Horten "wippt" um Querachse

[UweH]

Hallo Frank, die Effekte an symmetrischen Profilen sind ein interessanter Erklärungsansatz der sich mit einem Teil meiner Erfahrungen deckt, aber wieso wippen dann so viele Wingletpfeile mit gewölbtem Außenprofil? Meine H III wippt ein bisschen im gedrückten Flugzustand, im Langsamflug habe ich das bisher noch nicht beobachtet.
Da muß noch mehr im Spiel sein. Wenn der Flieger aufgrund Unstetigkeiten im Momentenverlauf und symmetrischer Außenprofile wippt und andere Unarten zeigt helfen Turbulatoren gut, das hat sich bei meinem Boomerang mit RK 40 1,4 -7 innen und symmetrischem Außenprofil deutlich gezeigt.

Ein symmetrisches Profil beim Brett ist bei Höhenruderausschlag sogar negativ gewölbt, das macht sich im Langsamflug sicher nicht gut


Viele Grüße,

Uwe.

 

[Frank Ranis]

Hallo,

das mit dem symmetrischen Profil am Brettflügel hatte mich nur auf den Gedanken gebracht hier mal näher hinzuschauen.

Das mit den Turbulatoren könnte man doch ohne großen Aufwand und Kosten ausprobieren.
Gerade im Modellflug sind die Dinger oft Gold wert.

Gruß

Frank

 

[UweH]

Viele Piloten haben geradezu Angst Turbulatoren einzusetzen weil die ja über die schöne hochglanzpolierte Oberfläche überstehen und damit ganz schrecklich bremsen .....und verschenken zugunsten von ein paar Sekunden nicht sichtbare höhere Maximalgeschwindigkeit eine Menge Leistung und gutmütigerer Flugeigenschaften im Normalflug, der 95 % der Flugzeit ausmacht. Manche blasenanfällige Auslegung ist mit Turbulator sogar schneller als ohne
Ich war früher auch turbulatorfaul , hab aber inzwischen immer Klebeband oder Kreppband im Flugkoffer.

Uwe.

 

[Klaus Jakob]

Ha, toller thread!
Hat mir nun die Augen geöffnet bez. eines Brettes, das sehr schwach gewölbt war. Rodeoritt im Langsamflug, im Schnellflug super. Sämtliche Schwerpunktlagen brachten keine Verbesserung. Damals wollte ich ebenfalls Kreppband bei 60% auf die Flügelunterseite kleben, aber der Vogel konnte eben nicht langsam fliegen, und hat im Landeanflug den wildesten und letzten Rodeoritt hingelegt, bevor er einschlug. Ich wollte die Leiche bereits ausmustern, aber nach diesen Berichten wird sie reanimiert, um die Effekte zu hinterfragen.
Bleibt dran.
Grüße
Klaus.

 

[Frank Ranis]

Hallo ,

@ Uwe
>aber wieso wippen dann so viele Wingletpfeile mit gewölbtem Außenprofil?
Wenn das Anstellwinkelnicken ein Grundsätzliches Problem gepfeilter Nurflügel ist (egal ob Horten oder Winglet-Nurflügel), sollte man sich auch mal die anderen oft verwendeten Profile (und nicht nur symmetrische) mit Profili (XFoil) anschauen.
Sollte es wirklich ein Re-Zahl-Problem sein, dann müßte es mehr oder weniger auf alle Profile zutreffen.

Interssant wäre es mal die Druckpunktlagen zu berechnen und in einer Tabelle oder Kurve aufzutragen.
Als Grundlage einfach mal die Profili-Daten hernehmen (bei Re-Zahlen von 50000-250000 und Anstelwinkeln von +-5 Grad ).

