Aerodynamikberechnungen an Modellflugzeugen - Teil 1

Aerodynamikberechnungen
an
Modellflugzeugen


Bedienung und Arbeiten mit FLZ_Vortex

Teil 1 - Geometrieeingaben (zum Teil 2)

Frank Ranis​


Dieser Magazinbeitrag ist eine Zusammenfassung des Threads Bedienung und Arbeiten mit FLZ_Vortex


Kapitelübersicht:

  1. Installation, Flugzeug und Flügel erzeugen
  2. Spannweite ändern
  3. Flügelposition ändern, Flügeltiefen ändern
  4. Profile einbauen
  5. Eingabe von Massen
  6. Die erste Aerodynamik-Rechnung, Vorbereitung
  7. Die erste Aerorechnung per Anstellwinkelfunktion
  8. V-Form, Erzeugen eines Seitenleitwerkes
  9. Eingabe von Pfeilwinkeln
  10. Einstellwinkel und EWD
  11. Segmente splitten, Anfügen, Einfügen und Löschen von Segmenten
  12. Anlegen von Klappen (Höhenruder, Querruder)
  13. Profilstrak erzeugen
  14. Verwindung (oder Schränkung) eingeben
  15. Skalieren, Größenänderung
Hinweis: Kapitelnummer ist gleich Seitennummer (die findest Du oben rechts, oberhalb des Titels)!



1. Installation, Flugzeug und Flügel erzeugen

1.1 Download

Achtung: Neue Homepage-Adresse für die Software ist zu finden unter FLZ-Vortex .

Von dort das FLZ_Vortex_Demo.zip herunterladen und entpacken.

Dateien:

1.2 Installieren

Die FLZ_Vortex_Setup_Demo.exe ausführen, das Programm wird dann installiert.
Ab der Version 1.190 wird die Software per Default auf dem User-Desktop installiert, um Zugriffseinschränkungen zu umgehen.
Alle zum Programm gehörenden Daten finden sich dann im Ordner FLZ_Vortex_Demo.
Zusätzlich wird ein Desktop-Startbutton erzeugt.


1.3 Einschränkung der Demo-Version

Die Demoversion unterscheidet sich nur in einem Punkt von der Vollversion.

Das Speichern von Konstruktions-Dateien *.flz ist eingeschränkt.
Es ist nur möglich, die Datei unter dem Namen DEMO.flz zu speichern.

Die Dateinamen DEMO.flz lässt sich aber durch die von Windows-Explorer bereitgestellten Funktionen ändern.

Dazu einfach in den beim Speichern angegebenen Ordner wechseln und per Rechtsklick und 'Umbenennen' den Dateinamen z. B. in Otto.flz ändern.


1.4 Start der Software FLZ_Vortex

Ist ein Startbutton auf dem Desktop vorhanden, diesen anklicken.
Ansonsten in den Ordner FLZ_Vortex_Demo wechseln und das File Flz_Vortex_Demo.exe starten.


1.5 Oberfläche

Nach dem Start von FLZ_Vortex sieht die Oberfläche zunächst sehr leer aus.
Keine Grafik, nur NICHTS.

Die Funktionsbeschreibung der Oberflächen-Elemente findet ihr in der Hilfe! Ich möchte jetzt nicht zu jeder Einzelheit alles erneut beschreiben.
Ist ein Bedienelement aktiv geschaltet, so kann man auch mit dem Mauscursor und der Funktionstaste F1 die passende Hilfe ('Schnell-Hilfe') zu diesem Oberflächen-Element aufrufen.

Für die ersten Schritte, Erzeugen eines neuen Flugzeugs und Erzeugen von Flügel, sowie Eigenschaftseinstellungen sind die beiden Register-Karten 'Flugzeug' und 'Flügel' zuständig.

In diesen beiden Karten wird die Geometrie des Flugzeuges eingestellt, also alles was man später auch beim Bau in den Fingern hält, quasi die Hardware des Flugzeugs.
Bis auf die Rumpfbearbeitung! Leider ist diese Möglichkeit im FLZ_Vortex (mangels theoretischem Hintergrund) noch nicht verfügbar.

Drücken wir zunächst einmal in der Karte 'Flugzeug' auf den Button 'Neu'.

Bild_A1.jpg
Abb. 1​


Rechts oben im 3D-Grafikfenster erscheint nun ein kleiner Würfel. Dies ist ab jetzt unser Konstruktionsnullpunkt, von dem aus alle Abstände (z. B. der Flügel) gemessen werden.
Diesen Punkt kann man drehen, zoomen und verschieben. Dazu stellt man eine dieser Funktionen mit den fetten Buttons unterhalb des 3D-Grafikfensters ein und kann dann mit gedrückter linker Maustaste das 3D-Bild bewegen.


Bild_A2.jpg
Abb. 2​


Befindet sich der Mauscursor über der 3D-Grafik, kann man auch mit der rechten Maustaste ein Pullupmenü öffnen, um die Bewegungsfunktion umzuschalten.

Damit es nicht nur beim Nullpunkt bleibt, gehen wir nun in die Karte 'Flügel' und drücken hier auch auf 'Neu'.

In der 3D-Grafik erscheint nun ein Flügel mit einer Spannweite von 1 m und einer Profiltiefe von 0,2 m.

Drückt man wieder auf 'Neu', erscheint ein zweiter Flügel, leicht versetzt.
So kann man beliebig viele Flügel anlegen, bis der Speicher des Rechners voll ist.

Bild_A3.JPG
Abb. 3


Informationen zur Funktion der Darstellungs-Buttons (unterhalb der 3D-Grafik) findet ihr in der Hilfe (12: Karte 3D / Grafikbuttons).
Einige Button-Funktionen sind erst nach einer Aero-Rechnung verfügbar.

Hat man mehrere Flügel angelegt, so kann man einen Flügel als aktiven Flügel wählen.
Dafür stehen mehrere Möglichkeiten zur Auswahl:
  • Hilfe 8.10: Aktiven Flügel auswählen
  • Hilfe 11: Flächenliste / Schnellwahl / Fläche sichtbar-unsichtbar schalten

Oder ganz einfach in der 3D-Grafik mit einem Maus-Doppelklick auf einen Flügel tippen.

Jetzt haben wir schon etwas auf dem Schirm.

Diese Szene bitte speichern und dann den Filenamen Demo.flz auf Test1.flz ändern.

Das Laden vorhandener Files ist übrigens nicht eingeschränkt.


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2. Spannweite ändern

Wenn wir uns ein Flugzeug ausdenken, dann haben wir ja eine gewisse Vorstellung, was es mal werden soll.

Ich möchte hier und jetzt einen Trainer konstruieren.

Die Eckdaten dafür, grob aus dem Bauch heraus:
  • Tragfläche (rechteckförmig)
  • 2 m Spannweite
  • Flügeltiefe 0,3 m
  • Höhenleitwerk (rechteckförmig)
  • Spannweite etwa 1/4 bis 1/3 der Tragfläche.
Also nehmen wir für den Anfang 0,5 m an.
Bezüglich Flügeltiefe habe ich irgendwo mal gelesen, dass man bei Modellen nicht unter 100 mm gehen sollte, deshalb nehmen wir 0,1 m.

