Der optimale Schwerpunkt

[Conny]

Die ursprünglche Aussage war, das der Segler sowohl im Normal- wie im Rückenflug ohne Höhenruderinput fliegen sollte. Das kann unmöglich mit einem auf langsam getrimmten Segler funktionieren, ich hoffe, da sind wir einig.

Ja. Ein beliebiger Flieger kann nur dann ohne umzutrimmen (Eingriff HR) mit beliebigen Anstellwinkeln bzw. Auftriebsbeiwerten (langsam, schnell, Rückenflug) fliegen, wenn er die Längsstabilität null hat. Das nennt man indifferent. Der SP liegt im Neutralpunkt, keine Anstellwinkelstabilität.

Das fliegt sich aber für die meisten Piloten ziemlich bescheiden. Es wird keine (Anstellwinkel-) Störung zurückgeführt. Er fängt sich sich auch nicht ab, wenn mal etwas abwärts geht und schneller wird. Bei elastischen Rümpfen und Flügeln besteht die Gefahr des Unterschneidens, weil die Struktur sich verbiegt und verdreht.

Conny

 

[UweHD]

Ja. Ein beliebiger Flieger kann nur dann ohne umzutrimmen (Eingriff HR) mit beliebigen Anstellwinkeln bzw. Auftriebsbeiwerten (langsam, schnell, Rückenflug) fliegen, wenn er die Längsstabilität null hat. Das nennt man indifferent. Der SP liegt im Neutralpunkt, keine Anstellwinkelstabilität.

Das ist nur zum Teil richtig.
Durch einen Höhenversatz des HLW in Bezug auf die Fläche kann man erreichen, dass das HLW in Normaflug- und Rückenfluglage jeweils unterschiedlich im Wirbelbereich der Tragfläche liegt und dadurch in beiden Fällen ohne Trimmung oder HR-Einsatz ein ausreichendes Stabilitätsmaß einstellt. Das ist z.B, bei der Extra von Krill so ausgelegt, die dadurch kurioserweise in Normalfluglage mit einer negativen EWD von ca. -1° stabil fliegt. Lege ich sie auf den Rücken, bleibt sie ebenfalls ohne Ruderausschlag in stabilem Horizontalflug.

Sowas funktioniert natürllich nur bei dafür ausgelegten Fliegern mit vollsymmetrischem Profil, weit zurückgesetztem SP und dem erwähnten, passenden Höhenversatz von Fläche und HLW.

 

[Pit Reding]

Der Widerstand steigt im Quadrat mit der Geschwindigkeit. Meine persönliche Regel ist deswegen, dass die Ruder bei der Flugaufgabe mit der höchsten Geschwindigkeit im Strak stehen sollten. Bei einem F5J ist das aber weniger wichtig, als bei einem Speedmodell.

Um thermisch mit maximaler Leistung fliegen zu können, sollte der Schwerpunkt so liegen, dass der Geschwindigkeitsbereich des Modells komplett bis zum maximalen Auftrieb ausgeflogen werden kann, ohne dass die Gefahr von Strömungsabrissen zu groß wird. Hier helfen Messflüge mit dem Vario, um das beste Sinken zu ermitteln. Das ist oft auch die beste Abstimmung zum Thermikfliegen. Schneller geht dann immer, der langsame Teil ist beim Thermiksegler die Herausforderung

Wenn das Modell zu stabil wird und die Luftverhältnisse nicht mehr so gut anzeigt, muss man eventuell wieder zurück mit dem Schwerpunkt, auf Kosten des gut fliegbaren Maximalauftriebs. Da zeigt sich übrigens die Güte einer Konstruktion (geringe Masseträgheit).

Ja die höchste Geschwindigkeit ist beim F5J eher konstant wie du sagst (ausser bei Strecke/Speed die ich persönlich nicht oft nutze). Wie du sagst mit Vario messen um den SP mit bestem (am wenigsten) Sinken einzustellen ist wohl eine gute Option. Werde das mal von meinem Ausganspunkt mit leichten Verschiebungen testen.

Danke

 

[Supo RS]

Meine Erkenntnis beim Segelfliegen diesbezüglich ist...ich kann einen Flieger mit EWD und Schwerpunkt auf eine Trimmspeed einstellen...in dieser fliegt er stabil ohne Höhenruder Inputs.
Das ist sehr unterschiedlich von Modell zu Modell und natürlich abhängig vom Piloten...wie er sein Modell bewegt.
Je geringer die EWD und damit auch weiter rückliegender Schwerpunkt...verringert sich zum einen der Abtrieb am Höhenleitwerk und der Flieger wird aerodynamisch besser...aber auch sein indifferentes Flugverhalten...so dass er nicht mehr selbstständig anfängt...was ich selber bevorzuge...dafür nehme ich in Kauf...das der Flieger z.b. nicht so eigenstabil im Kreisflug liegt...und ich dort mehr aussteuern muss...
Gruß Robert

 

[gp24]

Man kann einen Segler unterschiedlichst einstellen - die Frage war aber doch eben: Auf längstens oben bleiben in ruhiger Luft. Nicht jeder wie er will.
Wir kommt man nun dorthin?