Mit der Formel xd_025 = -cm_025 / ca , gemessen ab dem t/4 Punkt des Profiles ,weil die Momente auf diesen t/4 Punkt bezogen sind.
Wenn man eine Bezugslänge von 1m (Profiltiefe) nimmt und die Druckpunktlage [m] von der Profilnase aus angeben möchte nimmt man dann die Formel xd_nase = 0,25 + xd_025 .

Das ganze dann einmal ohne (wellige Momentenkurve) und einmal mit Turbulator (lineare Momentenwerte) rechnen.
Ich habe leider immer sehr wenig Zeit und so eine Tabelle, nur für eine Hand voll Profile, zu erstellen dürfte schon ein paar Stunden dauern.
Hat eventuell jemand Zeit für so eine Untersuchung?

Gut wäre es , wenn Josef (bimmjo) einfach mal den Versuch mit dem Turbulator an seinem Modell wagen würde.
Wenn das Nicken mit Turbulator verschwindet (oder geringer wird) , sind wir einen Schritt weiter.

Gruß

Frank

 

[kurbel]

Imo reicht da schon die Betrachtung der Cm/alpha-Kurve.
Die Kurve sollte möglichst linear sein.

Wenn jemand sich die Mühe machen will, ein Skript zu schreiben, dass Druckpunkte tabelliert und plottet, wäre das aber auch prima und ein klarer Fall fürs RC-N-Magazin.

Kurbel

 

[fireeye]

Hallo Frank, Kurbel,
in der Druckpunktformel/die Betrachtung ist sicher Cm0 gemeint?!
Wenn ich genau wüßte, welche Profile Ihr haben wollt, bin ich bereit, in Exel so ´was zu rechnen. Allerdings würde ich dann auf Messungen von SELIG zurückgreifen, falls der die gewünschten Profile gemessen hat.
Meldet Euch, meine Adresse kennt Ihr ja.
Gruß und tschö wa, Hans.

 

[kurbel]

'Cm_0' ist der Wert von 'Cm' bei Ca=0.
I. A. ist 'Cm' nicht konstant sondern vom Ca abhängig.
Deswegen ist 'Cm_0' streng genommen nur ein Anhaltswert um ein Profil grob einzuordnen.

Alles, was sich re-zahlabhängig in der Grenzschicht abspielt spuckt uns hier mächtig in die Ergebnisse hinein, womit Rechnungen auch schwierig werde und letztlich nur Messungen und Flugversuche sichere Erkenntnisse bringen.
Allerdings können Rechnungen, wenn sie richtig interpretiert werden, schon recht gut auf zu erwartende Phänomene oder Probleme hinweisen.

Es wäre also interessant weit verbreitete Profile zu vergleichen und dabei Messungen und Rechnungen auszuwerten und einander gegenüber zu stellen.
Re-Zahlen von 100000 bis 2000000 dürften am ehesten Interessieren.

Naca 0009, Clark Y, E 205, etc., kommen mit da spontan in den Sinn.
Bei den S-Schlagprofilen muss man erstmal sehen, welche denn überhaupt schon mal vermessen worden sind.

Besonders beim Naca 0009 hilft ein Turbulator gewaltig, selbst, wenn er sehr weit hinten liegt (z. B. bei 80%).
Hier sollte man einen besonders starken Effekt sehen.
Ich würde also die Sache (Excell-Tabelle) am Beispiel dieses Profils testen, da es vermutlich dazu auch Messungen geben wird.

Grüße

Kurbel

 

[Frank Ranis]

Miniprogramm für Druckpunktberechnug

Miniprogramm für Druckpunktberechnug

Hallo ,

@Hans
>Allerdings würde ich dann auf Messungen von SELIG zurückgreifen
Das bringt aber nur was, wenn wir gemessene Polare sowohl mit als auch ohne Turbulator vorliegen haben.
Es soll ja der Effekt des Turbulators aufgeführt werden.
Wenn Du allerdings nur das cm0 hast brauchst Du mit der Tabelle gar nicht erst anfangen, es wird eine alfa/cm und eine alfa/ca Kurve gebraucht.
Wenn keine gemessenen Polare für beide Fälle (mit und ohne Turbulator) vorliegen, müssen wir wohl mit den XFoildaten vorlieb nehmen, die sind aber auf alle Fälle besser, als schlecht zu lesende (gemessene) Polargrafiken.

