Horten "wippt" um Querachse

UweH

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...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!

Echt? Fliegst Du in der Halle?:D

Ist nicht bös gemeint steve, der Ausdruck "Steuern" war von mir etwas unglücklich gewählt.

Unsere Flieger bewegen sich in bewegter Luft und so hat der Außenflügel immer alle Profile voll zu tun die Böeneinflüße zu dämpfen, auch wenns keinen Ruderausschlag hat.
Gerade das Wippen ist oft böeninduziert.

Ich freu auf das Video wenn es Josef gelingen sollte;)

Viele Grüße,

Uwe.
 

bimmjo

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Hallo,
bin gerade vom Fliegen zurück.
Ich habe Turbulatoren am Mittelteil an der Ober- und Unterseite bei 20% der Flächentiefe angebracht und konnte keine Verbesserung feststellen.
Ich habe auch versucht den Bereich des Wippens zu durchfliegen aber das Wippen wurde immer mehr und hochfrequenter je schneller die Horten wurde.
Mir ist aber auch aufgefallen, dass das Wippen nicht immer auftritt, manchmal ist es schon bei niedrieger Geschwindigkeit zu beobachten und manchmal auch erst bei deutlich höheren Geschwindigkeiten.
Mit einem Video kann ich leider noch nicht dienen da bis jetzt noch kein brauchbares vorhanden ist, aber ich werde mich weiter bemühen ein brauchbares zu machen, aber nur wann kann ich leider noch nicht sagen.
Eventuell werde ich ein neues Mittelteil bauen bei welchem der Motor weiter vorne beim Schwerpunkt ist und den Propeller dann über eine Fernwelle antreiben.
Grüße,
Josef
 

UweH

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Hallo,

ich hab heut auch versucht mit einem Video mehr Licht in die Sache zu bringen und hab einen Digitalfotoaberillo auf die Horten III gestript. Herausgekommen sind dabei lediglich 9 Minuten herbstlicher Spessartwald von oben, dafür in besserer Qualität als mit ner Flycam:cool: .
Ich konnte bei dem ruhigen Wetter weder Wippen noch sonstwas provozieren, ich denke es lohnt nicht das Video irgendwo reinzustellen. Der Flügel biegt sich kaum, hab sogar einen Referenzstreifen auf den Bildschirm geklebt und die Bewegung der Flügelspitze ist minimal, auch beim Abfangbogen aus ca. 100 m Stechflug.

@Josef: Hast Du auch Turbulatoren am Außenflügel getestet? Das symmetrische HM 50t und die gering gewölbten Übergangsprofile sind für Unstetigkeiten im Polarenverlauf viel anfälliger als das Innenprofil und Turbulatoren dort (oben und unten) sollten gegen das Wippen wirksamer sein. Ich hab zwar weiter vorn mal Turbulator am Innenflügel geschrieben aber das war mehr auf wippende Wingletpfeile mit deren geringer Zuspitzung und gewölbtem Außenprofil gemünzt.

Viele Grüße,

Uwe.
 
die gretchenfrage

die gretchenfrage

hi leutz

die üblichen hilfsmittel gegen wippen, entpfeilter holm und genügend pfeilung werden vorausgesetzt.
auf die gefahr hin dass es schon durchgekaut wurde:
sind die ruder (über)gewichts-ausgeglichen?



selbst minimales servospiel kann flattern/wippen verstärken, ein masseausgleich zumindest des QR/äusserste klappe behebt dass ;)
zudem ist es weitgehend unerheblich wie steif die anlenkung wirklich ist..


ich besitze keinen nuri der ohne überausgeglichenes ruder im senkrechten sturz flatterfrei fliegt, selbst bei brettern ist das schlicht notwendig: hier in der gegend kann im lee von fabrikhallen gedizzt werden, bei windgeschwindigkeiten von >110kmh.





falls der flieger für demozwecke nicht wippen will hilft ein kleineres stabilitätsmass aka blei an der hinterkante.
gemäss meiner erfahrung sollte es abwerfbar sein, dass stoppt im notfall das wippen zuverlässig!
 
Zuletzt bearbeitet:

UweH

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Hallo Wurpfel,

Du kennst meine H III ja, die wippt normalerweise nicht obwohl ich recht schwanzlastig fliege. Selbst mit weiterer Schwerpunktrücklage läßt sich bei ruhigem Wetter das Wippen nicht provozieren, das kenne ich aus dem Anfang der Flugerprobung.

