Projektstudie "YaOuaTeNou" - ein Thermik-"Pfeil"

[Melchy]

'n Abend zusammen!

Nachdem der Winter wieder eingekehrt ist heißt es: ab ins Konstruktionsbüro.

Seit einiger Zeit liegt auf meiner Festplatte ein Entwurf für einen schwach gepfeilten Nurflügel.
Randbedingungen:

Einsatzbereich "thermiklastiger Alrounder", Einsatz in der Ebene auch noch bei einem gewissen Wind.
Entwurfs-Ca 0,5 bei allen Rudern im Strak. Spannweite 2,7 m, Fläche 65 dm², Streckung 11. Flächenbelastung 25 g/dm², Bauweise Holm-Rippe-DBox.
Es soll ein "elliptischer" Pfeil werden, wobei die Pfeilung relativ gering ist. Stabilitätsmaß habe ich mal nach Bauchgefühl mit 8% angestrebt.
Nicht Brett, nicht Horten, aber auch kein richtiger Pfeil: Daher der Name "YaOuaTeNou", lautmalerisch für "Ja watt denn nu".
Vielleich aber auch: das Beste aus verschiedenen Konzepten ...

Hier ein Plot des Entwurfs in Ranis.
Profile und Schränkungen an den Knickstellen:
Innen: S5010, 0 Grad, t=330 mm
Knickstelle 1: S5010, 0 Grad, t=280 mm
Knickstelle 2 : S5010, -1 Grad, t=240mm
Knickstelle 3: SD8025, -2,3 Grad, t=200 mm
Randbogen: SD8025 -> SD8025 invertiert, -4,2 Grad, t=120 mm

Zu den Settings in der Datei:
Ich stelle das gewünschte Stabilitätsmaß ein. Dann stelle ich die örtlichen Verwindungen ein bis das gewünschte Ca erreicht ist. Den dazu ermittelten Schwerpunkt friere ich dann für die weiteren Berechnungen mit Klappenausschlägen ein.

Die Philosophie ist, mit möglichst wenig Schränkung und Pfeilung auszukommen und den "schlechten" Teil des Flügels ins äußere Panel zu verlegen. Durch die Invertierung des schwach gewölbten SD8025 gewinne ich hier zusätzlich 0,6 Grad aerodynamische Schränkung.

Der Pfeil soll durch Klappenmanagement zum Thermikkreisen auf ein deutlich höheres CA (~ 0,8) gebracht werden können. Letzteres ist eine Herausforderung.

Ich würde gerne hier diesen Entwurf zur Diskussion stellen.

Fragen wären z.B.
- Genereller Entwurf
- Profile (immer ein Thema :-)), z.B. nicht neutrale Profile innen, geht das überhaupt bei der geringen Pfeilung
- Richtungsstabilisierung: Zentralseitenleitwerk oder Winglets (an letztere traue ich mich nach der Lektüre des fabelhaften Design Guide nicht mehr so richtig ran)
- oder eine leichte "M" Form (immer noch mit Seitenleitwerk)
- Elektroantrieb mit Zugprop


Habe den Entwurf mittlerweile auch im FLZ Vortex, würde aber erst mal Eure ersten Stellungnahmen abwarten wollen.

Viele Grüße

Bernd

 

[UweH]

Fragen wären z.B.
- Genereller Entwurf
- Profile (immer ein Thema :-)), z.B. nicht neutrale Profile innen, geht das überhaupt bei der geringen Pfeilung
- Richtungsstabilisierung: Zentralseitenleitwerk oder Winglets (an letztere traue ich mich nach der Lektüre des fabelhaften Design Guide nicht mehr so richtig ran)
- oder eine leichte "M" Form (immer noch mit Seitenleitwerk)
- Elektroantrieb mit Zugprop

Hallo Bernd,

Du hast echt ein Talent neue Projekte anzufangen oder ältere Projekte nachzufragen wenn bei mir die "Hütte brennt"
Bei dem Leitwerker hatte ich noch dringend ziemlich viel an so einem Nurflügelzeugs zu erledigen....ich glaube das heißt "Design Guide" oder so ähnlich. Jetzt willst Du einen etwas experimentellen Nurflügel machen und ich habe gerade eben die Form des Mittelflügels eines Leitwerkers zu gemacht der auch noch viel Modellbauzeit benötigt um in die Luft zu kommen ...also erstmal kurz ein paar Kommentare von mir:

