Burt Rutan "Boomerang" (M1:3,5): Baubericht

Dix

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Sorry,
Ich wollte hier keine Grundsatzdiskussion über den Bodeneffekt lostreten. Ich mit meiner Äußerung lediglich festellen, dass die physikalischen Grundlagen immer gelten.

Und ich wollte wissen, warum der Boomerang keinen (oder keinen ausgeprägten) Bodeneffekt zu haben/spüren scheint, wie von Erwin zuvor geschrieben...
 
Moin zusammen,

Dirk hier meine „formellose“ Erklärung.

Die beiden Diagramme zeigen jeweils Höhe und Geschwindigkeit über Grund beim Landen für die Flüge 2 und 3 des Boomerangs.

Zunächst eine kurze Erklärung und ein wenig die Hosen runterlassen bezüglich Flug 2. Die „Klappen“ aller drei Flügel waren 6° gewölbt und es war ein normaler Landeanflug mit einer Superlandung. Keine noch so leichte Andeutung eines Bodeneffektes ist im Diagramm zu erkennen. Leider war Boomi mal wieder zu schnell unterwegs. Hundert Meter reichten nicht aus, um ihn auf der feuchten Graspiste abzubremsen. Die Angabe Höhe und Geschwindigkeit =0 bei etwas über 300m sind die sichersten Daten in den Datensätzen. Hier war Ende der Piste und ein hilfsbereiter Elektrozaun J. Es ist nichts kaputt gegangen. Nur das Bugfahrwerk war im hohen Gras ein wenig aus der Spur gekommen. Den leichten Knick in der Anlenkung wollten wir nicht gerade biegen, denn die Spurverstellung ließ sich leicht wegtrimmen.

Diagr_F2_v,h-s_20230728.JPG


Damit wären wir schon bei Flug 3 und einem zwar einfahrbereiten aber klemmende Bugfahrwerk beim Ausfahren 😕.

Die Flughöhe war über weite Teile des Landeanfluges so groß, dass ein Bodeneffekt nicht auftreten kann. Die Regel, ab einer Höhe von halber Spannweite ist ein Bodeneffekt spürbar, kann man sich zwar gut zu merken und daher mag sie als Warnhinweis ihre Berechtigung haben ist aber wohl kaum als allgemeingültiger Wert haltbar. Ein Ninbus wird kaum in 13 m Höhe einen Bodeneffekt spüren. Das war jetzt natürlich ein Extrembeispiel. Es führt aber m.E. schon in die richtige Richtung.

Diagr_F3_v,h-s_20230728.JPG


Wie gesagt erfolgte der Landeanflug über einen weiten Bereich (100 m) in 1,5 bis 2 m Höhe, was tatsächlich annähernd halbe Spannweite ist!? Nur hier soll der Bodeneffekt erstmalig spürbar werden und nicht in dem gezeigten Umfang Wirkung zeigen. Der Abbau der Fluggeschwindigkeit erfolgte sehr konstant. Das Schweben ist wohl mehr Gerhards Bemühung zuzuschreiben, den Vogel sanft aufzusetzen. Daher vermutlich auch die Wellenform.

Am Ende des Landeanfluges (ca. die letzten 10 m) und damit näher zum Erdboden wurde der Gleitwinkel steiler und nicht flacher wie beim Bodeneffekt. (Gerhard hat nicht gedrückt. Das hasst er beim Landen!)

Hier noch ein paar Gründe warum beim Boomerang ein ausgeprägter Bodeneffekt unwahrscheinlich ist.

