Sarabande - ein neuer Leistungs-Pfeilnurflügel

ditsch

User
Na ja
Winglets haben bei den grossen seglern heutzutage recht heftig gewölbte profile und liefern sehr wohl auftrieb(vordergründig nach innen)in diesem sinne sollte die aussenseite der unterseite entsprechen.Wie alt sind die bilder?Cirrrus und die anscheinend sehr geringe wölbung sprechen für die anfangszeiten der entwicklungen,was ja nicht heissen muß das die aussage von Marc Drella nicht stimmt.Ich werd mich hüten den könig anzuzweifelnEhrlich gemeint .Allerdings würd ichs gerne verstehen.

Ditsch
 
Grenzschicht oder Potential

Grenzschicht oder Potential

Also Jungs, ihr grabt ja schöne Bilder aus! Die illiustrieren eigentlich gut, was auf der Oberfläche so abgeht.
Man muß aber ein bischen aufpassen, daß man nicht verschiedene Sachen durcheinanderhaut. Das was ich
vorne mal gezeigt habe und was man auch in den Abbildungen bei Nickel/Wohlfahrt sieht ist der Stromlinienverlauf
der Potentialströmung geradeso außerhalb der Grenzschicht. Das was man in den Anstrichbildern sieht
ist aber die Wandströmung direkt an der Oberfläche mit z.B. wunderschönen "Totwassergebieten", wo sich
gar nix bewegt in den Ablöseblasen. Gerade inden letzten Bildern von Peter sieht man auch sehr gut,
was ein Turbulator da bewirken kann.

Die Strömung in der Grenzschicht hat jedoch (weil sie sozusagen an der Oberfläche "klebt") eine deutlich
andere Richtung. Insbesondere die transversalen Komponenten sind stärker ausgeprägt, weil eben die
"Längskomponente" "gebremst" wird. Nickel/Wohlfahrt haben auch dazu zwei Abbildungen drin, die das
eigentlich gut illustrieren.

Die Frage ist, was für uns eigentlich das wichtigere ist, die Potentialströmung oder die Grenzschicht.
Ich tendiere dazu die Potentialströmung höher zu gewichten (die kann ich wenigstens berechnen :D).
Trotzdem würde das infachste Modell einer 3D-Grenzschichtberechnung der Strömungslinie
der Pontialströmung folgen und anhand der Scherspannungen und Druckgradienten die Entwicklung der
Grenzschicht bis zur Ablösung oder dem laminar-turbulent Umschlag folgen. Den Einfluß der Querströmungen
in der Grenzschicht kann man damit aber immer noch nicht behandeln.

Also, solange ich nicht ein "richtiges"
3D-CFD Programm in der Hand habe rechne ich ganz bieder mit einem "Profil" und lege das so ungefähr
in den mittleren Verlauf der Potentialströmung in der Hoffnung, daß wenigstenz ganz grob die Lauflängen
und Druckanstiege so erhalten werden, daß ich einen Anhaltspunkt für Ablösungen und Umschlagpunkte bekomme.
Wer mit XFOIL an einem Pfeilflügel mehr will, wird mit Sicherheit frustriert.
Da hilft dann wirklich nur ausprobieren und messen. Insofern sind all diese Bilder genau der richtige Weg.
Ich werd mein Modell aber trotzdem nicht unbedingt mit Glibber vollschmieren ;)
 
Potentialströmung

Potentialströmung

Und eben wenn man die Potentialströmung betrachtet, stimmt auch das Drela Zitat und die
Betrachtungsweise mit dem orthogonalen Profil. Potentialtheorie ist reibungsfrei und linear -
genau da kann man eben problemlos zwei Strömungen, eine ungestörte längs zum Flügel
und eine "Profil"-Strömung überlagern.

Aber weil ich eben mit XFOIL rechnen will (hab nix besseres für die Grenzschicht) muß ich dem auch die
bestmöglichen Randbedingungen schaffen.
 

UweH

User
Winglets haben bei den grossen seglern heutzutage recht heftig gewölbte profile und liefern sehr wohl auftrieb(vordergründig nach innen)in diesem sinne sollte die aussenseite der unterseite entsprechen

Ja, aber letztlich ist es eine Frage der Anströmung. Wird das Wingletprofil mit seinen Nullauftriebswinkel angeströmt hat es zwei Saugseiten:rolleyes:

NuriULF schrieb:
Ich werd mein Modell aber trotzdem nicht unbedingt mit Glibber vollschmieren

Wieso, hast Du keinen Verbrennerpiloten zum putzen?:D

Mal sehen was Glibber und Wollfäden bringen falls die Versuche gelingen, aber ich glaube jetzt ich kenne das Ergebnis bereits:rolleyes:

Gruß,

Uwe.
 
Die Bilder von den Winglets sind klasse, vorallem die mit Turbolatoren finde ich sehr interessant.

Zu dem anderen Thema. Gestern habe ich noch mal die entsprechenden Kapitel in "Faszination Nurflügel" (Wollfäden der Stromburg) und in "Schwanzlose Flugzeuge" (Flugberichte der Horten Piloten über Wollfädenversuche) gelesen. Wollfäden scheinen in normalen Flugzuständen immer in Flugrichtung zu zeigen (Ausnahme abgelöste Flugzustände).