Für den Abstand der beiden Flügel wählen wir die halbe Flügelspannweite, also 1 m.


Im ersten Teil haben wir ja schon Flügel erzeugt.
Wir legen also zunächst mal ein neues Flugzeug an.
Dieses neue Flugzeug nennen wir „Trainer1“. Diese Bezeichnung trägt man per Hand in das Edit-Feld 'Bezeichnung Flugzeug' ein.


Bild_A4.JPG
Abb. 4​


Dann den ersten Flügel erzeugen und diesen taufen wir „Tragfläche“.
Diese Bezeichnung trägt man in das Editfeld 'Bezeichnung des Flügels' im Kasten 'Wurzel/Bez. Masse' ein.

Bild_A5.JPG
Abb. 5


Wir erzeugen den zweiten Flügel und nennen ihn „HLW“ für Höhenleitwerk.

Diese Flügel haben zunächst eine Spannweite von 1 m und eine Flügeltiefe von 0,2 m.
Das müssen wir ändern.

Knöpfen wir uns als erstes den Tragflügel vor und verändern dessen Spannweite.
Mit einem Doppelklick im 3D-Fester (rechts oben) auf die zuerst erzeugte Fläche schalten wir diese aktiv.
Man kann das in der Grafik daran erkennen, dass ein Segment des aktiven Flügels gelb eingefärbt ist, alle anderen Segmente sind blau.
Auch in der Flächenliste (mittig unterhalb der Grafiken) wird der Text „Tragflügel“ farbig unterlegt.
Die Flügel werden in Richtung der Spannweite aus Segmenten zusammengesetzt. In unserm Fall haben wir für jeden Flügel zwei Segmente (einen auf der linken Flügelseite und einen auf der rechten).

Im Kasten 'Segment' kann man sich mit den Pfeiltasten unterhalb dem Editfeld 'Nr.' ein Segment auswählen, das aktuelle Segment wird dann in der 3D-Grafik wieder gelb dargestellt.
Siehe dazu Hilfe Seite 9.1: Aktives Segment auswählen.

Wir geben nun für das aktive Segment Nr. 0 am Flügel 0 eine Segmentbreite von 1 m ein.
Durch das Drücken des Buttons 'Spiegeln' wird die Eingabe auf der linken Flügelhälfte nach rechts übernommen.
Da wir am Flügel nur zwei Segmente haben und jedes Segment nun 1 m breit ist ergibt sich die gewünschte Spannweite von 2 m.
Im nächsten Bild sieht man die beteiligen Bildschirmelemente.


Bild_A6.JPG
Abb. 6​


Dann wählen wir den Flügel HLW aus und ändern hier die Spannweite auf 0,5 m, in dem wir eine Segmentbreite von 0,25 m eintragen und wieder auf 'Spiegeln' drücken.
Wenn alles geklappt hat ergibt sich eine Situation wie in Abb. 7 dargestellt!

Zwischendurch immer mal das Abspeichern nicht vergessen.

Bild_A7.JPG
Abb. 7​



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3. Flügelposition ändern, Flügeltiefen ändern


3.1 Flügelposition ändern


Der Nullpunkt eines jeden Flügels ist im FLZ_Vortex die Vorderkante der Flügelmitte (Wurzel).
Um einen Flügel im Raum zu positionieren benutzen wir die Eingabefelder (Karte 'Flügel', Kasten 'Wurzel', Unterkarte 'Pos').
Die Wirkrichtungen der drei Achsen sind ist im Bild rechts zu sehen.

Bild_A8.JPG
Abb. 8​


Die Funktionsbeschreibung findet ihr in der Hilfe, Seite 8.3: Positionieren des Flügels.

In unserem Trainer-Beispiel ist das Höhenleitwerk (HLW) noch viel zu nahe an der Tragfläche, siehe Abb. 7 in Anleitung 2.
Mit einem Doppelklick in der 3D-Grafik wählen wir das HLW.
Anschließend gehen wir in die Karte für die Positionseingabe, siehe erstes Abb. 8.

Derzeit steht unser HLW bei X = 0,2 m, Y = 0 m und Z = 0,1 m.
Dies sind die Abstände zu unserem Konstruktionsnullpunkt (Mittelpunkt des Würfels in der 3D-Grafik).

Bild_A9.jpg
Abb. 9​


Wir geben nun in das Editfeld für X 1 m ein und in das Feld für Z tragen wir 0 m ein, jede Eingabe mit >Enter< bestätigen.
Die 3D-Grafik sollte nun folgendes Bild zeigen.

Bild_A10.jpg
Abb. 10​


Die Position des Tragflügels hat die Werte X = 0 m , Y = 0 m und Z = 0 m.
Die Nase der Flügelwurzel liegt also genau auf unserem Konstruktionsnullpunkt.
Das ist auch eine prima Stelle, wenn wir beim Bau einen Referenzpunkt suchen.
Später wird auch die Lage des Schwerpunktes von diesem Punkt aus gemessen.
Die Position des HLW hat die Werte X = 1 m, Y = 0 m und Z = 0 m.
Alles einmal speichern.

Um ein Gefühl für die Wirkung der Eingaben zu bekommen, sollte man mit den Werten etwas spielen.
Also immer einen Flügel als aktiv anklicken und dann die Position bei allen drei Achsen ändern.
Für eine Werteänderung kann man auch gut die Pfeil-Buttons rechts neben den Eingabefeldern benutzen.

3.2 Flügeltiefen (Profiltiefen) ändern

Beim Erzeugen eines Flügel werden die Flügeltiefen auf Default = 0,2 m eingestellt.
Wir möchten aber für unsere Tragfläche eine Profiltiefe von 0,3 m und für das HLW eine Profiltiefe von 0,1 m einstellen.

Ein Doppelklick auf die 3D-Grafik der Tragfläche schaltet diese aktiv.
Nun wechseln wird in den Kasten 'Segmente' rechts unten und klicken die Unterkarte 'Profil/Tiefe' an.
Wir wählen das Segment Nr. 0 und tragen in das Edit-Feld 'Profiltiefe' 0,3 m ein.
Dann drücken wir auf den Button 'Spiegeln', um die Eingabe auf die andere Flügelhälfte zu übertragen.
Es sollte nun folgendes Bild zu sehen sein.

Bild_A11.jpg
Abb. 11​


Die Profiltiefen der Segmente haben wir nun, jetzt fehlt noch die Profiltiefe für das Wurzelprofil.
Das passende Eingabefeld finden wir im Kasten 'Wurzel' Unterkarte 'Profil/Tiefe'.
Auch hier tragen wir 0,3 m im Editfeld 'Profiltiefe' ein und bestätigen die Eingabe mit >Enter<.