@ Alle: Ich habe ein bisschen nachgedacht und bin zu folgenden Theorieansätzen gekommen:
- Wippen ist aerodynamisch induziert aber ich kann nicht genau erklären was da passiert:confused: :D
- Das Flattern kann u. a. über die Biegung als Flügeltorsion induziert werden. In dem Buch von Nickel Wohlfahrt ist auf Seite 431 die erste Tragflügel-Grundbiegeschwingung des Modells der SB 13 skizziert. Leider ist dort nicht beschrieben, wie der Torsionsanteil des Schwingungsausschlags eigentlich entsteht.
Ich habe hierzu ein kleine Schemaskizze gemacht, die den Unterschied zwischen Pfeilflügel und geradem Flügel zeigen soll:
081019 Skizze Torsionserklärung.jpg

Die Biegelinie ist geometrisch gesehen eine QxL²/8-Parabel, bei Biegebeanspruchung bildet sich ihre Form in der Spannungslinie aus, der Flügel ist an der Mittellinie linienförmig (einteiliger Flügel) oder mit mehreren Festpunkten (Steckung, Torsionsstifte) gelagert. Bei einem Geradflügel sind die Längen L1 und L2 nicht sehr verschieden, damit bilden sich von der Gesamtauftriebsresultierenden F entlang der Spannungslinien zu den Festpunkten annähernd gleiche Biegekurven aus.
Wenn der Flügel gepfeilt ist, ist die Differenz der Längen L1 und L2 jedoch viel größer. Damit sind die Biegelinien vorne und hinten stark unterschiedlich und es wird eine Torsion in den Flügel induziert. Bei einer Biegeschwingung ist der Winkelausschlag der Flügelnase viel größer als an der Endleiste. Mark Drela hat zwar Recht wenn er sagt, ein biegesteifer Holm beuge dem Flattern vor, aber zum großen Teil deshalb weil er die durch Biegung induzierte Torsion begrenzt. Einen torsionssteifen Flügel muß man bei Pfeilnuris trotzdem bauen weil kein Holm die Biegung 0 hat und sich das System ohne Torsionssteifigkeit aufschaukelt. Entpfeilen des Holms hilft weil sich das System einem Geradflügler annähert.
Die unterschiedlichen Biegelinien kann man sehen, wenn man ein Balsabrett einmal mit und einmal ohne Pfeilung linienförmig einspannt und mit dem Finger draufdrückt. Es bilden sich an Nasen-und Endleiste unterschiedliche Biegekurven aus.

Warum flattert nun Josefs Horten?
Es geht vielleicht mit dem Wippen, also der aerodynamisch induzierten Anstellwinkelschwingung los, die ich nicht erklären kann. Josef hat schwere Außenflügel gebaut, demnach ist das Mittelteil relativ leicht und wahrscheinlich biegeweicher als der Außenflügel. Das Wippen induziert eine Biegeschwingung bei der die große Massenträgheit des Außenflügels eine fatale Rolle spielt. In dem schwingenden System hängt der schwere Außenflügel dem Gesamtsystem immer hinterher, die Bewegung wird damit angefacht und nicht gedämpft. Aus dem an sich harmlosen Wippen wird eine immer schneller oszillierende Biegeschwingung die über das weiche Mittelteil eine Torsionsschwingung induziert. Der Flügel flattert.

Das ist meine Theorie als Futter für den Gesprächsstoff den Frank Ranis wollte;)

Wenn ich auf dem richtigen Pfad bin müßte ein biege- und torsionsteiferes Mittelteil zumindest dazu führen, daß Josefs Flieger den Geschwindigkeitsbereich des Wippens zu höherer Geschwindigkeit damit gefahrlos durchfliegen kann.

Gegen das Wippen könnten evtl. Turbulatoren außen oben und unten helfen, sowie ein höheres Stabilitätsmaß wie Wurpfel schon geschrieben hat. Überausgeglichene Ruder helfen gegen das Flattern allgemein weil sie dem aufschaukeln des Systems durch Massenträgheit ebenso entgegenwirken wie leichte aber feste Außenflügel.

Viele Grüße,

Uwe.
 

bimmjo

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Hallo,

@Wurpfel: Meine Ruder sind nicht Massenausgeglichen

@ Uwe: Ich habe bis jetzt nur Turbulatoren am Mittelteil getestet. Werde aber die nächsten Versuche mit Turbulatoren am Aussenflügel machen. Bei welcher Flächentiefe soll ich diese anbringen, wie lang sollen sie in Spannweitenrichtung sein und welche Dicke haben bei euch die Turbulatoren?

Vielen Dank und Grüße,
Josef
 

gast_10951

User gesperrt
Jepp,

schön erklärt Uwe. Erklärt zwar nicht wo's her kommt -Das kann wohl noch keiner hier wirklich- erklärt aber ein wenig, wie mann's eventuell verhindern kann.

