Sif Redesign

[fafnir380]

Hallo Uwe,

nachdem Du mir im Forum gute Ratschläge zur Auslegung des "Sif" gegeben hast, wende ich mich nochmals an Dich als den Nurflügelexperten.

Ich habe die Flügelgeometrie und Profilierung geändert. Hier ein paar Daten:
- Spannweite: 4 m (unverändert)
- mit Winglets
- Streckung: 8,1 (vorher 5,8)
- Flächeninhalt: 1,97 m^2 (vorher 2,72 m^2)
- Profil von Wurzel bis 8.Rippe: HQS-2-10, danach gestrakt auf HQS-13-9-23 (vorher durchgängig HQS-2-10)
- Wurzeltiefe: 60 cm (vorher 78 cm)
- Außentiefe: 20,6 cm (vorher 38 cm)

Mit dem Ranis Programm komme ich nach der Optimierung mit der sin^1-Kurve auf folg. Schränkugswerte bei einem Ca=0,5:
Rippe 1-15, 0°
Rippe 16-19, 0,2°-1,5°

Soweit so gut. Aber nun habe ich Zweifel wegen des negativen Wendemoments. Erst bei einem Ca=0,1 und nur einseitigem Querruderausschlag geht es auf Null.
Heißt das, dass das Modell in dieser Auslegung schlecht steuerbar ist oder kann man mit der sin^1 Zirkulationsverteilung bei diesem Programm nicht auf ein Giermoment=0 optimieren?

Anbei die flg-Datei mit der Bitte um Deine Meinung.

Vielen Dank und Grüße

Werner

 

[UweH]

Soweit so gut. Aber nun habe ich Zweifel wegen des negativen Wendemoments. Erst bei einem Ca=0,1 und nur einseitigem Querruderausschlag geht es auf Null.
Heißt das, dass das Modell in dieser Auslegung schlecht steuerbar ist oder kann man mit der sin^1 Zirkulationsverteilung bei diesem Programm nicht auf ein Giermoment=0 optimieren?

Hallo Werner,

das mit dem negativen Wendemoment wäre nur ein Problem wenn Du ohne Winglets fliegen wolltest. Die Überprüfung des negativen Wendemoments ist nur für Hortentypen nötig, ausreichend große Seitenflächen erschlagen das Thema weitestgehend

Ich sehe bei den Screenshots aber eine andere ungünstige Einstellung der Auslegung. Du hast das CA auf 0,5 fest gesetzt und landest deshalb bei einem Stabilitätsmaß von 2,69 %. Das ist für so einen als gutmütigen Wingletflieger gedachten Flügel zu wenig. Ich schau mir das heut Abend nochmal genau an, aber dazu vorab noch folgende Tipps: Setze das Stabilitätsmaß auf z.B. 8 % fest und schau wie die Zirkulationsverteilung dann aussieht. Es muß keine genaue Ellipse sein weil die Winglets den Flügelauftrieb außen erhöhen, aber im Ranis nicht zu simulieren sind. Wenn also die Istkurve nach außen etwas unter die Sollkurve rutscht ("Unterelliptisch") ist das meist O.K., aber dabei muß der CA im gewünschten Bereich liegen. Ich spiele bei Wingletauslegungen immer etwas mit hochgestellten Rudern und Stabilitätsmaßen zwischen 6-10 % um ein günstiges Verhältnis zwischen folgenden Faktoren und ihrem Einfluß zu bekommen:
- Zirkulationsverteilung (> nach außen zunehmend unterelliptisch)
- Schränkung (> viel Verwindung ist günstig für Kurvenflug, zu viel bremst),
- Stabilitätsmaß (> zu wenig macht den Flieger übersensibel und abrißgefährdet, zu viel kostet Leistung)
- Auslegungs-cA (> entsprechend des gewünschten Einsatzprofils wie in der Horten-Ranis-Anleitung)

Gruß,

Uwe.

