XFLR 5 ein Plausibilitätsproblem sucht eine Erklärung

reinika

User
Bingo! :)
 
Verflixt!

Verflixt!

Hallo Reini!
Ja klar....ein Tippfehler! Gut gemerkt und Asche auf mein Haupt.
"Den zweiten Satz könnte man missverstehen, oder ein Vertipper?"

Da ist mir wohl ein "nicht", verrutscht. Ich berichtige:
"Kurz: Das XFLR5 arbeitet durchaus plausibel. Der Denkfehler liegt wohl eher in der Annahme, dass die Fluggeschwindigkeit nicht vom Auftriebsbeiwert abhaengig ist. Beim stationaeren Gleitflug (also 1g-Lastfall) ist das so: Da ist die Fluggeschwindigkeit bei gleicher Flechenbelastung und gleichem Auftriebsbeiwert immer identisch."

Dennoch bin ich mir sicher, dass Du das auch mit diesem Fehler schon richtig verstanden hast und dass die message, dass es sich bei CL und Vx bei Flugzeugen gleicher Flaechenbelastung immer um fixe Wertepaare handelt, sowie Leistungsunterschiede bei gleichem CL durch die Unterschiede im CD erklaerbar sind, schon richtig rueberkam. ;)

Nix fur Ungut, Eberhard ist auch um eine Erkenntnis reicher und so hat sich der thread ja schon gelohnt! Schoenen Abend an Alle!
Philip Kolb
 

reinika

User
Hoi Philip

Na klar, wer es ohnehin weiss, versteht es trotzdem ;) Hast es ja auch umfangreich belegt.
Jetzt ist aber auch alles klar, haha. :D

Amen!


Und einen lieben Gruss aus der Schweiz.
Reini
 
Nur um das noch abzuschliessen.

Das hier:
Warum Gelb über den ganzen betrachteten Anstellwinkelbereich besser ist als Orange: Vermutlich bist Du nicht hoch genug gegangen mit dem Anstellwinkel. Wäre zumindest die einzige Erklärung, die mir plausibel erscheint.
war selbstverständlich Mumpitz.

Den richtigen Grund hat Philip genannt:
Die Aussage muss korrekt wie folgt lauten:
"An irgend einem CL (über CL 0,5) muss nach der CL - CD Polare der orangene Entwurf geringere Sinkgeschwindigkeiten zeigen als der gelbe."
CD wirkt sich auf die Sinkgeschwindigkeit aus, daraus ergibt sich beim dividieren des CL dann eine Gleitzahl, auch diese wird über CL 0.5 beim "orangenen Entwurf" besser sein.




PS. Denksport:
Wenn Du ein Naca 0018 mit einem HQ 2/9 bei alfa=0 vergleichst, welches ist "schneller"? Und Stimmt das mir der Realität überein?
In Bezug auf "schneller" schon ;). (Jetzt einmal abgesehen davon, dass XFLR5 den Fall CL=0 offenbar nicht richtig behandeln kann.) Über die Gleitzahl beim "schneller" müsste man noch reden...
 
Guten Morgen,
diese beiden Graphen

AV.jpg

CDA.jpg

zeigen genau das Ergebnis der Arbeitspunkt- Berechnungen.
Nur hier wird erkennbar, dass der Geschwindigkeitsvorteil über den gesamten Anstellwibkelbereich beim gelben Strak ist.
Bzw dass über den gesamten Flugbereich der Widerstand beim gelben Strak kleiner ist.

Über CL betrachtet, sieht man es nicht...

Interessant ist es zu sehen, wie stark sich ein etwas kleinerer cw in der Dynamik auswirken tut.
Und sich dies in den üblicherweise betrachteten T2 Polaren über CL nicht zeigt.

Die CL - CD Polare

R1.jpg

Empfinde ich über CL 0,5 immer noch sehr irreführend...:D

Frage, Gamma müsste doch bei der X5 Variablen Auswahl der Bahnneigungswinkel sein, oder irre ich mich da?

Gruß
Eberhard
 

reinika

User
Hallo Eberhard
Den Casus Knackus hast Du wohl immer noch nicht gepackt.

Die beiden oberen Graphen betrügen dich um den modifizierten Nullauftriebswinkel.
Das gelbe Profil fliegt scheinbar schneller, weil es bei einem kleineren wirksamen Anstellwinkel fliegt (alfa + Nullauftriebswinkel). Das drückt sich im kleineren Ca Wert aus, daher die höhere V bei gleichen geometrischen alfa. Das hat nichts mit Widerstand zu tun!
Die Flugleistung (Gleitzahl und Sinkgeschwindigkeit) ergibt sich aus CW und CL, nicht aus CW und alfa !!!
Daher zeigt die CL-CD Polare die Wahrheit.
Vergiss bitte die alfa Graphen.

