Bedienung und Arbeiten mit FLZ_Vortex

[Frank Ranis]

Anleitung 6.1, 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-Thorie (TAT).
Dabei wir ein Profil auf seine Skelett-Linie reduziert (Also die Linie auf der Hälfte zwischen Ober- und Unterseite des Profiles).
Die Skelett-Linie reicht aus um damit eine Auftriebsverteilung und ein Nickmoment zu rechnen.
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 das nur die Skelett-Fläche der Flügel zu sehen ist.

Im Bild sehen wir nun die Skelett-Flächen des Flugzeuges.
Die Skelett-Linie der Flügel ist in Tiefenrichtung mit vier sogenannten Panels belegt, die Auflösung sieht ein wenig grob und krückelig aus.
Da das hier verwendete Clarky.dat ein gewölbtes Profil ist, ist auch die Skelett-Linie geschwungen.


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


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


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 Unterseite statt.
Wo es einen Druckausgleich gibt, wir weniger Auftrieb erzeugt und das zu Berechnen ist die Hauptaufgabe eines Aerodynamikprogrammes.

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


Resultat ist dann folgendes und sollte auch für die ersten Rechnungen völlig ausreichen.
Man kann die Auflösung und Verteilung der Panels auch per Hand eintragen.
Näheres zu Panelauflösung findest sich in der Hilfe.
8.4: Anzahl der Panels X
9.7: Anzahl Panels Y eingeben
9.8: Verteilung Y


Gruß

Frank

PS: In Anleitung 6.2, Die erste Aerorechnung per Anstellwinkelfunktion

 

[kabelbrand]

Hallo zusammen, Hallo lieber Frank,

auch ich gehöre zu den Anwendern, die Vortex schon seit einigen Jahren nutzen. Es ist nicht immer leicht, beim Erfassen auf alles zu achten, da passieren immer
wieder Fehler. Aber Übung macht den Meister, das gilt auch bei Vortex

Grundsätzlich finde ich es aber wirklich klasse, wie viel Interesse hier an der aerodynamischen Berechnung von Modellen herrscht! Denn wenn man sich als Pilot
eines berechneten Modells outet und dann auch noch Daten über die Leistung eines Modells von sich geben kann, gibt es immer wieder das eine oder andere
eindeutige Gesicht als Antwort. Und wenn man dann auch noch Turbulatoren nutzt (wird sicher auch noch in einem der hinteren Kapitel erwähnt), ist es komplett
vorbei. Ich fliege kein einziges Modell, welches nicht vorher berechnet wurde. So werden Erstflüge nicht so nervenaufreibend und man hat einfach mehr Spaß
am Modell. Und in einer Fachzeitschrift sucht man da, bis auf wenige Ausnahmen, vergeblich nach Berechnungen der Testmodelle

Ich stelle hier einfach mal zur freien Verfügung meine Daten der berechneten Modelle ein:

Arcus Sport von Robbe: http://flz-vortex.de/modelle/robbe_arcus_sport.zip

Cessna 185 Skywagon von Jamara: http://flz-vortex.de/modelle/jamara_cessna185.zip

Multiplex Funjet Ultra:http://flz-vortex.de/modelle/mpx_funjet_ultra.zip

Modellbau Thiele Klapperstorch: (folgt noch)

Schweighofer Luky Sport (wird afaik von Valenta gebaut): http://flz-vortex.de/modelle/luky_sport.zip

Art Hobby Odyssey: http://flz-vortex.de/modelle/arthobby_odyssey.zip

RC Gliders Thowt: http://flz-vortex.de/modelle/rcgliders_thowt.zip

Arkai Crystal: http://flz-vortex.de/modelle/arkai_crystal.zip

Art Hobby Evolution: http://flz-vortex.de/modelle/arthobby_evolution.zip

Art Hobby Sky: http://flz-vortex.de/modelle/arthobby_sky.zip

EPP-Versand Zelebanu: http://flz-vortex.de/modelle/zelebanu.zip

Alle Daten ohne Gewähr auf Fehlerfreiheit!