Übrigens an die Nickel/Wohlfahrt-Leser bitte mal die oben genannten (ich glaube sie wurden von "Hans tschö wa" empfohlen) mal mit allen Querverweisen lesen. Dann kammt man rgendwann auch mal auf die Seite 428. Der untere Abschnitt ist lesenswert....

Gruß

Lothar
 

UweH

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@Lothar: wenn die führenden Nurflügel-Spezialisten das Wippen nicht schlüssig erklären können, wie dann ich mit meinem perfekten Halbwissen? (siehe Nickel-Wohlfahrt mit Querverweisen):D

@Josef: bei meinem Boomerang haben Tesa-Krepp-Turbulatoren vor der gesamten Querruderlänge in ca. 20 % der Flügeltiefe deutliche Wirkung gezeigt. Mit einer Lage wurds besser, mit zwei Lagen waren die unsauberen Steuerreaktionen und das (vorher schon gering ausgeprägte) Wippen weg. Mit Kohleholm und Sperrholz-D-Box war bei 25 g/dm² Flattern beim fliegen und auch beim flitschen kein Thema.
Wenns hilft kannst Du das Tesa-Krepp dann durch Zackenband oder sonstwas unauffälliges gleicher Dicke ersetzen.

Die Ruder an meiner H III sind auch nicht massenausgeglichen, ich will damit aber auch nicht dizzen. Mit dem Boomerang hätt mich aber schon interessiert, ob das mit einer Horten geht:D , wenn auch nicht mit mir am Knüppel, das kann ich nicht:rolleyes:

Viele Grüße,

Uwe.
 
Hallo Lothar, Uwe,

SELIG hat bei seinen Messungen i.d.R, die TB´s auf der Oberseite bei 2% und auf der Unterseite bei 5% der jeweiligen Tiefen von der Nasenleiste aus angebracht. Kurbel hat auch gute Erfahrungen mit TB´s direkt vor der Ruder gemacht, vermutlich ist die Ruderwirksamtkeit dann besser.
Uwe, die Ursachen für die verschiedenen Schwingungen in unserem Re-Bereich sind tatsächlich, nach meiner Kenntnis, noch unklar.

Bei Massenhäufig am Flügelende, weit von der Einspannstelle entfernt, bin ich eher der Meinung, sie wirken sich dämpfend aus. Dies soll auch der Grund für die große Vorlage der Triebwerke im Flugzeugbau sein, nach NICKEL. Es gibt Schwingungsuntersuchungen aus den Jahren 1935 bis 1945, die das belegen. Ich verstehe aber nichts /wenig von Schwingungen.
Gruß und tschö wa, Hans.
 
Hallo,

@Josef
>Bei welcher Flächentiefe soll ich diese anbringen, wie lang sollen sie in Spannweitenrichtung sein

Bau die Turbulatoren mal bei 20-25% Flügeltiefe (das hatte ich auch mit dem XFoil so gerechnet) und in Spannweitenrichtung über den ganzen Bereich wo die Klappen zu finden sind.
Erst mal mit einer Doppellage Kreppband und wenn es funzt, dann schön mit Zackenband.

Gruß

Frank
 

UweH

User
Kurbel hat auch gute Erfahrungen mit TB´s direkt vor der Ruder gemacht, vermutlich ist die Ruderwirksamtkeit dann besser.

Ja, das verbessert die Ruderwirksamkeit, gegen das Wippen sollte der Turbulator weiter vor. Ob 20 % ausreichen oder die 5 % von Michael Selig notwendig sind muß man einfach ausprobieren. Soll aber schon vorgekommen sein, daß der Turbulator gegen Wippen gar nicht hilft. Das ist das seltsame daran, daß weder das auftreten der Erscheinung, noch die Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen vollständig vorhersagbar sind.

Dies soll auch der Grund für die große Vorlage der Triebwerke im Flugzeugbau sein

Dies ist ein anderer Schwingungsfall als vom Gewichtsunterschied zwischen Innen- und Außenflügel induziert. Es ist eine Gegenmaßnahme gegen das aufschaukeln aus der gewöhnlichen Biegetorsion des Pfeilflügels und funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Massenausgleich am Ruder. Ein weiteres Beispiel dafür sind die Anti-Flatter-Schienen an den Flügelspitzen von Jagdflugzeugen wie z.B. an der Su 27.

Viele Grüße,

Uwe.


