Profilwahl für Ka6e

[toobo]

Hallo Hans, das ist ja fast ein Chat hier...

Original erstellt von haru:
Hallo,

Ich habe mir sowieso mal vorgenommen fürs Magazin einen Beitrag über Aspekte der Profilwahl zu erstellen, weil das einen sehr umfassende Fragestellung ist.

Super Idee, Hans! Für Alle die sich dann doch mal Gedanken über´s Profil machen aber nicht das komplexe Hintergrundwissen haben, wäre das eine tolle Sache!

Original erstellt von haru:


(nebenbei lieber Carsten: was sagst Du den zum stark negativen cm0.25 des FX60-126?

hm, bisher waren Eure Ausführungen für mich halbwegs nachvollziehbar, bei diesem Satz kam ich dann aber doch ins Stocken
. Was hat es denn damit auf sich?

 

[jwl]

hallo

@haru:

die bemerkung bzg profilgleitzahl waren auf die original dicke bezogen
die aufgedickte sind ja schlechter wie die windkanalmessungen

@toobo

>>einem 1,2m-Bingo-Wiesenhopper

ich weiss es schmerzt

@all
für diesen einsatzpunkt habe ich gerade eines designt
die nase ist noch nicht fertig, aus diesem grund hat das profil noch einen harten abriss.

liegt im vergleich zu clark-y im schnellflug besser, diese profil arbeitet ab re 70k fehlerfrei aussenflügeltiefe bei 9m/s 110mm.

http://leinauer.de/aero/profile/jwl_041df-Pol.gif

haru hat mir neulich die pol mit x-foil gerechnet

gruss jwl

 

[Hans Rupp]

Hallo,

der Fred artet aus, was vorherzusehen war . Die Bemerkung an Carsten mit dem cm0.25 war eine halb private Stichelei.

Mit cm0.25 bezeichnet man das Moment, das ein Profil um die Querachse des Modells, im gedachten Angriffspunkt der t/4-Linie entwickelt. Ein Profil mit stark negativem cm0.25 will also das Modell auf den Kopf stellen. Dem muss man mit dem Höhenruder entgegenwirken (vereinfacht gesprochen, ist auch von der Trimmlage abhängig, jedenfall braucht man dann ein größeres Höhenruder bzw. muss Profile mit hohem ca-max am Höhenruder verwenden). Zudem tordiert das Moment den Flügel (wie wen Du ausen den Flügel packts un um den Hlm verdrehen willst). Gerade bei Rippenbauweise nicht zu verachten. Dieser Punkt würde fürs Clark-Y sprechen, da es ein Profil mit kleinem Moment ist. Das FX60-126 hat ein stark negatives Moment + dünne Endfahne. Deshalb würde mir das Profil nicht schmecken. Man müßte sich baulich einiges einfallen lassen (z.B. Carbonstribs auf den Rippen), um die Fläche torsionssteif zu bauen. Die SA703x-Ableger sind so mittelprächtig und haben eine eher dicke Endfahne. Das hilft bei Rippenbauweise.

Merke: die Torsionssteifgkeit wächst überproportional mir der umschlossenen Fläche. Deshalb muss man wohl tatsächlich an der Wurzel über 12% aufdicken.

Bei Wölbklappen wird es nochmal komplizierter, da hier die Profile beim verwölben ihr Moment unterschiedlich stark ändern. Weil die HQW-Profile beim Verwölben relativ wenig umtrimmen erfordern, sind sie so beliebt. Das Problem haben wir aber hier nicht.

Torsion kommt aber erst in einem späteren Kapitel . Jetzt aber wirklich Schluß für heute.

Hans

P.S. Aha, jetzt kommt Johannes aus der Reserve und läßt sich vom Clark-Y weglocken . Jaja die Nase, war schon zu Zeiten Kleopatras wichtig, wie Asterixleser wissen . Ich habe auch ein Profil in Reserve. Das mag aber das Aufdicken über 12% nicht so sehr, da dann die Nase zu rund wird. Ist eben ursprünglich für 9,5% Dicke entwickelt. Ich weiß zwar wie ich es modifizieren mus, aber das kosten eben locker 3-4 Stunden Arbeit. Genau dieses Profil hat Carsten ablehnend beurteilt weil es ein negatives cm0.25 hat das gerade 3/4 so groß ist wie das des FX60-126 .