Ich kann mir vorstellen, dass Experimente mit Schmiere und Wollfäden unterschiedliche Ergebnisse liefern. Die Wollfäden werden wahrscheinlich von der Potentialströmung beeinflusst und die Schmiere von der Wandströmung. (Würde ja zu Ulfs Thesa passen)

Bitte sagt mir doch das Rezept für die Schmiere, ich würde diese tatsächlich auf meine schöne weiße CFK Fläche schmieren.

Viele Grüße aus Hessen

Bernd
 

UweH

User
Ich kann mir vorstellen, dass Experimente mit Schmiere und Wollfäden unterschiedliche Ergebnisse liefern. Die Wollfäden werden wahrscheinlich von der Potentialströmung beeinflusst und die Schmiere von der Wandströmung. (Würde ja zu Ulfs Thesa passen)

Hallo Bernd, das ist das was ich als Ergebnis erwarte.
Ich habe aus der Microaerodynamik der kleinen Re-Zahlen den Hang die Grenzschicht als Teil des Profils zu sehen, nicht als gebremsten Teil der freien Potentialströmung. Deshalb ist Ulfs Theorie und Berechnungsmethode näher an meinem "aerodynamischen Weltbild" solange es keine viskosen 3D-Verfahren um Modellbau gibt.

Bitte sagt mir doch das Rezept für die Schmiere, ich würde diese tatsächlich auf meine schöne weiße CFK Fläche schmieren.

Aha, Du hast einen Verbrennerpiloten zum putzen :D
So ein Rezept sollte doch über die akademischen Fliegergruppen zu bekommen sein, liest hier einer von den Jungs mit?

Gruß,

Uwe.
 
die strömungsteilchen werden bevorzugt den energetisch niedrigsten weg nehmen , erst mal rechts und links schauen ob keine gebiete geringeren drucks, schneller zu erreichen sind, als auf dem geraden weg nach hinten.

Und wenn wir uns dann mal die momentanen örtlichen Ca's über dem Flügel anschauen, dann sollten wir schon erahnen, wohin das faule Strömungsteilchen abdriftet. Um so schneller, desto gerader?
Es bleibt spannend!

Manfred
 
Aha, Du hast einen Verbrennerpiloten zum putzen :D
Jeder sollte einen Verbrennerpiloten haben :-)
Wahrscheinlich werde ich aber selbst putzen müssen und ich fürchte meine Frau wird das Ergebnis kontrollieren, sie ist da sehr genau :-)

So ein Rezept sollte doch über die akademischen Fliegergruppen zu bekommen sein, liest hier einer von den Jungs mit?
Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht, ich haue mal meine Kontakte an.

Grüße

Bernd
 
Die Betrachtungsweise von Ulf ist schon richtig, aber anderseits sind ja gerade die Vorgänge in der Grenzschicht bei der Profiloptimierung interessant. Und ich würde im Bezug auf das Wollfäden Experiment auch das erwarten, was auch das Bild in Nickel /Wohlfahrt über den Horten Randbogen zeigt. Da gibts übrigens auch noch ein paar super Filme auf Youtube über das Abrissverhalten von Pfeilflügeln...und auch da, wenn ich mich recht erinnere zeigen die Wollfäden in Flugrichtung, bis in die Nähe wo die Strömungsablösung beginnt. Dann setzen kräftige Querströmungen ein.

Wenn ihr mal im NASA Rapport (in dem Link, den ich genannt habe) die Figur 3a) anschaut, dann sieht man ganz deutlich, dass die Druckverteilungen senkrecht zur t/4 Linie von der Theorie vorhergesagt viel (!) besser mit dem Experiment übereinstimmen als die Druckverteilungen des Profilschnittes in Flugrichtung. Ca ist dabei übringens 0!!! Das gleiche zeigt auch Bild 3c) (concluded).

Im Text steht dann ja auch:
This evidence shows, that if two-dimensional data (und das tun wir ja mit Xfoil!!) are to be used to aid in studying swept wing stall, they must applied to a section normal to the quarter chord. ....und weiter..
The arguments just presentet in favor of using the airfoil section normal to the 0.25 line on a swept back wing as the one to be related to two-dimensional airfoil characteristics...

So, wenn man im Xfoil was an Profilen für einen Pfeilflügel optimiert, scheint die Konklusion des obigen Rapportes zu sein, dass man näher an der Wirklichkeit ist, wenn man die Profile senkrecht zur t/4 Linie auslegt.
"Leider" gehe ich jetzt für ein paar Tage in die Osterferien, ohne Internet :-(...werde aber nachher wiederkommen! Bin jetzt schon echt gespannt wo wir "landen". Auf alle vielen Dank für die spannende Diskussion.
Das "Rezept" werde ich noch suchen....und hoffentlich finden...