Man fängt dann z.B. mit alfa -5° an holt sich dafür das ca und cm aus den Polaren und geht damit in die Formel.
Dann -4° usw. bis +5°.
Vielleicht ist im Profili ja auch schon ne Druckpunktberechnung mit drinn, und wir haben sie nur noch nicht gefunden.

Ich habe trotzdem mal auf die schnelle ein Miniprogramm zusammengekloppt, siehe Bild.
Damit könnt ihr den Druckpunkt ab dem t/4-Punkt und ab der Nase berechnen, ist einfacher als mit nem Taschenrechner.
Oben wird die Profiltiefe eingetragen, am besten aber 1m stehen lassen, dann hat man eine Einheitslänge die sich einfach auf die Flügeltiefen des Modelles skalieren läßt .
Links unten werden dann ca und cm für ein bestimmtes Alfa eingetragen und nach der Rechnug hat man rechts die Druckpunktlagen ab dem t/4-Punkt und ab der Profilnase.
Die EXE als ZIP findet ihr in dem zweiten File, dies ist mit der Endung PDF versehen, einfach die Endung PDF durch ZIP ersetzen und entpacken.

Gruß

Frank


Frank

 

[fireeye]

Frank,
ich habe ein Profil, SG 6041, gefunden, von dem mir Meßdaten mit und ohne TB vorliegen.
Will mal sehen, was sich daraus machen läßt.
Besorge Dir mal das Buch, F.W. SCHMITZ: Aerodynamik des Flugmodells. Da sind auch Messungen mit und ohne TB drin.

Gruß und tschö wa, Hans.

 

[Wolf_Mala]

Horten-Flügelschlagen

Horten-Flügelschlagen

meine Erfahrung bezgl. des Flügelschlagens bei der Horten IV: ich tendiere zur Meinung, dass das Problem nicht über die Festigkeit des Flügels zu lösen ist (habe das auch schon versucht), die höhere Geschwindigkeit, nur dabei tritt das ja auf, Trimmung zu kopflastig (auch nur minimal) bringt das Aero-System Geschwindigkeit/Auftrieb/Abtrieb am Aussenflügel in seinen Grenzbereich. Das löst das gefürchtete Flügelschlagen dann aus. Trimmung evtl. verändern, langsamer fliegen, dann passiert das nicht.
Wolf_Mala

 

[steve]

Sehr interessante Diskussion!

Sehr interessante Diskussion!

Hallo Wolf,
generell ist es so, wie Du sagst: Wenn man langsamer fliegt, hört das schwingen/flattern auf.
Bei meiner IV/VI wars aber wirklich knapp über Schrittgeschwindigkeit und die Schwingungen begannen.
Beim flachen Hochstart wurde das Teil aber wesentlich schneller, ohne das es aufschwang. Nach dem Ausklinken gings dann durch einige wilde Kurven - ebenfalls ohne zu schwingen etc. Erst beim ruhigen Geradeausflug - sobald auch nur etwas Fahrt dazu kam - begannen die Schwingungen.

Zum Profil: 0,0 bis 0,5 : Ho 16% und 0,5 bis 1,0 Strak Ho16 auf Naca1010. Verwindung kann ich nicht mehr genau sagen (ist ~ 20 Jahre her) aber ab 0,5 annähernd linear auf 8-10°. Dreiklappensystem(innen&Aussen: Quer - Mitte: Höhe) Gewicht ~ 3,5 - 4kg.

Ingesamt paßt vieles zu den Erklärungen von Kurbel und Frank Ranis. Wäre schön, wenn diese interessante Diskussion noch weiter führt.