[ 17. Juni 2003, 16:02: Beitrag editiert von: haru ]

 

[toobo]

Danke Hans, Alles klar!

Ich hätte da zwar spontan noch 2-3 Fragen, aber ich halte mich mal etwas zurück. Muß auch noch was tun und Morgen ist ja auch noch ein Tag.

 

[jwl]

Original erstellt von haru:
Jaja die Nase, war schon zu Zeiten Kleopatras wichtig, wie Asterixleser wissen .

ist immer wichtig

 

[Carsten Zülch]

Hallo Ihr alle,

schöne, gut gelaunte Diskussion hier - mehr Zeit müsste man haben...

Also, Hans, das mit dem Nickmoment (cm0,25) ist bei einem Thermik- und Allroundsegler ohne "Heiz-Ambitionen" unproblematisch. Ich gehe nicht in die theoretischen Details - möge es genügen zu sagen, dass das FX 60-126 ein in der Praxis hervorragend bewährtes Profil ist, auch ohne Wölbklappen (die können nämlich das Nickmoment im Schnellflug reduzieren. *Off topic an: Wir fliegen ja immer noch gern unseren guten alten JUMO V, Voll-Gfk-Leistungssegler, Profil: FX 60-100. Toll zum Thermikfliegen, beste Hochstarts von Welt und Anfang der 90er sogar auf F3B-Wettbewerben eingesetzt. Off topic aus*).

Ich sehe für ein FX 60-126 bei der 5m Ka-6E (die hat außerdem ein großes HLW!) überhaupt kein Problem. Wie gesagt, wenn man nicht sinnlos rumbrettern und rückenfliegen will. Bei einem Segler wie unserer ASW, die
1. ein ziemlich kleines HLW hat und
2. im gesamten Geschwindigkeitsbereich bis in den absoluten Schnellflug tolle Leistungen bringen soll,
ist es etwas ganz anderes. Es hängt eben wirklich alles vom Einsatzzweck ab. Dassselbe gilt sinngemäß für die Torsionssteifigkeit: Wer eine Rippenfläche baut, der weiß, dass er keine F3B-artigen Manöver fliegen sollte.

Ich habe überhaupt nichts gegen aufgedickte SD/SA-703X-Profile. Sie werden sicher auch gut funktionieren. Sie haben beim Kurbeln gegenüber dem FX-60 allerdings klar das Nachsehen. Bei den Aufdickungen, die toobo anstrebt, werden außerdem die Nase und die Endleiste sehr dick werden (letzteres in der Tat ein Vorteil fürs Bauen). Diese Profile sind halt mit einer Dicke von 9% entworfen.

Übrigens wollte ich nie behaupten, dass bei einem frühen laminar-turbulenten Umschlag alle Unterschiede zwischen den Profilen verschwinden. Der wichtigste Unterschied, nämlich der Maximalauftrieb und das Abreißverhalten, bleibt bestehen; auch beim nutzbaren Geschwindigkeitsbereich bleiben Unterschiede.

Es ist letztlich sicher eine Geschmacks- und Gefühlssache. Ich denke, dass eine FX-60-profilierte Ka-6E sehr vorbildgetreu fliegen wird. Wenn ich sie hauptsächlich in der Thermik einsetzen wollte, würde ich mich dafür entscheiden. Wenn ich eher Richtung Allround-Profilierung (Hangflug etc.) tendieren würde, würde ich wohl ein modifiziertes SA-7035 nehmen. Aber Vorsicht bei starker Aufdickung (14% und mehr): Da würde ich lieber noch mal nachrechnen, ob das noch sinnvoll funktioniert. Wie gesagt, Nase und Endleiste werden dann sehr dick.

Gruß
Carsten.

