Querruderdifferenzierung erfliegen F5J

...und die Manntragenden haben wohl in der Regel auch eine mechanische Differenzierung fest eingebaut, so meine Umfrage heute auf dem Flugplatz. Der Rest wird vom Piloten mit dem Fuß ausgesteuert. Uns fehlt halt der "Faden".

Der hier diskutierte Analogmischer lässt sich zumindest für Experimente bei fast jeder Anlage nachbilden, die die Mischverhältnisse im Flug mit einem Einstellrad justieren kann. Man muss halt vor jedem Flug ins Mischermenü gehen und den Parameter öffnen. Für die Praxis wird man dann dauerhaft auf Flugphasen umstellen müssen. Beim Motormodell könnte man so schön die Gasstellung als Kriterium nutzen, beim Segler ginge das nur per Onboard-Messung oder eben durch fixe Mischereinstellungen je nach Flugphase.

Wie dem auch sei - man kann ja auch mal den Seitenruderknüppel benutzen. Wird aber auf den Flugplätzen von bestimmt der Hälfte der Piloten ignoriert.

Reini: ich bin noch weit weg von idealen Einstellungen. Ich habe mein aktuelles GPS Model erst vor ein paar Wochen eingeflogen und bin seither noch nicht dazu gekommen, am Morgen in ruhiger Luft Einstellflüge zu machen. Da steht als erstes aber mal der Schwerpunkt und die EWD an, dann Differenzierung und Seitenzumischung.
Ich fliege mit Wölbklappen auf einem Schieber. So kann ich auf der Strecke, wenn es hochgeht, ein bisschen wölben. Aber vielleicht bremse ich dadurch auch zu viel...

Ja wäre mal interessant was der Faden beim Manntragenden macht, wenn man nur Quer gibt?
Eigentlich ist es logisch, dass die nicht mit flybywire Flieger eine mechanische Differenzierung benötigen, sonst muss das Wendemoment ständig händisch mit Seite ausgesteuert werden obwohl evtl keine Kurve geflogen werden will.
Gruss Hannes

Hi Jonas,

Jonas Kessler schrieb:

...und die Manntragenden haben wohl in der Regel auch eine mechanische Differenzierung fest eingebaut, so meine Umfrage heute auf dem Flugplatz. Der Rest wird vom Piloten mit dem Fuß ausgesteuert. Uns fehlt halt der "Faden".
...

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naja, mehr als eine mechanische Differenzierung ist bei den Sport-Flugzeugen auch nicht drin.

Viele Grüße
Peter

Hallo Hannes,

also wenn man bei einem manntragenden Segelflugzeug nur Querruder gibt, dann wandert der Faden sofort nach aussen aus und das Flugzeug geht in einen Schiebeflug über. Es macht so gut wie keine Bestrebung, in einen Kurvenflug überzugehen. Eine saubere Kurve bekommst Du nur mit entsprechendem Seitenrudereinsatz hin. Hier ist dann der Faden das Messmittel, welches Dir anzeigt, wie Du Quer- und Seitenruder kombinieren mußt.

Passt jetzt zwar nicht 100-prozentig zum Thema, aber vor kurzem habe ich einmal mit einem Modellflugkollegen über einen „elektronischen Faden“ bei einem Modellflugzeug diskutiert. Gut, wir sind hier im „Wettbewerbsthread“ und da dürfte solch ein Bauteil zwar nicht eingesetzt werden, aber ich bin mir sicher, dass solch ein Instrument die Leistungsfähigkeit eines Segelflugzeuges speziell im Thermikflug, massiv erhöhen würde. Mit Sicherheit nicht einfach in der Umsetzung, aber den Tüftlern unter uns ist ja bekanntermaßen keine Aufgabe zu schwer

Hallo Gerhard,
Wenn das Flugzeug nur um die Längsachse dreht/rollt geht doch der Faden automatisch nach aussen ohne dass die Fuhre schiebt?
Seitenruder braucht es erst wenn auch gleichzeitig Höhe gezogen wird, man tatsächlich eine Kurve fliegen möchte?
Gruss Hannes

haki schrieb:

Hallo Gerhard,
Wenn das Flugzeug nur um die Längsachse dreht/rollt geht doch der Faden automatisch nach aussen ohne dass die Fuhre schiebt?
Seitenruder braucht es erst wenn auch gleichzeitig Höhe gezogen wird, man tatsächlich eine Kurve fliegen möchte?
Gruss Hannes

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Ich dachte immer der Faden folgt der Anströmung.
Wenn der Faden zur Seite geht kommt die Anströmung von der Seite.
Wenn die Anströmung von der Seite kommt würde ich das schieben nennen.

Hallo Hannes,
ich würde sagen, es ist so, wie Walter es beschreibt.
Wenn man bei einem Flugzeug das Querruder betätigt, dann passieren im Grunde 2 Dinge.
1. Das Flugzeug rollt um die Längsachse. Dies bewirkt eigentlich keinen, oder genauer gesagt kaum einen Ausschlag des Fadens. Der Vektor der Horizontalgeschwindigkeit des Flugzeuges ist ja wesentlich höher als der Vektor der Drehgeschwindigkeit am Angriffspunkt des Fadens am Rumpf.
2. Das Flugzeug dreht (giert) aber bei Betätigung des Querruders gleichzeitig auf Grund des negativen Wendemoments auch „entgegengesetzt“ um die Hochachse. Diese Bewegung ist es, was den Faden auswandern läßt und die ganze Fuhre zum Schieben bewegt.

Je kleiner das Flugzeug ist, desto geringer ist der Einfluss. Bei einem ganz kleinen Modell kannst Du auf ein Seitenruder verzichten. Da wirkt sich das unter 2. beschriebene negative Wendemoment kaum, bzw. nahezu gar nicht aus. Bei einem größeren Modellsegler benötigst Du für einen sauberen Kurvenflug bereits einen angepassten Seitenruderausschlag. Und bei einem manntragenden Segler geht ohne Seitenruder nichts mehr. Für einen sauberen Kurvenflug braucht man alle 3 Ruder gleichzeitig.

Hallo Gerhard

https://www.google.com/url?sa=t&sou...FjABegQIBBAB&usg=AOvVaw1wH6N4CGo93m7-B_i_Yqi3

Ich habe mir noch Gedanken gemacht wie wohl ein Seglerpilot in einem Swift sitzend eine Rolle fliegt. In der obigen Abhandlung steht, dass man die Rollen ausschließlich mit quer fliegen sollte. Aber eventuell ist man dann schon in einem Geschwindigkeitsbereich, in dem das Wendemoment nur geringe Wirkung hat ?

Bei den m1:2 Modellen ist es ja dann auch zwingend erforderlich für neutrale Bewegung um die Längsachse bei geringen Geschwindigkeiten mit combiswitch zu arbeiten.
Gruss Hannes

Hallo Hannes,

da hast Du natürlich recht. Eine Rolle fliegt man mit deutlich höherer Fahrt. Wie Reini in einem früheren Beitrag geschrieben hat ist das ganze ja sehr stark von der Geschwindigkeit abhängig.
Ich hatte bei meinen Ausführungen einen Geschwindigkeitsbereich angenommen, welcher beim Kreisen im Thermiksegelflug vorkommt.

Kunstflug kann man nicht mit effizientem fliegen vergleichen. Kunstflug fliegt man so, dass es für den Beobachter am Boden schön aussieht. Einen Looping versucht man auch mit einem konstanten Radius zu fliegen, was in unterschiedlichen Teilen des Loopings unterschiedliche Höhenruderausschläge braucht. Ähnlich ist es auch bei der Rolle. Diese soll aussehen, wie an der Schnur geflogen. Und dafür ist ein gerader Faden nicht sehr hilfreich.
LG Patrik

Hallo,

unsere manntragenden Segelflieger haben in etwa eine mechanische Differenzierung von 50%.
Beim Kurvenfliegen braucht mann schon einiges an Seitenruder um eine Kurve einzuleiten.
Mit nur Querruder schiebt das Flugzeug nur schräg weiter.
Die Kurve wird mit Quer und Seite eingeleitet, zum Radius halten je nach Typ in der Kurve etwas Seitenruder in Kurvenrichtung und wenn die Kurve steiler ist Querruder zum Abstützen etwas dagegen, sonst fällt der Flieger in die Kurve rein.
Anders bei einer Rolle, da fliegen wir aber auch mit 200 km/h an!
Für die Rolle wird kein Seitenruder benötigt, nur im Rückenflug Tiefenruder!