@ Anas

das klingt super interessant...ich kann mir das aber nicht ganz vorstellen. Was meinst du mit Linsen aufkleben? Würde da auf alle Fälle gerne mitmachen (vielleicht ein wenig off-topic-----PM)
 
Hallo,

Wollfädenversuche am frei fliegenden Modell-Nurflügel haben wir schon 1988 vielleicht als erste gemacht und gefilmt.
Es funktioniert und wäre heute per Digitalkameras gewiss noch viel einfacher zu bewerkstelligen, als mit unseren analogen Rollfilmen.
www.m-schoenherr.de/Wollfaeden1988.pdf


Die Diskussion zu „Sarabande“ ist mittlerweile an 3 Kernproblemen der gepfeilten und höher gestreckten Nurflügel angelangt:

Unzureichende Rechenverfahren
Strömungsabriss außen,
Flattern / Wippen.

Ich glaube, wir hatten schon vor 22 Jahren auf die Grenzen der verwendeten Rechenverfahren hingewiesen und uns damals die erbitterte Feindschaft der Rechengläubigen zugezogen.

Mittlerweile gibt es eine gewisse Annäherung, die Leistungspfeile haben sich dem Stromburg-Grundriss von 1986 stark angenähert, auch Sarabande bis auf die etwas geringere Pfeilung.
http://www.net-art.de/mech/Stromdisk/default.htm

Ich selbst habe die Profile für den neuen „Stromer II“ (3 m Spannweite) mit den bekannten Rechenverfahren entworfen und die Entwurfsziele damit einigermaßen erreicht.

Die Profilrechenverfahren hier gehen alle von 2-diemensionaler Strömung aus und davon, dass Potentialströmung und Grenzschichtströmung parallel fließen. Das ist aber gar nicht der Fall, wie das auch in diesem Thread schon gesagt wurde, der Strömungsrichtungsunterschied kann beim Pfeilflügel über 45° betragen.
Details bleiben m.E. weiterhin unklar, jedenfalls muss der Effekt leistungsmäßig zu verkraften sein, wie das viele Pfeile zeigen. Er ist aber einer der Gründe für den gegenüber der Rechnung häufig beobachteten vorzeitigen Strömungsabriss an der Oberseite des Flügelaußenbereichs, dem sich auch Sarabande wird stellen müssen.

Bei starkem Ausschlag einer zentralen Wölbklappe, aber auch bei (zu) stark geschränkten Horten-Typen kann es alternativ passieren, dass nicht vorhergesehener Strömungsabriss an der Unterseite des Außenflügels einsetzt mit möglichen Folgen von Sturzflug, Vorwärtsüberschlag und Bruch.
Dies wurde dem bemannten Nurflügel „Flair 30“ zum Verhängnis. Er geriet mit seiner extrem großen und stark gesetzt Wölbklappe im Landeanflug in Sturzflug und Vorwärtsüberschlag mit Todesfolge. Ich hatte im Rahmen meiner früheren gutachterlichen Tätig dieses Gerät selbst per Messwagentest aerodynamisch untersucht, und wegen des Vorwärtsüberschlag-Problems vor weiteren Flügen gewarnt.
Da die ungeeigneten damaligen Rechenverfahren keine Probleme zeigten, wurde er weiter geflogen, mit der fatalen Folge.


Bleibt noch als drittes Problem das F3B Speedfliegen, für das Sarabande offensichtlich auch entworfen wurde, für Höchstgeschwindigkeit 144 km/h, habe ich gelesen. Da stellt sich die Frage der Flattergrenze.

Wir hatten schon mal früher in diesem Forum das Thema im Zusammenhang mit den hochgestreckten Pfeilflügeln, und man hatte sich, glaube ich, bei der pfeilflügeltypischen Resonanz auf „Wippen“ geeinigt, das mit einer Frequenz von wenigen Hz erfolgt, im Gegensatz zum „Flattern“ beim Normalflieger, das bei einer ca. 10 mal so hohen Frequenz liegt.

Rechenverfahren, um die Wipp-Grenze vorherzusagen? Ich kenne keins, das diesbezüglich zuverlässig wäre und ich kenne keinen Gepfeilten ab Streckung 12 und ab gleichzeitig 3 m Spannweite, der nicht durch vorzeitiges Wippen seiner geplanten oder berechneten Höchstgeschwindigkeit einen Riegel vorsetzt. Natürlich kann man durch immer steifere Bauweise (Es kommt in der Tat auf die Biegesteifigkeit des Flügels an) versuchen, die Wippgrenze etwas hinauszuschieben, beseitigen lässt sie sich nach derzeitiger Kenntnis kaum.
Auch die Großen leiden drunter, man denke an die SB 13, die letztlich am Wippen gescheitert ist.

Und das Milliardengrab Airbus A400M?
Laut Wikipedia ist Propellerflattern sein eigentliches Problem. Warum hat man bei Milliarden Entwicklungsaufwand das erst jetzt gemerkt?
Schaut man das einzelne Propellerblatt des A400Man, so stellt man etwa ab Blattmitte eine Pfeilung von ca. 20° fest…!
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/A400M_Propeller_(Hamilton-Sundstrand).jpg


Dennoch, „schnell“ können die hochgestreckten gepfeilten großen Modell-Nurflügel schon fliegen, 80-100 km/h ist ja auch schon was. Jedenfalls habe ich niemals wegen zu starken Windes das Fliegen mit meinen Nurflügeln einstellen müssen. Sollte doch mal Wippen eintreten, so ist das kein Problem und lässt sich durch vermindertes Andrücken sofort beenden.