Die Profiltiefen für das HLW werden entsprechend geändert und zwar auf 0,1 m, wie wir uns das in Anleitung 2 ausgedacht haben.

Das Resultat sollte dann so aussehen.

Bild_A12.jpg
Abb. 12​


Die passenden Hilfeseiten für die Profiltiefeneingabe sind:
Für die Segmente, Seite 9.3: Profiltiefe eingeben
Für die Flügelwurzel ist das die Seite 8.6: Profiltiefe eingeben

Das Höhenleitwerk sieht aber ein wenig winzig aus.
Ob das aerodynamisch noch funktioniert, untersuchen wir später bei den Auslegungsberechnungen.
Es soll hier ja zunächst lediglich um die Geometrieeingaben gehen.

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4. Profile einbauen

Damit wir einen Eindruck davon gewinnen, wie unsere Flügel mit Profilen aussehen, wählen wir im Kasten mit den Grafikschaltbuttons den Schalter mit der Bezeichnung 'Vol' aus und betätigen diesen.
Mit diesem Schalter können wir zwischen Volumen- und Skelettdarstellung wechseln.
Die Volumendarstellung ist etwas fürs Auge, bei den aerodynamischen Berechnungen wird im Vortex-Lattice nur die Skelettfläche benutzt.
Grundlage dafür ist die Thin-Airfoil-Theorie (TAT) .

Wir schalten also nun den Vol-Button auf aktiv.
Beim Erzeugen eines neuen Flügels werden wir ein Defaultprofil NACA0010 verwenden.
Im folgenden Bild sieht man dieses vollsymmetrische Profil.

Bild_A13.jpg
Abb. 13​


Nun wählen wir mit einem Doppelklick die Tragfläche als aktiv an.
Diese soll ein neues Profil bekommen. Ich wähle diesmal das Clarky.dat! Das ist zwar bereits ein Uraltprofil, aber für einen Trainer bzw. Anfängerflieger genau das Richtige.
Wir wechseln in die Karte 'Segment', Unterkarte 'Profil/Tiefe'.

Um das Profilauswahlfenster zu öffnen, klicken wir auf den Button 'Profil'.
Hier suchen wir den Ordner 'Profile_DAT' und in der File-Liste das Profil 'Clarky.dat'.

Bild_A14.jpg
Abb. 14​


Ein Klick auf den Button 'Profil übernehmen' und das Profil wird in das gerade aktive Segment des Flügels eingebaut.
Nun noch einen Klick auf 'Spiegeln' und das Profil wird flugs auf die zweite Flügelhälfte übernommen.

Für die Flügelwurzel gilt das Gleiche. Dazu gehen wir in die Unterkarte 'Profil/Tiefe' des Kastens 'Wurzel'.

Bild_A15.jpg
Abb. 15​


Auch für die Flügelwurzel nehmen wir das Profil 'Clarky.dat'.

Der Tragflügel mit dem Clarky-Profil sieht dann so aus, wie in Abb. 16.


Bild_A16.jpg
Abb. 16​


Beim Höhenleitwerk lassen wir das NACA0010 einfach mal stehen.
Bezüglich der Vortex-Lattice-Rechnung verhält sich das NACA0010 wie ein ungewölbtes Brettprofil, weil vollsymmetrisch.
Man könnte an dieser Stelle auch ein Profil 'ebene_Platte.dat' oder ein dünnes, vollsymmetrisches Profil z. B. NACA0002.dat nehmen.

Einmal alles speichern.


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5. Eingabe von Massen

Gewicht oder Masse oder was?.
Auch so ein Thema , bei dem häufig und gerne alles bunt durcheinander gewürfelt wird.
Wenn wir ein Bauteil auf die Waage legen, dann bekommen wir nicht die Gewichtskraft in Newton angezeigt, sondern einen Wert in kg. Ist das eigentlich richtig?
Dazu könnten ja mal die Physiker unter uns was Erklärendes schreiben.
Nur so viel: Die Masse wird in kg, die Gewichtskraft in N (Newton) angegeben!

Für eine vernünftige Aerodynamikberechnung benötigen wir im FLZ_Vortex Eingaben für die Masse des Flugzeuges in kg.
Beim Entwurf eine Flugzeuges sollte man also eine halbwegs gute Schätzung der Bauteilemassen vornehmen.
  • Welche Masse haben die Flügel?
  • Welche Masse wird der Rumpf haben?
  • Zusätzliche Massen wie Einbauten (Akku, Servos, Empfänger, Gestänge usw.)
  • Zusätzliche Massen für die Anbauten z. B. Fahrwerk.


Wir wählen zunächst mit einem Doppelklick in der 3D-Grafik einen Flügel aus.
Auf der Karte 'Flügel' wählen wir den Kasten 'Wurzel' und gehen dann in die Unterkarte 'Bez. / Masse'.
Für den 'Flügel tragen wir mal 0,6 kg ein und beim Höhenleitwerk 0,2 kg.
Siehe folgendes Bild.

Bild_A17.jpg
Abb. 17​


Nun wechseln wir in die Karte 'Flugzeug' und tragen dort im Edit-Feld 'zus. Massen' alles an zusätzlichen Massen (Rumpf, Ein- und Anbauten) ein.
Wenn ich für die 'zus. Massen' 2,1 kg annehme, dann kommen wir auf folgende Gesamtmasse: Flügel 0,6 kg + HLW 0,2 kg + zus. Massen 2,1 kg = 2,9 kg.
Später kommt noch 0,1 kg für das Seitenleitwerk dazu. Damit erreichen wir eine Gesamtmasse von glatt 3 kg.

Bild_A18.jpg
Abb. 18​


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6. Die erste Aerodynamik-Rechnung, Vorbereitung

Jetzt wir es etwas komplizierter.

Bei Vortex-Lattice ist es so wie bei anderen Berechnungen auch, je feiner wir die Strukturen auflösen, um so genauer werden später die Ergebnisse.
Man sollte es aber auch nicht übertreiben, weil sonst die Rechenzeiten enorm ansteigen.

Das Vortex-Lattice-Verfahren basiert auf einer Erweiterung der Thin-Airfoil-Theorie (TAT).
Dabei wird ein Profil auf seine Skelettlinie reduziert (also die Linie auf der Hälfte zwischen Ober- und Unterseite des Profiles).
Die Skelett-Linie reicht aus, um damit die Auftriebsverteilung und das Nickmoment zu berechnen.
Der Profilwiderstand sowie Strömungen in der Grenzschicht (Strömungen nahe der Profiloberfläche) können damit leider nicht berechnet werden.

Als erstes schalten wir den Button 'Vol' für die Volumendarstellung in der 3D-Grafik wieder aus, so dass nur die Skelettfläche der Flügel zu sehen ist.

Im Bild sehen wir nun die Skelettflächen des Flugzeuges.
Die Skelettlinie der Flügel ist in Tiefenrichtung mit vier sogenannten Panels belegt, die Auflösung sieht ein wenig grob und krückelig aus.
Das hier verwendete Clarky.dat ist ein gewölbtes Profil, daher ist auch die Skelettlinie geschwungen.

