EWD-Korrektur: kanns jemand rechnen?

[kurbel]

Ich stelle mir gerade ernsthaft die Frage wer das Vorzeichen einer EWD hier wie herum definiert.

In der Literatur zur bemannten Luftfahrt ist der Begriff der EWD m. W. generell nicht definiert, sondern der Klarheit wegen nur die jeweiligen Einstellwinkel von Flügel und Leitwerk relativ zur vom Konstrukteur willkürlich einmal festgelegten Rumpflängsachse des Flugzeugs.

Kurbel

 

[Naitsabes]

Yep, sollte man klären.
Also ich bin jetzt mal davon ausgegangen, dass EWD 0,5° bedeutet, dass das Höhenruder auf Null ist und der Flügel eben 0,5° hat, sprich dessen Nasenleiste ein wenig höher ist als seine Endleiste.
Nun gilt es zu klären, was um -2,6° zu drehen ist.

Josef, vielleicht hast du Interesse, die angehängte Draufsicht auf Maßhaltigkeit zu checken. Hab ich nach deinen Angaben hoffentlich richtig hingekriegt.
Demnach sollte der Flieger mit EWD 0,5° und Schwerpunkt bei 17cm im Trimm sein.
Das Höhenruder würde ich weniger idealisiert eingeben, der Dreiseitenriss zeigt eine leichte Pfeilung, die in Grenzfällen schon mal einen Unterschied bewirken kann.

Grüsse
Andi

 

[Josef Poisinger]

hallo Andi,

meine Interpretation (siehe anfangs Beitrag Eberhard Mauk): Fläche und HLW gegensinnig zur Längsachse angestellt -> positive EWD (Fläche Nase hoch, HLW Schwänzchen hoch). Fläche und HLW (ein wenig) Nase hoch -> negative EWD. Fläche und HLW (stark) Nase hoch -> flugunfähig

An der Fläche kann ich nichts ändern, das HLW müsste die Nase runternehmen, eben um -2,6 Grad.


An deiner Skizze stimmt auf den ersten Blick nicht, daß bei Trapez 2 die Nasenleiste im rechten Winkel zur Flugachse steht, und die Endleiste von Trapez 1 + 2 eine Gerade bildet.

Liebe Leute, ich danke für eure Hilfsbereitschaft, aber jetzt muß ich ab ins Bett. Morgen 06:00 ist wecken angesagt

LG Josef

 

[Naitsabes]

Richtig, mein Fehler, danke für den Hinweis. Hatte Null Pfeilung bei 25% Flächentiefe eingegeben, es gehört natürlich Null Pfeilung bei der Nasenleiste.

An der Fläche kann ich nichts ändern, das HLW müsste die Nase runternehmen, eben um -2,6 Grad.

Klar soweit.
Dann kommst du, wenn vorher +0,5° anlagen, auf 3,1°.

Zweiter Versuch mit der Draufsicht.

Interessant wäre auch die aktuelle Schwerpunktlage.

Grüsse
Andi

 

[egge]

Was ist EWD ?

Was ist EWD ?

EWD ist die EinstellWinkel-DIFFERENZ.
Also Wörter "Einstellwinkel" und "Differenz".

Sie bezeichnet die Differenz der Einstellwinkel der beiden Fläche/Leitwerk zur gewünschten "Nulllinie". Später steht das Leitwerk ja auf "null".

Also wenn z.B. die Fläche 4° Anstellwinkel (alpha) hat und das Leitwerk 1° (also beide Nasen nach oben) dann ist die EWD 3°.
Die Rumpfnulllinie fliegt dann mit -1° durch die Luft (Flugbild).

Aber ich lese hier irgendwie auch raus das der SP weiter zurück muß.
Musst Höhe trimmen, aufm Rücken mässig drücken, und fängt in weitem Bogen ab ?
Irgendwas zieht doch da vorne nach unten

 

[Jürgen Heilig]

...
PS: das habe ich noch nicht erwähnt: aus senkrechtem Sturzflug fängt das Modell in sanftem Bogen ab, der SP scheint also zu passen.

Hallo Josef,

Dein Flächenprofil ist das NACA 2415 und deine jetzige EWD ist 0,5°. Das sind eigentlich ganz vernünftige Werte, wie man sie auch bei einem Trainermodell findet - siehe hier:

http://www.graupner.de/fileadmin/do...25122401_9384_Sky_HeroII_modellflugpraxis.pdf

Wenn dein Modell 5° Höhenruderauschlag braucht um in sanftem Bogen abzufangen, liegt eventuell der Schwerpunkt doch noch zu weit vorn.