Viele Grüße
Markus

 

[sfluck]

#31 @Quaxx , #35 @Stephan , #39 @Stefan,
nix da, still dabei sitzen.
Ihr sollt eure Fragen, Ideen, euer Wissen usw. mit einstellen.
Nur so kann man alles besser machen.

Ich persönlich fände es genial wenn man eine Bodeneffekt-Funktion einbauen könnte. Soweit ich weiss simuliert JavaFoil den Bodeneffekt mit einer "Spiegelung" der Profile an y=0, vielleicht lässt sich das ähnlich in FLZ_Vortex realisieren.

LG
stefan

 

[Frank Ranis]

Hallo,

#42 @Markus,

vielen Dank für deine schon beeindruckende Liste von Files.
Da ich im Moment voll mit den Anleitungen beschäftigt bin, fehlt mir leider die Zeit mich da durch zu arbeiten.
Aber die fortgeschrittenen Kollegen könnten ja, in den Wartezeiten , schon mal einen Blick drauf werfen.

Ich möchte erst mal alle Funktionen des Programmes abarbeiten (wird sich wohl noch ein paar Wochen hinziehen) und dann werden wir uns pö.a.pö das eine oder andere File vorknöpfen.

auch ich gehöre zu den Anwendern, die Vortex schon seit einigen Jahren nutzen. Es ist nicht immer leicht, beim Erfassen auf alles zu achten, da passieren immer
wieder Fehler. Aber Übung macht den Meister, das gilt auch bei Vortex

Markus, was eventuell hilfreich sein könnte, wäre eine Checkliste worauf man bei der Eingabe (Reihenfolge) achten sollte, bau doch mal eine.

Ich persönlich fände es genial wenn man eine Bodeneffekt-Funktion einbauen könnte. Soweit ich weiss simuliert JavaFoil den Bodeneffekt mit einer "Spiegelung" der Profile an y=0, vielleicht lässt sich das ähnlich in FLZ_Vortex realisieren.

Ich nehme das mal in die ToDo-Liste auf.

Gruß

Frank

 

[kabelbrand]

Hi Frank,

keine Hektik, die Liste ist eher als Probierangebot zu verstehen. Denn es ist schon etwas Aufwand, ein Modell mit aufwändiger Geometrie zu erfassen.
Dazu dann noch die eventuellen Fehler, die einfach passieren. Ich hab da ja zum Glück jemanden, den ich immer mal wieder fragen kann

Nützlich sind die Daten, wenn man mit dem Gedanken spielt, sich eines der Modelle zuzulegen. So kann man vorab schon abschätzen, ob das Modell
zu den Anforderungen passt oder eher nicht. Wir schleppen zu jeder Messe oder Börse immer ein Netbook mit, um vor Ort eine grobe Einschätzung
einer potentiellen Neuanschaffung vornehmen zu können

Ich kann gern, sofern ich etwas Zeit finde, eine Art Checkliste zusammenstellen. Das wäre in der Tat hilfreich.

Was hier fehlt, ist das Tutorial vom geschätzten Fliegerkollegen Tobias! Das ist klasse zum Lernen und um sich einen Überblick verschaffen
zu können.

Gibt es hier: http://flz-vortex.de/modelle/vortex_tutorial.pdf

Mehr Flieger folgen demnächst

Viele Grüße
Markus

 

[DieterH]

Hallo,. . . .
2) Massenverteilung für den Bau eines Flugzeuges.
Wenn ein Schwerpunkt (aus der Aerorechnung) fest steht, dann wäre es natürlich schick, wenn man am PC schon alle Bauteile an eine bestimmte Position schieben könnte um zusehen ob alles passt.
Dazu muss man aber alle Materialeigenschaften und Volumen und die Positionen der verschiedenen Bauteile kennen.