So wünsche ich der Sarabande viel Erfolg und freue mich auch auf die Ergebnisse der angekündigten Grenzschicht- und Strömungstests im Fluge!

Michael Schönherr
 

UweH

User
Wir hatten schon mal früher in diesem Forum das Thema im Zusammenhang mit den hochgestreckten Pfeilflügeln, und man hatte sich, glaube ich, bei der pfeilflügeltypischen Resonanz auf „Wippen“ geeinigt, das mit einer Frequenz von wenigen Hz erfolgt, im Gegensatz zum „Flattern“ beim Normalflieger, das bei einer ca. 10 mal so hohen Frequenz liegt.

Hallo Michael Schönherr,

danke für die höchst interessanten Ausführungen. Ich möchte zum Thema Wippen, Schwingen und Flattern noch ein paar Gedanken von mir hinzufügen, ohne Anspruch auf Vollständigkeit weil mir da noch nicht alles klar ist.

Man sollte nach meiner Meinung strukurabhängige und strukturunabhängige Schwingungen unterscheiden und erst im zweiten Schritt deren Kopplungen dazunehmen. Ich benutze in meinem Sprachgebrauch "Schwingung" oder "Wippen" für die strukturunabhängigen Bewegungen und "Flattern" für die strukturabhängigen.
Bei den strukturunabhängigen gibt es zunächst die Phygoidenschwingung, eine Flugbahnschwingung von wenigen zehntel Hz, die auch bei Leitwerkern auftritt und einfach auszusteuern ist.
Weiter gibt es eine Alpha-Schwingung um die Querachse des Flugzeugs, die meist etwas mehr als 1 Hz hat, meist stabil, aber gering ausgeprägt ist und auch bei ruhigem Wetter als Eigenheit des Flugzeugs auftritt. Sie läßt sich nicht aussteuern, aber durch die geringe Amplitude stört sie kaum.
Eine weitere Alpha-Schwingung tritt meist bei böigem Wetter auf, ist gedämpft und hat eine Frequenz von 1-3 Hz. Sie läßt sich nicht aussteuern und die Amplitude ist so groß, dass sie bei manntragenden sehr unangenehm werden kann, aber nicht gefährlich. Wenn man den Knüppel ruhig hält und abwartet geht es wieder vorbei und man kommt wieder ungestört an die Papiertüte :D
Die letzten beiden beschriebenen Schwingungen werden meist als Wippen bezeichnet und nach meinem derzeitigen Kenntnisstand entstehen sie dadurch, dass ein Nuerflügel durch die geringe Dämpfung immer etwas um die Neutrallage der Querachse pendelt. Bei der letzten Variante hat das Flugzeug zwei stabile Neutrallagen und durch das natürliche pendeln wechselt der Anstellwinkel immer zwischen diesen beiden Neutrallagen hin und her wie ein Pendel zwischen seinen beiden Totpunkten. Ich habe noch keine Gesetzmäßigkeit gefunden mit der sich dieses 3. Wippen vorhersagen ließe.

Auf die Wechselwirkungen dieser aerodynamischen Schwingungen mit den Strukturschwingungen möchte ich jetzt nicht eingehen weil das zu weit führen würde und hier weit größere Experten zu dem Thema versammelt sind.
Aber zu den Geschwindigkeiten meiner Modelle hab ich mal Messungen gemacht.
Meine Horten XII mit 2 m Spannweite, 10,5 ° Schränkung und Streckung 8 erreicht mit Motor 135 km/h und im Stechflug 165 km/h ohne zu flattern. Die Ho IIIe mit 4,1 m Spannweite hab ich bei diesem Flug mit 178 km/h im Stechflug gemessen, dabei trat ganz kurz ein leichtes Flattern im Abfangbogen auf, die Schränkung ist 10,8 °.
Die 1,9 m Mini-Elli-Horten mit Streckung 12 hab ich auch flatterfrei mit > 150 km/h gemessen, bei diesem Flitschstart war sie etwas langsamer . Die Modelle haben lediglich Kohleholme, aber kein Kohlegewebe. H XII und Elli sind Sperrholzbeplankt.
Alle drei Modelle wippen gelegentlich, aber nur die III und die XII flattern bei (für Hortenmodelle) sehr hohen Geschwindigkeiten. Tritt das Flattern auf, läßt sich durch leichtes ziehen beenden und dauerte deshalb bisher nie über 1 Sekunde.
Mit steifen Holmen und einer steifen und sauberen Umlenkung der Kräfte an den Flügelknickstellen läßt sich der größte Teil der Flatterproblematik erschlagen, den Rest mit hohen Widerstandsmomenten der Hohlkörperstruktur (D-Box, Vollbeplankung), solange einem die Eigenfrequenzen keinen Strich durch die Rechnung machen.

Gruß,

Uwe.
 
Zuletzt bearbeitet:
Bitte sagt mir doch das Rezept für die Schmiere, ich würde diese tatsächlich auf meine schöne weiße CFK Fläche schmieren.

