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Thema: Wirksamkeit Höhenleitwerk - zu klein?

  1. #1
    User Avatar von 2m-Tom
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    Standard Wirksamkeit Höhenleitwerk - zu klein?

    Hallo zusammen,

    nun habe ich eine konkrete - theoretische - Fragestellung an Euch. Es ist mein erstes Mal, daß ich hier in dieser Form um Hilfe bitte.
    Wenn ich also etwas falsch gemacht habe (beispielsweise weil dieses Thema schon 100 Mal behandelt wurde etc. oder ich im Falschen Thema gepostet habe, bitte ich um Entschuldigung und einen entsprechenden Hinweis)
    Ich schreib dann einfach mal los.

    Ich spinne seit über 40 Jahren auf die Kestrel von Glasflügel. (habe immer nur Segler / Motorsegler gebaut und geflogen)
    Nachdem ich vor 5 Jahren nach über 30 Jahren Pause wieder angefangen hatte und im letzten Jahr mit einer Alpina die 5m Schwelle geschafft hatte, habe ich mir vor kurzem eine Wildflug KESTREL mit 5m Spannweite hier aus dem Forum gegönnt.
    Sie ist super gebaut und nach 2 Wochen hatte ich dann alles für den Erstflug zusammen.

    Name:  im Flug.JPG
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Größe:  121,7 KB

    Es ist (fast) alles gut. Sie fliegt . . . aber . . .
    . . . bei zu wenig Geschwindigkeit kippt sie nicht etwa über eine Fläche ab - sie bleibt kerzengrade, neigt die Nase - und geht in einen kompromisslosen Sturzflug über, der ca. 20 - 30m Höhenmeter verbraucht. Erst wenn wieder Geschwindigkeit auf dem Höhenleitwerk anliegt, ist irgendeine Wirkung zu spüren. Das macht sie dann auch beim Aufrichten nach einer Kurve - Das ist in 100m Höhe nicht schlimm - ich fürchte mich jedoch davor, diesen Effekt in der letzten Kurve vor dem Landeanflug zu bekommen.
    Sicherlich kann ich auch noch an meinen fliegerischen Fähigkeiten feilen und sie sauberer fliegen. Diesen Effekt kannte ich jedoch in dieser Form noch nicht.

    Und ich habe den Verdacht, daß das Höhenleitwerk zu klein dimensioniert ist - in Verbindung mit einem bei der Kestrel sowiso recht kurzen Rumpf und Hebelarm - der im Modell im Verhältnis noch kürzer ist.

    MEINE FRAGE IN DIE RUNDE.
    Kann dieser Effekt von einem unterdimensionierten Ruder kommen?

    Hier nun ein paar der Fakten:

    Die Geometrie der Original Glasflügel Kestrel (von der dortigen Webseite)

    Name:  Glasfügel-Kestrel.JPG
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Größe:  78,5 KB

    Die Daten der Wildflug Kestrel ( https://www.wildflug.ch/equipment-wi...trel-19-5-000/ )

    Name:  Daten-Wildflug.JPG
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    Das Wildflug Höhenleitwerk hat eine Länge von 690mm.

    Name:  Wildflug-Höhenleitwerk.JPG
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Größe:  382,3 KB


    Das Verhältnis zwischen Flächenspannweite der Wildflug Kestrel ist damit 5.000 / 690 = 7,24.

    Bei der original Glasflügel Kestrel ist dieses Verhältnis 17.000 / 2850 = 5,96 Das Höhenleitwerk des Wildflug Modells ist also im Verhältnis ca. 18% kleiner als beim Original.

    Die Länge der original Glasflügel Kestrel beträgt 6.720mm. Die Länge des Wildflug Modells beträgt 1.670mm. Das Verhältnis der Spannweiten ist 17.000mm / 5.000mm = 3,4. Das Verhältnis der Segler-Längen ist 6720 / 1670 = 4. Die Wirksamkeit über den Hebelarm ist also noch einmal um ca. 15% weniger, als beim Original.
    Wenn ich das nun addiere komme ich auf 18 + 15 = 33 - also ein Höhenleitwerk mit rund 1/3 weniger Wirksamkeit als beim Original.
    Und ich habe gehört, daß viele Modellbauer bei einem Scale Modell das Höhenleitwerk im Vergleich zum Original - ca. 10 - 15% größer machen. Weil sonst genau solche Effekte zu beobachten wären.

