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Thema: Ein Quantensprung bei der Flugleistung

  1. #61
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    Standard genaue Randbedingungen

    Wenn alle Klappenausschläge inkl. der Trimmstellungen exakt gleich bleiben wird der Bogen bei zunehmender Schwanzlastigkeit enger.
    Erst nach nach dem Ausgleichen der geringen Schwanzlastigkeit mit der Höhenrudertrimmung (3-4 Zacken tief gab es zum Blei wahrscheinlich automatisch) wird der Abfangbogen größer.
    http://www.charlesriverrc.org/articl...GMarkDrela.htm

    Wenn der Schwerpunkt zurückverlagert wird, reißt die Strömung am Flügel ab, bevor der vorher mögliche Maximalauftrieb erzielt werden kann.
    Meinem Verständnis nach kann die Strömung erst nach dem Erreichen von Ca.-max abreißen. Bei starker Schwerpunktrücklage und den damit einhergehenden Stabilitätsmaßen vollzieht sich der Ca.-Anstieg aber so schnell, dass man als Pilot nicht mehr in der Lage ist den Flieger im Bereich von Ca.-max zu halten (je schwanzlastiger desto abrupter geht im Fall des Falles die Nase hoch bzw. am anderen Ende der Geschwindigkeitsskala nach unten).
    Je weniger Störungen (ruhige Luft) dann auf so ein labiles Flugzeug einwirken desto eher ist man noch in der Lage es nahe an Ca.-max heranzuführen.
    Eine Rolle spielt dabei sicher auch, dass sich bei zunehmendem Anstellwinkel die laminare Laufstrecke des Profiles verringert. Das führt, profilabhängig, zu mehr oder weniger starken, bzw. sanften oder schlagartigen Änderungen des Profilmomentes. Ein Schwerpunkt der vom Modell bei langer laminarer Laufstrecke gerade noch toleriert wurde, kann dann bei einem entsprechend empfindlichen Profi, den Momenthaushalt des guten Stückes schlagartig zum Kippen bringen.

    LG
    Franz
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  2. #62
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    ... wird der Bogen bei zunehmender Schwanzlastigkeit enger. ...
    ... siehe auch da exakt meine Erfahrungen: http://www.aerodesign.de/aero/swp.htm
    ... Der Abfangbogen mit weiter hinten liegendem Schwerpunkt wird zunehmend flacher verlaufen. ...
    Gruß Gerd und alles Watt ihr Volt
    -------------------------------------------------------------
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  3. #63
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    Ähmm, das sind zwei verschiedene Aussagen. Können wir uns darauf einigen, dass das reine Zurückverlegen des Schwerpunktes ohne sonstige Änderungen einen engeren Abfangbogen ergibt?

    Eine Bitte noch: Um das Thema halbwegs übersichtlich zu lassen, schlage ich vor, nur den unverwölbten Flügel zu betrachten, sonst wird es schnell konfus ....
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  4. #64
    User Avatar von UweH
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    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    Ähmm, das sind zwei verschiedene Aussagen. Können wir uns darauf einigen, dass das reine Zurückverlegen des Schwerpunktes ohne sonstige Änderungen einen engeren Abfangbogen ergibt?
    Ja, das macht aber in der Flugpraxis keinen Sinn weil es keine verwertbaren Erkenntnisse zum Einstellen des Modells bringt, sondern nur als Experiment lustig ist.


    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    Eine Bitte noch: Um das Thema halbwegs übersichtlich zu lassen, schlage ich vor, nur den unverwölbten Flügel zu betrachten, sonst wird es schnell konfus ....
    Noch weitere Vereinfachungen fern der Flugpraxis?
    Mein Hangfliegen ist "powered by nature"
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  5. #65
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    Zitat Zitat von UweH Beitrag anzeigen
    Ja, das macht aber in der Flugpraxis keinen Sinn weil es keine verwertbaren Erkenntnisse zum Einstellen des Modells bringt, sondern nur als Experiment lustig ist.
    Dies dient hier nur zum Verstehen der Zusammenhänge. Wenn bei einem so einfachen Thema schon unterschiedliche Meinungen vorhanden sind ....