Öööh, PeeeEss: Danke Frank fürs rechnen mit dem XFoil, also Turbo bei 20-25 %:)
 

kurbel

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M. E liegen die Probleme mit dem nichtlinearen Verhalten von Profilen bei kleinen Anstellwinkeln immer an kleinen laminaren Ablöseblasen.
Diese entstehen recht plötzlich, manchmal auch mit Hysterese, und sie wandern bei Anstellwinkeländerungen.
Und die spucken einem ins theoretisch lineare Profilverhalten rein.

Will man diese Effekte unterdrücken reicht es knapp vor der Blase Turbulenz anzufachen.

Für ein versuchsweise gerechnetes auf 9% aufgedicktes HT14 (von Drela, eigentlich 7,5% dick) zeigt bei Re=100.000 dieses nichtlineare Verhalten zwischen etwa -1,8 bis 1,8° Anstellwinkel als klassisches und typisches 'Dead Band' (totes Band).
In dem Bereich wird der Auftriebsanstieg kleiner, zu Null, oder sogar negativ und damit der Teil des Flügels für die Längsstabilität an Wirkung verliert.

ht1409vgl.jpg

Bei Modellen mit Pendelleitwerk mit NACA 00XX macht sich das etwa so bemerkbar, dass gewisse Geschwindigkeiten sich einfach nicht trimmen lassen wollen, entweder es holt Fahrt auf, oder verlangsamt, will aber nie stabil diese Fahrt halten.
Man könnte meinen die Anlenkungen seien nicht spielfrei.
Stattdessen ist aber einfach nur ein Turbulator nötig und der Spuk hört auf.

Zurück zum gestopften HT14.
Schaut man sich die Lage der Umschlagpunkte im fraglichen Anstellwinkelbereich an, dort liegen auch die fiesen Blasen, muss man nur vor der vordersten auftretenden Blasenposition Turbulenz erzwingen.
Und schon sind die hässlichen Schlenker in den Diagrammen verschwunden.

Zackenband weiter vorne ist nicht nötig und bedeutet nur mehr Widerstand, wie das Diagramm eindrucksvoll zeigt.
Allerdings fällt dieser Zusatzwiderstand tatsächlich im Ganzen nicht so sehr ins Gewicht und man kann ihn im Zweifel ntürlich eher in Kauf nehmen, als ein zu weit hinten platzierter Turbulator.

Noch eine Anmerkung zum Profil.
Drela hat nicht ohne Grund nur so dünne Profile im Angebot.
Keines seiner symmetrischen Leitwerksprofile ist dicker als 7,5%.
Je nach Anwendungsfall, sind es eher so um die 5%.
Damit lassen sich widerstandsarme Leitwerke ohne Turbulatoren bauen.
Wem an gut fliegenden leistungsfähigen Modellen liegt, der findet eben Wege es so dünn zu bauen.
Für alle anderen bringt Zackenband mit wenig Aufwand gute Ergebnisse.

Kurbel
 

kurbel

User
Hier noch ein etwas deutlicheres Beispiel, das klassische NACA 0009.
Turbulator bei 0%, 70% und 10%.

ht1409vgl2.jpg

Entscheidend ist wieder der Aufttriebsanstieg 'Ca über alpha'.

Der Momentenverlauf spielt bei Leitwerken und Hortenaußenflügeln keine so große Rolle,
da deren Fläche und vor allem Tiefe recht gering ist.
Das Cm spielt dagegen aus dem gleichen Grund eine große Rolle bei
Innenflügeln von Hortennuris und Tragflächen von Leitwerksmodellen.

Wem Widerstand relativ egal ist, der klebt da Tape eben irgendwo zwischen 70% und Nasenleiste und stellt einfach sicher, das es dick genug ist.