  • Der Boomerang hat kreisrunde Rumpfquerschnitte was für die Ausbildung eines Bodeneffektes durch die Rümpfe nicht gerade förderlich ist. (Anmerkung: die A320 hat auch einen runden Rumpf, aber riesige flache bodeneffektfreundliche Belley Fairings am Flügelansatz).
  • Der Boomerang ist kein für den Bodeneffekt optimaler Tiefdecker.
  • Der Boomerang hat auch schlanke Flügen und damit reduzierte Randwirbel, die ja großenteils für den Bodeneffekt verantwortlich sein sollen.
  • Der Boomerang hat ebenfalls Randwirbel reduzierende Flügeltips.
  • Bei dieser Landung waren die Flügel nur sehr schwach gewölbt. Damit ist eine weitere Quelle für den Bodeneffekt reduziert.
  • Der Anstellwinkel war nahezu Null was auch nicht bodeneffektförderlich ist.
  • Mein letztes Argument, den Fahrüberschuss, habe ich oben schon behandelt.
Wir werden ja weiterhin testen, messen, auswerten und hier berichten. Den Testpunkt Landen mit eingezogenem Fahrwerk und abgestellten Motoren werden wir nicht wiederholen. Oder? Es sind doch noch ein paar grundsätzliche Fragen zu klären! Ich muss mal Gerhard fragen!

Kenne aber seine Antwort schon: „Mach dass selber mit deinem Boomerang wenn der fertig ist.“ 😉

Gruß Erwin
 

Window

User
Schlüssig erläutert - (und ganz ohne Programm 😉 ) - viel Erfolg für die nächsten Standardlandungen mit etwas weniger Fahrt, Claus 🍀
 

Merlin

User
1. Klasse Projekt!

2. Wenn das Ding so gut gleitet, warum dann alle klappen auf 6°? Wie wärs mit Innen ganz weit runter , die äußeren Klappen aber auf -5° (hoch), um mehr Schränkung einzubauen. Damit sollte man dann im Landeanflug weiter die Nase hoch nehmen können ohne einen Abriss zu befürchten zu müssen.

/Bernd
 

ggrambow

User
@ Erwin: Du kennst mich inzwischen gut genug, nimm Deinen Boomerang für die Bauchlandung 😂
@ Merlin: Vielen Dank.
@ Alle: Gebt mir noch 3 Flüge, dann lande ich die Maschine auf den Punkt. Ich habe den Voodoo von Höllein, der gleitet wie der Teufel. Da habe ich erst lernen müssen, dass ich den Landeanflug im Nachbardorf beginnen muss. Jetzt muss ich nach der Landung auch nicht mehr weit laufen. Meine Sopwith Pup drücke ich im 45 Grad Winkel nach unten, ziehe und setze auf. Man muss doch nur in ein paar Flügen das Verhalten der Maschine kennenlernen.
Gruß Gerhard
@ Erwin: sorry für meinen Ansatz, wir machen aber schon noch ein paar Tests 👍
 

Bosko

User
Glückwunsch zur Landung! Das Diagramm vom dritten Flug zeigt, wir viel Können hier an den Knüppeln war... richtig gute Leistung!
 
Dank an Alle für die Blumen!

@Merlin: Klappe Mittelflügel 40° steht schon auf dem Programm. Die Querruder stellen wir aber dann auch auf 15° nach unten. Im Flug bei Sicherheitshöhe hat er es verkraftet und wurde auch langsamer. Das muss jetzt aber im Landeanflug erprobt werden. Wenn wir die Querruder hochstellen verlieren wir an Auftrieb (CA=0,95 geht zurück auf CA=0,53) das muss dann durch noch mehr Speed ausgeglichen werden damit er nicht vom Himmel fällt. Stellt man ihn zum Ausgleich dann noch stärker an geht die Nase ziemlich abrupt nach oben (starkes negatives Nickmoment). So sagt es jedenfalls die Simulation mit Vortex. Der Mittelflügel ist einfach zu klein für einen Butterfly, um den Auftriebsverlust an den Außenflügeln auszugleichen. Du siehst ich habe vorhin deinen Vorschlag zumindest theoretisch einmal durchgespielt.

Gruß Erwin
 

ggrambow

User
Neben vielen anderen Details war die Hauptidee von Burt Rutan, eine Maschine zu konstruieren die das Problem der schwierigen Steuerbarkeit bei Ausfall eines Motors löst.