    Zitat Zitat von UweH Beitrag anzeigen
    Noch weitere Vereinfachungen fern der Flugpraxis?
    Sonst wird es sehr schnell konfus, siehe oben. Es wird dann immer noch ausreichend kompliziert, wenn man die Theorie verlässt und die Einflussfaktoren der realen Welt dazukommen. Das Verwölben bleibt ja schließlich immer noch, um die Flugleistungen weiter zu optimieren. Mir geht es darum, erst mal einen Pflock namens "geringstes Sinken" einzurammen und von dieser Basis aus weiter zu optimieren. Vielen Kollegen geht es wie mir früher, man "schwimmt" einfach in einer komplexen Vielzahl an Einstellungsmöglichkeiten, dazu kommen die wiederholten irreführenden Aussagen von "Experten", die man aber zum Glück durch einfache Experimente schnell selbst widerlegen kann.
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  6. #66
    User Avatar von Steffen
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    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    Ähmm, das sind zwei verschiedene Aussagen. Können wir uns darauf einigen, dass das reine Zurückverlegen des Schwerpunktes ohne sonstige Änderungen einen engeren Abfangbogen ergibt?
    Liegt dran welcher Abfangbogen.

    Der Bogen, den ich mit maximalem cA fliege, bleibt gleich, ich brauche aber mit weiter zurückliegendem Schwerpunkt einen kleineren Höhenruderausschlag.

    Der Bogen, den ich mit einem vorgegebenen Höhenruderausschlag fliege wird enger, weil ich mit weiter hinten liegendem Schwerpunkt ein kleineres Stabilitatsmaß und damit eine höhere Ruderwirksamkeit habe.

    Der Bogen den das Flugzeug fliegt wenn ich nach anstechen das Höhenruder loslasse (=neutral stelle), wird mit weiter hinten liegendem Schwerpunkt größer, weil das Stabilitätsmaß kleiner wird.
    Dies aber nur unter der Voraussetzung, dass ich nach dem Zurücknehmen des chwerpunktes entsprechend nachtrimme.
    Trimme ich nicht nach, wird der Bogen enger, aber das liegt am anderen Trimmzustand.
    Dies meinst Du ja, aber die anderen denken an Schwerpunkt plus trimmen.

    Man sieht, mit vereinfachen kommt man nicht voran, man muss detaillierter definieren
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  7. #67
    User Avatar von UweH
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    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    Das Verwölben bleibt ja schließlich immer noch, um die Flugleistungen weiter zu optimieren
    Wie mehrere Kollegen weiter oben schon beschrieben haben stellen sie ihre Wölbklappen-Modelle mit Verwölbung auf das geringste Sinken ein und ohne Verwölbung auf das beste Gleiten.
    Das macht auch aus Sicht der wölbungsbedingten Änderung der Flügelpolaren durchaus Sinn.
    Die Vereinfachung dient meiner Ansicht nach nur dem Experiment fern der Flugpraxis.
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  8. #68
    User Avatar von Steffen
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    Zitat Zitat von Allerhopp Beitrag anzeigen
    Wenn der Schwerpunkt zurückverlagert wird, reißt die Strömung am Flügel ab, bevor der vorher mögliche Maximalauftrieb erzielt werden kann. Ich weiß aber nicht, wie ich dies exakt flugmechanisch begründen soll.
    Das kann man nicht begründen, weil es nicht so ist.

    Abriss gibt es bei alpha max und damit einem cAmax. Der Schwerpunkt ist dabei total egal.
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  9. #69
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    Hallo Allerhopp,

    Wenn du den aber von "geringstem Sinken" sprichst und wir das absolut erreichbare geringste Sinken meinen, nicht das geringste Sinken irgendeiner Klappenstellung....dann ist das Zwangsläufig ein höher gewölbter Flügel (Klappen!) welcher in der Regel einen anderen Schwerpunkt erfordert. Mit nach oben ausgeschlagenen Klappen (geringeres Profilmoment) kannst aber viel weiter hinten liegende Schwerpunkte noch stabil fliegen, als mit stark nach unten ausgeschlagener Klappe. Grund ist die unterschiedlich Stabilität deines Systems...siehe der Beitrag von Franz. du fliegst jeweils im lokalen min. Sinken aber mit deutlichen Unterschieden in der realen Sinkgeschwindigkeit. Sowas würde man nunmal nicht machen, es sei denn eine extreme Wetterlage erfordert dies. Daher sind CG und Flap-Setting leider nicht so einfach zu trennen und sollten auch nicht vernachlässigt werden. Und genau aus den unterschiedlichen Auftriebsbereichen,z.B. je nachdem wo du fliegst (Hang vs. Ebene), resultieren andere "optimale" Einstellwerte.