Löse meine Denksportaufgabe, dann kommst Du drauf.

Btw, dass Markus das versteht war mir klar ;)

Cheers
 
Hi,
ich hatte nie von Flugleistungen wie CL, Gleitz. oder Steigz., gesprochen, es war immer die Rede von V bei den Alpha über den GESAMTEN Flugbereich.
Letztlich muss ich beurteilen, ob mir höhere V = mehr Dynamik hier wichtiger ist als das letzte qäntchen an Flugleistung, also Gleit u. Steigz.
Und dazu muss ich sehr wohl feststellen, ob bei den Alpha über den Flugbereich der gelbe oder der orange Strak schneller ist.
Auch haben wir bei unseren Profilen oft ein zuviel an Auftrieb. Hier habe ich durchaus bewusst auf etwas CL verzichtet. Eben zu Gunsten höherer V
Gruß
Eberhard
 

reinika

User
Eberhard
Selbstverständlich sollst Du selber wählen ob dir Dynamik wichtiger ist. Nur zeigt das die Cw- alfa Kurve nicht wirklich, sie führt Dich zu falschen Schlüssen.

Aber es wurde hier sehr vielseitig von verschiedenen Usern beleuchtet. Verstehen musst Du es selber (wollen). :)

Cheers
Reini
 
Hallo Reini,
soll ich deinen Hinweis so verstehen, dass die von X5 an allen Arbeitspunkten errechnete höhere V vom gelben Strak
real gar nicht so zur Verfügung steht?
Bzw die V- Alpha Kurve das ebenfalls nicht zeigt.
Gruß
Eberhard
 

reinika

User
Hai Eberhard
Diese Frage ist doch X-fach beantwortet; nein, sie kommt nicht so zustande, wie Du glaubst!
Diese höhere Geschwindigkeit kommt durch den kleineren wirksamen Anstellwinkel (kleineres Ca) zustande, nicht durch kleinere Widerstände.
Solange Du dies nicht berücksichtigst, ist die weitere Diskussion sinnlos, denn es ist mehrfach sehr gut beschrieben worden. Auch im älteren Thread.

Viel Erkenntnis
Reini
 

SteNo

User
Experiment

Experiment

Vielleicht noch ein (Gedanken-) Experiment:
Eberhard, "entwerfe" doch mal ein weiteres Vergleichsprofil derart, dass Du eines deiner Profile hernimmst und Ober- und Unterseite vertauschst. Dieser neue Entwurf sollte eine sehr gute "Dynamik" haben. ;)

Nichts für Ungut.
SteNo
 
Hi,
Zitat, nein, sie kommt nicht so zustande, wie Du glaubst!
Was ich glaube wie hier was zustande kommt ist hier gar nicht relevant,
sondern nur die Frage stimmen die für die jeweiligen Alpha errechneten V oder nicht.

Oben wurde freudig bejaht, dass XFLR5 richtig rechnet, jetzt kommen Aussagen dass das nicht so sei !

Also stellt sich nicht die Frage was ich glaube wie etwas zustande kommt, sondern nur ob die berechneten Ergebnisse die realen V
zumindest in der Tendenz richtig realitätsnah wieder geben.
Gruß
Eberhard
 
Hallo Steno,
natürlich kann man alles ins absurde treiben.
macht euch doch mal davon frei dass ihr glaubt was ich eurer Meinung nach glauben würde.
Gruß
Eberhard
 
Am besten siehst Du die Leistungen (auch schon mehrfach gesagt) in den Polaren über vx (==CL). (Entweder vz über vx, oder cl/cd über vx; sie zeigen ähnliches.) Dort siehst Du ganz direkt, wieviel potentielle Energie Du in Form von Sinkgeschwindigkeit investieren musst, um eine gewisse Vorwärtsgeschwindigkeit zu erreichen.

Deine hier verglichenen Entwürfe sind sehr typisch für das Entwurfsdilemma. Der orange Entwurf hat etwas bessere maximale Gleitzahl, minimale Sinkgeschwindigkeit, Minimalfluggeschwindigkeit. Ganz generell ist er besser im Langsamflug.

Die Kehrseite davon: Wenn du marschieren willst, ist er schneller am Boden als der gelbe Entwurf.

Wenn man diese Balance zu sehr in richtung Langsamflug optimiert, bekommt man Flugzeuge, die auf dem Papier tolle Leistungen haben, aber vor dem geringsten Windhauch kapitulieren müssen.
 
Oben wurde freudig bejaht, dass XFLR5 richtig rechnet, jetzt kommen Aussagen dass das nicht so sei !
Doch, es rechnet richtig. Aber Du stellst ihm die falsche Frage.

