Schränkung - Leistungseinbußen?
- Ersteller WundererM
- Erstellt am
Steffen
User
Moin Wilf,
Das sind die üblichen Werte und Bezeichnungen aus der Aerodynamik des Tragflügels.
Gamma ist die Zirkulation.
Gamma mal lokaler Flügeltiefe ist der lokale Auftrieb.
ca ist dann lokaler Auftrieb durch lokale Fläche.
In den Diagrammen kannst Du grundsätzlich sagen, dass die Zirkulationskurve möglichst elliptisch sein sollte (für Widerstand) und das ca aussen nicht höher sein sollte als innen (Überziehen des Aussenflügels)
Lokale Erhöhung des ca wie hier im Aussenflügel ist dabei so eine Sache für sich und nicht unbedingt scharf zu deuten.
Der K-Faktor ist der Faktor um wieviel der induzierte Widerstand größer ist als der Induzierte Widerstand des elliptischen Flügels (der elliptischen Zirkulation)
Der ca Knick an Knickstellen ist durch den Gradienten der Zirkulation an Flügelknickstellen bedingt. Es ist auch kein Einbruch, sondern der Aussenflügel ist durch seine Zuspitzung in der Zirkulation überhöht und daraus steigt nach aussen auch das ca an.
Das sind die üblichen Werte und Bezeichnungen aus der Aerodynamik des Tragflügels.
Gamma ist die Zirkulation.
Gamma mal lokaler Flügeltiefe ist der lokale Auftrieb.
ca ist dann lokaler Auftrieb durch lokale Fläche.
In den Diagrammen kannst Du grundsätzlich sagen, dass die Zirkulationskurve möglichst elliptisch sein sollte (für Widerstand) und das ca aussen nicht höher sein sollte als innen (Überziehen des Aussenflügels)
Lokale Erhöhung des ca wie hier im Aussenflügel ist dabei so eine Sache für sich und nicht unbedingt scharf zu deuten.
Der K-Faktor ist der Faktor um wieviel der induzierte Widerstand größer ist als der Induzierte Widerstand des elliptischen Flügels (der elliptischen Zirkulation)
Der ca Knick an Knickstellen ist durch den Gradienten der Zirkulation an Flügelknickstellen bedingt. Es ist auch kein Einbruch, sondern der Aussenflügel ist durch seine Zuspitzung in der Zirkulation überhöht und daraus steigt nach aussen auch das ca an.
UweH
User
Richtig, aber zum Glück ist das bei so leichten Fliegern keine Katastrophe weil bei kleinen Auftriebsbeiwerten die Profilwiderstände dominieren und die schlechte Zirkulation die Leistung kaum noch verschlechtert.
Ich erinnere hier an das Diagramm mit den Teilwiderständen eines F3B-Modells von Martin Hepperle das ich hier anhänge.
Bei dem leichten Flex sind die Widerstandsanteile aus Profilwiderstand und induziertem Widerstand bei kleinen CA noch weiter Richtung Profilwiderstand verschoben als bei einem alten F3B-Modell, wie Bernd schreibt "leicht fliegt besser".
Deshalb bringt das weg lassen der Schränkung bei leichten Modellflugzeugen kaum Leistungsgewinn aus der Aerodynamik, Handling und Aeroelastizität sind dann aber die anderen Baustellen.
Gruß,
Uwe.
Bildquelle: https://www.mh-aerotools.de/airfoils/linkage.htm
Komplette Zustimmung.
Paradebeispiel ist hier die DG100 (manntragend). Im Schnellflug biegen sich die Flächenenden extrem stark nach unten, haben also einen deutlichen Abtrieb im Vergleich zum Flächeninneren. Dieses Phänomen ist so stark, dass der Hersteller dazu eine technische Mitteilung ausgegeben hat und den Eigentümern die Möglichkeit geschaffen hat modifizierte Randbögen anzubringen die genau diesem Phänomen entgegenwirken. Die Gleitleistung verbessert sich zwar nur marginal durch die geänderten Randbögen aber se verbessert sich.
Also ein ganz klares ja, geschränkte Flächen können die Flugleistung negativ beeinflussen.