Gering gepfeilte Nurflügel sind irgendwie in Mode gekommen, damit hab ich nicht so viel zu tun, ich glaube das hat Peter mit seinem ETTO angefangen
Früher gabs auch viele Pfeile mit geringer Pfeilung, der Klassiker ist der CO5 von Hans-Jürgen Unverfehrt und der ist mit seiner konsequenten 4-Klappen-Auslegung auch heute noch ein toller Winglet-Alrounder, bei dem mit neueren Profilen vielleicht noch etwas mehr Speedperformance zu holen wäre.
Bei meinem schief gegangenen 3 m Wingletpfeil-Experiment Dispar habe ich die Außenflügel mit einem gebasteltes Mittelteil mit geringer Pfeilung und Zentralleitwerk geflogen, damit war die Spannweite 2,35 m. Das Innenprofil hat einen TAT-cm025 von -0,024 und das Außenprofil TAT-cm025 von ziemlich genau Null. Verwindung ist -2° ab Halbspannweite. Für den Hangflug war der Flieger Klasse, blieb aber trotz > 60 g/dm² Flächenbelastung auch in der Thermik erstaunlich gut oben. Sowas werde ich sicher wieder mal in "vernünftig leicht" bauen....wenn die Zeit und andere Projekte das erlauben.
Hier ein Vortex-Screenshot, ein Foto des Modells habe ich jetzt gerade nicht gefunden, das Video zeigt was anderes als Du willst:

Bei geringer Pfeilung ist ein Zentralseitenleitwerk schon OK weil der Leitwerksträger nicht allzu lang sein muss, bei großer Pfeilung würde ich dagegen Winglets vorziehen.

M-Form kann Probleme machen, das hab ich bei einem Flieger und den Erklärungen von Martin Koch beobachten müssen, ich würde die Anzahl der Experimente an einem einzigen Flieger klein halten und die Hochachse nur über senkrechte Seitenflächen stabilisieren.

Bei Antriebsfragen bin ich absolut der Falsche, für Hortens habe ich im Buch geschrieben was man sich verkneifen sollte.

Müde Grüße und gute N8,

Uwe

 

[Chrima]

Hallo Bernd

Vor langer Zeit hatte ich eigentlich etwa die selben Vorgaben, wie Du.
Nur leicht gepfeilt und möglichst wenig Schränkung.

Heraus kam damals die Alegria. Geometrische Schränkung 0.
Natürlich nicht Ca 0.8, dafür fülligen Auftrieb über die ganze Spannweite.
Kreist sehr, sehr eigenstabil. (Macht mehr Kreise ohne Steuereinsatz, wie einige meiner Leitwerkler !)

Könnte man heute sicher gut über Streckung 12 gehen.

Grüsse
Christian

 

[Christian_S]

Hallo Bernd,
dein Konzept erinnert mich optisch und von der Auslegung sehr an die SMG Pfeile wie den Tabu. Haben mir schon immer gut gefallen. Jetzt, wo sie nicht mehr hergestellt werden, wäre das ein guter Grund sie mit moderner Profilierung wiederzubeleben.

Gruß Christian

 

[Ted]

Anbei meine Interpretation zu dem Thema:

3,6m Spannweite, 2,8kg, Streckung ~16, PW2019-Strak, 6-Klappen-Flügel + angelenktes SR

Ist ein Thermikorientierter Allrounder - ein Traum in der Thermik!

Ted

 

[Melchy]

Hallo miteinander,

ich danke Euch allen für die Anregungen.
Uwe, keine Eile, Du weißt ja: Ich bin sowieso der Langsamste. Das hier ist nur die Vorstudie für ein eventuelles Winterprojekt.

Außerdem kann ich nur Holz. Daher kommen so schöne Sachen wie Dispar mini oder Ted's Thermik-Alrounder nicht in Betracht. Ok mein Einsatzspektrum ist auch weniger ambitioniert. Die Form der Dispar hat mich schon wieder inspiriert, aber ich möchte diesmal den Entwurf einfach halten. Eventuell wollen Vereinskollegen das Teil nachbauen. Wer mich besser kennt weiß dass ich dazu neige die Dinge zu verkomplizieren. Habe diesbezüglich schon einen Ruf :-)

Ja stimmt, die Geometrie erinnert an Aros, PUK usw. von SMG. Die Alita von Herrn Gerten, die in den 90ern in FMT erschienen ist, habe ich damals nachgebaut. Wollte extrem leicht bauen und das ist auch gelungen. Der Flieger stieg wunderbar an einem kleinen Hang weg, bis zum Versuch, die erste Kurve einzuleiten: nöscht passiert. Ich hatte den Leichbau zu weit getrieben. Mit mehr Ballast und Schwerpunktvorlage ging sie wunderbar.