Kurbel
 
Servus alle
Hab die Sache mal kurz überflogen.
Wenns das wippen ist das ich meine ist die v-Form dafür zuständig.
Ganz einfach Schnur nehmen und in der Mitte ein Gewicht dran.
Schnur etwas durchhängen lassen und anschubsen und es wippt.
Wenn die Schnur gespannt wird wippts schneller, aber auch weniger.
Hab ca 40 Horten gebaut, dabei auch parallel mit v und gleiches Modell ohne V
Mit V wippts ohne nicht.
Meine "große" ist übrigens relativ weich, bei 10,5m Spannweite und Modellgewicht ohne Antrieb von 13kg auch nicht anders zu machen.
Aber bei einem Startgewicht von 20kg-x oder 19,999999 Gramm (damals waren eben noch 20kg die Grenze) wippt auch nichts.
Sie wird allerdings auch nicht sonderlich schnell.
Hier ist sie zu sehen www.fschwerelos.de
Hab bis jetzt bei keiner Horten diese Unarten festgestellt.
Nur die eine die ich bewusst mit v-Form baute wippte eben.
Randbogentiefe wird übrigens erst bei 4cm kritisch. Auch in der Praxis erprobt.
Meine "sechser" einfach immer gestreckter gebaut.
Mit 5cm flogs noch ganz gut,leichtes schieben deutete aber schon auf
leicht negatives Wenderollmoment hin. Der Aussenflügel hörte hier schon manchmal das Arbeiten auf.
Mit 4cm wars dann vorbei. Negatives schieben und Abtauchen.
Das mit der verstärkten Steckung ist auch seltsam.
Eine Horten hat in der Mitte den höchsten Auftrieb, am Aussenflügel Abtrieb
also ist die Holm/Steckungsbelastung in der Mitte eher negativ, also innen hebts hoch und aussen biegts runter.
meine alte 6er fliegt mit 5mm Rundstahlsteckung bei 4m Spannweite.
Im Schnellflug sieht man deutlich negative v-Form aber nichts flattert oder wippt.
Das ganze nur mal als Anregung von einem "Praktiker".
Ich bau eben einfach und schau was es macht, von Theorie versteh ich leider weniger. Meine beste 6er hatten inner Ritz und aussen Naca und geht wie die hexe.
Gruss Franz
Noch was zum Denken.
Bei meiner Großen funktioniert die Wendebremse falsch herum. Also links bremsen leitet eine Rechtskurve ein.Rechts bremsen gehts dann nach links.
Das ganze ohne abzutauchen oder aufzubäumen.
 

UweH

User
Hallo Franz,

ich glaub nicht, daß das Wippen von der V-Form kommt. Das mit der Schnur ist die Biegeschwingung, also ein Flattern.
Meine III hat 3,5 ° V-Form je Seite und wippt normalerweise nicht, dafür fliegt sie bei ca. 45 ° Schräglage ungesteuert vollkommen stabil. Bei weniger Schräglage dreht sie leicht aus der Kurve raus, bei mehr Schräglage leicht rein. Ich hab mit V-Form bisher nur gute Erfahrungen gemacht und kann die Skepsis davor nicht teilen. Ich hab sogar bei meinem ersten H IX-Versuch nachträglich die V-Form erhöht und erst damit flog sie überhaupt Kurven, die Glocke war dabei anno 1995 mehr geschätzt als gerechnet.
Ansonsten sind Deine Erfahrungen Super-Interessant und das mit der falsch rum wirkenden Widerstandsbremse ist eine echt harte Nuß dabei:D

....und schön hier wieder mal was von Dir zu hören;)

Viele Grüße,

Uwe.
 
Hallo Andre,
was ist im rechten Diagramm auf der Ordinate abgetragen?
Wenn das der CmAC-Verlauf ist, dann wäre es schön, wenn Du das SG 6041 mit TB´s Oberseite 2%, Unterseite 5% rechnen würdest. Wir hätten dann den Vergleich Messung, Rechnung.
Gruß und tschö wa, Hans.
 
Zuletzt bearbeitet:
Andre,
Falk wird Dir die Koordinaten schicken. Ich hatte heute Nacht vergessen, dass die CmAC/Alfa-Kurven von SELIG bei Re 150k gemessen wurden. Bitte diese rechnen.
Wenn ich die Kruven gescant habe, schicke ich sie Dir. Du kannst sie dann mit Kommentar hier einstellen.
Gruß und tschö wa, Hans.

Nachtrag: Deine Aussage über die Position des TB´s läßt sich anhand der Messungen zeigen. Nicht vorne sondern direkt vor den Blasen.
 
Zuletzt bearbeitet:

Gast_7088

User gesperrt
Jungs

Jungs

also jetzt mal .. ich oute mich gern mal Vollidiot. Aber mir gehts momentan einwenig wie dem Franz. Für mich gibt es zwei Sorten von Fligern egal ob mit oder ohne Rumpf, Die wo fliegen und die nicht fliegen.
Ich find eure Diskusion mega spannend und sie wird auf einem fachlich extrem hohen Level geführt. Ich fände es mal spannend, auch für den Nachwuchs der hier mitliest wenn mal einer in fünf Sätzen die spannendensten Kenndaten und ihren geistigen Hintergrund erklärt. ( denkt euch ihr erklärts eurem Kinde, für die älteren eurem Enkel).
Auch ich habe Hernn Nickel Wohlfahrt nicht gelesen. Bei mir lagen mehr Tietze -Schenk oder Hollowitz unterm Kopfkissen, aber die haben hier absolut keinen Lösungsansatz, auch wenn sie sich mit Schwingungen bis in extreme höhen beschäftigt haben.
 
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