Aus Tamai, Goro "The Leading Edge - Aerodynamic Design of Ultra-streamlined Land Vehicles": "About a tablespoon of carbon-black powder can be mixed with about five times that volume of kerosene."
Das Pulver ist Kopierer-Toner. Bei kerosene bin ich mir nicht sicher, ob er Petroleum oder Waschbenzin meint - ich glaube eher letzteres, wobei leo.org beide Übersetzungen zulässt.
Zur Prozedur (bei Windkanalexperimenten) schreibt Tamai Folgendes:
Auftragen mit Farbroller, dann Kanal für ca. 1min an, so dass ein Teil des Benzins verdunstet, dann mit Papiertuch oder Schwamm in Strömungsrichtung gleichmäßig streichen und nach einer weiteren Minute im Kanal sollte das Fluid dann soweit aufgetrocknet sein, dass die Strömungslinien/Umschlagsgrenzen dauerhaft verbleiben.

Also: Versuch macht kluch. Garantien oder gar Haftung für besudelte Kleidung etc. übernehme ich aber nicht, denn ich hab's selbst noch nie probiert.

Es gibt übrigens auch noch ein fluoreszierendes Öl speziell für Anstrichbilder. Dazu braucht man aber absolute Dunkelheit und ne Schwarzlichtlampe - nicht gut für Flugversuche :D.

Friedmar
 
Das Pulver ist Kopierer-Toner. Bei kerosene bin ich mir nicht sicher, ob er Petroleum oder Waschbenzin meint - ich glaube eher letzteres, wobei leo.org beide Übersetzungen zulässt.
Vielen Dank erst mal, ich habe auch aus Stuttgart schon ein paar Tips bekommen, mit Deinen Tips zusammen kann ich jetzt mehrere Möglichkeiten ausprobieren. Ich berichte dann was herausgekommen ist.

Also: Versuch macht kluch. Garantien oder gar Haftung für besudelte Kleidung etc. übernehme ich aber nicht, denn ich hab's selbst noch nie probiert.

Wenn ich mir überlege wieviel Aufwand im Windkanal betrieben wird und ich denke es reicht ein Modell zu "flitschen",... Ich bin aber mal gespannt ob überhaupt etwas vernünftiges herauskommt.

Auf alle Fälle werde ich alte Klamotten anziehen :-)

Viele Grüße

Bernd
 
Hallo UweH,

Sehr beeindruckend die Flüge Deiner Hortens und auch die erzielten Geschwindigkeiten!
Gewiss erlauben die niedrig gestreckten Hortentypen (in Deinem Fall laut Selinger-Horten-Buch Streckungen 7 bis 11) hohe Flügelholme und ein Maximum von Flügelsteifigkeit im Wurzelbereich. Ferner liegt wenig Masse am Flügelende vor. Beides zusammen mag die Wippgrenze auf über 150 km/h hinausschieben – warum nicht. Der gepfeilte Nurflügel Me 163 mit Streckung 4,7 erreichte sogar fast die Schallgeschwindigkeit!

Ich habe die Höchstgeschwindigkeit meiner auf Langsamflug ausgelegten Stromburg-Nurflügel nicht gemessen, 80 bis 100 km/h sind eine Hausnummer, die auch für Sarabande mit fast identischem Flügelgrundriss und F3B-Absicht bedenkenswert sein könnte, aber keinesfalls muss!!

Ich hatte einst eine „Stromschnelle“ mit 2,7 m Spannweite, Pfeilung 35° und Streckung 15 gebaut. Ihre extrem biegesteifen Vollbalsaflügel (!) waren GFK-beschichtet, der „Mövenknick“ lag fast in der Flügelmitte, die Ohren hatten starke Zuspitzung. Stromschnelle konnte beliebig lange senkrechte Sturzflüge ohne Wippen ausführen! Sie hatte aber anderweitige Unarten, so dass ich diese Geometrie nicht weiter verfolgte.

Das Hinausschieben des Wippens auf höhere Fluggeschwindigkeiten auch bei weniger steifen aber leistungsstärkeren Pfeilflügelformen – dazu gibt es theoretische Ansätze, die aber noch nicht erprobt sind. Ich hatte mich einst damit befasst, aber den Aufwand zum Bau der nötigen Versuchsflügel gescheut, zumal ich mit der gegenwärtigen Wippgrenze bei geschätzt 80-100 km/h (z.B. Stromer E, 4m Spannweite und Streckung 21) gut leben kann.

Eine weitergehende Diskussion der aerodynamisch und/oder aeroelastisch bedingten Schwingungen, des hochgestreckten und großen Pfeil-Nurflügels, zusammenfassbar unter „Wippen“ gehört vielleicht besser in einen gesonderten Thread.

Michael Schönherr
 
Wenn ich mir überlege wieviel Aufwand im Windkanal betrieben wird und ich denke es reicht ein Modell zu "flitschen",... Ich bin aber mal gespannt ob überhaupt etwas vernünftiges herauskommt.