Testflüge

Gestern habe wir die Testflüge 4-6 gemacht mit spannenden Erkenntnissen. Ich hatte nie Bedenken, dass der Boomerang nicht fliegt, aber mit diesen Flugeigenschaften haben wir nicht gerechnet. Das „worst case“ Szenario (siehe oben) ist eingetreten, wieder einmal hat der Flieger die Entscheidung über das Testprogramm übernommen. Ich habe ein paar Sequenzen zusammen geschnitten, weitere Erläuterungen überlasse ich gerne Erwin.


Wir werden wohl noch ein paar Flüge machen bevor die Farbe draufkommt, aber die Testphase ist für mich beendet.

Gruß Gerhard
 

Dix

User
Der Bumerang kommt immer wieder zurück.

Selbst die böse-"tu-das-bloß-nicht" Endanflugkurve über den stehenden Motor hat er Dir nicht krumm genommen. Unglaublich.

Glückwünsche zu Eurem guten Wurf!
 
Endanflugkurve über den stehenden Motor hat er Dir nicht krumm genommen
Das ist einer der Hauptgründe, warum er eben so designt wurde - damit er genau das kann.

Mir ist noch aufgefallen, dass die spezielle Formgebung niemals Zweifel an der Fluglageerkennung aufkommen lässt.
Könnt ihr das bestätigen?

Beste Grüße
Andreas
 

ggrambow

User
Mir ist noch aufgefallen, dass die spezielle Formgebung niemals Zweifel an der Fluglageerkennung aufkommen lässt.
Könnt ihr das bestätigen?

Es ist eher das Gegenteil. Ab einer gewissen Entfernung und Kurvenlage verschieben sich die Rümpfe und Flächen so gegeneinander, dass die gewohnte Fluglagenerkennung durcheinander kommt. Zumindest ist das mein subjektiver Eindruck, das kann ich auch nicht genau erklären. Stört nicht, weil ich die Fluglage ja kenne und die Maschine so aus der Kurve kommt wie ich das erwarte. Würde ich nur in dem Moment hinschauen wüsste ich nicht wo die Maschine hinfliegt. Aber das ist nach 20 Flügen vermutlich auch weg.

Gruß Gerhard
 

v.p.

User
Sehr schön, dass der Bock so super fliegt.
Und wieder einmal der Beweis "Flächenbelastung tut nicht weh".
Danke, dass ihr so ausführlich über Erfolge und Misserfolge berichtet.

Beste Grüße und viel Spaß bei der weiteren Flugerprobung

Max v.P.
 

Window

User
Ein sehr interessantes Flugbild - da bleibt das Auge haften - und schöne Landungen . Ist die Ursache für den Triebwerkausfall bekannt? Weiterhin viel Erfolg, Claus💫
 

ggrambow

User
Ist die Ursache für den Triebwerkausfall bekannt?

Hallo Claus,

nein, wir haben keine Ursache erkennen können. Der Motor lief am Boden wieder einwandfrei, bei beiden folgenden Flüge waren ohne Änderung der Einstellung einwandfrei. Ich sehe es positiv, den Härtetest hätten wir freiwillig nicht gemacht und ich habe jetzt ein absolut sicheres Gefühl bei der Maschine. Das könnte jetzt nur noch ein Ausfall beider Motoren gleichzeitig beim Start toppen, sehr unwahrscheinlich. Aber da weis ich ja inzwischen, wie gut das Teil segelt ....

Gruß Gerhard
 
Gewollte und ungewollte Testflüge

Gerhard hat es schon erwähnt. Boomi hatten mal wieder seine eigenen Vorstellungen vom Testprogramm.