Hallo Frank, vor endlos langer Zeit hatte ich mal eine Schwerpunkt-Waage auf Excel-Basis gebastelt.
Das dumme war nur, daß ich damit zwar das Gleichgewicht der Einbau-Komponenten genau ausrechnen konnte, jedoch die Gewichtsverteilung der Flugzeugzelle noch unbekannt war.
Erst nach dem Rohbau ergab sich oft die richtige Lage, doch dann war ja der Flieger schon gebaut.
Nachdem Du sowieso eine to-do-Liste hast, könnte das viell. mit dem Vortex brauchbar gemacht werden.
Gruß
Dieter
Anhang anzeigen Waage-Muster.xls

 

[Frank Ranis]

Anleitung 6.2, Die erste Aerorechnung per Anstellwinkelfunktion

Nun ist es soweit, die erste Aerodynamikrechnung.

Wir laden uns das in Anleitung 6.1 vorbereitet File des Trainers, ihr hab ja hoffentlich alles gespeichert.
Es ist noch kein Seitenleitwerk vorhanden und so wird das Gerät in Natura noch nicht richtig fliegen können.
Aber eine Anstellwinkelrechnug wollen wir schon mal wagen.

Wählen wir die Karte 'Auslegungsberechnung' und klicken mit der Maus auf den Radiobutton vor dem Edit-Feld 'Anstellwinkel'.
Die Auslegungfunktion 'Anstellwinkel' wir durch diesen Radiobutton fixiert, und das Programm weiß was es rechnen soll.
Wir lassen zunächst einmal 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 das diese auch im linken 2D-Grafikfenster sichtbar wird.
Und zusätzlich betätigen wir bei den 2D-Grafikschaltbuttons noch die Buttons 'XS' und 'XN'.
Es ergibt sich folgendes Bild.


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

CA = 0,24417 , der Auftriebsbeiwert , hat bestimmt jeder schon mal gehört.
Ein Auslegungs-Auftriebsbeiwert um 0,2 bis 0,3 ist im Modellflug durchaus üblich, also ist dieser Wert ganz OK so.
Wer etwas über den Auftriebsbeiwert sagen kann , bitte loslegen, dann muss ich nicht alles schreiben.
Auch in der WIKI, hier im Forum steht sicherlich was zum CA drin .

Machen wir erst mal unten weiter mit der
Geschwindigkeit = 17,10414m/s = 61,57489km/h
Auch das ist für einen Trainer in Normalfluglage (stationär , parallel zum Boden) mit Motorantrieb erst mal ganz OK so.
Auch hier vorausgesetzt, der Antrieb schafft eine Strahlgeschwindigkeit >17,1m/s und liefert dann noch genügend Schub um den Widerstand des Flugzeuges zu überwinden.

Erstes Fazit, CA ist OK , somit auch der Anstellwinkel OK und die Geschwindigkeit können wir auch erst mal so lassen.


Nun aber das Stabilitätsmaß und der Schwerpunkt.
Stabimaß -7,54548% und Schwerpunkt 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 mit einem Computer) gesteuert werden soll.

Was tun?
Könnte es an dem winzigen Höhenleitwerk liegen?
Ich nehme die Antwort mal voraus, ja es liegt an dem 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.
Habe das mal probiert , man braucht so zwischen 3-4° EWD um ein vernünftiges Stabilitätsmaß von ca. 15% hin zu bekommen.
Das Höhenleitwerk wird dann aber sehr stark belastet, diesen Weg möchte ich hier nicht wählen.
Oder man benutzt ein ständig gezogenes Höhenruder, auch das ginge.
Diese müsste bei einer Rudertiefe von 25% der Höhenleitwerkstiefe ständig mit etwa -4° nach oben ausgeschlagen bleiben um im Reiseflug zu bleiben.
EWD 4° ist Käse, Dauertrimmung des Höhenruders ist Käse, was bleibt da noch.

Die Fläche des Höhenleitwerks größer machen?
Habe also probiert und zunächst mal die Profiltiefe des Höhenleitwerkes nach Anleitung Nr3 von 0,1m auf 0,2m erhöht.