    Und ja, cA max ist Modell bzw Profilierungsabbhänging und nicht abhängig vom Schwerpunkt. Das stationär real noch fliegbare cA max je nach Wetterlage jedoch schon.
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  10. #70
    User Avatar von reinika
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    Zitat Zitat von keep-res-simple Beitrag anzeigen


    1. Meinem Verständnis nach kann die Strömung erst nach dem Erreichen von Ca.-max abreißen. Bei starker Schwerpunktrücklage und den damit einhergehenden Stabilitätsmaßen vollzieht sich der Ca.-Anstieg aber so schnell, dass man als Pilot nicht mehr in der Lage ist den Flieger im Bereich von Ca.-max zu halten (je schwanzlastiger desto abrupter geht im Fall des Falles die Nase hoch bzw. am anderen Ende der Geschwindigkeitsskala nach unten).

    2. Je weniger Störungen (ruhige Luft) dann auf so ein labiles Flugzeug einwirken desto eher ist man noch in der Lage es nahe an Ca.-max heranzuführen.

    3. Eine Rolle spielt dabei sicher auch, dass sich bei zunehmendem Anstellwinkel die laminare Laufstrecke des Profiles verringert. Das führt, profilabhängig, zu mehr oder weniger starken, bzw. sanften oder schlagartigen Änderungen des Profilmomentes. Ein Schwerpunkt der vom Modell bei langer laminarer Laufstrecke gerade noch toleriert wurde, kann dann bei einem entsprechend empfindlichen Profi, den Momenthaushalt des guten Stückes schlagartig zum Kippen bringen.

    LG
    Franz
    Ich sehe Franz auf dem richtigen Weg

    zu 1. : Genau das passiert. Der Auftriebsanstieg und der Momentenverlauf sind speziell bei unseren Reynolds Zahlen nicht linear. Da gibt es je nach Profil richtige Knicke im Verlauf. Ist STM zu klein, reicht das rückstellende Moment vom HLW nicht mehr aus dafür. Das Flugzeug dreht dann einfach weiter, bis zum stall. Die Empfindung des Piloten ist, dass es früher abreisst.

    2. Klar, je grösser die Störung in aktiver Luft, desto stabiler muss das Flugzeug getrimmt sein. Anderenfalls muss mehr Respektabstand zum Ca max eingehalten werden = höhere Fluggeschwindigkeit = mehr sinken.

    3. Das ist die Strömungstechnische Erklärung für 1. Es sind Grenzschichteffekte, die zu dem besagten nichtlinearen Verhalten führen.
    Wenn bei steigendem alfa der Grenzschichtumschlag nach vorne läuft, dickt die Grenzschicht dahinter mehr auf. Das virtuelle Profil* ändert sich und damit auch ca/alfa und cm/alfa.
    Ganz deutlich tritt das hervor, wenn noch eine Klappe ausgeschlagen ist. Dann sagen Manche, das Profil vertrage keine Klappen. Jein, denn bemerken tut der Pilot vor allem das resultierende Stabilitätsproblem.
    Bei kleinen ca wird es knifflig, wenn die laminare Ablösung die Austrittskante erreicht (unterkritische Strömung). Das ist oft der Auslöser für das berüchtigte Unterschneiden.
    An symmetrischen Leitwerksprofilen ist das für das ebenso berüchtigte Dead-Band bei ca=0 zuständig.

    XFoil kann solches Grenzschichtverhalten darstellen, auch wenn es sicher nicht 100% korrekt ist.

    * Als virtuelles Profil wird die Kontur bezeichnet, auf welcher sich die Potentialströmung über der Grenzschicht bewegt. Blasen und Aufdickung der Grenzschicht verändern folglich das wirksame Profil.

    Da hier weitgehend eine Sachdiskussion entstanden ist, will ich noch ein Fass aufmachen.
    Erschwerend zu den ganzen Flugmechanischen Vorgängen kommt noch die Aeroelastik hinzu. Sprich die Zellensteife.
    Wenn zb. ein Flügel unter Last stark tordiert, verfälscht er euren Abfangtest mit einer veränderten EWD. Dasselbe gilt für biegeweiche Rümpfe.
    Das kann dazu führen, dass der eingestellte Abfangbogen bei höheren Geschwindigkeiten plötzlich weg ist. Meist wird das dann dem Profil zugeschoben, das im Zweifelsfalle eh immer Schuld hat. Unterschätzt nicht die Verformung schnellfliegender Modelle!

    Jm2c
    Reini
    "Die Geschwindigkeit kommt von der Flächenbelastung, die Aerodynamik kann sie nur mehr oder weniger verhindern."
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  11. #71
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    Hallo Reini!