Habe inzwischen noch etwas an dem Entwurf herumgefeilt. Wollte noch nicht die Möglichkeit aufgeben, leicht instabile Profile zu verwenden. Auf Aerodesign bin ich auf das TL54 gestoßen. Außerdem habe ich die Verjüngung reduziert, als Konzession an erfolgreiche Entwürfe wie Co5.

Den Co5 habe ich gestern mal in Ranis eingegeben, was wegen der einfachen Geometrie und Schränkung ja schnell geht. Der Co5 hätte genau das was ich suche, den Speed-Bereich würde ich nicht voll ausfliegen. Und das bei der Einfachheit der Geometrie -ein genialer Wurf. Nur leider gefällt mir eben die Geometrie nicht, obwohl sie vielleicht eine der Besten ist.

Also so sieht das jetzt bei mir aus: Innentiefe auf 260mm reduziert, innen bis Halbspanweite TL54, dann weiter auf SD 8025. Nur noch sehr leichte Schränkung, insgesamt 3 Grad:

Habe den Entwurf dann nach FLZ importiert, weil man dort besser die Grenzen ausloten kann.

Der folgende Screenshot zeigt die Situation beim Strömungsabriss im Langsamflug:

Ca 0,8 sollte sicher erreichbar sein.

Ich hänge auch die Ranis- und FLZ Datei an.


Folgende Fragen stellen sich mir:


- Geht das in die richtige Richtung ... Cm0 instabile Profile innen, weniger Zuspitzung
- bin mir auch nicht sicher ob die inneren Wölbklappen sinnvoll sind, außer als Landehilfe
- Frage an die Experten: Wie wichtig ist die Größe des Parameters "nullmonent des gesamten Flügels"? Hängt dieser vom Stabilitätsmaß ab? Teilweise weichen die Werte stark ab, um Faktoren von 4 und mehr. Mir ist klar das der positiv sein muss, aber gibt es Empfehlungen in welchem Bereich man sich bewegen sollte?


Natürlich sind alle Anregungen, Kritik usw. herzlich willkommen!

Viele Grüße und bis bald

Bernd

 

[Melchy]

OK OK OK OK,

ich habe den "Design Guide" studiert, bin nochmal in mich gegangen und habe mich damit angefreundet dass am Ende der hässliche Kleiderbügel mit wenig Zuspitzung gewinnt. If you can't change it, learn to love it!
Ideal für meinen Einsatzbereich "Thermiklastiger Alrounder" wäre sogar eine Rechteck-Pfeilfläche (Aerodesign.de), aber das bringe ich nicht über mich. Daher nun ein neuer Entwurf, genannt "Entw3": Hier mal die Ranis-Übersicht:

Eckdaten:
Spannweite 2600 mm, Fläche 57 dm², Streckung: 11, Zuspitzung 0,8 (250 aud 200 mm)
Projektiertes Gewicht: 1600-1800 g
Profil: TL54 innen bis Halbspannweite, dann Strak auf S8025
Verwindung: 0 Grad bis zum Beginn der roten Klappe, dann -0,7 Grad bis zum Beginn der gelben Klappe, dann -2,3 Grad bis zum Randbogen
Winglets sind in Vortex modelliert. sie sind leicht nach hinten verlagert wegen Hebelarm für Richtungsstabilität unter Inkaufnahme geringerer Wirkung auf induzierten Widerstand.
Ein kleiner Zentralrumpf ohne SLW mit Elektro-Zugprop (macht den Startvorgang sicherer) ist geplant

Auslegungsgrenzen
Vmax ~ 20 m/sec, das reicht wenn man im Notfall auch bei Wind irgendwo dringend wegfliegen muss
Auslegungs-Ca bei Ruder im Strak: 0,22, Fluggeschwindikkeit dann 13,7 m/s
Das müsste auch mit einer stabilen Hozbauweise noch tragbar sein
Camax > 0,8 für enges Kreisen, etwas weniger für weiträumige Thermik
Wichtiger als die letzten Leistungspunkte: Gutmütiges Verhalten. Strömungsabriss möglichst weit innen, außen in jedem Flugzustand genügend Ca Reserven.-

Mechanische Konstruktion
Ziel: einfache Konstruktion. Nur die Flügelmitte ist leicht kurvig. Das gekrümmte innere Vorderteil könnte z.B. im 3D Druck hergestellt werden. Der Rest: alles gerade Verläufe.
3-teilig, Teilung am Ende der blauen Klappen für ein kleines Packmaß (72 cm Mittelteil, 100 cm Außenflügel)
Holz, offene bespannte Rippenfelder mit D-Box und Endleiste aus Flugzeugsperrholz 0,6 mm. (Ich kann das 0,6er Sperrholz bis auf 2,5mm Radius "Falten", damit kann ich es um die Profilnase wickeln und spare mir das Schleifen mit Profilschablonen).
Alles in allem steht Robustheit und praktisches Handling im Vordergrund, die deutlich härtere Sperrholzoberfläche mach den Flieger beim Transport weniger empfindlich.