Heraus kamen folgende Rechenergebnisse:

Anstellwinkel = 0°
CA = 0,22380
Stabimaß = 3,13092%
Schwerpunkt 0,12588m
Geschwindigkeit 17,21573m/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 0,5m auf 0,62m 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.


Und auch das Bild mit den Berechnung ist jetzt gut brauchbar.
Der Schwerpunkt ist vor dem Neutralpunkt, prima.
Und ein Stabi von um die 15%, auch prima.


Der Schwerpunkt liegt nun bei 0,11483m und weil die Profiltiefe der Tragfläche 0,3m 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 nach zu bauen.
Außer einer Modelltypischen Profillierung 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 zu machen.
Also Profiltiefe des HLW 0,2m.
Spannweite 0,62m, entspricht einer Segmentbreite von 0,31m.

Wer es nicht hinbekommt , der kann das File im Anhang laden.
Anhang anzeigen Trainer_Anleitung_6_2.flz

Ach noch eine Rätsel für die Fortgeschrittenen.
Warum ist es möglich , das dieser Flieger bei 0° Anstellwinkel mit 0° EWD trotzdem fliegen wird (wenn denn ein Seitenleitwerk vorhanden wäre) ?????

Gruß

Frank

PS: Anleitung 7 , V-Form und Erzeugen eines Seitenleitwerkes

 

[bully-billy]

.........Ich stelle hier einfach mal zur freien Verfügung meine Daten der berechneten Modelle ein:

Arcus Sport von Robbe: http://flz-vortex.de/modelle/robbe_arcus_sport.zip

Cessna 185 Skywagon von Jamara: http://flz-vortex.de/modelle/jamara_cessna185.zip

Multiplex Funjet Ultra:http://flz-vortex.de/modelle/mpx_funjet_ultra.zip

Modellbau Thiele Klapperstorch: (folgt noch)

Schweighofer Luky Sport (wird afaik von Valenta gebaut): http://flz-vortex.de/modelle/luky_sport.zip

Art Hobby Odyssey: http://flz-vortex.de/modelle/arthobby_odyssey.zip

RC Gliders Thowt: http://flz-vortex.de/modelle/rcgliders_thowt.zip

Arkai Crystal: http://flz-vortex.de/modelle/arkai_crystal.zip

Art Hobby Evolution: http://flz-vortex.de/modelle/arthobby_evolution.zip

Art Hobby Sky: http://flz-vortex.de/modelle/arthobby_sky.zip

EPP-Versand Zelebanu: http://flz-vortex.de/modelle/zelebanu.zip

Alle Daten ohne Gewähr auf Fehlerfreiheit!

Viele Grüße
Markus

Super Sache !

 

[DieterH]

Ach noch eine Rätsel für die Fortgeschrittenen.
Warum ist es möglich , das dieser Flieger bei 0° Anstellwinkel mit 0° EWD trotzdem fliegen wird (wenn denn ein Seitenleitwerk vorhanden wäre) ?????

Ich vermute mal, weil das verwendete Profil ClarkY einen negativen Nullauftriebswinkel hat, also auch bei 0° AW noch Auftrieb liefert.
Stimmt's ??
Dieter

 

[kabelbrand]

Da stimme ich zu, sollten -5,5 Grad sein

Grüße
Markus

Ich vermute mal, weil das verwendete Profil ClarkY einen negativen Nullauftriebswinkel hat, also auch bei 0° AW noch Auftrieb liefert.
Stimmt's ??
Dieter

 

[Frank Ranis]

Hallo,

#49 , #50 ,
@Dieter , @Markus ,
ja der Nullauftriebswinkel des Clarky ist der Grund.
Der Nullauftriebswinkel liegt aber eher zwischen -3° und -4° , nicht -5,5°, je nach RE-Zahl.
Man kann sich einen ersten Eindruck verschaffen, wenn man sich bei der Profilwahl den Wert Alfa_0 rechts im Feld 'Beiwerte des Profiles' anschaut.