Eine Erhöhung der EWD von 0,5° auf 3,1° erscheint mir nicht zielführend - siehe auch hier:

http://www.rc-network.de/forum/showpost.php?p=382910&postcount=8

Jürgen

 

[MarkusN]

Wenn dein Modell 5° Höhenruderauschlag braucht um in sanftem Bogen abzufangen, liegt eventuell der Schwerpunkt doch noch zu weit vorn.

Gelten für Motorflieger andere Regeln? Wenn das Abfangverhalten stimmt, geht man normalerweise davon aus, dass der Schwerpunkt richtig liegt. Auch wenig Drücken auf dem Rücken deutet nicht auf zu grosse EWD hin.

Vielleicht leitet die kleine Strake ja einen neckischen Wirbel unter das Höhenleitwerk. Bei der Frage nach dem "Warum" hilft dann wirklich nur noch FLZVortex weiter.

 

[Frank Ranis]

Hallo Josef,

ich habe diese Seiten ein paar mal durchsucht, konnte aber nicht eindeutig herauslesen, an welcher Position Du nun deinen Schwerpunkt eingestellt hast.
Mit dieser Schwerpunktlage warst Du ja, laut deiner Beschreibung hier, zufrieden und deshalb würde ich die erst mal so lassen.

Habe den Flieger ins FLZ_Vortex eingetippt (Einstellwinkel Fläche 0 Grad und Einstellwinkel HLW +0,5 Grad /sprich Nase oberhalb der HLW-Endleiste) und versuche nun zunächst mal den Flugzustand (Auslegungs-CA) herzustellen der bei dir mit gezogenem Höhenruder (-5Grad) entsteht.
Ausgehend von diesem CA kann ich dann versuchen, die neue EWD zu berechnen.

Weiterhin wäre es schön , wenn ich noch ein Maß von dir bekommen könnte , die Hochlage des HLW .
Also der Höhenabstand von der Nase der Tragfläche zur Nase des HLW.
Da hinter der Tragfläche ein Abwindfeld vorhanden ist , liegt das HLW unter einem anderem Anströmwinkel und dieser Einfluß wird durch die Hochlage des HLW bestimmt.

Gruß

Frank

 

[Hans Rupp]

Hallo Frank,

ich habe die Hochlage mit rd. 10cm rausgemessen, geschätzt.
Die Frage mit dem Schwerpunkt ging per PN an Josef.

Zwei ...., ein Gedanke

Gruß
Hans

 

[Josef Poisinger]

Liebe Leute, das wird alles zu kompliziert, lasst uns hier bitte ein paar Tage Pause einlegen. Ich dachte ursprünglich ja nur die simple Frage, wenn das Modell mit dieser Trimmung angenehm fliegt, wieviel muß ich das HLW drehen damit es auch "optisch perfekt" ist. Auf den Fotos ist ja zu sehen, daß die Ausschläge ganz im Rahmen des üblichen sind.

Am Wochenende bin ich wieder beim Modell, da kann ich SP und alles andere vermessen. Da gibt es dann aber ein paar neue Gemeinheiten, z.B. eine extreme Aufdickung des Mittelteils. Die (fiktive) Wurzelrippe hätte 19% Dicke und ist vorne und hinten abgeschnitten, aber egal, liegt ja zur Gänze im Rumpf. Aber auf was soll man dann die Angabe von EWD und SP beziehen
Aber wie gesagt, so kompliziert wollte ich es ja gar nicht angehen...

Gruß aus Wien, Josef

 

[Naitsabes]

Wenn das Abfangverhalten stimmt, geht man normalerweise davon aus, dass der Schwerpunkt richtig liegt. Auch wenig Drücken auf dem Rücken deutet nicht auf zu grosse EWD hin.

Der Schwerpunkt liegt auch richtig, für die aktuelle EWD von 0,5 Grad plus dem Höhenrudertrimm (der die EWD noch ein wenig erhöht).
Will ich den Höhentrimm loswerden, kann es sein das es reicht, den Schwerpunkt zurückzunehmen.
Ich bin der Meinung von Jürgen, die 0,5 Grad sind ein vernünftiger Wert.