Hier ein paar Flugzustände im FLZ Vortex, die Datei hänge ich wie immer an. Den Wingletfuß habe ich als ein sehr kurzes Segment mit extremer Pfeilung modelliert, um das Winglet nach hinten zu verschieben.

Schnelles "cruising", Ruder im Strak:

Stellung für weiträumiges Kreisen, ca ~ 0,7:

Camax 0,84, evtl geht da noch a bisserl mehr:

So, das war's für heut.

Viele Grüße

Bernd

 

[Modell2052]

Hallo Bernd,
So gefällt mir die Auslegung schon besser. Vor allem wegen der größeren und durchgehenden Querruder.
Dein Auslegungs-CA ist für schnelles Fliegen geeignet.
Warum legst du bei einem Thermikbrett das Auslegungs-Ca nur auf 0,22 fest und fliegst im Haupteinsatzbereich (Thermikflug Ca ca. 0,6 - 0,8) mit
ausgeschlagenen Klappen. Diese verursachen im Thermikflug zusätzlichen Wiederstand! Für dein Auslegung-Ca ist aber ein verwundener Flügel auch keine gute Lösung. Verwundene Flügel neigen schneller zum flattern. Als Gegenmaßnahme muß der Flügel torsionssteifer und damit schwerer gebaut werden.
Was mir noch auffält ist das etwas große Stabilitätsmaß für einen Zwitter zwischen Brett und Pfeilnurflügel.
Ich würde ein solches Modell als reines Brett, ohne Verwindung im Flügel, Klappen im Strak, beim Einsatz-Ca auslegen!

Mfg
Georg

 

[UweH]

Was mir noch auffält ist das etwas große Stabilitätsmaß für einen Zwitter zwischen Brett und Pfeilnurflügel.
Ich würde ein solches Modell als reines Brett, ohne Verwindung im Flügel, Klappen im Strak, beim Einsatz-Ca auslegen!

Hallo Georg,

der letzte Entwurfsstand ist ein Wingletpfeil und da passen 8 % Stabilitätsmaß zur großen Auftriebsreserve im Außenflügel.
Mit 4 % wie beim Brett würde das nicht fliegbar sein.
Bei einem Wingletpfeil mit Wölbklappen macht ein niedriges Auslegungs-cA auch Sinn, die hohen Auftriebsbeiwerte können über aufnickend wirkende Wölbklappen eingestellt werden ohne viel Höhenruder zu benutzen, das kann man über die relative Wölbklappenlänge regulieren.

@Bernd: mir wäre die Auftriebsreserve im Außenflügel etwas zu groß, das kostet Maximalauftrieb ohne andere Vorteile dazu zu gewinnen. Mein ARES hat im FLZ_Vortex schon ohne Wölbklappen Maximalauftrieb über CA 0,9. Vielleicht kann ich das am Wochenende mal zeigen und erklären, im Moment fehlt mir etwas die Zeit für diese Details.

P.S.: erinnerst Du Dich noch an den X-RES (Kleiderbügel-)Pfeil, den ich ausgelegt und Michael konstruiert hat? Der hat auch so viel Maximalauftrieb schon ohne Wölbklappen, fliegt mit 8 % Stabilitätsmaß gutmütig und in der Thermik hervorragend und die Auslegung mit den Profilen ist zum vergleichen öffentlich irgendwo im Thread: https://www.thermik-board.de/viewtopic.php?t=1459

Gruß,

Uwe.

 

[Modell2052]

Grundsätzlich möchte ich keinem meine Auslegungsphilosophie aufdrängen .Jeder kann für mich so bauen wie es Ihm gefällt, oder wie
bisher nach guten Ehrfahrungen. Welche Konstruktion für einen Sinn macht oder nicht muß jeder selbst entscheiden!

Hallo Uwe
du hast sicher mehr Erfahrung und das bessere Nurflügler Wiessen als ich.
Eine solche Geometrie kann man als Pfeil oder stark gepfeiltes Brett sehen je nach Betrachtung wo Brett aufhört und oder Pfeil beginnt.
Echte Wingletpfeile haben für mich mindestens 25° besser 30° Pfeilung. Jeder kann das aber anders sehen.
Zur Ergänzung meiner obigen Aussagen hänge ich meinen Vorschlag für die Auslegung an. Das Bild zeigt die Verhältnisse nahe am Strömungsabriss.
Es handelt sich um eine Auslegung als Brettnurflügel. Wert wurde vor allem auf geringe Sikgeschwindigkeit bei guter Gleitzahl gelegt.
Bitte den Schwerpunkt aus Bild mit Stabilitäsmaß 4.0 nehmen und zum Einfliegen noch weitere 5mm nach vorne verlegen.