Solange es sich bei dem Modellflugzeug nicht um um Hochleistungsmodell handelt würde ich dazu neigen wollen zu sagen: Völlig egal ob da eine Schränkung eingebaut ist oder nicht. Bei einem 0815 Modell wird man in der Leistung keinen Unterschied bemerken. Meiner Meinung nach wird das erst für Spitzenpiloten bemerkbar wenn es um das letzte Quentschen an Leistung geht. Für Ottonormalo völlig uninteressant.
Steffen
User
Du machst da einen beliebten Denkfehler, das Diagramm zeigt Beiwerte.
Der WiderstandsBEIWERT wird kleiner im Anteil.
Der Widerstand aber wird NICHT kleiner und durch eine Schränkung wird er halt erheblich größer.
UweH
User
Ich habe nichts anderes behauptet, nur relativiere ich das pauschale "Katastrophenszenario" mit dem "erheblich" größeren Gesamtwiderstand aus dem Anteil des induzierten Widerstands im Schnellflug das Du hier aufbaust. Der induzierte Widerstand im Schnellflug wird durch die Schränkung größer, aber bei leichten Modellen nicht so erheblich wie Du uns hier glauben machen willst.
Man muss bei der Auslegung bei den aerodynamischen und flugmechanischen Effekten immer abwägen wie sie für den geplanten Einsatzzweck zusammen spielen sollen. Beim Flex ist für die einfache Baubarkeit ein durchgehendes Profil an einem Flügel mit geringer Streckung und Zuspitzung vorgesehen. Um die Gutmütigkeit, das Kurvenhandling und den induzierten Widerstand im Langsamflug zu verbessern ist eine Schränkung eingebaut deren Winkel wir nicht kennen.
Auf die pauschale Frage im Eingangspost ob das weg lassen der Schränkung den induzierten Widerstand verringert und die Flugleistung erhöht war meine kurze Antwort "Nein" nicht falsch, sondern für den gedachten Einsatzzweck "leichter anfängertauglicher Allround-Thermiksegler" richtig, denn die Schränkung verringert den induzierten Widerstand des gering zugespitzten Flügels im Langsamflug .
Nur für den Spezial-Einsatz Speedflug, für den kein Konstrukteur der bei Verstand ist so eine Auslegung mit diesem Profil, Flügelgrundriss und Schränkung machen würde, lässt sich der induzierte Widerstand durch das weg lassen der Schränkung verringern. Das spielt bei so einem leichten Modell aber keine merkliche Rolle, denn der Anteil des induzierten Widerstands am Gesamtwiderstand ist durch das geringe Gewicht und den damit verbundenen kleinen geflogenen Auftriebsbeiwert im Schnellflug viel kleiner als im Langsamflug.
Größerer Gewinn der Gesamtwiderstandsanteile im Langsamflug aus dem induzierten Widerstand gegenüber kleinerem Verlust im Schnellflug ergibt also qualitativ eine Verringerung des Gesamtwiderstands für das geschränkte Konzept mit dem gegeben Grundriss kleiner Zuspitzung.
Zusammen mit dem besseren Handling im Langsamflug und der einfachen Baubarkeit sind das die Gründe warum solche Modelle heute immer noch so ausgelegt werden obwohl das aus Sicht der leistungsorientierten Theorie doch eine Vollkatastrophe sein müsste.
Dass der gering zugespitzte Flügel mit seiner überelliptischen Auslegung auch ohne Schränkung schon ziemlich gutmütig ist wurde ja schon geschrieben.
Gruß, Uwe
......der geometrische Schränkung bei seinen Leitwerker-Auslegungen nur im äußersten Notfall für sehr stark zugespitzte Flügel einsetzt.
Danke Jungs! Also ich bin echt erstaunt und auch begeistert, was für eine Tiefe Diskussion aus meiner Frage entstanden ist. Da kriegt man echt mal fundierten Input und lernt dazu. Klasse!
Also was ich so bisher mitnehme ist, dass ein Weglassen der Schränkung zwar wie erwartet den Widerstand im Schnellflug verringern würde, aber wahrscheinlich nur in sehr geringem Maße. Es wiegt also wahrscheinlich der Verschlechterung der Langsamflugeigenschaften bzw im Thermikkreisen nicht wirklich auf.