Bild_A19.jpg
Abb. 19​


Unsere erste Aufgabe besteht darin, diese Skelettlinie ein wenig zu verfeinern.
Dazu gehen wir in die Karte 'Flügel', Kasten 'Wurzel' und Unterkarte 'Panels' und tragen in das Edit-Feld 'Anz. Panels' eine 7 ein.

Bild_A20.jpg
Abb. 20​


Das Resultat sieht schon viel gefälliger aus und kann für die weitere Rechnung auch so bleiben.

Bild_A21.jpg
Abb. 21​


Noch viel wichtiger als die Panel-Auflösung in Tiefenrichtung X ist die Panel-Auflösung in Spannweitenrichtung Y.
Da der Flügel ja nur eine begrenzte Spannweite hat, findet am Flügelende ein Druckausgleich zwischen der Flügelober- und Flügelunterseite statt.
Wo es einen Druckausgleich gibt, wird weniger Auftrieb erzeugt und das zu berechnen ist die Hauptaufgabe eines Aerodynamikprogramms.

Wir klicken einen Flügel an, wählen ein Segment aus und gehen in den Kasten 'Segment' Unterkarte 'Panels'.
Hier klicken wir auf den Button 'Panelautomatik' und dann auf den Button 'Spiegeln'.
Das gleiche Spiel gilt für das Höhenleitwerk.

Bild_A22.jpg
Abb. 22​


Resultat ist dann Folgendes und sollte für die ersten Rechnungen völlig ausreichen.
Man kann die Auflösung und Verteilung der Panels auch per Hand eintragen.
Näheres zu Panelauflösung findet sich in der Hilfe.

8.4: Anzahl der Panels X
9.7: Anzahl Panels Y eingeben
9.8: Verteilung Y

Bild_A23.jpg
Abb. 23​


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7. Die erste Aerodynamikrechnung per Anstellwinkelfunktion


Nun ist es soweit, die erste Aerodynamikrechnung steht an.

Wir laden uns das in Anleitung 6 vorbereitet File des Trainers, das ihr ja hoffentlich gespeichert habt.
Es ist noch kein Seitenleitwerk vorhanden und so wird das Gerät in natura noch nicht richtig fliegen können.
Aber eine Anstellwinkelrechnung könnten wir doch schon mal wagen.

Wir wählen die Karte 'Auslegungsberechnung' und klicken auf den Radiobutton vor dem Edit-Feld 'Anstellwinkel'.
Die Auslegungfunktion 'Anstellwinkel' wird durch diesen Radiobutton fixiert und das Programm weiß, was wir von ihm erwarten.
Wir lassen zunächst den eingetragenen Anstellwinkel-Wert 0° stehen und machen eine Rechnung, in dem wir unten links auf den Button 'Berechnung starten' klicken.
Nach einer erfolgreichen Rechnung sind die Eingabefelder links nicht mehr rot, sondern weiß.
Rot bedeutet immer, das keine gültige Rechnung vorliegt.
Jetzt wählen wir mit einem Doppelklick in der 3D-Grafik die Tragfläche an, so dass diese auch im linken 2D-Grafikfenster sichtbar wird.
Zusätzlich betätigen wir bei den 2D-Grafikschaltbuttons noch die Buttons 'XS' und 'XN'.
Es ergibt sich folgendes Bild.

Bild_A24.jpg
Abb. 24​


Man kann dem Bild nun folgende wichtige Werte entnehmen (rot eingekreist).
Alfa = 0°, ist klar, das haben wir ja gerechnet.

ca = 0,24417, das ist der Auftriebsbeiwert, von dem hat bestimmt jeder schon mal gehört.
Ein Auslegungsauftriebsbeiwert um 0,2 bis 0,3 ist im Modellflug durchaus üblich, also ist dieser Wert ganz OK.
Wir machen unten weiter mit der
Geschwindigkeit = 17,10414 m/s = 61,57489 km/h
Auch das ist für einen Trainer in Normalfluglage (stationär , parallel zum Boden) mit Motorantrieb erst mal ganz OK.
Vorausgesetzt, der Antrieb schafft eine Strahlgeschwindigkeit von >17,1 m/s und liefert dann noch genügend Schub, um den Widerstand des Flugzeuges zu überwinden.

Erstes Fazit: ca ist OK, somit ist der Anstellwinkel einigermaßen realistisch und die Geschwindigkeit können wir auch erst mal so belassen.

Nun folgt das Stabilitätsmaß und der Schwerpunkt.
Stabimaß -7,54548% und Schwerpunkt liegt hinter dem Neutralpunkt! Das geht gar nicht.
Unser Flieger würde flux die Nase runter nehmen und abstürzen.
Wie jeder eventuell schon mal gehört hat, muss der Schwerpunkt immer vor dem Neutralpunkt liegen.
Der Neutralpunkt gibt uns die absolut hinterste Schwerpunktlage an, wenn das Flugzeug per Hand (nicht von einem Computer) gesteuert werden soll.

Was tun?
Könnte es an dem winzigen Höhenleitwerk liegen?
Ich nehme die Antwort mal vorweg: Ja es liegt am Höhenleitwerk.
Es erzeugt einfach nicht genug Abtrieb, um das Nickmoment des Flügels auszugleichen.

Man könnte jetzt hergehen und mit den Einstellwinkeln von Tragfläche und Höhenleitwerk spielen.
Ich habe das mal probiert. Es sind etwa 3°-4° EWD erforderlich, um ein vernünftiges Stabilitätsmaß von rund 15% zu erreichen.
Das Höhenleitwerk wird dann aber sehr stark belastet. Diesen Weg möchte ich hier daher nicht wählen.
Eine Alternative wäre ein ständig gezogenes Höhenruder, auch das ginge.
Das müsste bei einer Rudertiefe von 25% der Höhenleitwerkstiefe ständig etwa 4° nach oben ausgeschlagen bleiben, um im Horizontalflug zu bleiben.
Eine EWD von 4° ist Käse und die Dauertrimmung des Höhenruders ist auch Käse. Was bleibt da noch?

Die Fläche des Höhenleitwerks vergrößern?
Versuchen wir es doch einfach mal: Zunächst die Profiltiefe des Höhenleitwerkes nach Anleitung Nr. 3 von 0,1 m auf 0,2 m erhöhen.

Das ergab folgende Rechenergebnisse:

Anstellwinkel = 0°
ca = 0,22380
Stabimaß = 3,13092%
Schwerpunkt 0,12588 m
Geschwindigkeit 17,21573 m/s

Das Stabimaß ist jetzt zwar positiv, aber immer noch zu klein. So um die 15% wären bei einem Trainer-Schwanzflieger gut.

Also habe ich noch ein wenig an der Spannweite des HLW gedreht und diese von 0,5 m auf 0,62 m vergrößert.
Jetzt sind es nach einer weiteren Rechnung 15,71687% Stabi.