Die Antwort ist 42!


Das Flugzeug ist beim jeweiligen Alpha so schnell wie gerechnet (innerhalb der Rechenunsicherheit und der akzeptierten Vereinfachungen). Aber Alpha kümmert Dich im praktischen Flugbetrieb nicht. Du willst wissen: In welchem Betriebszustand ist welcher der beiden Entwürfe besser. Und praxisrelevant sind da Sinkgeschwindigkeit, Vorwärtsgeschwindigkeit, Gleitzahl. (Zwei davon reichen, die dritte Grösse ergibt sich aus den anderen zweien.) Ob der eine oder andere Entwurf dabei das Schwänzchen mehr hängen lässt, interessiert nicht. (Oder erst in zweiter Linie, wenn Du den Einstellwinkel auf einen bestimmten Betriebszustand optimieren willst.)
Du kannst die interessierenden Daten auch aus den Diagrammen über Alpha holen. Aber es ist eine mühsame Datenklauberei, und warum solltest Du eine der Hauptachsen für einen Parameter investieren, der Dich im Flugbetrieb nicht interessiert?


Mögliche Aufgabestellungen:

Du fliegst mit Überhöhung, und stichst auf Deine Position hin an. Du stellst, mit anderen Worten eine Gleitzahl ein. Da wird normalerweise der Entwurf als der bessere betrachtet, der früher und demzufolge auch mit höherer Geschwindigkeit bei Dir ankommt. Weit und breit kein Anstellwinkel in Sicht und eingestellt.
Verschärft wird diese Aufgabenstellung wenn Du drinsizt und z.B über einen vor Dir liegenden Grat ins Tal mit dem rettenden Flugplatz kommen willst, möglicherweise noch mit Gegenwind und Lee-Einflüssen.

Du kämpfst in nachlassendem Steigen ums Obenbleiben. Da optimierst Du auf minimale Sinkgeschwindigkeit. Wieder: Bei welchem Alpha sich die einstellt, weisst Du in der Praxis nicht, und das interessiert Dich auch nicht.

Der Wind frischt auf, und Du willst vor dem Hang im Aufwind bleiben. Hier geht es um genügend gute Sinkgeschwindigkeit bei erhöhter Vorfluggeschwindigkeit. (Oder, anders betrachtet, gute Gleitzahl bei höherer Geschwindigkeit.)
 

Björn

User
Hallo Eberhard,

wie hier zuvor schon zuvor mehrfach geschrieben wurde: Bitte vergess ganz ganz schnell dein V vs. Alpha Diagram. Du kannst aus den unterschiedlichen Verläufen in keinster Weise auf "Dynamik" schließen, sondern nur etwas über den nutzbaren/nötigen Anstellwinkelbereich verschiedener Auslegungen erfahren. Auch lässt sich mit dem Anstellwinkel etwas über die anfälligkeit von "Trimmfehleren" bzw. Böen deuten, aber eben nichts über "Dynamik" (was definierst du eigentlich genau unter "Dynamik" ?) Lass den Anstellwinkel daher erstmal einfach ganz aus dem Spiel, denn der hat vergleichsweise wenig Aussagekraft, bzw nur wie erwähnt für bestimmte Betrachtungen, sofern du Modelle miteinander vergleichst.

Deinen Cd Unterschied siehst du wirklich nur bei allen Darstellungsweisen die mit dem Widerstand verknüpft sind (Gleitzahl/Steigzahl/Sinkgeschwindigkeit/Bahnwinkel....)


Vielleicht hilft Dir ja folgender, zugegeben etwas abstrackter Vergleich:

Körper A) eine beinahe Kugel/schwache ellipse...oder wegen meiner auch ein Osterei
Körper B) ein normales gewölbtes Profil mit 8% Dicke

Annahme: Körper A & B haben gleiche projezierte Öberfläche und gleiches Gewicht


Nun zum Versuch:

Jetzt lässt jeweils beidei mit unterschiedlichen konstanten Anstellwinkeln fallen (-5° bis +5° zum Beispiel) und misst jeweils die erreichte Geschwindigkeit

Trägst nun die Geschwindigkeiten über den Anstellwinkel auf, so ergibt sich für Körper A ein leicht geneigter... "quasi" senkrechter... Strich. Für Körper B ein Verlauf wie du Ihn schon dargestellt hast. Was ist nun die Aussage aus der Darstellung? Der Anstellwinkel ist für die "fast Kugel" hat kaum Auswirkung auf die Fallgeschwindigkeit, auf das normale Profil (Körper B) aber schon.