Dann werde ich wohl die Schränkung wie lauf Bausatz belassen, dafür aber an der Festigkeit und mit Balastierung arbeiten. Vielleicht kann ich ja am Randbogen selbst noch was rausholen...
Steffen
User
Doch, wird er.
Du machst Da einen Annahmefehler: für die gewählte Auslegung ist das alles richtig
Sobald ich die Enveloppe jedoch aufmache, stimmt das nicht mehr.
Das ist das gleiche Problem wie bei Segelfliegren, die sich nur für die beste Gleitzahl interessieren und nicht für die Polare im hohen Geschwindigkeitsbereich.
Oder speedcanard, die mit 115 PS schneller war als alles gewesene.
Mit 145 PS aber keine Pieps schneller...
Schade, nicht angekommen. Hätt ich mir das auch sparen können.
Aber ich lass es gut sein, wenn die Praktiker einfach mal nicht die praktischen Dinge anwenden wollen ist es mühselig.
Zuletzt bearbeitet:
Doch, ist schon angekommen. Ich finde deinen Erklärungsansatz ebenso logisch wie schlüssig. Ich danke dir auch vielmals für deinen Einsatz. Noch habe ich auch nichts gemacht, kann also immer noch die Schränkung raus nehmen. Irgendwie juckt mich das auch, denn ich würde dann mit den Anderen Fliegern den direkten Vergleich haben
Steffen
User
Bau lieber zwei.
Einen wie vorgesehen und einen mit ein paar Disser-Rovings auf der Nase, Verkastung (Disser-Rovings fortsetzen), ein bis zwei C-Rovings auf dem Gurt und ohne Schränkung.
Ich gehe jede Wette ein, dass Du den Unterschied merken wirst, sobald Du ausserhalb des Rumfloatens damit fliegst...
Eisvogel
User
Wollt ich auch gerade vorschlagen.
Der Praxistest ist immer noch das beste! und überrascht immer wieder mal den ein oder anderen Experten
Peter Stöhr
User
Hi,
nach 24h Zurückhaltung noch ein letztes Statement von mir.
Steffen hat Recht, laut Theorie kostet die Schränkung natürlich etwas an Flugleistung, speziell beim "Speedflug".
Aber wenn man bei dem Modell mal die Praxis betrachtet, ist eine Eignung für Speedflug definitiv nichts was in der Grundspezifikation des Modells eine wesentliche Rolle gespielt haben mag. Auch der 42mm Spinner und der damit verbundene voluminöse Rumpf bremsen ja gewaltig. Und wenn man dann noch den durchaus verstärkungswürdigen Heckausleger betrachtet, hat man eher Angst dass sich das Modell bei "Highspeed" zerlegt.
Und was Steffen geschrieben hat, dass man das alles mit einer "besseren Auslegung" in den Griff bekommt ist richtig, nur fängt man dann ziemlich bei 0 an. Ein angepassteres Profil (vielleicht was von Mark Drela), eine etwas aufwendigere Tragflächen-Geometrie, ein paar Halbrippen mehr im Bereich der "D-Box" oder gar eine geodätische Bauweise der Tragfläche kann da sehr viel bringen, aber dann ist es halt kein Flex mehr sondern ne Neukonstruktion. Wenn das erlaubt ist ...
In dem Wettbewerb von WundererM geht es ja auch um Kreativität, Design, Modifikationen. Man kann natürlich die Verwindung weglassen und das als Modifikation verkaufen, ausserdem dem Holm etwas CFK spendieren und probieren ob die Endleiste unter Zuhilfenahme von CFK, Sekundenkleber und einiger Schleifarbeit schön spitz wird (und das ganze dann beim Bebügeln nicht durch Verzug ruinieren).
Ansonsten würde ich auf weniger Gewicht, Kreativität, Design sowie auf ganz viel Flugerfahrung setzen.