Profil Innenteil Klappe blau: Durchgehend: Rs008a-xd12%-xf3,6%
Profile Mittelteil Klappe grün: Von Rs008a-xd12%-xf3,6% auf GKHN2580
Profile Außenteil Klappe gelb: Von GKHN2580 auf GKHN2060
Werte bei Strömungsabriß
Stabilitätsmaß 3,24%
Auslegungs-CA 0,83
Güte (k-Faktor) 0,99
Die einzelnen Flügelsegmente habe keine Verwindung!
Gewicht 1500 gr wegen Null Verwindung und damit leichterer Flügel.
Man kann Winglets oder Zentralseitenleitwerk je nach Vorliebe dazu bauen. Ein Zentralseitenleitwerk wird wahrscheinlich vorne
mehr Zusatzgewicht zur Einhaltung des Schwerpuktes benötigen.

Mfg
Georg

Mit Stabilitätsmaß 4.0

Bei Strömungsabriß

 

[UweH]

Eine solche Geometrie kann man als Pfeil oder stark gepfeiltes Brett sehen je nach Betrachtung wo Brett aufhört und oder Pfeil beginnt.
Echte Wingletpfeile haben für mich mindestens 25° besser 30° Pfeilung. Jeder kann das aber anders sehen.

Hallo Georg,

ich glaube hier besteht ein Mißverständnis.
In Bernds letztem Entwurf in Post #7 sind Winglets außen dran.
Wingletpfeile erkann man daran, dass sie eine Pfeilung haben und außen an den Flügeln Winglets dran sind.
Auch wenn sie keine Schränkung haben und nur über die Profile stabilisiert werden sind gepfeilte Nurflügel mit Winglets außen dran Wingletpfeile.
.....wenn Wingletpfeile erst mit 25° Pfeilung beginnen würden und drunter wären sie Bretter mit Winglets, dann wäre der CO5 auch ein Brett....und das würde Dir Hans-Jürgen Unverferth niemals verzeihen

Zu Wingletpfeilen noch eine Bemerkung: man kann einen Wingletpfeil auch ohne Winglets mit Zentralseitenleitwerk sicher fliegen, umgekehrt gilt das aber nur wenn der Hauptflügel so ausgelegt ist, dass er die Winglets verträgt. Also sollte man einen Pfeil der mit Winglets geflogen werden kann im FLZ_Vortex auch mit Winglets simulieren, sonst spielt man beim Abrißverhalten Lotto.

Winglets sind nicht nur Seitenleitwerke, sie sind vor allem Tragflügelsektionen, die beim Nurflügel zusammen mit einer Pfeilung auch die Hochachse stabilisieren.

Gruß,

Uwe.

 

[UweH]

Mein ARES hat im FLZ_Vortex schon ohne Wölbklappen Maximalauftrieb über CA 0,9.

Hab auf die schnelle einen alten Screenshot vom Ares mit Plattenwinglets aus der ersten Auslegungsphase 2011 gefunden, CAmax ohne Wölbklappen 0,92
Zuletzt habe ich ihn mit profilierten Winglets geflogen und da erreicht er in der Nachsimulation der erflogenen Einstellungen sogar CAmax 0,95.
Vielleicht helfen die Kurven ein bisschen zur Orientierung mit wie viel Auftriebsreserve der Außenflügel und Wingletfuß noch sicher zu fliegen ist.....

Gruß,

Uwe.

 

[UweH]

Vielleicht helfen die Kurven ein bisschen zur Orientierung mit wie viel Auftriebsreserve der Außenflügel und Wingletfuß noch sicher zu fliegen ist.....

...und zum Vergleich ein Screenshot vom Dispar, da war die Auftriebsreserve am Wingletfuß viel zu gering, das Abrissverhalten nicht beherrschbar

...und hier die letzte Version mit einer Außenflügelprothese mit 4° zusätzlicher Schränkung auf 90 mm Länge, die deutlich besser war, aber bisher nicht fertig getetstet wurde....das weiter zu führen wird eines der nächsten Projekte.

und hier noch der SNAP von Peter Wick, der erprobt sicher zu fliegen ist, CAmax auch über 0,9, aber mit Wölbklappen:

 

[Melchy]

.. danke Euch für die Anregungen.