(Einstellwinkel Fläche 0 Grad und Einstellwinkel HLW +0,5 Grad /sprich Nase oberhalb der HLW-Endleiste)

Wenn die Höhenleitwerknase über der Höhenleitwerkendleiste liegt, (und der Flügel auf Null), gibt das nicht eine negative EWD? Nur zur Begriffbestimmung, nicht zur Belehrung

Aber auf was soll man dann die Angabe von EWD und SP beziehen

Im Prinzip egal, solange es alle auf dasselbe beziehen.
Eine gängige Vorgehensweise: Flugzeug so aufbocken, dass das Höhenruder, also seine Nasenleiste und seine Endleiste, den gleichen Abstand vom (ebenen) Boden haben.
Das wäre dann 0 Grad.
Am Flügel hat dann dessen Nasenleiste ein wenig mehr Abstand vom Boden als die Flügelendleiste.
Gibt eine positive EWD.

Die Schwerpunktangabe, die ich dir liefern kann, bezieht sich auf die Wurzelrippe, also die in der Rumpfmitte.
Ist die Wurzelrippe im Modell abgeschnitten, so kannst du die Schwerpunktangabe mittels deiner Zeichnung erhalten.
Also die XXmm von der Wurzelrippe ( in der Flügelmitte) nach hinten zeichnen, dann im rechten Winkel eine Linie auf die Seite, bis du an die Rumpfwand stösst.
Von diesem Punkt im rechten Winkel nach vorne bis zur Nasenleiste.
Genau diese Strecke ist die Schwerpunktlage an jener Flächentiefe, wo der Flügel an den Rumpf anstösst, und da kann man das Flugzeug balancieren.

Grüsse
Andi

 

[Frank Ranis]

Hallo Josef,

>Liebe Leute, das wird alles zu kompliziert, lasst uns hier bitte ein paar Tage Pause einlegen.
Jetzt mach hier bloß keinen Rückzieher , erst den Theoretikern den Mund wässrig machen und sich dann klanglos verabschieden , das gilt nicht, das wird jetzt durchgezogen. grins

>Ich dachte ursprünglich ja nur die simple Frage, wenn das Modell mit dieser Trimmung angenehm fliegt.
Genau das ist der Punkt, Du hast beim fliegen ein angenehmes (sicheres) Gefühl.
Darum bleibt der Schwerpunkt da wo er ist.
Die hässliche Trimmung des Höhenleitwerkes wollen wir rausrechnen , ob Du das nacher auch einbaust , steht auf einem anderem Zettel.

Die Schwerpunktangabe brauchen ich nur aus einem einzigen Grund.
Ich brauche die Geschwindigkeit , mit der dein Modell derzeit im stationären Flug unterwegs ist und die kann ich mir dann mit den bereits vorhandenen Daten und der Schwerpunktangabe ausrechnen.
Könntest Du mir genau die Geschwindigkeit sagen (gemessen) käme ich auch damit klar, wäre sogar noch besser.

>Am Wochenende bin ich wieder beim Modell, da kann ich SP und alles andere vermessen.
Ok, darauf kann man warten.

>Da gibt es dann aber ein paar neue Gemeinheiten, z.B. eine extreme Aufdickung des Mittelteils.
>Die (fiktive) Wurzelrippe hätte 19% Dicke und ist vorne und hinten abgeschnitten, aber egal, liegt ja zur Gänze im Rumpf.
>Aber auf was soll man dann die Angabe von EWD und SP beziehen.
Das ist kein großes Problem.
Man kann sich ja für die Schwerpunktangabe auch eine andere Stelle (z.B. die Nase an der ersten Flächenknickstelle ) aussuchen, wenn es am oder im Rumpf Probleme gibt.
Nimm also einfach dieser Stelle (da wo der Flügel vorne gerade in Spannweitenrichtung abgeht) und nimm von da deinen Schwerpunkt ab.
Man muß es halt nur sagen , von wo aus man gemessen hat.

Für die EWD richtest Du das Flugzeug halbwegs horizontal auf einem Tisch aus.

Für das Ermitteln der Einstellwinkel nimmst Du auch die erste Knickstelle (nahe am Rumpf) und nimmst die Maße von Nasen- und Endleiste gegen die Tischplatte ab, die Profiltiefe an dieser Stelle haben wir (360mm).

Beim HLW gehst Du beim Messen so nah wie möglich an den Rumpf herann und nimmst dann auch hier die Maße auf die Tischplatte ab, hier auch wieder Nase und Endleiste, die Profiltiefe haben wir hier auch (200mm).
Dabei darauf achten das das Höhenruder neutral steht.

Aus den Differenzen der Nasen zu den Endleisten können wir dann die Einstellwinkel und daraus die aktuelle EWD berechnen .