Falls das Modell mit Motor gebaut wird, würde ich mal schauen, dass die Servos im Rumpf so "umplatziert" dass man das Akku im Schwerpunkt unterbringen kann. Da kann man dann das Fluggewicht durch das passende Akku der jeweiligen Flugaufgabe anpassen. Und wenn man es mit der Kreativität vollends übertreiben will, kann man ja schauen ob man das Akku auf einen Schlitten packen kann den man dann mit einem Servo vor- und zurück bewegt. Damit wandert der Schwerpunkt, was vermutlich auch nicht viel bei der Verbesserung der Flugleistung des Flex bringt, aber es gibt bestimmt viele Kreativitätspunkte.
Man kann sicherlich auch durch den Umbau auf ein V-Leitwerk im Bereich Kreativität punkten.
Oder wie wäre es mit Wassertanks in der Fläche?
All das bringt sicherlich Punkte in der Kreativitätswertung!
Aber im Ernst, vielleicht hat Steffen ja auch noch eine Idee für die korrekte Positionierung eines entfernbaren Turbulators und was man da hernehmen könnte. Der könnte beim Thermikflug helfen und bevor er einem Speed-Wertung vermiest wird er einfach entfernt.
Viel Spaß bei der Kreativität
Peter
nach 24h Zurückhaltung noch ein letztes Statement von mir.
Steffen hat Recht, laut Theorie kostet die Schränkung natürlich etwas an Flugleistung, speziell beim "Speedflug".
Aber wenn man bei dem Modell mal die Praxis betrachtet, ist eine Eignung für Speedflug definitiv nichts was in der Grundspezifikation des Modells eine wesentliche Rolle gespielt haben mag. Auch der 42mm Spinner und der damit verbundene voluminöse Rumpf bremsen ja gewaltig. Und wenn man dann noch den durchaus verstärkungswürdigen Heckausleger betrachtet, hat man eher Angst dass sich das Modell bei "Highspeed" zerlegt.
Und was Steffen geschrieben hat, dass man das alles mit einer "besseren Auslegung" in den Griff bekommt ist richtig, nur fängt man dann ziemlich bei 0 an. Ein angepassteres Profil (vielleicht was von Mark Drela), eine etwas aufwendigere Tragflächen-Geometrie, ein paar Halbrippen mehr im Bereich der "D-Box" oder gar eine geodätische Bauweise der Tragfläche kann da sehr viel bringen, aber dann ist es halt kein Flex mehr sondern ne Neukonstruktion. Wenn das erlaubt ist ...
In dem Wettbewerb von WundererM geht es ja auch um Kreativität, Design, Modifikationen. Man kann natürlich die Verwindung weglassen und das als Modifikation verkaufen, ausserdem dem Holm etwas CFK spendieren und probieren ob die Endleiste unter Zuhilfenahme von CFK, Sekundenkleber und einiger Schleifarbeit schön spitz wird (und das ganze dann beim Bebügeln nicht durch Verzug ruinieren).
Ansonsten würde ich auf weniger Gewicht, Kreativität, Design sowie auf ganz viel Flugerfahrung setzen.
Falls das Modell mit Motor gebaut wird, würde ich mal schauen, dass die Servos im Rumpf so "umplatziert" dass man das Akku im Schwerpunkt unterbringen kann. Da kann man dann das Fluggewicht durch das passende Akku der jeweiligen Flugaufgabe anpassen. Und wenn man es mit der Kreativität vollends übertreiben will, kann man ja schauen ob man das Akku auf einen Schlitten packen kann den man dann mit einem Servo vor- und zurück bewegt. Damit wandert der Schwerpunkt, was vermutlich auch nicht viel bei der Verbesserung der Flugleistung des Flex bringt, aber es gibt bestimmt viele Kreativitätspunkte.
Man kann sicherlich auch durch den Umbau auf ein V-Leitwerk im Bereich Kreativität punkten.
Oder wie wäre es mit Wassertanks in der Fläche?
All das bringt sicherlich Punkte in der Kreativitätswertung!
Aber im Ernst, vielleicht hat Steffen ja auch noch eine Idee für die korrekte Positionierung eines entfernbaren Turbulators und was man da hernehmen könnte. Der könnte beim Thermikflug helfen und bevor er einem Speed-Wertung vermiest wird er einfach entfernt.