 

[Hartmut Siegmann]

Freunde,
nur ein Flügel mit ausreichender Flatter-resistenz macht Freude. Wer bei einem Balsa-/Sperrholzflügel auf ein 12%iges Wurzelprofil setzt, hat entweder ein neuartiges Holz entdeckt oder fliegt ausschließlich im Tempo von Spaziergängern! Die Torsionssteifigkeit ist in der Regel absolut unzureichend, weswegen 14-16% Profildicke eingesetzt werden. Mit einer diagonalen GFK-Aussteifung der Holzschale (Innenseite = unsichtbar) kann man das Problem natürlich lösen, aber man sollte zumindest wissen, dass es da ein Problem gibt! Ohne solche Maßnahmen halte ich 12% Profildicke bei einem Grßmodell mit Holzflügel für ein Experiment mit vorhersehbarem Ausgang. Danach weiß man wenigstens, warum man ein steiferer Flügel (=mehr Bauhöhe oder anderes Material) Sinn gemacht hätte.
Siggi

 

[toobo]

Hallo Siggi,
danke für den Hinweis, daß 12% zu wenig ist, war mir schon klar. Ich habe aber noch keine Holmberechnungen angestellt. Dafür muß ich mir erstmal den Perseke Teil II unters Kopfkissen legen . Falls das FX 60-xxx zum Einsatz käme, dachte ich an der Wurzel ca. FX 60-140 und in der Mitte bis Randbogen FX 60-126 zu straken, oder wäre das aerodynamischer Nonsens?
Kann das FX 60 überhaupt auf 14-15% aufgedickt werden?

 

[Hans Rupp]

Hallo Tom,

ein Grund wieso ich hier so eingestiegen bin ist, dass ich bei der Suche nache einem Profil fürs Cross Country Soaring (Alpina Rumpf mit neuen Flächen) ein Profil gesucht habe, das bei festen Rahmenbedingen (max. 5kg ; rd. 50gr. Flächenbelastung, Re-Zahlen in ordentlichem Bereich) sehr gute Gleitzahlen und excellente Eigenschaften beim Thermikkreisen bietet. Im Unterschied zu hier reichen 9,5% Dicke (Abachi-Styrofaom-Fläche). In der Theorie sticht es ein HQW aus. Aber die funktionieren in der Praxis sehr gut, dass ich nicht darauf wetten würde, dass das auch in der Realität dann so ist.

Mein Profil ist letzlich aus dem SA7035 und dem S2048 enstanden. Dazu wurden speziell auf der Oberseite ein paar Gene des FX60-126 implantiert wurden um die Steigzahl zu verbessern. Also war etliches an speziellem Profilwissen für die Aufgabenstellung vorhanden und etliche Polaren schon gerechnet.

Mein Profil funktioniert bei 9-10% Dicke sehr gut und bis 12% Dicke gut. Darüber wird die Nase und die Endleiste zu dick (da hat Carsten ganz recht). Das läßt sich wie gesagt imho beheben. Mit Glück dauert es 2-4 Stunden, mit Pech funktioniert es gar nicht. Etwas hochgewölbt ergäbe es jetzt schon ein ganz gutes Aussenprofil für Die Ka6, das aber in 12% noch etwas Re-Zahlempfindlich ist.

An Johannes Entwurf eines besseren Clark Y sticht die Eignung auch für kleine Re-Zahlen raus. Die Tricks dazu sind bekannt. Ich denke das Profil reizt die große vorhandene Re-Zahl wie das Clark-Y am Innenflügel einfach nicht aus. Da geht mehr.

Also ich bin sicher wir finden was passendes für Deine Ka6e. Und wenn es ein FX60-126 mod ist, das eine etwa dickere Endleiste hat wegen der Baubarkeit und innen neben dem aufdicken noch ein paar Tricks verpasst bekommt, damit es besser zur größeren Dicke paßt.

Hans

P.S. Das Torsionsproblem bekommst Du über den Holm nicht in den Griff. Der Holm ist auch nicht das Problem. Rippen-F3J-Modelle setzen auf die D-Box. Also die Nase bis zum Holm als geschlossenen Torsionskasten mit GFK oder CFK versteift und dann auf den Rippen CFK-Aufleimer. Absolut lesenwert das Buch von Stefan Dolch zu dem Thema. Bei www.aerodesign.de steht meines Wissens ein Buchbesprechung.

[ 17. Juni 2003, 21:38: Beitrag editiert von: haru ]

 

[jwl]

hallo hans

Original erstellt von haru:


An Johannes Entwurf eines besseren Clark Y sticht die Eignung auch für kleine Re-Zahlen raus. Die Tricks dazu sind bekannt.

welche tricks, ich kenn keine.