Klaus

Danke Klaus und Gerhard

Was Klaus und Gerhard hier aus der Segelflugpraxis wiedergeben, beschreibt genau das, was ich aus der Flugphysik ausgesagt habe:
- Im Schnellflug / Kunstflug entsteht kein, oder nur sehr geringes neg. Wendemoment. Differenzierung stört hier.
- Im Langsamflug reicht auch 100% Differenzierung nicht, es braucht zusätzlich Seitenruder (oder Widerstandsruder), für eine neutrale Rollbewegung. Ich empfehle das wirklich mal zu probieren, das ist ein Augenöffner

Der Zusammenhang verhält sich quadratisch zu dem Auftriebsbeiwert Ca des Flügels, nicht bloss linear!
Es gibt keinen "Festwert" zu einem bestimmten QR Ausschlag!

Das ist sehr wichtig zu verstehen, dann empfiehlt auch keiner mehr Rollen zur Entscheidungsfindung heran zu ziehen.

Leider hält sich auch die Vorstellung hartnäckig, dass das nW etwas mit unterschiedlicher Luftdichte über und unter dem Flügel zu tun hätte. Da ist nichts unterschiedlich dicht.
Low-mach Umströmung verhält sich inkompressibel, wie eine Flüssigkeit. (bis etwa mach 0.3)

reinika schrieb:

Der Zusammenhang verhält sich quadratisch zu dem Auftriebsbeiwert Ca des Flügels, nicht bloss linear!

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Ich glaube nicht, dass das negative Wendemoment vom Ca abhängig ist, sondern eher von der Fluggeschwindigkeit. Dies würde ich zum größten Teil darauf schieben, dass das Seitenleitwerk bei höheren Geschwindigkeiten deutlich mehr dämpfen kann, als bei geringeren Geschwindigkeiten.
LG Patrik

Doch, es ist von Ca abhängig. Das kannst Du in allen relevanten Werken zur Flugphysik nachschlagen. So zb. in Schlichting - Truckenbrodt, Nickel - Wohlfahrt und auch bei Fred Thomas.......

Btw. am gegebenen Flugzeug ändert sich die Geschwindigkeit in direkter Abhängigkeit zum Ca Wert. Daher kann man sich dabei auch auf die Geschwindigkeit beziehen.
Mit Ballastierung verschiebt sich jedoch das Verhalten zusammen mit der Flugzeugpolare zu höheren Geschwindigkeiten. Daher ist die Geschwindigkeit nicht die echte Referenz, sondern Ca.

Die erzeugbare laterale Auftriebskraft am SLW hängt am Staudruck=Geschwindigkeit, genauso wie alle anderen Kräfte am ganzen Flugzeug auch. Man sollte Beiwerte und Absolutkräfte auseinanderhalten, sonst führt das zu Irrtümern.

LG Reini

reinika schrieb:

Doch, es ist von Ca abhängig. Das kannst Du in allen relevanten Werken zur Flugphysik nachschlagen. So zb. in Schlichting - Truckenbrodt, Nickel - Wohlfahrt und auch bei Fred Thomas.......

Btw. am gegebenen Flugzeug ändert sich die Geschwindigkeit in direkter Abhängigkeit zum Ca Wert. Daher kann man sich dabei auch auf die Geschwindigkeit beziehen.
Mit Ballastierung verschiebt sich jedoch das Verhalten zusammen mit der Flugzeugpolare zu höheren Geschwindigkeiten. Daher ist die Geschwindigkeit nicht die echte Referenz, sondern Ca.