Folgendes Bild ist das Ergebnis und sieht doch auch schon gefälliger aus als dieses Mini-HLW.

Bild_A25.jpg
Abb. 25​


Das Bild mit den Berechnungen ist jetzt gut brauchbar.
Der Schwerpunkt liegt vor dem Neutralpunkt, prima!
Ein Stabilitätsmaß von etwas mehr als 15%, auch prima.

Bild_A26.jpg
Abb. 26​


Der Schwerpunkt befindet sich nun bei 0,11483 m und weil die Profiltiefe der Tragfläche 0,3 m beträgt, ist das in etwa auch die 1/3-Pi-mal-Daumen-Stelle (fette Finger vorausgesetzt).

Übrigens können so ähnliche Phänomene auch auftreten, wenn man versucht, ein manntragendes Flugzeug in 1:X-Scale nachzubauen.
Außer einer modelltypischen Profilierung muss man auch oft die Leitwerksgrößen ändern.

Es wäre nun gut, wenn ihr versucht, die Größe des Höhenleitwerks selber zu ändern und dann eine Auslegungsberechnung mit 0° Anstellwinkel durchführt.
Also Profiltiefe des HLW = 0,2 m.
Spannweite = 0,62 m, das entspricht einer Segmentbreite von 0,31 m.

Wer es nicht hin bekommt, der kann das File im Anhang laden.
Trainer_Anleitung_6_2.flz


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8. V-Form, Erzeugen eines Seitenleitwerkes


Zunächst werden wir den Tragflügel mit einer V-Form versehen.
Dazu mit einem Doppelklick in der 3D-Grafik den Tragflügel anwählen und dann in den Kasten 'Segmente' Unterkarte 'V-Form' wechseln.
Hier tragen wir 3° ein und bestätigen die Eingabe mit >Enter<.
Mit einem Klick auf 'Spiegeln' übertragen wir die V-Form auf die zweite Flügelhälfte.

Bild_A27.jpg
Abb. 27​


Die Funktionsbeschreibung zu V-Form ist in der Hilfe zu finden: 9.4: V-Winkel (V-Form) eingeben.

Die V-Form wird für jedes Segment einzeln eintragen.
Der Drehpunkt für die Winkeleingabe ist die Stoßkante des Segments, die zur Flügelmitte hin zeigt.


Nun zum Seitenleitwerk.
Es gibt keine spezielle Funktion mit der man Seitenleitwerke erstellen kann.
Wir basteln uns eines aus einem normalen Flügel.
Zunächst wir ein neuer Flügel erzeugt, also Karte 'Flügel' wählen und dann 'Neu'.
Wir nennen den Flügel "SLW".

Bild_A28.jpg
Abb. 28​


Wir wählen das SLW in der 3D-Grafik mit einem Doppelklick aus und tragen für das Segment Nr. 0 eine V-Form von 90° ein.

Bild_A29.jpg
Abb. 29​


Die nächsten Schritte.

1. Das überschüssige Segment anklicken (Doppelklick in der 3D-Grafik) und dann

2. auf den Button 'Löschen' klicken.

Bild_A30.jpg
Abb. 30​


3) Die Breite des SLW-Segmentes auf 0,31 m einstellen.

Bild_A31.jpg
Abb. 31​


4) Die Panelbelegung mit dem Button 'Panelautomatik' erledigen.

Bild_A32.jpg
Abb. 32​


5) Das SLW (Seitenleitwerk) an die Position Nase HLW (Höhenleitwerk) verschieben, dazu die gleichen Positionswerte wie beim HLW eingeben.

Bild_A33.jpg
Abb. 33​


Das Defaultprofil des SLW ist wieder ein NACA0010, das lassen wir stehen.

Speichern!

Fertig, alles ist schön (hässlich) eckig.


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9. Eingabe von Pfeilwinkeln

Ein rechteckiger Grundriss sieht nicht sonderlich schön aus.
Mit ein wenig Pfeilung sieht es schnittiger aus und kann bei richtiger Auslegung auch aerodynamische Vorteile bringen.

Wir wollen nun dem Trainer ein etwas schöneres Höhen- und Seitenleitwerk spendieren.

Zunächst klicken wir das Höhenleitwerk an und gehen dann in den Kasten 'Segmente', Unterkarte 'Pfeilung'.
Hier geben wir in das Edit-Feld 'Pfeilwinkel' 10° ein und bestätigen die Eingabe mit >Enter<.
Ein Klick auf den Button 'Spiegeln' und der Pfeilwinkel wird auf die zweite Flügelhälfte übernommen.

Bild_A34.jpg

Abb. 34​


Das Edit-Feld 'Bezugslinie' kann man benutzen, um den Pfeilwinkel auf die Nasenleiste 0% oder auf die Endleiste 100% zu beziehen.
Manchmal ist auch eine Pfeilwinkeleingabe für die sogenannte t/4-Linie notwendig, dann benutzt man hier eine Eingabe von 25%.
Schiebt man den Cursor direkt auf das Edit-Feld 'Bezugslinie' und drückt die rechte Maustaste, bekommt man eine Auswahlliste mit den gängigsten Bezugslinien (0%, 25%, 50% , 75% , 100%).

Bild_A35.jpg
Abb. 35​


In vielen Bauplänen fehlt die Angabe von Pfeilwinkeln in Grad.
Die Pfeilung wird hier als Tiefenmaß angegeben.
Hierzu kann man dann die Eingabevariante 1 oder 2 rechts unten nutzen.

Bild_A36.jpg
Abb. 36

Bild_A37.jpg
Abb. 37


Um beim HLW eine Trapezform zu erhalten, gehen wir noch einmal kurz in die Unterkarte 'Profil/Tiefe' und ändern hier die Flügeltiefe des Segmentes auf 0,144 m (siehe hierzu auch Anleitung 3).

Bild_A38.jpg
Abb. 38​


Außerdem erhöhen wir die Segmentbreite auf 0,32 m damit der HLW-Flächeninhalt einigermaßen erhalten bleibt (siehe hierzu Anleitung 2).

Bild_A39.jpg
Abb. 39​


Beim Seitenleitwerk gehen wir ebenso vor.

Das Seitenleitwerk anklicken und Pfeilwinkel 10° eingeben.

Bild_A40.jpg
Abb. 40​


Die Flügeltiefe auf 0,144 m ändern.

Bild_A41.jpg
Abb. 41​


Die Breite des SLW etwas erhöhen auf 0,32 m.

Bild_A42.jpg
Abb. 42​


Noch eine Kleinigkeit zur Flügeltiefeneingabe.
Auch hier kann man, wie bei der Pfeilwinkeleingabe, einen Bezugspunkt setzen.
0% bedeutet, dass die Flügeltiefe ab der Nasenleiste nach hinten hin vergrößert wird.
100% heißt, die Flügeltiefe wird ab der Endleiste nach vorne vergrößert.
Damit sollte man ein wenig herumspielen.