Auch wenn die ungewöhnliche Geometrie des Boomerangs mit dem Ziel entwickelt wurde das Handling bei „Verlust“ eines Motors deutlich zu entschärfen kommen doch Zweifel auf, wenn man auf dem Boden die Seitenleitwerke festhält und die starken Seitenzugmomente spürt wenn jeweils nur ein Motor volle Drehzahl hat.

Auch die unterschiedlichen Abstände der Motorachsen vom Schwerpunkt sind mehr als deutlich zu spüren. Der Motor im Seitenrumpf erzeugt mit seinem 412 mm großen Hebelarm ein erheblich größeres Giermoment als der Motor im Rumpf mit seinem 235 mm kleinen Hebelarm.

Im Bild könnt ihr auch die Modifikation der Flächentiefen, Burts Schwerpunktangabe sowie unsere vordere und hintere Schwerpunktposition sehen. Z.Zt. fliegen wir an der vorderen Position.

Hebelarme.JPG


Wenn der Motor im Rumpf ausfällt, der stehende Prop noch zusätzlichen Widerstand erzeugt und der Motor im Seitenrumpf mit seinem großen Hebelarm auf vollem Schub arbeitet stellt dies die kritischste Situation (worst case) dar vor der wir am meisten Respekt haben. Das ist also nicht mehr steigerungsfähig! Oder doch?

Die eiserne Regel bei zweimotorigen Flugzeugen heißt: “Bei Motoraus immer über den noch laufenden Motor kurven.“ D.h. bei Motoraus beim Rumpfmotor nur Linkskurven fliegen. So war es abgesprochen und Gerhard hatte mich gebeten ihn im Fall der Fälle lautstark daran zu erinnern.

Wenn man filmt und durch einen digitalen Sucher schaut, spielen die Propeller optisch teilweise verrückt wie bei einem Stroboskop. Als man hinter mir rief „Motoraus“ stand für mich rein optisch der linke Propeller und ich rief „nur noch Rechtskurven!“

Die folgenden Bilder geben ca. 3 Sekunden ab dem Absteller wieder (ab 2:31 im Video). Gerhard hat die durch den Absteller verursachte Rollbewegung nach rechts innerhalb kürzester Zeit in eine Linkskurve überführt.

Detail Motorabsteller.JPG


Danach wurde aber die durch meinen Zuruf eingeforderte Rechtskurve eingeleitet.

Nach mehrmaligem Hinschauen ohne Sucher wurde mir auch klar, dass der rechte Motor steht und nicht der Linke und wir fleißig über den stehenden Motor kreisten. Das war dann die o.g. Steigerung (worst case)²!

Mit Trimmung auf Links hatte Gerhard den Vogel wieder auf Gradeausflug eingetrimmt und er flog etwas antriebsschwächer aber normal weiter. Eine weitere irgendwann notwendige Linkskurve war jetzt auch kein Problem mehr. Der erste Landanflug war zu hoch angesetzt, kritischer Moment, Durchstarten war angesagt. Das Giermoment beim Übergang von Leerlauf auf Vollgas war aber so gering, dass es intuitiv ausgeglichen wurde, ein bewusstes Gegensteuern war nicht einmal erforderlich. Der zweite Landeanflug wurde dann wieder- entgegen der Regel - mit einer Rechtskurve problemlos eingeleitet. Die einmotorige Landung war im Anflug etwas unruhiger aber ansonsten normal.

Gerhards Bemerkung dass wir damit auch diesen Testpunkt abgearbeitet haben löste dann doch bei uns ein erleichterndes Gelächter aus.

Im zweiten Flug sollte nun endlich der Flieger zum Überziehen gebracht werden. Die Querruder waren auf 15° und die Mittelflügelklappe auf 25° gewölbt (LH_Mi_RH) = (15_25_15)

In ca. 200m Höhe wurden die Motoren bis zum Leerlauf gedrosselt, zunächst (5_7_5) gewölbt um danach auf die (15-25-15) Wölbung überzugehen. Das Höhenruder wurde langsam bis nahezu Vollausschlag gezogen (3:31 im Video). Der Boomerang baute mit erhöhtem Anstellwinkel die Fahrt bis auf unter 50 km/h ab und ging mit dieser Anstellung und Geschwindigkeit in einen Sackflug über, der dann bei Sekunde 30 im folgenden Diagramm bewusst von Gerhard beendet wurde.