Auf alle Fälle werde ich alte Klamotten anziehen :-)

Viele Grüße

Bernd

Laut meinem "Stroemungsvisualisierung" Skript wird oft feiner Oelruss oder "China Clay" (feinster Tonerde) mit Petroleum, Motoroel oder Alkohol gemischt. Leider keine Info zum Mischungsverhaeltniss.
Herauskommen werden wohl die Wandstromlinien, wenn die Farbe auf eine horizontale Ebene aufgetragen wird. Traegt man sie an einer vertikalen Flaeche auf wirds interesanter, dann kann man u.A. Umschlagslage, laminare und turbulente Abloesungen visualisieren. (wie zB bei den Winglet-Bildern)
Aber ob man daraus irgendwas aussagekraeftiges ableiten kann? Ich glaube nicht.
Trotzdem viel erfolg.

Gruss
Michi
 

ditsch

User
Hallo
Ich hab jetzt einen ganzen abend damit verbracht, eindeutige belege in büchern oder internet für eine systematik in querströmungen zu finden-das ist gar nicht so einfach.Alles was an anstrichbildern von orginalen oder modellen zu finden ist, zeigt allenthalben die von wohlfahrt nickel angeführte S-form.Nimmt man das als abbild der reibungsbehaften strömung, so sollte nach N/W und der logik, in der potentialströmung was anderes zu sehen sein.Sind aber wollfäden an orginal hortens nicht mindestens am rand der grenzschicht oder der wirbelzopf dess A380 nicht in der potentialströmung,oder ist der schon in der freien strömung?Bei keinem bild ist eine ausrichtung 90 ° zu t/4 zu sehen .Einen hinweis hab ich in der abhandlung von daniel reckzeh über grenzschichtströmungen gefunden.Dieser beschreibt im kapitel über querströmungsinstabilitäten(der grenzschicht)den geschwindigkeitsverlauf der querströmung mit einem maximum in ungefähr grenzschichtmitte.Viel näheres dazu sagt er leider nicht,aber vielleicht ist die suche nach abhandlungen über transitionsauslösende strömungsefekte ein ansatzpunkt mehr rauszufinden.
Neben der für mich nicht eindeutigen theorie bzw. meines wissens darüber, gibt es einige praktische beispiele, die es mir schwer machen zu glauben 90° zu t/4 sei sozusagen die wirkrichtung fürs profil.
In der F5F eurotour fliegt ZeZe2 als nurflügler ganz vorne mit, anscheinend den leitwerlern überlegen.Die auslegung in f5 ,ist mit dem speed und zeitflug , der in F3B sehr ähnlich.Nimmt man das bei ZeZe2 offensichtlich in flugrichtung angeordnete BB12 mit 8.2% dicke und 1.45% wölbung,so werden beim schnitt in 90° zu T/4 bei 25° pfeilung,daraus 9% dicke und 1.6% wölbung .Vergleicht man nun mit dem besten leitwerkler," Snyg" von Thomas weckerlin, so fliegt dieser mit einem 6.5 %igen Hd 46 mit ich glaube 1.3% wölbung.Das ZeZe2 unter diesen vorraussetzungen auch nur am rande mit dem leitwerkler mithalten könnte ,ist für mich ausgeschlossen, die praxis beweist aber offensichtlich das gegenteil.Auch ist die zeitflugaufgabe, durch die auf unter 100000 bei einer profildicke von 9% zurückgegangene re zahl, sicher nur schwer lösbar .

Probleme mit flattern wippen oder ähnlichem sollten mit den heute zur verfügung stehenden materialien relativ problemlos lösbar sein In F5F liegen die einfluggeschwindigkeiten bei etwa 70m/s die nurflügler halten das anscheinend klaglos aus.
Noch zu der sache mit der Flair .Ich finde es nicht ok wenn man öffentlich behauptungen aufstellt die menschen sozusagen fahrlässigkeit vorhällt (zumindestens in den augen derer die um die vorgänge wissen) , vor allem nicht wenn diese sich nicht mehr wehren können und es genügend leute gibt die diese einschätzung nicht teilen.Eine meinung reicht für eine verurteilung nicht aus!!

Gruß Ditsch
 
Ein Paar Dinge liegen mir schon seit gestern auf der Zunge, aber ich hatte noch nicht die Zeit darauf zu antworten.
Unzureichende Rechenverfahren
Das hängt immer davon ab was unzureichend ist. Die letzten Jahre hat sich gezeigt, dass die gängigen Rechenverfahren sehr gute Werkzeuge sind. Es kann der Strömungsabriss sehr gut berechnet werden und die Schwerpunkte sowie Klappenausschläge passen ziemlich gut. Es gibt zwar immer noch die eine oder andere Überraschung, aber man kann mit der Simulationssoftware z.B. das X-Wing oder das aktuelle Ranis FLZ-Vortex einen Flieger sehr gut auslegen

Strömungsabriss außen,
Abgesehen von dynamischen Figuren (enge Wenden) kann der Strömungsabriss gut vorhergesagt werden.

