anderen Rechenergebnissen kommt - naja

    Wenn ein Profil Auftrieb erzeugt, entsteht auch immer ein Profilmoment. Um dieses Moment auszugleichen, wird das HL benötigt. Das Profilmoment dreht die Nase nach unten, das HL gleicht dies aus und dazu muss am HL Abtrieb erzeugt werden. Wie gesagt: In der Normal-Konfiguration mit Leitwerk.

    Hab gerade mal in das pdf geschaut: Cm0 ist als der Bereich definiert, wo das Profil keinen Auftrieb erzeugt. Und der Bereich mit positiven Cm entsteht, wenn das Profil Abtrieb erzeugt - man muss diese ganzen Theorien auch verstehen, was auch immer so eine Sache für sich ist.

    VG
    Ja, verstehen hilft. Und die Progamme werden von Leuten gemacht, die verstehen.

    cm0 ist der dimensionslose Beiwert, aus welchem sich die Druckpunktwaderung ableiten lässt. Der Druckpunkt (Angriffspunkt des Auftriebs) wandert mit steigendem ca nach vorne. Liegt er vor dem Schwerpunkt, hebt die Auftriebskaft die Flugzeugnase an = positive Leitwerkslast. Liegt der Druckpunkt hinter dem Schwerpunkt, hebt sich das Heck = negative Leitwerkslast.
    Das ist auf dem Bild dargestellt.
    Solche Bewegungen erfolgen sowohl beim Steuern, Störung der Anströmung, wie auch während der alpha-Schwingung.

    Mit der Schwerpunktlage verändert sich natürlich primär das Stabilitätsmass, was das Steuerverhalten ändert. Zusätzlich ändert man damit aber auch den Ca Wert, bei dem der Druckpunkt über den Schwerpunkt läuft.
    Daraus folgt fürs HLW:
    Schwanzlastig = weniger negativlast im Schnellflug und höhere Positivlast im Langsamflug. Kopflastig halt umgekehrt.

    Daraus stammen die erhofften Widerstandsgewinne am Leitwerk, bei geeigneter Schwerpunktlage.

    Wenn man sich aber in Erinnerung ruft, dass ein planares HLW an einem Modellsegler zwischen 5-8% der Gesamt-Oberfläche ausmacht (sehr selten mehr), dann muss man den isolierten Leitwerkswiderstand um 20% (!) via (ungeeignete) Trimmung erhöhen, um 1-1,6% mehr Anteil am Gesamtwiderstand zu haben. Wer will das messen können?

    Aber Uwe hat recht, ist schon OT und Modellflieger haben meist lieber etwas Mystik als Physik.

    Ciao
    Reini
    "Die Geschwindigkeit kommt von der Flächenbelastung, die Aerodynamik kann sie nur mehr oder weniger verhindern."
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  6. #21
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    Zitat Zitat von reinika Beitrag anzeigen
    PS. Ein modellfliegender Physiker meinte mal zu mir, Quantensprünge seien sehr klein.
    Da hat er absolut Recht, Quantensprünge sind für uns Menschen niemals ohne Hilfsmittel wahrnehmbar. Das könnte demnach Ironie sein
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  7. #22
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    Zitat Zitat von steve Beitrag anzeigen
    "Herausgekommen ist, dass es reichte, auf geringstes Sinken zu optimieren, weil in gleichem Maß auch die Gleitzahl stieg."

    Sorry aber beste Gleitzahl und geringstes Sinken sind sehr unterschiedliche Anforderungen an ein Modell. Das Optimum liegt da in der Regel nicht sehr nah beieinander. Beim geringsten Sinken ist die Gleitzahl unter dem Optimum und beim besten Gleiten ist das Sinken höher.
    Das ist korrekt. Mir ging es bei dieser Aussage aber um den Schwerpunkt. Präzise hätte ich schreiben sollen: "Es reicht, den Schwerpunkt für geringstes Sinken zu optimieren, dann habe ich ebenfalls einen sehr guten oder optimalen Schwerpunkt für das beste Gleiten (selbstverständlich bei anderer EWD/Trimmung und Fluggeschwindigkeit).
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  8. #23
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    Standard Höhenruder und Auftrieb

    Hallo Steve!

    Ein Extrembeispiel aus dem Rc-Network wiki:



    Freiflieger fliegen oft mit den in diesem Plan angegebenen Schwerpunktlagen. Bei diesem Flügel mit annähernd gerader t/4-Linie ist dann auch ohne Rechnerei klar, dass das Höhenleitwerk seinen Teil zum Auftrieb beitragen muss.