Grüsse

 

[Wolf_Mala]

Hortenflügel

Hortenflügel

Hallo Steve,
ich freue mich einfach über jeden der sich überhaupt den Hortens IV und VI (besonders der letzteren) nähert und sich daran versucht. Alle anderen Horten VII/IX etc. sind nicht gerade "so" schwierig. Für mich sind H IV/ H VI die "wahren" Nurflügler (bitte alle anderen Nuri-Fans um Nachsicht) aber m.E. auch die schwierigsten. Wenn ich mir da meinen Falken von Alfons ansehe, diese Flügelverwindung, die kleinen Flaps, was für eine Entwicklungsarbeit ... und wie das Ding damit fliegt!!
Provokante Frage an dieser Stelle: Eine Horten VI mit der hohen Streckung, da bin ich einer Meinung mit Herrn Ulmer geht vernünftig nicht unter 7 Metern?
Schließe mich an, eine interessante Diskussion ...

GRUSS!!! Wolf

 

[Frank Ranis]

Hallo ,

es ist Wochenende.
Wer holt seinen Sorgenkind raus und macht den Test mit den Turbulatoren?
Wir brauchen Anfang nächster Woche neuen Gesprächsstoff .
Wo ist eigentliche der Josef (bimmjo) abgeblieben?, wir sind hier schon bei Antwot Nr.54 und er meldet sich nicht mehr.

Gruß

Frank

 

[UweH]

Provokante Frage an dieser Stelle: Eine Horten VI mit der hohen Streckung, da bin ich einer Meinung mit Herrn Ulmer geht vernünftig nicht unter 7 Metern?

Hallo Wolf,

das ist keine provokante Frage und ein bisschen Rechnerei über den Daumen bringt die Probleme ans Licht :
Spannweite Original: 24,2 m
Modellmaßstab 1:3,5 ergibt dann 6,91 m Modellspannweite
Randbogentiefe Original: 20 cm
Randbogentiefe Modell bei 1:3,5 : 57,1 mm

ohne jetzt genau über die baubare Flächenbelastung die Manövergeschwindigkeit zu ermitteln kommt da für den Außenflügel im Langsamflug eine Re-Zahl von unter 40 000 raus.
Das ist mit den hortentypischen symmetrischen Außenprofilen eigentlich schon nicht mehr vernünftig im Griff zu behalten.
Rodeoritt, kritisches Abrißverhalten und undefiniertes Steuerverhalten sind vorprogrammiert.
Mit rauer Oberfläche, Turbulatoren und Re-zahlgerechten Profilmodifikationen (ebene Platte? ) kann man das zum fliegen bringen, aber kleiner würd ich das nicht mehr machen.
Wurpfel benutzt bei Hortens auch außen gewölbte Profile, das vermindert den Dead Band Effekt. Wegen der dafür nötigen größeren Verwindung bin ich bei größeren Außenflügeltiefen skeptisch, daß dabei der Teufel mit dem Belzebub ausgetrieben wird, aber ich laß mich gerne eines Besseren belehren.
Bei H IV und H VI könnte es ein praktikabler Weg sein, der eine genauere Betrachtung Wert ist.

Ich finds auch eine interessante Diskussion und bedaure sehr aus Zeitgründen nicht tiefer einsteigen zu können .

Viele Grüße,
Uwe.

 

[fireeye]

Hallo Frank und die anderen,

ich habe mir den Momentenverlauf der Messungen des SG 6041 mal näher angesehen (Re-Zahl 150 k bis 300 k, mit und ohne Turbo)
und bin davon überzeugt, dass die Anstellwinkelschwingungen nichts mit der Re-Zahl tun haben.
Die Berechnung der DP-Lagen halte ich nicht mehr für nötig.
Gruß und tschö wa, Hans.