Flattern / Wippen.
Gegen das Flattern hilft Kohle, nach meiner Erfahrung benötigt man noch nicht mal entpfeilte Holme. Verwendet man z.B. das Excel Sheet von Christian Baron dann ist da für uns Modellflieger vollkommen ausreichend. Gegen die Torsion dann mindestens 100er Kohlegewebe. Mein letzter Flieger ist in der Luft auseinandergebrochen, weil das Steckungsrohr angebrochen war. Ich hatte keine ausreichende Aufreißsicherung und durch eine härtere Landung hatte die Steckung wohl Risse bekommen. Grund für das Auseinanderbrechen war also ein Verarbeitungsfehler und nicht ein mythischer noch nicht verstandener Nurflügel spezifischer Effekt.

Zum Thema Wippen: Die letzten zehn Jahre hatte ich auch einige konstruktive Fehlgriffe, aber keine war am Wippen. Das Wippen ist anscheinend sehr selten, zumindest bei den Wingletpfeilen.

Gerade die letzten Jahre haben wir Modellflieger sehr viel gelernt. Zu Verdanken ist dies unter anderem auch den "unzureichenden" rechenverfahren. Deshalb möchte ich hier noch mal Ulf und Franck für diese vorzüglichen Programme danken.

Ulfs Sarabande wird meiner Ansicht nach sehr gut fliegen, da habe ich keinen Zweifel.
 

UweH

User
Alles was an anstrichbildern von orginalen oder modellen zu finden ist, zeigt allenthalben die von wohlfahrt nickel angeführte S-form.Nimmt man das als abbild der reibungsbehaften strömung, so sollte nach N/W und der logik, in der potentialströmung was anderes zu sehen sein.Sind aber wollfäden an orginal hortens nicht mindestens am rand der grenzschicht oder der wirbelzopf dess A380 nicht in der potentialströmung,oder ist der schon in der freien strömung?Bei keinem bild ist eine ausrichtung 90 ° zu t/4 zu sehen

Interessant in dem Zusammenhang sind auch die Kapitel über die Potentialzäune im Nickel-Wohlfahrt ab Seite 433. Sie geben auch einen kleinen praktischen Einblick wie gering der Einfluß der Querströmungen der Grenzschicht und wie groß der Einfluß der Querströmungen der Potentialströmung am Pfeilflügel ist.

Mir ist in der Diskussion aufgefallen, dass der reslultierenden Richtung der Pfeilflügelströmung zumeist große Bedeutung beigemessen wird, also z. B. 90 ° zur t/4, aber der S-förmige Verlauf der Strömung wird der Einfachheit halber in eine Gerade heruntergekürzt. Führt nicht gerade die Bögen dazu dass die Druck- und Geschwindigkeitsverteilung entlang des Strömungsverlaufs am Pfeilflügel anders ist als bei einer annähernd geraden Umströmung an einem ungepfeilten?

Gruß,

Uwe.
 
Hallo
Ich hab jetzt einen ganzen abend damit verbracht, eindeutige belege in büchern oder internet für eine systematik in querströmungen zu finden-das ist gar nicht so einfach.Alles was an anstrichbildern von orginalen oder modellen zu finden ist, zeigt allenthalben die von wohlfahrt nickel angeführte S-form.Nimmt man das als abbild der reibungsbehaften strömung, so sollte nach N/W und der logik, in der potentialströmung was anderes zu sehen sein.Sind aber wollfäden an orginal hortens nicht mindestens am rand der grenzschicht oder der wirbelzopf dess A380 nicht in der potentialströmung,oder ist der schon in der freien strömung?Bei keinem bild ist eine ausrichtung 90 ° zu t/4 zu sehen .Einen hinweis hab ich in der abhandlung von daniel reckzeh über grenzschichtströmungen gefunden.Dieser beschreibt im kapitel über querströmungsinstabilitäten(der grenzschicht)den geschwindigkeitsverlauf der querströmung mit einem maximum in ungefähr grenzschichtmitte.Viel näheres dazu sagt er leider nicht,aber vielleicht ist die suche nach abhandlungen über transitionsauslösende strömungsefekte ein ansatzpunkt mehr rauszufinden.
Neben der für mich nicht eindeutigen theorie bzw. meines wissens darüber, gibt es einige praktische beispiele, die es mir schwer machen zu glauben 90° zu t/4 sei sozusagen die wirkrichtung fürs profil.
[...]

Hallo,

ich hab auch mal ein bisschen Gesucht und bin in Buechern auch eher nicht fuendig geworden, im "Aerodynamik des Flugzeugs 2" von Schlichting-Truckenbrodt wird die Sache mal eben angeschnitten, hab aber auch nur ueberflogen was da stand. Aber zB in meinem Aerodynamik Skript gibts da ein Kapitel dazu. Normalerweise wird das ganze "Theorie (unendlich gestreckter,) schiebender Fluegel" ("infinite sweep wing theory") genannt. (siehe auch Post Nr 77
Im Netz hab ich dazu folgendes gefunden:
Sweep Theory (wiki)
und Aerodynamik des Flugzeugs, Prof. Dr.-Ing. Stefan Rill MSc., Hochschule Bremen