Bild_A43.jpg
Abb. 43​


Das aktuelle Konstruktionsfile:
FLZ_Vortex_Anleitung_9.flz


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10. Einstellwinkel und EWD

Wir laden zunächst das File FLZ_Vortex_Anleitung_9.flz aus Anleitung Nr.9 .

Wichtig ist, dass man für die Einstellwinkeleingabe eine Bezugslinie festlegt.

Diese Linie könnte z. B. die gerade Oberseite des Rumpfes sein oder die Mittenlinie eines Torpedo-Rumpfes.
Auch unser Baubrett könnte zur Not diese Linie darstellen.

Im FLZ_Vortex selber schalten wir den 3D-Grafikbutton 'Anströmvektor einzeichnen' an.
Außer dem Anströmvektor wird eine virtuelle Linie eingezeichnet, die sich über die gesamte Länge des Flugzeuges erstreckt.
In den folgenden Bildern sehen wir unseren Trainer einmal bei einem Anstellwinkel von 5° und einmal bei 10° Anstellwinkel.

Bild_A44.jpg
Abb. 44

Bild_A45.jpg
Abb. 45​


Die Bezugslinie geht durch die Sehne von Tragfläche und HLW, da beide Flächen einen Einstellwinkel von 0° haben und deren Z-Position beide auf 0 stehen.
Egal welchen Anstellwinkel ich einstelle, die gedachte Bezugslinie nimmt die beiden Flächen mit.
Der Anstellwinkel wird gegenüber dieser Bezugslinie gemessen und ist nur im Flug wirksam.

Der Einstellwinkel der Flächen (Sehne des Wurzelprofils) wird gegen die Bezugslinie gemessen und im Keller fest eingebaut.

Um die Wirkungsweise der Einstellwinkeleingabe zu sehen, übertreiben wir es heftig und geben mal sehr große Winkel ein.
Dazu klicken wir zunächst eine Fläche an und gehen dann in den Kasten 'Wurzel' Unterkarte 'Winkel'.
Hier tragen wir für die Tragfläche 10° in das Editfeld 'Einstellwinkel' ein.

Bild_A46-k.jpg
Abb. 46​


Beim Höhenleitwerk tragen wir übertriebene -10° ein.

Die Einstellwinkeldifferenz (EWD) wird dann nach der Formel EWD = Einstellwinkel_1 - Einstellwinkel_2 berechnet.
1 soll hier für die Tragfläche und 2 für das HLW stehen.
Also: EWD = 10° - (-10°) = 20°

Bei realen Flugzeugen haben wir es meist mit EWD-Winkeln von 0° bis 3° zu tun, hängt aber vom Einsatzzweck und der Konstruktion des Flugzeuges ab.

Jetzt gehen wir mal in die Karte 'Auslegungsberechnung' und geben verschiedene Anstellwinkel ein z. B. 5° und 10°.
Wir sehen dann, dass unsere Bezugslinie die Flächen und deren Einstellwinkel mitnimmt.

Bild_A47.jpg
Abb. 47

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Abb. 48


Da wir hier nur zwei auftriebserzeugende Flächen haben, gibt es nur eine EWD.

Beim Doppeldecker haben wir allerdings eine EWD zwischen der oberen Tragfläche und dem HLW.
Dann gibt es noch eine EWD zwischen der unteren Tragfläche und dem HLW.
Wenn man es ganz genau nimmt, dann hat man noch eine dritte EWD und zwar zwischen der oberen und der unteren Tragfläche.

Also noch einmal:
Der Einstellwinkel wird im Modell fest eingebaut und gegenüber einer gedachten Bezugslinie gemessen.
Der Anstellwinkel wirkt im Flug und wird gegenüber der Bezugslinie gemessen.
Wird die Bezugslinie gekippt, nimmt sie die Einstellwinkel mit, da diese gegenüber der Bezugslinie fest eingebaut sind.

Das mit den Winkeln ist etwas schwer verständlich und wird am besten klar, wenn man übertrieben große Winkelwerte einträgt und damit herumspielt.
Dies gilt auch später, wenn wir zu den Verwindungswinkeln kommen.

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11. Segmente splitten, Anfügen, Einfügen und Löschen von Segmenten

Um spezielle Flügelgrundrissformen erzeugen zu können, gibt es im FLZ_Vortex einige Funktionen.
Ich möchte diese Funktionen an einem neuen Flügel darstellen.
Wir starten dazu das FLZ_Vortex und erzeugen ein neues Flugzeug sowie eine neue Fläche.

11.1 Splitten (teilen) von Segmenten

In der 2D-Grafik (Grafikfenster links oben) wird nun die Tragfläche dargestellt.
Wir klicken mit der Maus auf die linke Tragflächenhälfte.
Dann wechseln wir in die Karte 'Flügel' Kasten 'Segmente' und hier in die Unterkarte 'Splitten'.
Hier gibt es zwei Buttons, wir klicken auf den oberen mit der Bezeichnung 'Splitten'.
Die linke Flügelhälfte widr nun genau in der Mitte geteilt, so dass wir auf der linken Flügelhälfte nun zwei Segmente sehen.

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Abb. 49​


Der zweite Button teilt das aktive Segment nicht genau in der Mitte, sondern an einer vorgegebenen Y-Position (Spannweitenposition).
Dazu hält man im 2D-Grafikfenster beim Überfahren mit der Maus die linke Maustaste gedrückt, so dass sich der Markierungsbalken mitbewegt.
Unterhalb der 2D-Grafik, im Kasten mit den Grafikbuttons, findet man ein Edit-Feld mit der Bezeichnung 'Pos.Y [m]'.
Hier wir die Spannweitenposition unterhalb des Markierungsbalkens angezeigt.
Lässt man die Maustaste los, bleibt der Markierungsbalken stehen.
Dies ist nun die Spannweitenposition, an der wir unser aktives Segment splitten können.
Jetzt auf den Button 'Splitten Pos. Y' drücken und das Segment wird an dieser Stelle geteilt.
Kennt man eine genaue Spannweitenposition (z. B. aus einer Zeichnung), dann kann man den Wert auch in das Editfeld 'Pos.Y [m]' eintragen.
Nach der Bestätigung des Eingabewertes springt der Markierungsbalken dann an die entsprechende Position.



Bild_A50.jpg
Abb. 50​


11.2 Löschen von Segmenten

Diese Funktion haben wir bereits beim Erzeugen des Seitenleitwerkes benutzt.
Dazu einfach ein Segment auswählen und dann den Button 'Löschen' anklicken.

Bild_A51.jpg
Abb. 51

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Abb. 52​


11.3 Anfügen, Einfügen eines neuen Segmentes

Für das An- und Einfügen werden die beiden Buttons 'Neu L' (neu links) und 'Neu R' (neu rechts) benutzt.

Bild_A53.jpg
Abb. 53​


Hierzu schiebt man den Markierungsbalken in der 2D-Grafik auf ein Segment, an das man links oder rechts ein neues Segment anbauen möchte.
In der Hilfe-Seite 9.9, „Neue Segmente erzeugen“, ist alles ausführlich beschrieben, so dass ich es mir hier erspare, alles noch mal zu beschreiben.