    Liebe Grüsse

    Franz
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  9. #24
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    Standard EWD Schwerpunkt

    Nabend
    Interesantes Thema hier...
    Im letzten Herbst hab ich bei Optimierungsversuchen an einem Langohr auch den Schwerpunkt mal nach hinten Maximiert..Da hat meines Erachtens die Flatterneigung zugenommen.
    Kann es sein das das verkleinern der EWD Auswirkungen auf das "Flatterverhalten" hat. ? Was meint ihr?
    Gruß
    Ralf
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  10. #25
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    Bei mir zählt die Empirie, und die zeigte, daß alle meine Segler mit eher hinteren Schwerpunktlagen und geringer EWD und einem kleinen Rest Abfangbogen am längsten in der Luft blieben und am besten Thermik anzeigten und aufnahmen. Mancher Segler wurde durch nochmalige, tw. erstaunlich geringe SP-Verschiebungen nach hinten vom "geht so Segler" zum "jetzt macht er Spaß und geht super" Segler. Wie schön, daß man ohne die ganze Theorie zum Ziel kommen kann. Das Kriterium wie lange man in der Luft bleibt, kann man auch wunderbar und zweifelsfrei bestimmen, das Kriterium "geht nicht gut" und "geht gut" ebenfalls.
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  11. #26
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    Zitat Zitat von Relaxr Beitrag anzeigen
    Bei mir zählt die Empirie, und die zeigte, daß alle meine Segler mit eher hinteren Schwerpunktlagen und geringer EWD und einem kleinen Rest Abfangbogen am längsten in der Luft blieben und am besten Thermik anzeigten und aufnahmen. Mancher Segler wurde durch nochmalige, tw. erstaunlich geringe SP-Verschiebungen nach hinten vom "geht so Segler" zum "jetzt macht er Spaß und geht super" Segler. Wie schön, daß man ohne die ganze Theorie zum Ziel kommen kann. Das Kriterium wie lange man in der Luft bleibt, kann man auch wunderbar und zweifelsfrei bestimmen, das Kriterium "geht nicht gut" und "geht gut" ebenfalls.
    Die Hauptsache ist doch, dass dir dein Segler Spaß macht. Spaß ist ein nicht messbares Kriterium, genau wie alle anderen Angaben in deinem Post. Das bezeichne ich jetzt mal als die gängige Modellbaufolklore. Es fehlt zum Beispiel immer die Angabe, bis zu welcher Schwerpunktrücklage der "Flugspaß" weiter steigt. Das ist immer ein Indiz, dass mehr Psychologie als Physik im Spiel ist.

    Die Frage ist, wollen wir überhaupt gemessene Leistungsdaten für unsere Hobbysegler? Das könnte zum Beispiel im Extremfall folgendes Szenario ergeben: "Trotz theoretischer Optimierungsrechnungen zeigt unser neues Modell 'Stardestroyer' bei den unabhängigen Messungen nicht die erwarteten Leistungen. Deswegen bieten wir unseren Kunden dieses Modell zu einem Sonderpreis an, um wenigstens einen Teil der Entwicklungskosten hereinzubekommen." Das wären völlig neue Töne, oder
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  12. #27
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    Hallo Relax!

    Der wissenschaftliche Aufwand, beim Sammeln empirischer Daten, ist uns etwas zu hoch.
    Wir zählen mehr auf das gemeinsame Trainieren mit gleichen Modellen. Tut man das mit Sparringspartnern, die sehr ungern auch nur eine Sekunde zu kurz fliegen, ergeben sich möglicherweise über den Lauf eines Jahres, mit seinen unterschiedlichen Temperaturen, Tageszeiten, Wind-, Wetter-, und Thermikverhältnissen, Erfahrungen, die einem, unter Berücksichtigung der eigenen Vorlieben, ermöglichen, den Schwerpunkt leistungsoptimal den vorher genannten Faktoren anzupassen, was vor allem für Wettbewerbspiloten von Bedeutung ist. (Wer beim Susetfliegen den Schwerpunkt optimiert, erkennt spätestens beim Fliegen in bockiger Thermik den Sinn unterschiedlicher Schwerpunktlagen)
    Wie Reini bereits ausgeführt hat ist die Leistungseinbuße durch eine nicht ganz korrekte EWD recht überschaubar. Meine Vorgehensweise ist daher:
    EWD berechnen, Schwerpunkt erfliegen, Flugphasen festlegen und danach die EWD so einstellen, dass im normalen, dem Modelltyp entsprechendem, Gleitflug das Höhenruder neutral steht (Langsamflug etwas hoch, Schnellflug etwas tief). Dieses Spiel wiederholt sich im Laufe der Flugerprobung eines Modelles möglicherweise mehrmals, denn selbst wenn der Leistungsgewinn recht überschaubar ist, reagiert ein Modell auf ausgeschlagene Ruder bei Geschwindigkeitsänderungen und lässt sich damit an die persönlichen Gewohnheiten anpassen.
    Bei allen Optimierungen ist es dann immer wieder wichtig mit alten Modellen bzw. den ursprünglichen Einstellwerten Referenzflüge durchzuführen.
    Nur so lassen sich Entwicklungstendenzen oder Leistungsveränderungen (muss ja nicht immer positiv sein) einordnen.
    Nimmt man aus mangelnder Erfahrung, oder wegen nicht durchgeführter Berechnungen, keine Rücksicht auf die aerodynamische Auslegung eines Modelles, schafft man, speziell bei Pendelhöhenrudern, Fehlanpassungen die die unglaublichsten Schwerpunktlagen und die seltsamsten Flugeigenschaften ermöglichen.
    Für Interessierte lohnt sich auf jeden Fall nachzusehen was Mark Drela, inzwischen vor einigen Jahren, zu den Themen Schwerpunkteinstellung (Abfangbogenmethode) und Aerodynamik (z.B. Reduktion der Oberseitenblase am Höhenruder, beim Ziehen, durch Verwendung eines tragenden HLW-Profiles) so alles veröffentlicht hat.