Viel Spaß bei der Kreativität
Peter
swiftsoarer
User
Hallo zusammen,
vielleicht wäre es sinnvoll den Flieger eher auf Handling, Wendigkeit, auch im Hinblick auf höhere Fluggeschwindigkeiten zu optimieren. Wie man an sowas grundsätzlich herangeht hat deftones hier gezeigt (bitte ein paar Posts vor und zurück auch lesen)
https://www.rc-network.de/threads/r...-hat-lust-mit-mir-zu-optimieren.787292/page-3
Damit würde man dann auch an den Parametern drehen, die man beeinflussen kann. V- Form, leichte Aussenflächen, Schränkung, Leitwerksfläche, etc...
Dazu muss man den Hobel allerdings im AVL rechnen ;-)
So wie ich Drela verstehe ist das Problem eher, dass bei einer Schränkung die Aussenprofile zuerst aus der Laminardelle herausfallen und somit überdurchschnittlich viel Widerstand produzieren. Während der Innenflügel noch widerstandsarm arbeitet.
Schöne Grüße,
Johannes
vielleicht wäre es sinnvoll den Flieger eher auf Handling, Wendigkeit, auch im Hinblick auf höhere Fluggeschwindigkeiten zu optimieren. Wie man an sowas grundsätzlich herangeht hat deftones hier gezeigt (bitte ein paar Posts vor und zurück auch lesen)
https://www.rc-network.de/threads/r...-hat-lust-mit-mir-zu-optimieren.787292/page-3
Damit würde man dann auch an den Parametern drehen, die man beeinflussen kann. V- Form, leichte Aussenflächen, Schränkung, Leitwerksfläche, etc...
Dazu muss man den Hobel allerdings im AVL rechnen ;-)
So wie ich Drela verstehe ist das Problem eher, dass bei einer Schränkung die Aussenprofile zuerst aus der Laminardelle herausfallen und somit überdurchschnittlich viel Widerstand produzieren. Während der Innenflügel noch widerstandsarm arbeitet.
Schöne Grüße,
Johannes
keep-res-simple
User
Hallo WundererM!
Laut Testbericht im Aufwind Magazin:
" Den "LT200 FLEX" kann man in verschiedenen Varianten bauen. Angefangen vom Segler mit zwei Achsen (Seiten- und Höhenruder). Weiter über einen Dreiachs-Elektrosegler mit zusätzlichen Querrudern, bis hin zu einer Vier-Klappen-Tragfläche mit Wölb- beziehungsweise Bremsklappen. Das Tragflächenprofil ist wie beim kleinen Bruder das "Jedelsky"-Profil. In diesem Fall wurde es jedoch auf der Unterseite voll beplankt. Damit erlaubt es einen sehr ruhigen Flugstil und das Ausnutzen kleinster Thermik auch in geringer Höhe.............."
Wenn man dem glauben darf, lassen sich die Beschreibungen über die Sinnhaftigkeit der Wölbklappen nachvollziehen.
Eine deutlich wirksamere Möglichkeit die "Schnellflugeigenschaften" beim LT200 FLEX zu verbessern als einfach auf die Schränkung zu verzichten wäre die Modifikation der Profilunterseite. Die fast bis zur Nasenleiste gerade Unterseite lässt den Profilwiderstand unterhalb von Ca 0,4 explodieren. Das entspräche bei diesem Modell einer Fluggeschwindigkeit von ca. 10 m/s.
Wenn man die Unterseite der Rippen abändert und sich dabei z.B. am AG 35 orientiert, erhält ein Profil, dass immerhin bei Ca 0,1 noch ganz gut funktioniert und damit auch bei ca. 15 m/s noch einen annehmbaren Gleitwinkel ermöglicht. Der maximale Auftrieb des Profils würde dabei von ca. Ca 1,3 auf Ca 1,1 sinken, was sich aber durch die optionalen Wölbklappen kompensieren lassen würde.
Ganz nebenbei würde durch die geänderte Unterseite die Querruderwirkung besser und der negative Effekt der Schränkung im Schnellflug etwas moderater.