Original erstellt von haru:
Ich denke das Profil reizt die große vorhandene Re-Zahl wie das Clark-Y am Innenflügel einfach nicht aus. Da geht mehr.

dann vergleich sie doch mal bei 100k 150k 200k 300k

Original erstellt von haru:
Da geht mehr.

man sollte schon die ganze fläche im auge habe,

gruss jwl

 

[Hans Rupp]

Upppsa,

hallo Johannes, ich wollte Dein Profil keineswegs kleinschreiben. Sorry falls das jemand so verstanden hat. Wenn die Praxis das hält, was Xfoil verspricht ist das ein prima Profil, wenn es gelingt den progonstizierten etwas aprupten Abriß noch zu zähmen sogar ein sehr gutes und dem Clark-Y hier vorzuziehen.

Zu den Tricks, ein Profil auf niedrige Re-Zahlen zu trimmen:
- Wölbung vermindern
- größte Dicke nach vorne ziehen bzw. die Rampe hinten sanfter gestalten
- ausdünnen bzw. Nase spitzer zulaufen lassen

Zu dem Satz, da ist mehr drin:
Prinzipell gilt, dass was Siggi auf seiner Page mal so ausgedrückt hat (aus dem Gedächtnis zitiert):
Die Strömung ist wie ein Autofahrer: sie liebt es zu beschleunigen und haßt zu bremsen.

D.h. wenn das Ende in Form der Endleiste nicht wäre, sollte die größte Dicke möglichst weit hinten sein. Aber wird bis dahin zu aprupt gebremst, gibt es leistungfressende Ablösungen. Verallgemeinert kann man sagen, je höher die minimale Re-Zahl ist, umso weiter hinten kann man die größte Dicke legen ohne Ablösungen zu bekommen und umso länger liegt laminare Strömung an (jaja ich weiß, wir reden hier für den Entwurf einer Rippenfläche, trotzdem...). Das jwl_041df hat die größte Dicke bei knapp unter 30% und damit für die großen minimalen Re-Zahlen an der Wurzel bis zum Trapezknick relativ weit vorne. Daher meine Vermutung, dass da mehr geht, bisher nur eine Vermutung. Schaut Euch mal die Profile der Großen im Vergleich zu unseren Modellprofilen an, ich denk dann wird das klar. Deshalb ist auch das FX61-140 nicht so gut für Modelle geeignet. Um bei kleinen Re-Zahlen zu funktionieren liegt die größte Dicke zu weit hinten.

Wenn Johannes sagt, man muss die ganze Fläche betrachten, dann brauche ich eben die Tauglichkeit für Re-Zahlen um die 90.000 nur aussen, also kann ich innen ein Profil verwenden, das nicht so sanft mit der Strömung umgeht. Allerdings muss man sich bei eienr Rippenfläche ab und zu fragen, ob man nicht einen theoretische Nabelschau veranstaltet.

Um nicht noch mehr Mißverständisse aufkommen zu lassen kommt von mir zu konkreten Profilen wieder dann was, wenn ich Polaren gerechnet habe.
Das jwl_041df lass ich auf jeden Fall mitlaufen bei den Polarenberechnungen.

Hans

 

[toobo]

Moin Hans,

Original erstellt von haru:

Zu den Tricks, ein Profil auf niedrige Re-Zahlen zu trimmen:
- Wölbung vermindern
- größte Dicke nach vorne ziehen bzw. die Rampe hinten sanfter gestalten
- ausdünnen bzw. Nase spitzer zulaufen lassen

...Deshalb ist auch das FX61-140 nicht so gut für Modelle geeignet. Um bei kleinen Re-Zahlen zu funktionieren liegt die größte Dicke zu weit hinten.

Da wird doch Einiges klarer! So werden auch die Aussagen wie: "FX 61..halte ich für nicht besonders geeignet", auch für den Laien halbwegs nachvollziehbar und er kann den Grund erkennen.

Sorry, daß ich mich hier wie ein Erstklässler aufführe, aber ich finde die Materie sehr spannend und möchte wenigstens ein bißchen davon begreifen.

Nochmal zu meiner Frage: Kann das FX 60-126 auf 14-15% aufgedickt werden ohne dramatisch seine Eigenschaften einzubüßen?