    Zum Vergleich . . .
    bei der 5m Alpina hat das Höhenleitwerk eine Spannweite von 750mm - das Verhältnis ist damit 6,66 - dafür ist der Rumpf - und damit der Hebelarm wesentlich länger.

    Jetzt wollt ich das kurzentschlossen wissen und hab mal einen Quick and Dirty Test vorbereitet. Mein Ansatz:

    Wenn ich das Höhenleitwerk entsprechend vergrössere dann müsste doch dieser Effekt besser werden. . . hmmmmn


    Also:

    ich hatte noch ein Höhenleitwerk rum liegen - das wurde geopfert um dem Kestrel-Höhenleitwerk "Ohren" zu verpassen. Nur mit Tape für einen Testflug angebappt. Das soll nichts dauerhaftes werden - ich würd nur gern den Effekt spüren . . .

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	2-Kult-Stuecke.jpg 
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ID:	2307294

    Die Ohren sind jeweils ca. 150mm groß

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	Länge-15cm.jpg 
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ID:	2307295

    Insgesamt schaut das Höhenleitwerk nun doch sehr beeindruckend gross aus. hmmmmmm

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	Höhenleitwerk-montiert.jpg 
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Größe:	754,8 KB 
ID:	2307355

    Ein guter Freund, hier aus dem Forum hat mich nun verunsichert.
    Er hat mir den Hinweis gegeben, daß es da auch den Effekt geben kann, daß sich durch das größere Höhenleitwerk der Flugzeug-Neutralpunkt (whatever THAT is) nach hinten verschiebt, wodurch der unerwünschte Effekt sogar noch verstärkt würde.

    Zum Glück hatten wir heute dann einen derart blöden Wind mit starken aber unregelmässigen Böen, daß ich einen guten Grund hatte, diesen Testflug erst einmal zu verschieben.

    Hallo Gemeinde, was meint Ihr?

    Testflug mit dem gepimpten Höhenleitwerk wagen?

    Finger davon lassen?

    Gibt es noch was, das ich noch gar nicht weiss?

    Vielen Dank schon jetzt für Eure guten Ratschläge . . .

    . . . und ja - ich weiss - - - die Kestrel (oder richtiger DER Kestrel) ist ein uralter Vogel aber als ich vor über 40 Jahren meine erste Phase des Modellfliegens hatte, gab es die Bücher vom Jochen von Kalkreuth - der mit seiner Kestrel die Alpen erkundet hat.
    Und davon träume ich heute noch . . . also würde ich diesen Wildflug Vogel einfach gerne ein wenig fliegbarer machen.

    ich bin gespannt, auf Eure Vorschläge.

    Viele Grüße

    Tom
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  2. #2
    User Avatar von OE-0485
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    Hallo !
    - wieviel Höhenruderausschlag hast Du ? In Grad oder eben mm.
    Profildicke in % wär auch noch so ein Thema.
    vg hans
    Musger Mg 19 7,85 m & Arcus 6,66 m & Quintus 7,66 m
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  3. #3
    User Avatar von 2m-Tom
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    Vielen Dank!

    Ich versteh noch nicht, wofür diese Infos sind . . .

    Bitte sehr . . . .


    Mit Gleider Throw gemessen:

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	IMG_7804.jpg 
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    Nullpunkt

    Name:  IMG_7800.jpg
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    Max. Höhenruder

    Name:  IMG_7802.jpg
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Größe:  59,5 KB

    Max. Tiefenruder

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	IMG_7803.jpg 
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Größe:	494,5 KB 
ID:	2307441

    Profiltiefe Höhenruder = 152mm
    Profildicke an der dicksten Stelle = 16,5mm
    Also 10,9%
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  4. #4
    User Avatar von OE-0485
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    Hi Tom !
    - viele frisch eingeflogene Segler haben oft aus "Sicherheitsgründen" einen viel zu großen Höhenruderausschlag ( auch die Herstellervorgabe muß nicht passen)
    An der unteren Grenze bist schon mal nicht.
    Um das auszuschließen kannst mal einen flott geflogenen Looping mit voll gezogenem HR fliegen. Wenn er am oberen Punkt eine Rolle oder ähnliches fabriziert dann ist der Ausschlag zu groß. Solange reduzieren bis er schön rund durchzieht.
    Einfache Methode ohne viel Aufwand und Gefahr (Sicherheitshöhe vorausgesetzt)

    Die Dicke Deines HLW sehe ich nicht kritisch. Zu dünne LW neigen auch zum Abriß.