Die erzeugbare laterale Auftriebskraft am SLW hängt am Staudruck=Geschwindigkeit, genauso wie alle anderen Kräfte am ganzen Flugzeug auch. Man sollte Beiwerte und Absolutkräfte auseinanderhalten, sonst führt das zu Irrtümern.

LG Reini

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Von den dir genannten Büchern habe ich leider nur das Schlichting Truckenbrodt in der 3. Auflage zur Verfügung. Da habe ich im 2. Teil auf Seite 105 (Kap. 7.532 Rollbewegung) gefunden, dass das Roll-Giermoment nur von der Rolldrehgeschwindigkeit abhängig ist.
Dieses Moment wird von dem Seitenruder gedämpft und da ist der Auftrieb abhängig vom Quadrat der Geschwindigkeit.
Das Moment wird also bei höheren Geschwindigkeiten größer, die Auslenkung um die Hochachse aber kleiner.

Die Fluggeschwindigkeit ist übrigens nur wenig vom Ca Wert abhängig. Man kann bei fast jeder Geschwindigkeit jeden möglichen Ca Wert erreichen (solange man die Zelle nicht überlastet). Natürlich ist man da unter Umständen nicht im stationären Flug, aber das ist dem Wendemoment ja egal.

LG Patrik

KäseKuchen schrieb:

.... Da habe ich im 2. Teil auf Seite 105 (Kap. 7.532 Rollbewegung) gefunden, dass das Roll-Giermoment nur von der Rolldrehgeschwindigkeit abhängig ist.
...

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Ist schon lange her, dass ich damit gerechnet habe aber ich meine mich zu erinnern, dass das von den Querrudern hervorgerufene Giermoment -was von lokalem Ca abhängig ist- vom Roll-Giermoment separat zu betrachten ist. Die Rollbewegung an sich erzeugt ein Giermoment und ist damit nicht vom Ca an den Querrudern abhängig.

Und wie bereits von Euch erwähnt muss so etwas eigentlich dynamisch betrachtet werden und ältere Literatur betrachtet das statisch. Was angesichts der begrenzten Rechenleistung der vergangenen Jahrzehnte auch nicht anders ging.

KäseKuchen schrieb:

Die Fluggeschwindigkeit ist übrigens nur wenig vom Ca Wert abhängig. Man kann bei fast jeder Geschwindigkeit jeden möglichen Ca Wert erreichen (solange man die Zelle nicht überlastet). Natürlich ist man da unter Umständen nicht im stationären Flug, aber das ist dem Wendemoment ja egal.

LG Patrik

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Darin liegt der Unterschied unserer Betrachtungen:
Ich ging stillschweigend von einem stationären Flugzustand aus, wie er beim Leistungssegelflug (F5J) oft vorkommt. Hätt ich sagen sollen.
Du gehst von dynamischen Zuständen aus, bist wohl Kunstflieger.

Wenn Du hohe Ca dynamisch erfliegst, ist das Wendemoment bei Querruder auch da. Weil links und rechts unterschiedliche Ca anliegen, ist cwi und oder der Auftriebsvektor unterschiedlich. Kommt aufs Selbe raus.

Aber Du lieferst damit einen weitern Grund, warum die Geschwindigkeit letztlich nicht die richtige Referenz ist.

@Walter
Man muss die Auftriebsverteilungen des Querruderausschlags mit der Verteilung des Basisflügels überlagern (das machen heutige Programme direkt).
Dann hat man ohne Differenzierung bei Ca=0 eine positiv und negativ gespiegelte Verteilung , mit identischen cwi und Auftriebsvektorrichtungen = kein negatives Wendemoment.
Legt man eine Verteilung mit positivem Ca drüber, hat man links/rechts unterschiedliche cwi und Auftriebsvektoren = das negative Wendemoment.

Bei grossem Ca und kleinen Querausschlägen können auch beide Seiten, unterschiedlich hohe, positive Ca aufweisen. Dieses Denkmodell macht deutlich, dass das Giermoment quadratisch mit Ca zunehmen muss, da sich cwi eben Quadratisch zu Ca entwickelt.