Diese Beiwerte werden mit der TAT (Thin-Airfoil-Theorie) berechnet und weichen von der realen Umströmung mehr oder weniger ab, weil die Grenzschicht (Wandnahe Strömungsschicht) nicht mit gerechnet wird.
Genauere Werte bekommt man , wenn man z.B. mit XFoil rechnet.
Eine weitere Beeinflussung entsteht durch die endliche Spannweite des realen Flügels und den Einfluss der Bauteile untereinander.
Möchte man den Nullauftriebswinkel des gesamten Flugzeuges berechnen, so macht man eine Auslegungsrechnung per CA-Funktion mit CA=0.
Der Nullauftriebswinkel unseres Trainers liegt bei etwa -2,94°.
Wir haben beim Trainer also eine geometrische EWD von 0° und eine Aerodynamische von etwa 3°.

Es gibt etliche Profile, die einen noch viel negativeren Nullauftriebswinkel als das Clarky-Profil haben.
So kann es je nach Auslegung des Flugzeuges auch passieren, das man eine negative EWD benötigt.
Das nur so am Rande, weil von vielen Kollegen die Meinung vertreten wird, das die EWD in der Regel zwischen 1° und 2° eingestellt werden muss.
Das liegt dann wohl eher daran , das viele Flugzeugkonstruktionen einem gleichförmigen Strickmuster folgen.

Gruß

Frank

 

[Frank Ranis]

Anleitung 7, V-Form , Erzeugen eines Seitenleitwerkes

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


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 Segmentes , 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' und dann 'Neu'.
Wir nennen den Flügel 'SLW'.


Wir wählen das SLW in der 3D-Grafik mit einem Doppelklick aus und tragen dann für das Segment Nr0 eine V-Form von 90° ein.


Die nächsten Schritte.
1) Das überschüssige Segment anklicken (Doppelklick in der 3D-Grafik) und dann auf den Button 'Löschen' klicken.


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


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


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


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

Abspeichern.

Fertig, alles ist schön (hässlich) eckig.

Gruß

Frank

PS: Anleitung Nr8 , Pfeilwinkel eingeben.

 

[sfluck]

Habe gerade mal die Anleitung durchgearbeitet, ist hieb- und stichfest soweit .

Eine Frage hätte ich: worin liegt denn der Sinn der Nullauftriebsrechnung?

EDIT: noch etwas ist mir eingefallen: wenn man mit FLZ_Vortex ein Nuri mit Winglets designt, kann man die Winglets als Wingpanels definieren oder sollte man da wie beim Seitenruder zwei neue Flügel einfügen? Ich vermute mal falls ein Winglet über und unter den Flügel reichen sollte (SAL-style), dann wäre die SLW-Variante sinnvoller. Stimmt das?

Falls das doofe Fragen sind nur sagen.


LG Stefan

 

[Frank Ranis]

Hallo Stefan,

Habe gerade mal die Anleitung durchgearbeitet, ist hieb- und stichfest soweit .

Eine Frage hätte ich: worin liegt denn der Sinn der Nullauftriebsrechnung?

EDIT: noch etwas ist mir eingefallen: wenn man mit FLZ_Vortex ein Nuri mit Winglets designt, kann man die Winglets als Wingpanels definieren oder sollte man da wie beim Seitenruder zwei neue Flügel einfügen? Ich vermute mal falls ein Winglet über und unter den Flügel reichen sollte (SAL-style), dann wäre die SLW-Variante sinnvoller. Stimmt das?

Falls das doofe Fragen sind nur sagen.


LG Stefan

Den Nullauftriebswinkel könnte man z.B. nutzen , um einem Flugzeug bei der Landung das springen (wieder abheben) abzugewöhnen.
Wenn der Auftrieb Null oder sogar negativ ist, dann klebt der Bomber an der Wiese.
Die Abstimmung des Fahrwerkes also.

Anstelle von Winglets kannst Du natürlich auch Einzelflächen basteln und anfügen.