    Liebe Grüsse

    Franz

    P.s.: Kling jetzt für viele recht trocken, aber für mich macht das Entwickeln und Testen den Spaß am Modellfliegen aus.
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  13. #28
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    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    "EinenTag später ging es wieder auf den Platz. Davor gab es im Leitwerk einen Zuwachs von 25 Gramm an Klebegewicht. Dieser Schritt war goldrichtig. Was folgte war ein toller Abend ...."

    Der Segler hat ein Gesamtgewicht von 12.700 Gramm. Da denke ich sofort an meine Mutter und ihr magnetisches Hufeisen am Armaturenbrett ihres VW Typ 3. Auch dies war goldrichtig, sie hatte nie Ärger mit dem Wagen.
    Bei einem 2,2m Rumpf hat auch ein kleines Gewicht ganz hinten durchaus eine Wirkung, die vorne nur mit deutlich mehr (negativem) Gewicht erreicht werden könnte.

    RK
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  14. #29
    User Avatar von UweH
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    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    Die Frage ist, wollen wir überhaupt gemessene Leistungsdaten für unsere Hobbysegler?
    Messungen können bei der Flugzeugentwicklung helfen, aber ein Sprichwort sagt "wer misst misst Mist", ich würde keinem Mesergebnis vertrauen das ich nicht selbst frisiert habe

    Bei dem Einstellen des Schwerpunkts kommt es mir als Hangflieger weniger auf die optimalen Sink- und Gleitwerte an, sondern auf das Handling.
    Für das meist flotte Fliegen am Hang mit schnellen Profilen, deren cw min bei kleinen Auftriebswerten liegt ist eine kleine EWD für den Gesamtwiderstand von Vorteil.
    Es ist beim schnellen fliegen am Hang sehr unangenehm wenn man ständig nachdrücken muss weil der Schwerpunkt weit vorne ist, ebenso unangenehm ist es wenn man den Flieger bei Ablassern beim Sturzflug aus dem Unterschneiden raus ziehen muss weil der Schwerpunkt sehr weit hinten ist.
    EWD und Schwerpunkt gehören immer zusammen, denn die Kombination aus beiden stellt den geflogenen Auftriebsbeiwert ein, der mit der Fluggeschwindigeit gleich gesetzt werden kann.

    Ich stelle meine Flieger so ein, dass sie beim Abfangversuch möglichst neutral fliegen, also weder abfangen noch unterschneiden.
    Damit muss ich beim Hangflug in den meisten Fällen nur die gewünschte Fluggeschwindigeit einsteuern, dann fliegt das Modell nach los lassen des Höhenruders mit etwa dieser Geschwindigkeit weiter.
    Flugzustände werden im Idealfall nur mit der Wölbklappe eingetrimmt, deren Ausschlag ja eine geometrische Änderung der EWD bedeutet und damit den geflogenen Auftriebsbeiwert verändert.
    So ist das für mich ideal.

    Bei Modellen die überwiegend in der Ebene betrieben werden oder andere Auslegungsparameter als Hang-Zwecksegler haben werden oft andere Kombinationen aus EWD und Schwerpunkt gewählt weil das Handling bei dem Einstatzzweck vom Piloten dann als angenehmer empfunden wird.

    Es gibt also keine allgemein richtige Schwerpunktlage, denn neben Gleit- und Sinkleistung ist auch das Handling ein wichtiger Leistrungsparameter, es kommt also wie immer darauf an....

    Gruß,

    Uwe.
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  15. #30
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    Zitat Zitat von rkopka Beitrag anzeigen
    Bei einem 2,2m Rumpf hat auch ein kleines Gewicht ganz hinten durchaus eine Wirkung, die vorne nur mit deutlich mehr (negativem) Gewicht erreicht werden könnte.

    RK
    Bei einem 13kg Brocken hält sich die Auswirkung auf den Schwerpunkt m.E. in Grenzen. Aber angenommen, die 25g würden funktionieren, dann ist die Wirkung erst einmal, dass der @rsch hängt und die Kiste pflaumiger wird. Erst durch Veränderung der EWD/Trimmen kann dann der gewünschte Effekt erzielt werden. Oder bin ich da auf dem Holzweg?
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