Das wird jetzt aber unhandlich hier und hilft wohl kaum mehr dem klassischen Anwender.

LG
Reini

Noch zum dynamischen rollen:
Wenn vollständige Rolldämpfung erreicht ist, verschwindet das Giermoment, da das Rollmoment durch die Zusatzanstellwinkel der Rollbewegung aufgehoben wird.
Gilt natürlich alles nur bei modellhaft symmetrischen, unverwundenen Flügeln ganz genau. Abweichungen von diesem Ideal müssten errechnet werden.

Also wirkt das Giermoment vor allem beim auslösen der Rollbewegung, bis die Trägheit überwunden ist. Das spricht auch für leichte Flächenenden.

@Reini
Ich glaube, ich habe mich auch etwas missverständlich ausgedrückt. Ich wollte nicht sagen, dass das erzeugt Moment von der Geschwindigkeit abhängig ist, sondern, dass die Dämpfung vom Seitenruder und damit die Gierbewegung vom Flugzeug geschwindigkeitsabhängig ist.
Allerdings bin ich mit der Abhängigkeit com Ca Wert noch nicht im reinen.
Redest du eigentlich von lokalen Ca Werten oder vom durchschnittlichen Ca?
Sind wir uns einig, dass die Drehung des Auftriebvektors den größten Teil vom Kuchen des Wendemomentes ausmacht?
Zum einen wäre da der Winkel des Auftriebvektors und zum anderen die Größe des Auftriebs. Der Auftrieb ist zwar vom Ca abhängig, aber eben auch von der Geschwindigkeit und der Luftdichte. Wenn man also hier von einer Abhängigkeit vom Ca redet, ist das zwar nicht falsch, aber nicht sehr eindeutig.

Was den Cwi angeht: Der Cwi ist zwar abhängig vom Ca, uns interessiert aber der Unterschied der beiden Flächen. Der Unterschied kommt in erster Linie vom Querruderausschlag. Wenn man einen höheren druchschnittlichen Ca fliegt, erhöht sich der Cwi an beiden Flächen gleichermaßen, die Diefferenz bleibt aber gleich. Es gibt da jetzt zwar den Fall, dass der durchschnittliche Ca klein genug ist, dass bei Querruderausschlag der Randwirbel andersrum dreht. Da würde sich dann die Differenz etwas verkleinern. Das ist dann aber auch von der Flügelgeometrie abhängig.

Dann hat man ohne Differenzierung bei Ca=0 eine positiv und negativ gespiegelte Verteilung , mit identischen cwi und Auftriebsvektorrichtungen = kein negatives Wendemoment

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Natürlich zeigen auch hier die Auftriebsvektoren in andere Richtungen. Die beiden Flächen haben beim rollen ja einen unterschiedlichen Anstellwinkel. (Ich meine hier nicht einen unterschiedlichen Anstellwinkel durch das Verwölben mit den Querrudern.)

Noch zum dynamischen rollen:
Wenn vollständige Rolldämpfung erreicht ist, verschwindet das Giermoment, da das Rollmoment durch die Zusatzanstellwinkel der Rollbewegung aufgehoben wird.

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Aber der unterschiedliche Anstellwinkel verursacht doch gerade erst das Wendemoment.

LG Patrik

Hallo,
mich interessiert die widerstandsärmste Methode den Flieger (Segler 3m) um die Längsachse zu drehen ohne weiteres Drehen um eine andere Achse zu erhalten.

Aus den vergangenen Beiträgen entnehme ich bisher etwas grob pauschal das Ergebnis: Flugphase Thermik: Combiswitch viel; Normal: Combiswitch etwas; Speed: kein Combiswitch; in keinem Fall Differenzierung.

Was soll man nun von Einstellungsvorgaben eines aktuellen Wettbewerbsmodells halten:

common set up:
xxx
ailerons +12 to +15mm, -4 to -6mm (changed in different tasks)

active mix:
ailerons/rudder
xxxx

Gruss Hannes