 

[bimmjo]

Hallo;
tud mir leid dass ich so lange nichts mehr von mir bzw meiner Horten hören lassen habe, aber das Studium geht vor.
Freud mich dass das Thema so eine Diskussion ausgelöst hat.
Dieses Wochenende werde ich den Test mit den Turbulatoren machen und darüber berichten.
Grüsse, Josef

 

[steve]

Turbulator oder nicht...

Turbulator oder nicht...

Hallo,
an meiner 5m SB13 konnte ich beides ausprobieren: Schön rauh in Form einer nur grundierten rauhen Apachi-Beplankung und Hochglanz in Form von Vogelat-Schliff und Politur - Macht keinen Unterschied.
Bei einer Aussenflächentiefe von 220mm sollte es auch keine RE-Zahlartefakte gegeben haben.

Das polierte Teil kam meiner Meinung nach etwas später in Verlegenheit, war aber auch mit unidirktionaler Kohle unterlegt und ~ 30% leichter.

In den 50mm meiner damaligen Aussenflächentiefe bei der Horten sehe ich kein Problem. Der Aussenflügel muß bei einem Hortenstrak ansich nur steuern und trägt ja nicht zum Auftrieb bei. Ab dem Punkt, an dem die Glocke anfängt kräfig zu tragen, ist die Tiefe ausreichend.

Ist jetzt etwas quer zur gängigen Meinung, aber ich behaupte auch mal ganz provokant: Wer beim NF Leistung sehen will, kommt an einer hohen Streckung nicht vorbei. Ist nicht einfach zu bauen - aber ansich kein Problem, mehr eine Aufgabe.

Grüsse

 

[UweH]

In den 50mm meiner damaligen Aussenflächentiefe bei der Horten sehe ich kein Problem. Der Aussenflügel muß bei einem Hortenstrak ansich nur steuern und trägt ja nicht zum Auftrieb bei. Ab dem Punkt, an dem die Glocke anfängt kräfig zu tragen, ist die Tiefe ausreichend.

..und was steuert der Außenflügel der sich wegen des symmetrischen Profils immer schön im Dead Band Bereich, also dem wenig wirksamen Anstellwinkelbereich der Nullalge befindet? ...nur das Gewissen des Konstrukteurs

Die niedrige Re-Zahl wirkt sich im gesamten Anstellwinkelbereich und dem gesamten Flügel, also auch auf die Steuerbarkeit aus und nicht nur auf die Auftriebswerte des tragenden Teils des Flügels.

Ich werd mir die Polaren der Profile der Nurflügel die bei mir gewippt haben mal genauer anschauen, insbesondere wegen des Polarenverlaufs über cd/cl. Wenn im Polarenverlauf "Ecken" drin sind, haben die Profile am geschränkten Flügel in bestimmten Anstellwinkeln in Spannweitenrichtung sehr unterschiedliche Widerstands- und Auftriebswerte. Die Flügelabschnitte fangen damit an, um diese Ecken im Polarenverlauf zu schwingen. Die Profile des Innen und Außenflügels konkurrieren bildlich ausgedrückt um das beste Verhältnis zwischen Auftrieb und Widerstand und schwingen sich dabei gegeneinander auf. Das wäre eine mögliche Erklärung für das Wippen, aber das möchte ich noch genauer durchdenken, ist jetzt nur so eine Theorie .

Uwe.

 

[steve]

..und was steuert der Außenflügel der sich wegen des symmetrischen Profils immer schön im Dead Band Bereich, also dem wenig wirksamen Anstellwinkelbereich der Nullalge befindet? ....

...solange es symmetrisch bleibt und sich im Anstellwinkelbereich der Nulllage befindet: das Gleiche, was beim Normalflieger das Höhenruder oder das Seitenruder steuert, wenn es in der Neutralposition steht: Gar nichts!

Das Steuern beginnt erst wenn´s einen Ausschlag erhält. Und dann schaut die ganze Glocke ja etwas anders aus.

Grüsse