    Viel Erfolg beim probieren.

    vg hans
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  5. #5
    User Avatar von 2m-Tom
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    Hallo Hans,

    vielen Dank für die Info.

    Den Looping hab ich schon probiert. Wobei ich dann immer erst langsam das Ziehen anfange und erst kurz vor dem Scheitel dann voll ziehe.
    Die Kestrel ist den Looping sauber geflogen.

    Ich hatte geschrieben, daß ich noch nicht verstehe, wofür die Infos sind.
    Denn das Abtauchen macht sie nicht bei Vollausschlägen der Höhenruder.

    Wenn ich beispielsweise aus einem Kreis wieder aufrichte, dann nimmt jeder Flieger die Nase hoch - und geht dann wieder in einen Normalflug über. Genauso wenn ich nach der Startphase den Motor abschalte.
    Wenn ich da aber bei der Kestrel nicht extrem aufpasse, daß sie ihre Mindestgeschwindigkeit behält, schwuppsdiewupps ist sie schon wieder auf Tauchgang. . . ohne, daß ich das Höhenruder angefasst hätte.
    Im Kreisflug habe ich - gefühlt - 1/4 bis 1/3 Maximalausschlag zum Kurve Stützen. Also auch da eher nicht den Abriss am Höhenleitwerk durch zu viel Ruderausschlag.

    Hmmmm. . . .

    was sagst Du zu meiner Höhenruder Extension?
    Mache ich da einen groben Fehler?

    Gruß

    Tom
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  6. #6
    User Avatar von Eisvogel
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    SP zu weit vorne?

    Es ist evtl. ein Modell der 19m Version, dann könnten die Maße ungefähr passen. Auf dem Bild schaut aber die Flächengeometrie komisch aus, als wär die Flächentiefe zumindest bei Halbspannweite zu groß.
    I mog boid nimma
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  7. #7
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    In der Zeitschrift Modellflieger gab es eine Abhandlung über die Grösse des Höhenruderverhältnis vom Modell zum Original. Danach sollte dieses bis zu doppelt so groß sein. Hängt mit der Reynoldzahl zusammen. Ersatzweise kann auch der Hebelarm bzw die Rumpflänge vergrößert werden.
    Bei einem meiner E-Segler war der Höheruderausschlag zu groß. Da wurde dann jeder enge Looping zu einer sehr interessanten, aber ungewollten Kunstflugfigur. Allerdings war das kein Sturzflug, sondern ein Rausdrehen mit kurzem Trudeln.
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  8. #8
    User Avatar von OE-0485
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    Hallo Tom !
    - Super, daß Du das mit dem HR Ausschlag kennst. Würde trotzdem mal den Ausschlag deutlich reduzieren und testen. Mit Ausschlußverfahren kommst da sicher weiter.
    Das Verhältnis von HR Flosse und Ruder ist oft auch kritisch ausgelegt.
    vg hans
    Musger Mg 19 7,85 m & Arcus 6,66 m & Quintus 7,66 m
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  9. #9
    User Avatar von Jürgen Heilig
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    Zitat Zitat von 2m-Tom Beitrag anzeigen
    … Es ist (fast) alles gut. Sie fliegt . . . aber . . .
    . . . bei zu wenig Geschwindigkeit kippt sie nicht etwa über eine Fläche ab - sie bleibt kerzengrade, neigt die Nase - und geht in einen kompromisslosen Sturzflug über, der ca. 20 - 30m Höhenmeter verbraucht. Erst wenn wieder Geschwindigkeit auf dem Höhenleitwerk anliegt, ist irgendeine Wirkung zu spüren. Das macht sie dann auch beim Aufrichten nach einer Kurve - Das ist in 100m Höhe nicht schlimm - ich fürchte mich jedoch davor, diesen Effekt in der letzten Kurve vor dem Landeanflug zu bekommen. ...
    Hallo Tom,

    da es sich hier um ein erprobtes Serienmodell handelt, sollte man ein zu kleines Leitwerk eigentlich ausschließen können (außer das HLw stammt von einem anderen Modell, aber das könnte man mit einem Anruf bei Wildflug klären).