Flug 5_Überziehen.JPG


Die folgende Landung wurde bereits mit der Stellung (15-25-15) geflogen. Das Höheruder musste dazu aber 8° auf Tiefe getrimmt werden.

Die Landungen wurden bisher noch nicht mit erhöhtem Anstellwinkel durchgeführt. Die Aufsetzgeschwindigkeit lag immer noch bei über 70 km/h. Mit dem Wissen, dass es auch langsamer geht werden wir versuchen, uns langsam in Richtung 50 km/h vorarbeiten.

Der Ausschlag der Klappe am Mittelflügel kann vermutlich noch weiter bis auf 45°? vergrößert werden.

Die Leerlaufdrehzahl ist sicherlich auch noch ein Optimierungspunkt, schließlich fliegen wir mit einer 18“ Propsteigung. Der Absteller hat uns aber hier zur Vorsicht gemahnt.

Kleine Bemerkung zum gutmütigen Flugverhalten. Wir haben das für den Segelkunstflug von Helmut Quabeck entwickelte HQ/ACRO-2/13 mit 2% Wölbung und 13% Dicke verwendet. Es geht unverändert und ohne Verwindung nahezu über die ganze Flügellänge. Nur die Tips sind zum Ende hin auf ein symetrisches HQ/ACRO-0/13 gestrakt. Der folgende Profilvergleich lässt schon erahnen warum das gutmütige HQ/ACRO-2/13 ausgewählt wurde. Das AMISOIL2 ist übrigens das Profil des Originalboomerangs. Bei niedrigeren Reynoldszahlen punktet das ACRO-Profil noch deutlicher.

Profilvergleich_RE500000_20230803.JPG


Gruß Erwin
 
Moin zusammen,

wir haben bei Burt Rutan nachgefragt, ob wir den Boomerang im Originaldesign anmalen können. Es gab da nämlich mal Probleme, aber da waren auch kommerzielle Dinge im Spiel.

Seine Antwort:

No objection, of course! Have fun with it - its my best General Aviation design.

Burt


Er hat dann noch eine Frage nachgeschoben:

Oh,

Do let me know what it does when you slow to a stall.

The full scale does not stall with full-aft stick, even with full power on one engine !




Ich werde Ihm heute mal antworten soweit wir können.

Also Gerhard, da sind dann doch noch ein paar Minuten mit erhöhtem Pulsschlag angesagt!

Voll Höhenruder mit einem laufenden Motor ist eine interessante Nummer!!!

Gruß Erwin
 

ggrambow

User
Meilenstein (und Feiertag für mich)

Moin,

heute Abend werde ich mir ein besonderes Gläschen Wein gönnen. Heute war das letzte Mal Spachteln-Schleifen-Spachteln-Schleifen angesagt, ich habe leider nicht nachgehalten wie viele Wochen bei diesem Projekt dafür draufgegangen sind. Nachdem wir Freitag alles grundiert haben, sind Rümpfe, Cowlings, Spinner und die diversen Kleinteile jetzt glatt wie ein Kinderpopo und warten auf die Schlusslackierung. Die Decals werden wir mit Maskierfolie aufspritzen, die finale Fertigstellung ist in Reichweite 😎.

Gruß Gerhard
 

ggrambow

User
Spinner in Chrom, Lackempfehlung?

Moin,

als letzter Schritt fehlt noch die Farbe auf den Spinnern. Wie beim Original sollen sie chrom-silber glänzend werden. Hat jemand eine Empfehlung, mit welchem Lack das wirklich funktioniert? Wir kommen da nicht so richtig weiter.

Gruß Gerhard
 
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