Pendelleitwerk - Servokraft ?

[Steffen]

Die Ruderkraft ist die Gegenkraft zum Luftwiderstand des um den SP gedrehten Rumpf mit Drehzahl 0,5/s, welcher praktisch Null ist. Entsprechend minimal sind die Ruderkräfte.

Das ist leider falsch, somit ist die gesamte folgende Lastabschätzung hinfällig.

Ob ein stationärer Flugzustand (und ein konstanter Bahnradius ist auch ein stationärer Flugzustand, auch wenn die Bahn nicht gerade ist) als Lastannahme für Servos sinnvoll ist, bezweifle ich auch.

Vorsichtig abgeschätzt kann man auf jeden Fall folgendes sagen:

Mit einem Stabilitätsmaß von 10%, was man wohl meistens fliegen dürfte, ergibt sich unter Manövern die folgende Last:

n: Lastvielfaches
m: Flugzeugmasse
l_µ: mittlere wirksame Flügeltiefe
l: Leitwerkshebelarm
x_N: Lage des Neutralpunktes
x_S: Lage des Schwerpunktes

Auftriebskraft des Flügels F_F (Auftrieb des Höhenleitwerkes zunächst ausgelassen):

F_F=m*n*g

mit dem Stabilitätsmaß von 10% gilt

x_N-xS= l_µ * 0,1

und für das Drehmoment des Flügels aus Auftrieb um den Neutralpunkt:

M_F=F_F*l_µ*0,1

daraus ergibt sich also der notwendige Auftrieb des Höhenleitwerkes für stationäre Bahn zu

F_H=M_F/l

Über die üblichen (relativen) Leitwerksgrößen und die Hebelarme bei Jetartigen Fliegern kommt man das schnell auf Leitwerksauftrieb in der Größenordnung der Gewichtskraft des Flugzeuges

Ein Jet hat so ca 1-2 l_µ als Leitwerkshebelarm?

Dann ergibt sich

F_H=M_F/(2*l_µ)

Das war

F_H=F_F*l_µ*0,1/(2*l_µ)
=F_F*0,1/2
=F_F*0,05

und mit dem Lastvielfachen n und der Masse m:

F_H=m*g*n*0,05

Bei 10g also locker mal eben ein halbes Modellgewicht.
Und 10g sind nicht viel für einen Modellflieger...

Bei einem Leitwerkshebelarm von 1*l_µ, ist es halt ein ganzes Flugzeuggewicht!


Mit "Leitwerksauftrieb nur den Drehwiderstand des Rumpfes kompensieren" kommt man da also nicht sehr weit

Ciao, Steffen

 

[FamZim]

Hi

Ihr könnt doch sehr viele Daten wärend des Fluge messen und hinterher auswerten !
Warum messt Ihr nicht mal den H Ruderstrom ???, dann kann hinterher auf dem Prüfstand die Stellkraft (die benötigt wurde) nachvollzogen werden !

Gruß Aloys.

 

[Gast_2222]

Tach Steffen,

meines gilt i.d.T. für konstante Winkelgeschw um die Querachse und ist dort nichts anderes als Newtons Axiom Kraft=Gegenkraft angewandt für die Drehbewegung. Du musst mir sonst schon Kräfte nennen, die sonst (außer Luftwiderstand) signifikant auf die Drehbewegung Einfluss nehmen.

Außerdem hab ich zurückgeblättert, und der OP meinte ja vielleicht gar nicht das von mir genommene Segelflugzeug, das für mich die klassische Pendelleitwerksanwendung ist. Und das wird halt eleganterweise mit praktisch konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Ecke gebracht. Für sowas stimmt das so.

Nicht Stimmen tut mein Kram schon wieder für den F3B Wettbewerbsflieger, der im Speedflug ziemlich sehr eckig um die Ecken "geht" und dies mit großen Winkelbeschleunigungen hinkriegt. Bei den genannten Jets unterstelle ich auch andere Einflüsse, zB vom Downwash des Flügels auf das HLW durch kurzen Leitwerksträger. Sowas Kompliziertes hab ich aber auch nicht im Koppe gehabt.

Gruß, Wolfgang

 

[Steffen]

meines gilt i.d.T. für konstante Winkelgeschw um die Querachse und ist dort nichts anderes als Newtons Axiom Kraft=Gegenkraft angewandt für die Drehbewegung. Du musst mir sonst schon Kräfte nennen, die sonst (außer Luftwiderstand) signifikant auf die Drehbewegung Einfluss nehmen.

Auftrieb und Zentrifugalkraft nehmen ja wohl erheblich mehr Einfluss als der Luftwiderstand.

und es hat nichts mit Drehbeschleunigungen zu tun. Ein Loop mit konstantem Radius gilt auch.

Für sowas stimmt das so.

NEIN!!!

 

[Gast_2222]

Lieber Steffen,

ein starrer Körper hat 6 Freiheitsgrade, 3 der Translation und 3 der Rotation. Der Luftwiderstand gegen die Vorwärtsbewegung und der Auftrieb bzw Zentrifugalkraft beeinflussen die Translation, für die Drehmomentbilanz der Rotation musst Du Dir schon was Anderes einfallen lassen.

Ich habe hier bislang den Auf(ab)trieb am HR, den Luftwiderstand gegen die Rotattion und die Winkelbeschleunigung jeweils bei Drehung um die Querachse. Für die Drehimpulsbilanz um die Querachse solltest Du Dir also etwas einfallen lassen.

Wolfgang

 

[Steffen]

Ist Ok, Du hast Recht und alle deutschen Segelflugzeugkonstrukteure haben Unrecht und dafür ihre Ruhe.

Was Leitwerks- und Flügelauftriebe mit der Drehimpulsbilanz zu tun haben, weiss aber sicher auch nur ein Wetterfrosch...

 

[MarkusN]

@Wolfgang:

Was Du in Deiner Rechnung ignorierst ist das Flügelmoment. Für jeden Flugzustand, wo der Schwerpunkt nicht mit dem Druckpunkt übereinstimmt (also fast jeden), muss das Leitwerk ein ausgleichendes Moment erzeugen. Auch und gerade für stationär.

 

[hannesk]

beim op hab ich mich schon auf amüsement gefreut

beim op hab ich mich schon auf amüsement gefreut

@Wolfgang:

Was Du in Deiner Rechnung ignorierst ist das Flügelmoment. Für jeden Flugzustand, wo der Schwerpunkt nicht mit dem Druckpunkt übereinstimmt (also fast jeden), muss das Leitwerk ein ausgleichendes Moment erzeugen. Auch und gerade für stationär.

das hatte der steffen aber auch gut in seinem buchstabensalat versteckt (ich habs auch nicht nachgerechnet, aber die auflistung der variablen reicht schon)

gerade segelflieger mit sagen wir cm0=-0.15 oder so sind da ganz schön happig.
woandersunten braucht nachklappen daß 20-25% flächentiefe gemeint sind. und mit dem massenausgleich halt hinten raus leicht bauen - torsionsnase nach vorne.

hannesk

 

[Gast_2222]

Danke Markus,

davon kann man wenigstens noch was mit nach Hause nehmen.

Gruß, Wolfgang