    Ich würde die Abmessungen 'mal in ein einfaches Tool eingeben: https://ecalc.ch/cgcalc_d.php
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  10. #10
    User Avatar von 2m-Tom
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    Hallo Jürgen,

    vielen Dank für diesen Tip - da wird es jetzt ziemlich wissenschaftlich. (sollte ich als Dipl. Ing. - Masch zwar auch irgendwie schaffen . . . )
    Wenn ich mich da rein fuchse - was kann denn dann raus kommen?

    Wenn ich das richtig interpretiere, dann dient dieser Kalkulator dazu den theoretischen Schwerpunkt zu berechnen.

    DEN habe ich mir jedoch schon Wildflug mitteilen lassen. ("Mitte Holmverbinder") Der ist also bekannt. Ich liege aktuell mit meinem Schwerpunkt etwa 4mm zu weit vorne (Glider CG) Das sollte also passen.

    Wenn ich da falsch liegen würde, und der Schwerpunkt zu weit hinten liegen würde, dann könnte schon öfter mal die Strömung abreissen weil der Flieger zu langsam würde - soweit bin ich jedoch gar nicht. Es geht mir nicht um den Schwerpunkt und wann die Strömung abreisst. . Sondern was bei zu langsamer Fahrt - wodurch auch immer herbeigeführt - als Reaktion kommt.

    Also nicht, WANN die STRÖMUNG ABREISST, sondern WAS dann PASSIERT. . . über eine Fläche weg kippen - wie ich das halt kenne. Oder eben U-Boot spielen.

    Hmmmmm. . . . .


    noch eine Idee?
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  11. #11
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    Diese 4mm weiter Vorn kann dein Problem schon sein.

    Daher, gehe mal 5mm mit dem SP zurück (vermutlich geht noch mehr),
    dazu verringerst du die EWD minimal, damit die Fuhre läuft und berichte dann.

    Bedenke, die meißten Hersteller geben den SP gerne zu weit vorne an damit der Laie "besser" zurechtkommt.



    Gruß
    Andreas
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  12. #12
    User Avatar von OE-0485
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    - meine Idee wäre, daß er nicht in den Spiralsturz gehen muß, kann auch nach unten wegtauchen wenn zu langsam / Strömungsabriß - lg
    Musger Mg 19 7,85 m & Arcus 6,66 m & Quintus 7,66 m
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  13. #13
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    Servus Tom,

    wie ist denn das Größenverhältnis des Höhenleitwerks zum Flügel?
    Bei meinen Eigenbauten versuche ich ca. 10% der Flügelfläche für das Höhenleitwerk zu erreichen, hat bis jetzt immer gepasst.

    Grüße,
    Alex
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  14. #14
    User Avatar von Eisvogel
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    Ein Turbulator könnte auch Abhilfe schaffen.
    Evtl. ein Zackenband auf der Oberseite vor dem Ruder. Am besten mal Turbulator HLW oben im rcn-google eingeben und einlesen.
    I mog boid nimma
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  15. #15
    User Avatar von steve
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    Hallo,
    für so ein Flugverhalten braucht es viel EWD, ein kleines HL, ein Profil mit ordentlichen Profilmoment und einen sehr weit vorn liegenden SP. Ich würde den SP in 5mm Schritten nach hinten verlegen. Wenn sie anfängt, über die Fläche abzukippen, würde ich wieder etwas nach vorne gehen. Alle in Sicherheitshöhe probieren.

    Ich würde auch noch mal checken, ob mechanisch alles ok ist. Wir hatten ein ähnliches Flugverhalten, weil der Steg vom HL der länge nach gerissen war. Bei etwas Fahrt nahm sie immer mehr die Nase herunter.

    VG
    steve
    Horten in cfk-Schalenbauweise mit 5-Blatt-Speed-Setup: https://www.youtube.com/watch?v=myxj...L&index=7&t=0s
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