Die Einstellwinkel kloppen wir dann in das FLZ_Vortex, stellen den Schwerpunkt nach deinen Angaben ein und schlagen das Höhenleitwerk mit -5 Grad aus.
Haraus bekommen wir dann eine Fluggeschwindigkeit bei der das Modell stationär (ohne zu steigen / sinken) in der Luft bleibt.

Dann wird das Höhenruder in Neutralstellung gebracht und der Einstellwinkel des HLW so lange angepasst , bis die Fluggeschwindigkeit aus der ersten Rechnung wieder erreicht ist.

Du lieferst die Maße (mit Angaben, von wo aus Du gemessen hast) und die Theoretiker sind dann für das Berechnen da.

Am Ende , so hoffen wir alle, bekommst Du dann eine Angabe für deine EWD und eine Geschwindigkeitsangabe obendrein.

Gruß

Frank

 

[PIK 20]

Hallo Josef,

ich frage mich wie Du so als alter Hase und bekannter Konstrukteur von Modellen, die es wirklich in sich haben, diese Frage stellst.

Mit deiner Erfahrung stellst doch Du die Dämpfungsfläche des Höhenleitwerks "aus dem Bauch" ein. Da bin ich ganz sicher, dass es danach gut aussieht und auch gut fliegt.

Schön ist, dass sich so viele Spezialisten deines Problems annehmen. Die Diskussion ist auf jeden Fall sehr interessant und zuweilen lehrreich.

Heinz

 

[Josef Poisinger]

Hallo Heinz,

da steht die Dämpfungsfläche ja, so wie ich sie aus dem Bauch heraus eingestellt habe

Bei diesem Modell gab es ganz andere Probleme zu lösen, aber das werde ich bei Gelegenheit in einem neuen Beitrag bringen. Schau mal das Video auf www.msk.at, dann wirst Du verstehen was ich meine

LG Josef

 

[Naitsabes]

Ist übrigens ein schönes Video. Welcher E-Motor macht denn solch einen Sound

Hab jetzt die Draufsicht nochmal gecheckt und mir erlaubt, dem Höhenruder eine Trapezform zu verpassen. Meiner Meinung nach solltest du, bevor du das Messer ansetzt, noch den Schwerpunkt ins Auge fassen. Denn mit EWD O,5 Grad sollte bei einer Schwerpunktlage von 18cm (bezogen auf die Wurzelrippe in der Flügelmitte) der Flieger im Trimm sein. Geschwindigkeit ist dabei hoch, 90km/h und mehr.

Grüsse
Andi

 

[Josef Poisinger]

Ist übrigens ein schönes Video. Welcher E-Motor macht denn solch einen Sound

naja, jetzt wird es völlig offtopic, Lesestoff als Überbrückung bis nach dem Wochenende:

der Motor ist ein ganz normaler Hyperion Z5025-22, der hat auch keinen Lagerschaden oder sowas. Der "Lärm" entsteht bei diesen komischen Kartontrichtern dahinter, die heftig in Resonanz verfallen sobald der Motor anläuft. Ursprünglich dachte ich, das sind eine Art Linearventilatoren zur Unterstützung der elektrischen Innenraumbeheizung an der Unterseite. Wie auch immer, fliegt gut, klingt gut, und um die theoretische Erklärung der Klangeffekte kümmere ich mich, sobald das Problem EWD gelöst ist

LG Josef

 

[MarkusN]

Ja das erklärt natürlich alles. Ist dir denn nicht klar, dass diese Horizontalbeschleunigung der Rumpfgrenzschicht zu atypischen Ablösungen des Interferenztütenwirbels führt, der dann augmentiert die Strömung am Höhenleitwerk tordiert?




Schön wie der Sound an die Knüppelstellung Propellerdrehzahl angepasst wird.

 

[Christian Lang]

Beim senkrecht abwärts Fliegen hat der Schwerpunkt keine Auswirkung, nur die Ruderklappen.
Ein Motorflugzeug soll entweder ohne Abfangbogen "stürzen" (symetrisches Profil) oder höchstens mit ganz leichtem Bogen.
Der senkrechte Sturz zeigt also ob die EWD stimmt.
Wenn im Horizontalflug das Höhenruder getrimmt wird gilt es erst mal zu ermitteln ob das nicht wegen dem Motorsturz geschehen ist.
Aus dem geradeaus getrimmten Horizontalflug schlagartig drosseln, jetzt wirkt nur noch die Aerodynamik, ist der Motorsturz zu groß steigt das Modell jetzt weg.
Ich vermute hier eine Mischung aus Kopflastigkeit, zu viel Motorsturz und vielleicht ein halbes Grad zu wenig EWD.