LG Franz
Laut Testbericht im Aufwind Magazin:
" Den "LT200 FLEX" kann man in verschiedenen Varianten bauen. Angefangen vom Segler mit zwei Achsen (Seiten- und Höhenruder). Weiter über einen Dreiachs-Elektrosegler mit zusätzlichen Querrudern, bis hin zu einer Vier-Klappen-Tragfläche mit Wölb- beziehungsweise Bremsklappen. Das Tragflächenprofil ist wie beim kleinen Bruder das "Jedelsky"-Profil. In diesem Fall wurde es jedoch auf der Unterseite voll beplankt. Damit erlaubt es einen sehr ruhigen Flugstil und das Ausnutzen kleinster Thermik auch in geringer Höhe.............."
Wenn man dem glauben darf, lassen sich die Beschreibungen über die Sinnhaftigkeit der Wölbklappen nachvollziehen.
Eine deutlich wirksamere Möglichkeit die "Schnellflugeigenschaften" beim LT200 FLEX zu verbessern als einfach auf die Schränkung zu verzichten wäre die Modifikation der Profilunterseite. Die fast bis zur Nasenleiste gerade Unterseite lässt den Profilwiderstand unterhalb von Ca 0,4 explodieren. Das entspräche bei diesem Modell einer Fluggeschwindigkeit von ca. 10 m/s.
Wenn man die Unterseite der Rippen abändert und sich dabei z.B. am AG 35 orientiert, erhält ein Profil, dass immerhin bei Ca 0,1 noch ganz gut funktioniert und damit auch bei ca. 15 m/s noch einen annehmbaren Gleitwinkel ermöglicht. Der maximale Auftrieb des Profils würde dabei von ca. Ca 1,3 auf Ca 1,1 sinken, was sich aber durch die optionalen Wölbklappen kompensieren lassen würde.
Ganz nebenbei würde durch die geänderte Unterseite die Querruderwirkung besser und der negative Effekt der Schränkung im Schnellflug etwas moderater.
LG Franz
swiftsoarer
User
Servus Franz,
vielen Dank für diesen wunderbaren Beitrag.
Ich denke das bringt dem Threadstarter echt was.
Schöne Grüße,
Johannes
vielen Dank für diesen wunderbaren Beitrag.
Ich denke das bringt dem Threadstarter echt was.
Schöne Grüße,
Johannes
Für ganz viel Kreativpunkte:
Untere Beplankung weglassen und einen langen Ballon einbauen.
Je nach Aufgabenstellung dann das Profil von stark gewölbt auf fast symmetrisch verändern.
Natürlich mit einer kleinen vergesteuerten Luftpumpe im Flieger!
Untere Beplankung weglassen und einen langen Ballon einbauen.
Je nach Aufgabenstellung dann das Profil von stark gewölbt auf fast symmetrisch verändern.
Natürlich mit einer kleinen vergesteuerten Luftpumpe im Flieger!
...mit diesem Trick, den Franz oben beschreibt, hat der erste F3B-Weltmeister, Skip Müller, aus einem sehr ähnlich profitierten, typischen 100'' -Thermikgeier, dem Aquila, einen Flieger gemacht, mit dem er dann tatsächlich gewinnen konnte...natürlich nur gegen eine Konkurrenz aus noch mehr Thermikgeiern...aber genau das...möchte unser Threadstarter ja auch... 
Peter Stöhr
User
Aber wenn man mit solchen "Optimierung" anfängt...
Da muss WundererM wohl erst mal mit seinen Kumpels ausdiskutieren welche Optimierungen denn noch erlaubt sind. Nicht das man da rein aus Zufall die Tragfläche von einen Höllein Inside auf den Rumpf "plumpst" und, wenn man gerade dabei ist, der Rumpf etwas verlängert wird und dann gleich als normaler Balsa-Rumpf ausgelegt ist ;-)
Da muss WundererM wohl erst mal mit seinen Kumpels ausdiskutieren welche Optimierungen denn noch erlaubt sind. Nicht das man da rein aus Zufall die Tragfläche von einen Höllein Inside auf den Rumpf "plumpst" und, wenn man gerade dabei ist, der Rumpf etwas verlängert wird und dann gleich als normaler Balsa-Rumpf ausgelegt ist ;-)