 

[fafnir380]

Sif Redesign

Hallo Uwe,

danke für Deine Antwort.
Die Auslegung der Winglets bereitet mir auch noch Kopfzerbrechen. Welches Profil würdest Du nehmen? Das selbe Außenprofil, wie an der Sichel, also "HQS-13-9-23" oder "HQ/Winglet" (d=10,7%, Cmo=-0,0704) oder ein symmetrisches Profil (welches?)?
Das Winglet bildet mit der Tragfläche einen Winkel von 120°. Aus der Grafik sind die Wingletmaße ersichtlich, wie ich sie für den Sif vorgesehen habe.

Es wäre sehr schön, wenn Du mir nach eingehender Analyse mit dem Ranis Programm bei einem entsprechenden Stabilitätsmaß Deine überarbeitete flg-Datei wieder ins Netz stellen könntest, damit ich sehen kann, wie die Ist-Kurve der Zirkulationsverteilung aussehen soll.

Vielen Dank für Deine Hilfe und Grüße

Werner

 

[UweH]

Welches Profil würdest Du nehmen?

Hallo Werner,

es ist ganz schön viel verlangt mir diese Frage zu stellen, wo ich doch bei den meisten hier als Hortenfan und Wingletfeind gelte

...aber weil ich bei Manfred Snowbullis "veterinärmedizinischen Kompendium zur Nurflügelorthopädie" in der Aufwind nachschlagen kann hoffe ich eine Antwort darauf zu finden....man soll ja seine Feinde studieren

Im Ernst, die Frage nach dem Wingletprofil ist gar nicht so einfach weil das von der Außenflügelauslegung im gesamten und der Philosophie abhängig ist. Im Moment siehts nach einer ebenen Platte oder einem symmetrischen Tropfen als günstiges Profil aus, das kann sich aber noch mit der Feinanpassung ändern.
Bei einem gewölbten Profil im Winglet solltest Du das entweder nur am Fuß mit einem Strak auf ein symmetrisches Profil machen oder bei durchgehender Verwendung zur Spitze hin um den Nullauftriebswinkel des Profils schränken. Vielleicht kann sich einer der Fachleute für Wingletauslegungen besser dazu äußern.

Gruß,

Uwe.

 

[UweH]

Hallo Werner,

aaaalso, eine Optimierung habe ich nicht gemacht und ich habe auch nicht im Vortex die Winglets mit dazu genommen. Ich hab aber mal eine Variante gemacht die die Richtung zeigen soll in die ich gehen würde.
- die Schränkung ist jetzt -4° ab Stützstelle 0,9 m. Am liebsten würde ich dem Flieger noch mehr Schränkung verpassen......
Die höhere Schränkung ergibt eine bessere Spiralsturzstabilität und damit einen besseren Kurvenflug, aber vor allem haben die HQS-Profile zu wenig positiven Nullmomentenbeiwert um mit weniger Schränkung auszukommen. Die kleinen Ruder machen das ganze noch schlimmer, selbst mit der vergrößerten Variante wird sehr viel bremsender Ruderausschlag für den Langsamflug benötigt. Das Modell wird nicht gerade durch Wendigkeit überzeugen.
- das Stabilitätsmaß ist jetzt auf 8 % eingestellt, vielleicht sind mit den kleinen Rudern 6 % fliegbar, das müßte die Flugerprobung zeigen
- Die Zirkulationsbverteilung ist jetzt deutlich unterelliptisch, aber der k-Faktor ist immer noch 1,0.....
Das Winglet wird den Auftrieb des Außenflügels erhöhen und näher an die Ellipse bringen
- Zum Winglet: da die Anbringung des Winglets durch das Vorbild vorgegeben und deshalb nicht zurück versetzt ist, rate ich davon ab gewölbte Profile dort einzusetzen, das HQ-Winglet schon zwei mal nicht. An Leitwerksseglern ist es gut aufgehoben, an Pfeilnurflügeln würde ich es wegen der starken Auftriebsüberlagerung mit dem Außenflügel nicht einsetzen.
Hier am Sif würde ich eine ebene Platte oder ein symmetrisches Profil einsetzen. Wegen der geringen Ausprägung des Dead-Band-Effekts und der guten Auftriebsmaxima würde ich zu den HT-Profilen raten, wegen der hohen Re-Zahl dürfen es dann auch die dickeren sein, also z.B. das HT 14