Das Flugzeug soll mit so wenig Luftwiederstand wie möglich fliegen. Desswegen soll es mit so wenig EWD wie möglich unterwegs sein.
Wenn der Schwerpunkt nicht stimmt muß man im Horizontalflug "dagegentrimmen". Das bewirkt dann im senkrechten Sturz bei zu weit vorne liegendem Schwerpunkt (Leerlauf!) ein Wegsteigen.

Ein (in Maßen) falsch eingestellter Schwerpunkt wirkt im Motorflugzeug nicht so stark wie falsch eingestellter Motorsturz.

 

[Frank Ranis]

Hallo Andi,

>Meiner Meinung nach solltest du, bevor du das Messer ansetzt, noch den Schwerpunkt ins Auge fassen.
>Denn mit EWD O,5 Grad sollte bei einer Schwerpunktlage von 18cm (bezogen auf die Wurzelrippe in der Flügelmitte) der Flieger im Trimm sein.
>Geschwindigkeit ist dabei hoch, 90km/h und mehr.

Ich habe mal deine 18cm Schwerpunktlage ins FLZ_Vortex eingegeben (EWD 0,5 Grad, Höhenruder neutral).
Es ergeben sich dann folgende Werte.
CA = 0,156
Geschwindigkeit = 31,440 m/s = 113,184km/h
Stabimaß 7,771%

Da gibt es aber zwei Probleme:
1) Die Geschwindigkeit von 113,184km/h im stationären Flug wird Josef's Antrieb nicht hergeben.
Wäre schnell unterwegs , dann bräuchte er diese starke Höhenrudertrimmung nicht.
Eine brauchbare Schwerpunktangabe muß her , sonst ist das alles Spekulation.
Oder halt die gemessene Geschwindigkeit, die hat Josef aber, so glaube, ich nicht griffbereit.

2) Josef hatte ja geschrieben, das er mit dem Händling (Ruderwirksamkeit , sicheres Gefühl) zufrieden ist.
Ein Rückverlegeung des Schwerpunktes (Stabimaß 7,77% , derzeit sind es vielleicht 12-16%) würde aber die Ruderwirksamkeit stark erhöhen, so das der Flieger erheblich agilier wird und auf die Ausschläge heftiger reagiert.
Ein Rücknahme der Höhenruder-Ausschläge wäre dann dringend angesagt , das ist, glaube ich, nicht in Josef's Sinn.

****

Dann habe ich mal eine spekulative Rechnung (mit dem in der Tabelle angekreuzten Auslegungs-CA von 0,6) durchgeführt .
Eingestellt:
EWD 0,5 Grad
Höhenruderausschlag arctan (6,5mm / 80mm) = 4,645 Grad
CA 0,6

Ergebnis aus FLZ_Vortex:
Stabimaß=12,56%
Schwerpunktrücklage hinter der Nase des Wurzelrippe des Flügels = 156mm, ab der Nase des geraden Flügelstückes ist das 71mm .
Geschwindigkeit = 16,048 m/s = 57,773km/h

Ersetze ich nun die Höhenrudertrimmung durch eine korregierte EWD komme ich auf.
EWD = 4,04 Grad , derzeit 0,5 Grad.

Markus hatte mit der XFoil-Methode einen Ersatzwinkel für den Klappenausschlag von EWD 3,1 Grad plus die 0,5 Grad eingebaute EWD = 3,6 Grad ausgerechnet.

Die fehlenden 0,44 Grad schreibe ich dem Abwindfeld hinter der Tragfläche zu , die Richtung von Markus passt also gut.

Wo der Schwerpunkt liegt und wie die EWD nun genau aussieht erfahren wir am Wochenende und dann machen Hans Rupp und ich ne neue Rechnung auf .

Gruß

Frank

 

[Jürgen Heilig]

...
Ein Rückverlegeung des Schwerpunktes (Stabimaß 7,77% , derzeit sind es vielleicht 12-16%) würde aber die Ruderwirksamkeit stark erhöhen, so das der Flieger erheblich agilier wird und auf die Ausschläge heftiger reagiert.
Ein Rücknahme der Höhenruder-Ausschläge wäre dann dringend angesagt , das ist, glaube ich, nicht in Josef's Sinn.
...

Hallo Frank,

Josef möchte lediglich, dass sein Höhenruder mittig steht. Wenn er dies durch Rückverlegung des Schwerpunkts und Reduzierung der HR-Auschläge erreichen kann, ist ihm das sicher lieber als eine konstruktive Änderung der EWD.

Jürgen