Mit den bis jetzt vorgestellten Funktionen kann man den Flügelgrundriss allen Wünschen anpassen.

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Abb. 54​


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12. Anlegen von Klappen (Höhenruder, Querruder)

Wenn wir gesteuerte Modelle entwerfen möchten, dann brauchen wir auch Klappen, also Höhenruder und Querruder usw. .
Zunächst laden wir unser Trainermodell aus der Anleitung 9 'FLZ_Vortex_Anleitung_9.flz' .

Fangen wir mit dem Höhenruder an.
Zunächst erfolgt einen Doppelklick auf das HLW.
Dann wechseln wir in den Kasten 'Segmente' und hier in die Unterkarte 'Klappen'.

Wichtig: Jedes Segment kann nur eine Klappe bekommen.
Unser Höhenruder soll im realen Modell über ein Servo bzw. über einen Kanal gesteuert werden.
Wir haben hier aber zwei Segmente (links und rechts), also werden es auch zwei Klappen sein, die wir definieren müssen.
Diese Situation kann man durch Zuweisung von Klappengruppen erledigen.
In der Karte 'Klappen' klicken wir auf den Button 'W'. Es erscheint ein neues Fenster 'Klappenfarbe wählen'.
Hier nehmen wir die Nr. 3, ist ein schönes Rot.

Bild_A55.jpg
Abb. 55​


Danach klicken wir einmal auf den Button 'Spiegeln' und die Einstellung wird auf die zweite Flügelhälfte übernommen.
In der 2D-Grafik werden die Klappen nun farbig dargestellt und wenn wir den Grafikschaltbutton mit dem Winkelsymbol anschalten dann bekommen wir noch den aktuellen Ausschlagwinkel der Klappen angezeigt, im Moment 0°.

Bild_A56.jpg
Abb. 56​


Damit wir nachher nicht lange rätseln müssen, welche Klappengruppe die Nr. 3 ist, geben wir in das Edit-Feld 'Funktionsbeschreibung der Klappengruppe' den Text 'Höhenruder' ein.
Die Klappengruppe Nr. 3 ist also nun unser Höhenruder.

Bild_A57.jpg
Abb. 57​


Im nächsten Schritt stellen wir die Klappentiefe ein.
Die Eingabe der Klappentiefe kann in % der Flügeltiefe links und rechts des Segmentes oder auch als metrisches Maß erfolgen.

Bild_A58.jpg
Abb. 58​


Bleibt noch zum Schluss die Eingabe des Klappenausschlagwinkels.
Dazu kann man entweder den Winkel direkt in das Edit-Feld 'Klappenwinkel[°]' eingeben oder den Schieber unten benutzen.
Beobachtet einmal das Höhenleitwerk in der 3D-Grafik und benutzt dann den Schieber.

Bild_A59.jpg
Abb. 59​



Erzeugen von Querrudern.
Ich möchte bei unserem Trainer die Querruder nur im äußeren Viertel der Tragfläche einbauen.
Dazu sind die folgenden Schritte notwendig:
Tragfläche anwählen, den Markierungsbalken in der 2D-Grafik auf die linke Tragflächenhälfte schieben und dann, wie in Anleitung 11 beschrieben, die Fläche genau in der Mitte splitten.
Anschließend den Button 'Spiegeln' drücken.

Bild_A60-k.jpg
Abb. 60​
<Bild_A60-k>

Nun den Markierungsbalken auf das linke Viertel der Tragfläche schieben (ist Segment Nr. 0).
In die Karte 'Klappen' wechseln und in das Editfeld für die Klappenguppe eine '12' eintragen.
Jetzt noch in das Edit-Feld für die Funktionsbeschreibung 'Querruder links' eingeben.
Diesmal nicht spiegeln, weil wir auch ein Querruder rechts anlegen wollen.

Bild_A61.jpg
Abb. 61​


Für das rechte Querruder die gleiche Prozedur durchführen, aber mit einer anderen Klappengruppe '10' und einem anderen Text 'Querruder rechts'.

Bild_A62.jpg
Abb. 62​


Das passende File im Anhang.
FLZ_Vortex_Anleitung_12.flz

In gleicher Art und Weise könnte man nun noch für die beiden mittleren Segmente (Nr.1 und Nr.2) Wölbklappen anlegen.

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13. Profilstrak erzeugen

Jetzt geht es um den Profilstrak.
Im Prinzip hat ja jeder Flügel eine Anordnung von Profilschnitten (Strak) in Spannweitenrichtung, auch wenn es immer die gleichen Profile sind.
Die Meisten stellen sich aber unter einem Strak ein Folge von verschieden Profilen vor.
Um die Eingabe besser darstellen zu können, benutze ich hier einen neuen Flügel und auch nur eine Flügelhälfte von diesem.
Wir legen also ein neues Flugzeug und einen neuen Flügel an (Anleitung 1) und löschen dann die linke Flügelseite (Anleitung 11).
Für das Wurzelprofil wählen wir das Profil 'CH10SM.DAT' aus der Profildatenbank und für das Segmentprofil 'NACA0030.dat'.
Die Profilwahl kennen wir aus Anleitung Nr. 4.
Für die Segmentbreite geben wir 1 m ein, Anleitung Nr. 2.
Das ist jetzt nur ein Bespiel, nicht das jemand sowas nachher baut.

Wenn ihr alles so eingegeben habt, wie ich das beschrieben habe, dann sollte es so wie in Abb. 63 aussehen.

Bild_A63.jpg
Abb. 63​


In der Mitte der Vortexoberfläche finden wir den Button 'Profilschnitt'.

Bild_A64.jpg
Abb. 64​


Klickt man auf diesen Button, dann erscheint ein neues Fenster, in dem wir den Flügelschnitt an der Position des Markierungsbalkes in der 2D-Grafik sehen können.
Fährt man mit dem Mauscursor (linke Maustaste drücken) über die 2D-Grafik, so werden die Profilschnitte dargestellt.

Bild_A65.jpg
Abb. 65

Bild_A66.jpg
Abb. 66

Bild_A67.jpg
Abb. 67

Bild_A68.jpg
Abb. 68​



Wenn wir den Flügel nun in der Mitte splitten (siehe Anleitung 11), dann wird im Kasten 'Segmente' Unterkarte 'Profil/Tiefe' ein Zwischenprofil mit dem Namen 'strak' angelegt. Dieses entspricht dann einem Profil aus 50% CH10SM.DAT und 50% NACA0030.DAT.
Mit dem Button 'Profil speichern unter' können wir dieses Profil auch speichern.

Bild_A69-k.jpg
Abb. 69​
<Bild_A69-k>

Somit kann man FLZ_Vortex auch „missbrauchen“, um neue, individuelle Mischprofile zu erzeugen.