Das ist mein Vorschlag mit ein bisschen Begründung, aber ich persönlich würde jetzt noch Feinarbeit machen, vor allem die Ruder so groß wie es die Optik gegenüber dem Original zuläßt. Sie dürfen auch etwas tiefer statt länger sein, 30-35 % sollten eher Vorteile als Nachteile bringen.

Insgesamt hat gegenüber dem Urentwurf die Flugleistung deutlich zugenommen. Die Steigzahl ist jetzt alltagstauglichere 18,5, ich glaub mit der kleinen Streckung war sie höchstens 15 oder so, ich habs jetzt grade nicht mehr da.
Trotzdem ist natürlich vieles der Optik geschuldet und ein Leistungsflügel als Sichel sieht noch ein bisschen anders aus

Gruß,

Uwe.

 

[UPR]

Sif mit Hortenauslegung

Sif mit Hortenauslegung

Hallo Werner,
es geht auch ohne Winglets. Ich häng dir ein Bild vom Nuritreffen 2010 auf der Wasserkuppe an. Alfons Gabsch hat zwar die H VI in der Hand und am Boden siehst du seinen "Regenbogen", der nichts anderes ist als ein Sif mit heruntergeklappten Winglets. Hortenauslegung und wird nur mit zwei Klappen gesteuert. Fliegt super und vom negativen Wendemoment ist nix zum sehen. Soweit ich weiß ist die Profilierung HM 50 auf HM 50t. Also, wer die senkrechten Flügelendscheiben net mag...............

Schöne Grüße aus dem Allgäu
Uli

 

[fafnir380]

Sif Redesign

Hallo Uwe und Uli,

danke für eure Beiträge.

Ich möchte den Sif mit Winglets. Das gehört zu seinem Flugbild, sonst weicht er mir zu sehr vom Original ab. Hab ja schon Kompromisse gemacht bezüglich der Flügelgeometrie. Meine Sichelform ist jetzt deutlich flacher, zugunsten einer größeren Streckung, was ja auch mehr Leistung verspricht.
Die vorgeschlagene Ist-Kurve von Uwe sowie eine Vergrößerung der Ruder auf nun 6 Rippenabstände mit außen 35%, innen 30% Klappentiefe habe ich übernommen. Da ich das 120°-Winglett abnehmbar gestalten möchte, (transportfreundlicher) würde mir eine ebene Platte entgegenkommen.

Was mich ein bisschen überrascht hat ist, dass nun letzlich ein Schränkungswert von 4° am Außenflügel herauskam. Mein Anfangsdesign wäre da mit geschätzten 4,5° gar nicht mal so falsch gewesen. Aber die Änderungsvorschläge, die bis jetzt eingeflossen sind haben mich als Nurflügel-Laie überzeugt und geben mir Hoffnung, dass das Teil auch fliegt, zwar nicht hochleistungsmäßig, was auch nicht das Ziel war, sondern gut genug für einen gemütlichen Sonntagsflieger.
An dieser Stelle nochmals herzlichen Dank an Uwe für seine guten Ratschläge.

Viele Grüße

Werner

 

[UweH]

An dieser Stelle nochmals herzlichen Dank an Uwe für seine guten Ratschläge.

Hallo Werner,

warte mit dem Dank bis Dein Sif in der Thermik kreist , aber Deine Hoffnung dass das Modell fliegt wird sicher nicht enttäuscht werden.
Ich wünsch Dir viel Spaß beim Bau und Erfolg beim Einfliegen und hoffe wir sehn noch ein paar Bilder aus der Werkstatt

Gruß,

Uwe.