Georg: ein Auslegungs-Ca von 0,7 ohne Klappenauschlag lässt nicht mehr viel Raum nach oben. Das ist glaube ich der Hauptgrund für die Philosophie das Auslegungs-Ca niedrig zu halten, so wie von Uwe beschrieben. Das kostet vielleicht ein paar Zentimeter mehr Minimales Sinken, aber die Alroundeigenschaften verbessern sich enorm.

Uwe, ja den "X-Res" haben wir schon auch noch auf der Liste, ein Freund und Kollege im Verein kann fräsen. Wäre auch ein schöner Nachfolger für meine "parabola"s, deren letzte ich auch geschrottet habe. (Wie fast immer: misslungener Start)
Hier gehts mir aber um einenetwas größeren Flügel, den man auch bei größerer Höhe und Entfernung noch einigermaßen sieht. So wie meine 3-Meter Leitwerkler.

Danke für den Screenshot des ARES und Deinen Post gerade eben, der während meines Tippens reingekommen ist. Werde mich die Tage damit näher beschäftigen können. Du kennst ja meine "Fähigkeiten" am Sender, daher bin ich immer etwas konservativer in der Auslegung, lasse mich aber gerne überzeugen. Durch die dreiteilige Bauweise könnte man ja mit begrenztem Aufwand auch mehrere Außenflügelpaare bauen.

Im Moment ist knapp oberhalb von ca=0,8 Schluss, das wäre ja auch schon gut, aber wenn mehr ginge, um so besser.

Bin über's Wochenende nicht oft am Rechner, daher kann es etwas dauern bis ich wieder reagiere.

Viele Grüße

bernd

 

[Modell2052]

Hallo Uwe,
veilen Dank für deine Ausführungen. Bei meinem Entwurf war ich mir noch nicht sicher ob ich Winglets oder ein Zentralseitenleitwerk verwende.
Deshalb fehlen die Leitwerke noch. Ich werde das noch nachholen und dabei deine Hinweise berücksichtigen.
Was mich noch besonders freut ist, das mit mit unserer aller Diskusion wieder etwas mehr Leben in diesen Forenbereich engezogen ist.

Hallo Bernd,
Für mich soll ein Leistungsmodell immer für den Haupteinsatzzweck ausgelegt werden. Ein guter Ollrounder für Thermikflug fliegt bei einem
Auslegungs-Ca von von ca. 0,6-0,7. Im Flug hilft für Steuermanöver das sogenanntedas Dynamische Ca. Dies darf das Auslegungs-Ca kurzeitig sogar weit überziehen.
Diene Grundauslegung hat eine Sinkgescwindigkeit von 0,84 m/sec und erreicht damit nur eine Gleitzahl von 16,4.
Meine hat eine Sinkgeschwindigkeit von 0,30 m/sec und eine Gleitzahl von 24,9.
Ist dir meine Auslegung zu langsam kannst du mit einem positiven Klappenausschlag die Fluggeschwindigt erhöhen. Der Preis dafür ist aber enorm. Du bekommst dann eine erheblich größere Sinkgeschwindigkeit bei wesentlich schlechterer Gleitzahl. Die bessere Lösung fürs schneller Fliegen ist das Aufbalastieren des Modells. Wie es alle F3F und F3B Piloten für den Speedflug machen.

Mfg
Georg

 

[UweH]

Bei meinem Entwurf war ich mir noch nicht sicher ob ich Winglets oder ein Zentralseitenleitwerk verwende.
Deshalb fehlen die Leitwerke noch. Ich werde das noch nachholen und dabei deine Hinweise berücksichtigen.

Hallo Georg,

schau Dir dabei bitte besonders das Abrißverhalten an. In Deinem zweiten Screenshot kurz vor Stall beginnt der Abriß sehr weit außen, hinter dem Schwerpunkt am Querruderanfang und setzt sich dann weiter nach außen fort, während der Innenflügel noch gesunde Strömung mit sehr viel Auftriebsreserve hat. Damit würde der Flügel einen sehr scharfen Außenflügelabriss haben und sofort ins Trudeln gehen, egal ob mit Winglets oder zentralem Seitenleitwerk. Vielleicht ist auch nur ein Fehler in der Flügeleingabe, aber einen Nurflügel mit diesem Simulationsbild könnte ich keinesfalls zum Nachbau empfehlen.

Gruß,

Uwe.