Errechnest dir nun mit Oberfläche, Gewicht, Luftdichte und gemessener Geschwindgkeit den Auftriebsbeiwert beider Körper in allen gemessenen Punkten und machst ein CL/Alpha Diagram, so zeigt sich das der Anstellwinkel für Körper A kaum einen Einfluss auf den Auftriebsbeiwert hatte.

Machst nun noch ein V/Cl Diagram so haben beide deckungsgleiche Verläufe.

Dennoch wird wahrscheinlich das Profil die höhere Maximalgeschwindigkeit gehabt haben, da besseres Cd



Gruß Björn
 

reinika

User
Hi,
Zitat, nein, sie kommt nicht so zustande, wie Du glaubst!
Was ich glaube wie hier was zustande kommt ist hier gar nicht relevant,
sondern nur die Frage stimmen die für die jeweiligen Alpha errechneten V oder nicht.

Oben wurde freudig bejaht, dass XFLR5 richtig rechnet, jetzt kommen Aussagen dass das nicht so sei !

Also stellt sich nicht die Frage was ich glaube wie etwas zustande kommt, sondern nur ob die berechneten Ergebnisse die realen V
zumindest in der Tendenz richtig realitätsnah wieder geben.
Gruß
Eberhard

Präzisierung:
XFLR rechnet richtig, Du interpretierst es falsch. Das IST relevant.
Inwiefern Du es falsch interpretierst, wurde mehrfach erklärt.
Hättest Du mein ganzes Post zitiert, würde die Lösung auch da drunter stehen.
 
Hi Markus,
Zitat:
Deine hier verglichenen Entwürfe sind sehr typisch für das Entwurfsdilemma. Der orange Entwurf hat etwas bessere maximale Gleitzahl, minimale Sinkgeschwindigkeit, Minimalfluggeschwindigkeit. Ganz generell ist er besser im Langsamflug.

Die Kehrseite davon: Wenn du marschieren willst, ist er schneller am Boden als der gelbe Entwurf.

Wenn man diese Balance zu sehr in richtung Langsamflug optimiert, bekommt man Flugzeuge, die auf dem Papier tolle Leistungen haben, aber vor dem geringsten Windhauch kapitulieren müssen.



Du bringst es letztlich auf den Punkt, ich versuche abzuwägen, welches Leistungskriterium bei den beiden verglichenen Entwürfen mir wichtiger ist.
Dazu musste ich aber wissen, ob die errechneten V über den gesamten Flugbereich die Realität wieder geben oder aus der Typ 2
Betrachtungsproblematik heraus zu relativieren sind.
Und da ziehe ich bei -4 Grad einen Geschwindigkeitszuwachs von 20 km/h und bei -4,6 Grad von 58 km/h bzw mehr V über den Gesamtflugbereich durchaus vor.


Natürlich kann ich den Einstellwinkel um die Scheitelpunkt- Verschiebung bei der Gleitzahl von 0,2 Grad beim gelben Strak erhöhen um den geänderten Nullauftriebswinkel zu berücksichtigen, aber dann ist der Gelbe Strak immer noch der schnellere.
Und damit ergibt sich eben eine höhere Dynamik verbunden mit einem kleinen Verlust an Gleit u. Steigzahl.
Aber Effizienz und V steigen, aus einem Bahnaigungsflug resultierende Geschwindigkeit lässt sich anschließend wieder in mehr Höhe umsetzen.
Der kleinere CD des gelben Straks macht sich mit mehr Dynamik bemerkbar. Zudem ist es ein schneller Allrounder bei dem auch Kunstflug und Speed gefragt sind.
Und ohne es überprüft zu haben, ich vermute mit einem kleinen Klappenausschlag geschätzt etwa 0,5 Grad nach unten sollte die verlorene Gleit u. Steigzahl auszugleichen sein.
Auch wenn das nicht möglich ist ziehe ich zB den etwas Widerstandsärmeren Strak vor.
Um das abtuwägen muss ich aber keine Eier mit Normalprofilen in den Flugleistungen vergleichen... nix für ungut.

Gruß
Eberhard
 

UweH

User
Hallo Eberhard, die Geschwindigkeit eines Flugzeugs im stationären Gleitflug ist in erster Näherung nicht vom Widerstand abhängig. Erst im ballistischen Flug spielt der Widerstand eine maßgebliche Rolle, also z.B. Im senkrechten Sturz. Ob es sinnvoll ist ein Flugzeug auf den Betriebszustand "senkrechter Sturz" zu optimieren muss jeder bei der Auslegung selbst entscheiden. Ich versuche auf Gleit- oder Steigzahl zu optimieren, denn ein Segelflugzeug befindet sich viel öfter und länger im Gleitflug als im senkrechten Sturz und eine gute Gleitzahl kann man effektiver in Speed weg drücken als eine schnelle Sturzfluggeschwindigkeit.

Gruß,

Uwe
 
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