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14. Verwindung (oder Schränkung) eingeben

Unter Verwindung oder auch Schränkung verstehen wir ein Verdrehen des Flügels an bestimmten Stellen entlang der Spannweite.
Damit kann man die Auftriebsverteilung des Flügels manipulieren.
Speziell im Bereich der Nurflügelkonstruktionen wird die Verwindung häufig und gerne benutzt, um bestimmte Eigenschaften zu erzwingen.

Ähnlich wie bei der Einstellwinkeleingabe denken wir uns zunächst eine Bezugslinie, auf die wir dann die Verwindung beziehen.
Diese gedachte Bezugslinie wird von der Nasen- zur Endleiste des Wurzelprofils am unverwundenen Flügel gezogen.
Die Abb. 70 zeigt die gedachte Bezugslinie durch das Wurzelprofil.

Bild_A70-k.jpg
Abb. 70​


Die Eingabe der Verwindungswinkel kann nun für die Segmentprofile und auch für das Wurzelprofil erfolgen.
Das Eingabefeld für die Wurzelverwindung findet ihr im Kasten 'Wurzel', Unterkarte 'Winkel'.

Bild_A71.jpg
Abb. 71​


Das Eingabefeld für die Segmentverwindung ist im Kasten 'Segment', Unterkarte 'Verwindung' zu finden.

Bild_A72.jpg
Abb. 72​


Der Drehpunkt für den Verwindungswinkel befindet sich im FLZ_Vortex an der Nasenleiste des Profils.
Der Testflügel ist in vier Segmente aufgeteilt.
Im nächsten Bild habe ich folgende, übertrieben große Verwindungswinkel eingetragen.
Bei negativen Winkelwerten geht die Endleiste nach oben, bei positiven Winkelwerten nach unten.

Segment 0 (linke Flügelspitze): Verwindung +20°
Segment 1: Verwindung -10°
Wurzelprofil: +10°
Segment 2: Verwindung 0°
Segment 3: Verwindung -25°

Bild_A73.jpg
Abb. 73​


Bei extremen Konstruktionen mit viel Verwindung, großen Pfeilwinkeln, starker Zuspitzung und hohen Auslegungs-ca kann es zu unerwünschten Effekten kommen.
Ich habe hier mal einen übertriebenen Pfeilflügel mit 40° Nasenpfeilung und einer linearen Verwindung von -15° gebaut.

Bild_A74.jpg
Abb. 74​


Die Kollegen aus der Nurflügelszene (hier speziell bei den Hortenfreunden) können ein Lied davon singen.
Es ergeben sich geschwungene Formen z. B. der Endleiste, siehe folgendes Bild.
In solchen Fällen hat man größte Probleme, die Klappen zu bauen, da nun auch die Schanierlinie gebogen ist.

Bild_A75.jpg
Abb. 75​


Man kann dann bei der Konstruktion nur hingehen und versuchen, durch eine geschickte Wahl des Verwindungsdrehpunktes eine gerade Schanierlinie hinzubekommen.
Wenn die Schanierlinie gerade ist, verteilen sich die Bögen auf Nasen- und Endleiste.



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15. Skalieren, Größenänderung

Hier geht es um das Thema Größenänderung.
Speziell bei den Scale-Modellbauern wird diese Funktion Verwendung finden.
Man kann so zunächst die Maße eines Originals, z. B. nach Maßzeichnungen, eingeben und diese dann auf den Modellmaßstab herunter skalieren.
Anders herum geht es aber auch, man kann auch ein Modell vergrößern.

Im FLZ_Vortex gibt es zwei Funktionen um die Größe zu ändern.
Laden wir zunächst wieder unser Trainermodell aus der Anleitung 12 (FLZ_Vortex_Anleitung_12.flz).

15.1 Das komplette Flugzeug skalieren

Hierzu gehen wir in Karte 'Flugzeug' und drücken auf den Button 'Skalierung'.

Bild_A76.jpg
Abb. 76​


Es erscheint ein neues Fenster.

Bild_A77.jpg
Abb. 77​


Oben wird die Spannweite des größten Flügels in unser Konstruktion angezeigt. In diesem Fall ist es der Flügel mit der Nr. 0, also die Tragfläche.
Wir können nun z. B. mal 4 m eintragen und mit >Enter< bestätigen.
Es werde nun alle Bauteile unser Konstruktion um einen Vergrößerungsfaktor (Faktor = Spannweite_Neu/Spannweite_Alt) vergrößert.

Auch
  • die Flügeltiefen,
  • die Positionen der Flügel,
  • ein eventuell vorhandener Rumpfquerschnitt usw. ,
werden um den entsprechenden Faktor vergrößert.

Möchte man aus dieser Liste eine Option nicht verändern, so schaltet man die passende Checkbox (rechts unten aus).
Auch ein Anpassen der Flugzeugmasse ist möglich, dazu gibt es die Radiobuttons (mittig links).

Alternativ zur Spannweiteneingabe kann man auch die prozentuale Skalierung benutzen.
Dazu wird zunächst der Prozentwert eingetragen und dann mit dem Button rechts bestätigt.
50% würde ein Flugzeug auf die Hälfte schrumpfen lassen, 200% wäre eine Verdopplung aller Maße.

15.2 Skalierung eines Flügels

Möchte man nur einen Flügel in seiner Größe verändern, so wählt man den Button 'Skalierung' in der Karte 'Flügel'.

Bild_A78.jpg
Abb. 78

Bild_A79.jpg
Abb. 79​



Die Funktionsweise entspricht der Skalierung des kompletten Flugzeuges, nur dass hier einige Buttons für die Optionen fehlen.

Einfach ein wenig damit herumspielen, um die Funktionsweise zu verstehen.
Nach jeder Änderung betätigt man dann einfach den Button 'Undo', um den vorherigen Stand wieder herzustellen.

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Abb. 80​



Bedienung und Arbeiten mit FLZ_Vortex, Teil 2, behandelt die Auslegungsberechnungen und Feinheiten bei der Panelbelegung.
 
Sehr gut, gefällt mir, nimmt einem ein bischen die Berührungsängste, vielen Dank für Deine Mühen
Gruss Matzito
 
Hallo Eckart,

vielen Dank für das Einstellen des Artikels.

Hoffe, das die Kollegen nicht nur lesen, sondern jetzt auch aktiv im Thread mitarbeiten.

Gruß

Frank
 
Zu 5. Eingabe von Massen.Der Zusammenhang zwischen Gewicht und Masse ist eins der Newtonsche Axiome: (vergessen welches)F=m*a, Kraft = Masse mal Beschleunigung also [kg*m/s2]Wird die Beschleunigung durch Gravitation "erzeugt" ersetzt man gerne den Buchstaben a durch g (wie Gravitation) (=> auf dem Mond: Mondbeschleunigung?, auf dem Mars: Marsbeschl.....?, nagut man sagt eigentlich Schwerebeschleunigung)Zusammengefasst ist die Gewichtskraft also:F=m * g in [kg*m/s"] = N solong
 

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