Gruß

Frank

 

[Frank Ranis]

Anleitung 8, 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 verpassen.

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


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


In vielen Bauplänen gibt es keine Angabe von Pfeilwinkeln in Grad.
Die Pfeilung wird hier als Tiefenmaß angegeben.
Hierzu kann man dann die Eingabe Variante 1 oder 2 rechts unten nutzen.




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


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


Beim Seitenleitwerk gehen wir genau so vor.
1) Seitenleitwerk anklicken und Pfeilwinkel 10° eingeben.


2) Flügeltiefe auf 0,144m ändern


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



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


Das aktuelle Konstruktionsfile:
Anhang anzeigen FLZ_Vortex_Anleitung_8.flz

Gruß

Frank

PS: Anleitung 9 Einstellwinkel und EWD

 

[Giotto]

Nullauftriebsrechnung:

Nullauftriebsrechnung:

worin liegt denn der Sinn der Nullauftriebsrechnung?

Wenn ich das richtig begriffen habe, kann man eben mit dieser Rechnung auch die Grösse des HLW kontrollieren. Oder liege ich da völlig falsch?

Bin übrigens immer sehr gespannt auf die weitere Folge dieser Anleitung. Ich denke, dass es so langsam interessant wird.

Mit bestem Dank Giotto

 

[DieterH]

"Nullauftriebsrechnung" ??
Diesen Begriff hat "sfluck"(#53) zuerst erwähnt und ist mir neu.
Für mich ist der Nullauftriebswinkel nur eine der Eigenschaften des Profils, die allerdings berücksichtigt gehört.

Frank - gibt viell. doch dafür eine spezielle Rechnung ?
Gruß
Dieter

 

[sfluck]

Geil Fluck'sche Nullauftriebsrechnung ab jetzt bitte.

Nein ganz im Ernst, ist mir erst jetzt aufgefallen dass ich mich da irgendwie vertan habe. Ich meinte glaube ich Nullanstellwinkelrechnung oder so, also wieso man diese Rechnung mit fixem Anstellwinkel von 0° durchführt, ob man da schon wichtige Erkenntnisse gewinnen kann. Offensichtlich ja schon, wie bisher in der Anleitung gesehen. Ich halte mich aber ab jetzt etwas zurück mit doofen Fragen (zumindest bis zum Interpretierteil dann)

LG Stefan

 

[Frank Ranis]

Anleitung 9, Einstellwinkel und EWD

Wir landen zunächst das File FLZ_Vortex_Anleitung_8.flz aus Anleitung Nr.8 .

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

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

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


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

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

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


Und beim Höhenleitwerk tragen wir übertrieben -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 wr einmal in die Karte 'Auslegungsberechnung' und geben verschiedene Anstellwinkel ein z.B. 5° und 10°.
Wir sehen dann , das unsere Bezugslinie die Flächen und deren Einstellwinkel mitnimmt.



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

Beim Doppeldecker allerdings haben wir eine EWD zwischen der oberen Tragfläche und dem HLW.
Dann gibt es noch eine EWD zwischen der unteren Tragfläche und dem HLW.
Und wenn man es richtig nimmt, dann hat man noch eine dritte EWD zwischen der oberen und der unteren Tragfläche.

Also noch einmal:
Der Einstellwinkel wird im Modell fest verbaut und gegenüber einer gedachten Bezugslinie.
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 verbaut sind.

Das mit den Winkeln ist sehr 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.

Gruß

Frank

PS: in Anleitung 10 geht es um das Zerstückeln (Splitten) , Anfügen und Löschen von Segmenten

 

[Frank Ranis]

Hallo,

#56
@Giotto
Bin am überlegen, ob man eine Nullauftriebsrechnung für die Auslegung der HLW-Fläche nutzen kann.
Ich denke eher nicht.