    Freut mich, und bei Konstruktionen ohne separatem Höhenleitwerk sieht man all diese Punkte am Deutlichsten.

    Liebe Grüsse

    Franz
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  12. #72
    User Avatar von reinika
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    Genau!
    "Die Geschwindigkeit kommt von der Flächenbelastung, die Aerodynamik kann sie nur mehr oder weniger verhindern."
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  13. #73
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    Zitat Zitat von Steffen Beitrag anzeigen
    Der Bogen den das Flugzeug fliegt wenn ich nach anstechen das Höhenruder loslasse (=neutral stelle), wird mit weiter hinten liegendem Schwerpunkt größer, weil das Stabilitätsmaß kleiner wird.
    Dies aber nur unter der Voraussetzung, dass ich nach dem Zurücknehmen des chwerpunktes entsprechend nachtrimme.
    Trimme ich nicht nach, wird der Bogen enger, aber das liegt am anderen Trimmzustand.
    Dies meinst Du ja, aber die anderen denken an Schwerpunkt plus trimmen.

    Man sieht, mit vereinfachen kommt man nicht voran, man muss detaillierter definieren
    Meiner Meinung nach hilft das Vereinfachen auf eine Änderung enorm beim Verständnis der Vorgänge. Aber schön, dass hier jetzt Einigkeit besteht, nämlich dass das Zurückverlegen des Schwerpunktes ohne EWD Korrektur zu einem langsamer fliegenden Modell mit engerem Abfangbogen führt.
    Ob "die anderen" die Eingangsbedingung überlesen haben oder schlicht den Effekt falsch deuten, lasse ich mal dahingestellt.
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  14. #74
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    Zitat Zitat von reinika Beitrag anzeigen
    Ich sehe Franz auf dem richtigen Weg

    zu 1. : Genau das passiert. Der Auftriebsanstieg und der Momentenverlauf sind speziell bei unseren Reynolds Zahlen nicht linear. Da gibt es je nach Profil richtige Knicke im Verlauf. Ist STM zu klein, reicht das rückstellende Moment vom HLW nicht mehr aus dafür. Das Flugzeug dreht dann einfach weiter, bis zum stall. Die Empfindung des Piloten ist, dass es früher abreisst.
    Hmm, wenn es Re-Zahl bedingt früher zum Stall kommt, wieso empfindet der Pilot dann nur, dass es früher abreißt? Ist das nicht ein Widerspruch?

    Beim Messen trat der Effekt (den ich nicht flugmechanisch erklären kann, s.o.) auf, dass mit zurückverlegtem Schwerpunkt schon bevor das geringste Sinken erreicht ist, oder anders ausgedrückt, bei höherem Airspeed als zuvor, die Kiste stallt. Also kann ich doch in diesem Fall den Ca-max dann nicht mehr ausfliegen, oder wo ist mein Denkfehler?

    Edit: Die Re-Zahl Abhängigkeit könnte tatsächlich das beobachtete Verhalten erklären, good catch, danke!
    Geändert von Allerhopp (08.11.2018 um 15:29 Uhr) Grund: Nochmal nachgedacht
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  15. #75
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    Zitat Zitat von Björn Beitrag anzeigen
    Hallo Allerhopp,

    Wenn du den aber von "geringstem Sinken" sprichst und wir das absolut erreichbare geringste Sinken meinen, nicht das geringste Sinken irgendeiner Klappenstellung....dann ist das Zwangsläufig ein höher gewölbter Flügel (Klappen!) welcher in der Regel einen anderen Schwerpunkt erfordert.
    Konkret würde ich mir wünschen, dass wir über den "neutralen" Flügel diskutieren. Immerhin sind auch noch eine Menge Segler ohne die Möglichkeit einer Profilverstellung unterwegs. Ich behaupte jetzt einfach mal, dass viele dieser Segler, wenn sie optimal eingestellt wurden, falsch eingestellte Wölbklappenkisten locker ausperformen.

    Für welche Klappenstellung der Schwerpunkt sinnvollerweise optimiert wird, habe ich noch nicht herausgefunden. Bis jetzt habe ich nur den "neutralen" Flügel gemessen. Es kann durchaus sein, dass es sinnvoller ist, den Schwerpunkt für den höher gewölbten Flügel zu optimieren. Mit dem sinkoptimierten Schwerpunkt vom "neutralen" Flügel war ich aber auch pos. und neg. verwölbt sehr zufrieden im Vergleich zu vorher.
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