Was die praktischen Beispiele angeht gibt es eigentlich mehr als genug. Moderne Airliner (quasi alles neuer wie Boeing 707 ist) sind zB sehr geschickt. Die haben alle gepfeilte Fluegel. Die Frage ist warum eigentlich? Prinzipell will man mit einem Airliner ja moeglichst schnell und moeglichst Effizient (widerstandsarm) fliegen. Schnell fliegen ist ja nicht so das Problem, zumindest bis man in die Naehe von Mach 1 kommt. Ueberschall bedeutet vorallem eins: Verdichtungsstoesse. Und die produzieren enormen Widerstand. Ungeschickterweise kommt man mit der Fluggeschwindigkeit gar nicht so nahe an Mach 1 ran, weil die Stroemung an den Tragflaechen deutlich beschleunigt wird und lokale Ueberschallgebiete vorliegen. Das ganze wird auch "Drag rise" genannt. Ziehmlich schoen sieht man das auch an Bildern oder Videos von Jets, die einen Dampfkegel "mit sich ziehen". (Youtube-Video und Bild)Die sind nicht gerade dabei "die Schallmauer zu durchbrechen" die haben nur lokale Ueberschallgebiete in denen Druck niedrig genug ist, damit die Luftfeuchtigkeit als Dampf sichtbar wird. Da wos so glatt Abgeschnitten ist kommt dann der Verdichtungsstoss. (schaut aus wie Abbildung 7.11, unterster Fall
Das hat 1935 der Herr Busemann auf dem Volta-Kongress in Rom behauptet. Und er hat auch behauptet das man diesen Effekt durch Pfeilung der Fluegel vermindern kann. Hat ihm da aber auch erstmal keiner geglaubt. 1939 Wurde es dann in Goettingen experimentell bestaetigt und heut fliegt praktisch alles was nahe am oder im Ueberschall unterwegs ist mit Pfeilfluegeln.
Der Trick der dahintersteckt ist eben, dass das Profil nicht mehr in Flugrichtung, sondern orthogonal angestroemt wird und sich damit die Geschwindigkeit, mit der das Profil angestroemt wird um den Faktor cos(Pfeilwinkel) verringert. Daraus folgt automatisch das auch die vom Profil verursachten Uebergeschwindigkeiten niedriger sind und es erst bei viel hoeheren Fluggeschwindigkeiten lokalen Ueberschall am Fluegel gibt. Man kann so also den Drag rise ein gutes Stueck naeher in Richtung Mach 1 schieben und so schneller fliegen ohne drastische Effizienzeinbrueche hinnehmen zu muessen. Leider ist das auch schon so ziehmlich der einzige positive Effekt den man mit Pfeilung erziehlt. Aber der postive Effekt scheint zu ueberwiegen, zumindest ist bei der Boeing 787 die Reisegeschwindigkeit mit Ma 0,85 angegeben und da steckt auch gewaltig Rechenzeit in den Fluegeln. (Laut boeing.com "Design time on computers: 800,000h of computing time on Cray supercomputers") Da wird aber auch neben der Pfeilung noch mehr getrickst. ("Superkritisches Profil" -> lokale Ueberschallgebiete auf dem Profil schliessen wegen eines sehr speziellen Konturverlaufs ohne Verdichtungsstoss ab.)
Zwei weitere sehr schoene Beispiele sind die F-14 und der Tornado. Die haben nur deshalb Schwenkfluegel weil man im (niedrigen) Unterschall besser ohne Pfeilung unterwegs ist und wenns richtung Ueberschall geht fuehrt fast kein Weg an Pfeilung vorbei. (Ausser extremer Schub, wie zB bei der X-1 oder evtl auch noch ein Ueberschallprofil wie beim Starfighter, aber da Spricht die Landegeschwindigkeit auch fuer sich :D) Da hat es aber auch noch ein paar andere Vorteile, die aber scheinbar den extrem hohen Wartungsaufwand (heutzutage) nicht mehr rechtvertigen.

Uff, das war jetzt leider ziehmlich viel Text, aber ich hoffe ich hab ein wenig Licht ins Dunkel bringen koennen.

Gruss
Michi
 

Peter K

Vereinsmitglied
Nach der vielen, super-interessanten Theorie nahe Mach 1 nun mal ein paar einfache Gedanken:
Wenn die Strömung S-förmig über das Profil streicht, dann werden die Nasen- und Endleiste praktisch in Flugrichtung und nur der mittlere, "dicke" Profilteil orthogonal angeströmt. Und in diesem Bereich sind die Profilkonturen und Druckänderungen nicht so ausgeprägt wie zB an der Nase.

Daraus schließe ich folgendes:
- Die Kontur an Nase- und Endleiste stimmt bei der Rechnung mit Anströmung in Flugrichtuing.
- Der mittlere Teil des Profils ist areodynmisch länger, aber da tut sich Druckmäßig ncht sooo viel bei den heutigen Profilen.
=> Beim Pfeil sind real die Re-Zahlen eher etwas höher
=> Das Profil ist real etwas dünner und weniger gewölbt
=> Die Rechnung in Längsrichtung stimmt aber trotzdem ziemlich genau, da die Druckveränderungen usw. in den besonders kritischen Zonen richtig berechnet werden.
Wenn man jetzt evtl eine Formel finden könnte, welcher Pfeilwinkel welche Wegverlängerung der Luftströmung bewirkt, könnte man diesen Effekt rechnerisch berücksichtigen ...

Oder ist das zu blau-äugig gedacht?
 
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