 

[keep-res-simple]

Hallo Georg!
Bei meinen Flügeln hat es sich als günstig erwiesen das Auslegungs-ca sehr niedrig zu halten (meist unter ca 0,1).
Dabei gilt, je leichter ein Flügel ist, desto wichtiger sind die niedrigen ca Werte, weil sonst die Streckenleistung extrem leidet.
Mein Repus hat z.B. ein Auslegungs-ca von 0,079 kann aber trotzdem sehr gut mit normalen RES-Modellen mithalten.
Die hohen ca-Bereiche sind extrem wichtig für ein sicheres Flugverhalten, werden aber, wenn man die den Fluggeschwindigkeiten zugeordneten ca-Werte betrachtet, nur verhältnismäßig selten ausgereizt.

LG Franz

 

[UweH]

Bei meinen Flügeln hat es sich als günstig erwiesen das Auslegungs-ca sehr niedrig zu halten (meist unter ca 0,1).
Dabei gilt, je leichter ein Flügel ist, desto wichtiger sind die niedrigen ca Werte, weil sonst die Streckenleistung extrem leidet.
Mein Repus hat z.B. ein Auslegungs-ca von 0,079 kann aber trotzdem sehr gut mit normalen RES-Modellen mithalten.

Hallo Franz,

für meinen X-RES Nurflügel und meinen ARES könnte ich das gleiche für ein Auslegungs-CA von 0,7 schreiben weil es Wingletnurflügel sind und keine gepfeilten Bretter wie der Repus. Bei beiden Wingletpfeilen habe ich den Profilstrak bei cA-Belastung und Re-Zahl auf den hohen Auslegungs-CA angepasst und dabei Nurflügel mit besonderer Stärke bei der Gleitleistung erhalten.

Nochmal: es ist eben nicht egal ob man ein Zentralleitwerk oder Winglets zur Hochachsenstabilisierung verwendet. Wingletpfeil und Zentralleitwerkspfeil sind unterschiedliche Kozepte die unterschiedliche Stabilitätsmaße benötigen und die bei einer Optimierung auf die typischen Konzepteigenheiten angepasst werden sollen .....und meist sogar müssen, siehe Abrißverhalten.
Peter Wick hat in unserem Buch auch mehrfach auf diese nurflügeltypische Besonderheit hingewiesen.

Gruß,

Uwe.

 

[keep-res-simple]

Den Res-Dart (Wingletpfeil 22°) hab ich ebenfalls auf deutlich unter ca 0,1 ausgelegt.
Ich habe halt bessere Erfahrungen damit gemacht, das geringste Sinken mit nach oben ausgeschlagenen Höhenrudern zu erreichen, als bei jeder Geschwindigkeit, die schneller ist als beim geringsten Sinken (ca 0,7 ist bei RES-Modellen < 5 m/s), die Ruder nach unten zu stellen .

LG Franz

P.s.: Ca 0,1 sind bei Res ca. 13 m/s und bei Georgs Flügel auch nicht mehr als 20 m/s - also im normalen Geradeausflug sehr oft anliegend.

 

[UweH]

Hallo Franz,

das ist schon ein Kreuz mit den Zahlenwerten aus der Simulation, denn ohne Angabe des Programms und der Randbedingungen wie Flächenbelastung, Stabilitätsmaß, Klappenstellung, Basis der Profilmomentenwerte und Nullauftriebswinkelwerte (TAT oder XFoil oder anderes) usw. sind die Werte sehr ungenau und schwer vergleichbar. Das kann ich an wenigen Basiswerten des ARES hier mal zeigen, die Screenshots dazu spare ich mir.

Den Ares habe ich 2011 mit dem Programm "Nurflügel" entworfen und mit dem damaligen Programm FLZ_Vortex optimiert, das damals nur mit TAT-Werten für Profilmoment und Nullauftriebswinkel rechnen konnte. Das Nurflügel kann keine Winglets rechnen, also war deren Einfluß auch nur über Erfahrungswerte qualitativ berücksichtigt und wurden erst bei der Feinarbeit der Optimierung im FLZ_Vortex überprüft.

Ziel des Entwurfs war eine Optimierung auf Thermikflug bei RES mit möglichst kleinem Stabilitätsmaß um die Trimmwiderstände klein zu halten. Das Innenprofil hat 2,8 % Wölbung und positive Momentenbeiwerte (SA7036mod.), das Außenprofil aber nur 1,6 % (ähnlich PW75). Wenn man andrückt, dann reichen ca. 2° Tiefenruder um einen flotten Vorflug einzustellen, dann hat das Außenprofil knapp über 2 % Wölbung und bremst voraussichtlich nicht mehr als ein höher gewölbtes Außenprofil mit Höhenruder im Strak. Das drücken des Höhenruders verringert auch die Schränkung, die beim ARES bei Ruder im Strak -5° beträgt.
Einen Hangpfeil lege ich anders aus, der Marumba hat z.B. -2° Schränkung und auch aufgrund der Profilierung einen kleinen Auslegungs- CA, bei dem habe ich immer empfohlen nicht auf die Wölbklappen zu verzichten weil sie den Einsatzbereich sehr deutlich Richtung Thermik vergrößern.