#57
@Dieter
Bei den Profilen gibt es einen Nullauftriebswinkel, dieser ist bei einem symmetrischen Profil 0° und bei gewölbten Profilen weicht der
Nullauftriebswinkel von 0° ab.
Wenn ein Profil einen Nullauftriebswinkel hat, dann kann auch eine Tragfläche einen haben und das gesamte Flugzeug auch.
Berechnen kann man diesen Winkel, wenn man eine CA=0 Berechnung durchführt.
Das gilt für einzelne Profil , wie auch für den einzelnen Flügel oder auch das gesamte Flugzeug.

#58
@Stefan
Du wolltest Infos über die Null-Anstellwinkel-Rechnung, die wir in Anleitung 6.2 gemacht haben.

Überlege dir einfach mal folgendes.
Wir sind mit unserem Trainer im Reiseflug unterwegs , also stationär (schön parallel zum Erdboden).
Es wäre nun ja toll, wenn der Rumpf auch parallel zu Boden ausgerichtet ist, zum einen sieht das besser aus und zu zweiten erzeugt er so
weniger Widerstand.
In Gedanken lassen wir den Rumpf nun zu einer Linie zusammenschrumpfen und nennen diese Linie dann Bezugslinie (siehe Anleitung 9).
Wenn wir nun eine Anstellwinkel-Rechnung mit 0° machen ist unsere Forderung erfüllt, der Rumpf ist in Anströmrichtung ausgerichtet.

Nun brauchen wir aber noch ein wenig Auftrieb, damit der Vogel auch oben bleibt.

Also wird eine Tragfläche auf die Rumpf-Bezugslinie geschnallt.
Wir verwenden nun mal gedanklich ein vollsymmetrisches Profil (NACA0010) für die Tragfläche und schrauben diese mit einem Einstellwinkel von
0° auf den Rumpf.

Ergibt:
Anstellwinkel Rumpf-Bezugslinie=0° und Einstellwinkel der NACA0010-Tragfläche=0° ergibt einen Auftrieb von Null.

Im Trainer-Beispiel (Anleitung 6.2) haben wir aber ein gewölbtes Profil (Clarky) benutzt.
Diese Profil verliert aber erst bei einem Anstellwinkel zwischen -3° und -4° seinen Auftrieb.
Bei 0° Anstellwinkel erzeugt es schon einen recht großen Auftrieb, der unseren Vogel oben halten kann.

Und somit können wir die gedachte Rumpf-Bezugslinie mit 0° Anstellwinkel und den Clarky-Flügel mit einem Einstellwinkel von 0° rechnen.
Alles ist schön gerade in der Luft und trotzdem haben wir Auftrieb , dank dem Clarky-Profil.

Die Geschichte mit den Winkeln ist wirklich nicht einfach, da kann man sich ganz schnell die Karten legen.
Man könnte die Bezugslinie auch auf andere Bauteile beziehen, dann sieht das mit den Winkeln eventuell wieder völlig anders aus.
Alle Winkel sind gleichberechtigt, es muss nur in der richtigen Art uns Weise zusammen gerechnet werden.

Es ist also unbedingt nötig, einen Bezugspunkt für die Abstandsmaße und eine Bezugslinie für die Winkeleinstellungen am Modell fest zu legen.
Und dann immer von da aus messen und nicht ständig wechseln.
Also wenn ihr eine Zeichnung macht, dann erst ein dickes Kreuz auf malen (DER BEZUGSPUNKT) und von da ab einen Strich (DIE BEZUGSLINIE).
Und alle Maße und Winkel werden von hier ab eingetragen und auch gerechnet .

Im FLZ_Vortex ist der Bezugspunkt der Nullpunkt , der Würfel in der 3D-Grafik und von da ab geht die Bezugslinie (siehe Anleitung 9).
Der Bezugspunkt muss nicht unbedingt immer an die Nase des Wurzelprofiles der vorderen Tragfläche gelegt werden.
Man kann ihn beliebig platzieren , dann aber auch immer von hier aus messen.
!!!! AUCH DEN SCHWERPUNKT !!!!

Gruß

Frank