Den ARES habe ich in verschiedenen Evolutionsstufen 2012 - 2016 bei RES-Wettbewerben eingesetzt und trotz mäßiger Wettbewerbsleistung des Piloten bis zuletzt Runden gegen die durchwegs geschwänzte Konkurrenz gewonnen, vor allem wegen dem sehr guten Gleiten des Wingletpfeils.
Georg und Bernd kennen den ARES-Prototyp und weitere von anderen Piloten vom gemeinsamen Fliegen, auch wenn das schon verdammt lang her ist.

Ich habe die ARES-Auslegung für die Vergleiche hier immer mit 600 g Fluggewicht = 16 g/dm² Flächenbelastung, Stabilitätsmaß auf 8 % fixiert und Ruder im Strak simuliert.
Hier die Ergebnisse.
1. Urentwurf im Jahr 2011 im Programm Nurflügel, also ohne Winglets und Profilwerte nach TAT:
CA 0,46, Fluggeschwindigkeit 7,4 m/s

2. Prototypenauslegung 2011 im Programm FLZ_Vortex mit Winglets ebene Platte und Profilwerte nach TAT:
CA 0,6, Fluggeschwindigkeit 6,5 m/s

3. Nachsimulation gebaute Version wie erste Serie mit Beta-Version des FLZ_Vortex in 2015, die X-Foil-Werte für die Profile verwendet,
hier auch mit Plattenwinglets wie bei 2.:
CA 0,39, Fluggeschwindigkeit 8,1 m/s

4. ca. 2016 habe ich profilierte Winglets konstruiert, die ich noch heute fliege. Die Daten aus dem FLZ_Vortex mit TAT-Profildaten:
CA 0,54, Fluggeschwindigkeit 8,9 m/s

5. wie 3., jedoch mit X-Foil-Profilwerten:
CA 0,34, Fluggeschwindigkeit 8,6 m/s

Bei den Simulationen für diese Beispiele habe ich das Stabilitätsmaß auf 8 % fixiert, aber die allermeisten Flugzeuge fliegen nicht mit fixem Stabilitätsmaß, sondern mit fixem Schwerpunkt. Da der Neutralpunkt mit Re-Zahl und Anstellwinkel wandert, verändert sich das Stabilitätsmaß je nach Flugzustand und wird beim ziehen kleiner.
Mein nachgemessener und nachsimulierter ARES aus 2016 fliegt bei 16 g/dm² und Rudern im Strak mit Schwerpunkt 264 mm, das sind mit X-Foil-Profilwerten Stabilitätsmaß 7,4 %, CA 0,38 und Fluggeschwindigkeit 8,2 m/s, mit TAT-Werten kommt 0,61 raus.
Der Unterschied der Simulationswerte zwischen 0,38 und 0,61 für das selbe Flugzeug mit den selben Randbedingungen ist schon heftig und macht das exakte erreichen eines Auslegungsziels so schwierig. Da zählt dann Erfahrung, Vergleichen, nach grundsätzlichen Prinzipien auslegen und Erfahrungen austauschen mehr als mit Zahlen zu spielen.

Zum Glück sind die grundsätzlichen Prinzipien für jeden Interessierten frei zugänglich der sich an das Abenteuer von Nurflügel-Neuauslegungen wagt und wenn man sich daran hält ist das Risiko für einen Misserfolg gering.
Wenn man mit Experimenten die Grenzen der Optimierung ausloten will, dann kann auch mal was heftig schief gehen.
Mein Dispar aus Formen unterscheidet sich nur in Details und dem ausloten von Grenzen von den gut und leistungsfähig fliegenden Rippenpfeilen X-RES und Mimares, trotzdem ging das Experiment unerwartet deutlich in die Hose, das Abrissverhalten war beim Fliegen ohne Vorankündigung sehr giftig und das ließ sich auch nicht durch geänderte Winglets, DSA-Rohre, Schwerpunktvorlage oder sonstige einfache Tricks beheben.
Oben in Post #13 sieht man an der Auftriebsreserve durch die Außenflügelprothesen am Wingletfuß aber, dass es gute Chancen gibt den Auslegungsfehler zu heilen und das ist an dem zweiten Exemplar von Jörg auch schon gut geflogen Leider ist das Modell wegen RC-Problemen abgestürtzt und viel zu früh zerstört worden, aber die Erprobung wird sicher bald fortgesetzt sobald die derzeit laufenden Projekte das zu lassen.

Gruß,

Uwe.