Bzgl. "Trimmung" bzw. EWD und SP bei Speedfliegen würde ich dann einen eigenen Thread aufmachen ....

 

[Conny]

Das ist nur zum Teil richtig.
Durch einen Höhenversatz des HLW in Bezug auf die Fläche kann man erreichen, dass das HLW in Normaflug- und Rückenfluglage jeweils unterschiedlich im Wirbelbereich der Tragfläche liegt und dadurch in beiden Fällen ohne Trimmung oder HR-Einsatz ein ausreichendes Stabilitätsmaß einstellt. Das ist z.B, bei der Extra von Krill so ausgelegt, die dadurch kurioserweise in Normalfluglage mit einer negativen EWD von ca. -1° stabil fliegt. Lege ich sie auf den Rücken, bleibt sie ebenfalls ohne Ruderausschlag in stabilem Horizontalflug.

Sowas funktioniert natürllich nur bei dafür ausgelegten Fliegern mit vollsymmetrischem Profil, weit zurückgesetztem SP und dem erwähnten, passenden Höhenversatz von Fläche und HLW.

Was meinst Du mit "Wirbelbereich", den reibungsbehafteten Nachlauf?

Die Momentenkurve hätte nach dieser Theorie zwei Nulldurchgänge, beide in der Nähe von Ca = 0.

Conny

 

[Supo RS]

Am längsten bleibst du in ruhiger Luft oben...wenn du so wenig wie möglich steuerst und mit einer Speed des geringsten Sinken fliegst...
Am weitesten kommst du je weniger du steuerst und mit der Speed des besten Gleiten fliegst...
Und darauf kann man einen Flieger trimmen...
Gruß Robert

 

[Supo RS]

Vielleicht schaust du mal bei den Freifliegern ....die müssen ihre Flieger perfekt für die Aufgabe trimmen...
Ich will aber meinen Flieger auch noch durch verschiedene Aufgaben steuern...und das hat dann auch ganz viel mit Handling zu tun...
Gruß Robert

 

[Conny]

Je geringer die EWD und damit auch weiter rückliegender Schwerpunkt...verringert sich zum einen der Abtrieb am Höhenleitwerk und der Flieger wird aerodynamisch besser.

Robert, nicht jeder Flieger hat Abtrieb am HLW. Wenn der SP in Verbindung mit dem Nullmoment des Flügels einen Auftrieb am HLW erfordert, um die Trimmung zu gewährleisten, dann dann nimmt der induzierte Widerstand in Summe auch zu. Die Auftriebsverteilung wird verbogen.

Conny

 

[Supo RS]

Solche Flieger gibt es...sind meistens richtig schwierig einzustellen...dann passt aber häufig auch nicht die Größe des Leitwerks oder Position...oder...oder...
Standard ist Abtrieb am Höhenleitwerk...notwendig für das Stabilitätsmass...
Und ich bin sicher weit weg davon eine ultimative Antwort zu liefern.
Sind halt meine Erfahrungen beim Einstellen...
Gruß Robert

 

[gp24]

Am längsten bleibst du in ruhiger Luft oben...wenn du so wenig wie möglich steuerst und mit einer Speed des geringsten Sinken fliegst...
Am weitesten kommst du je weniger du steuerst und mit der Speed des besten Gleiten fliegst...
Und darauf kann man einen Flieger trimmen...
Gruß Robert

ich probier es noch einmal: "ja eh" - stimmt ja Deine Aussage; und wie kommt man dorthin bzw. erkennt dieses ?

Daher:
Wie erreicht man einen optimalen SP und die richtige EWD und mit welcher Methode. Die Validierung der Aussage ist dann das Messen mit der Stoppuhr.

 

[Gast_74695]

Die EWD kann man erstmal vernachlässigen, da sie durch die Höhenrudertrimmung im Flug in weiten Grenzen zu verändern ist. Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist der Widerstandszuwachs einer ausgeschlagenen Höhenruderklappe und eines nicht optimal angestellten Rumpfes zu vernachlässigen. Bitte erstmal so hinnehmen, ich war auch erstaunt, wie wenig das in der Realität ausmacht. Auch eine nicht optimal anliegende Luftschraube ist eher ein psychologisches als aerodynamisches Problem - in den Geschwindigkeitsbereichen des Leistungsoptimums unserer Segelflugzeuge.
Die Herausforderung ist es, den Punkt des geringstens Sinkens zu finden und reproduzierbar wieder aufrufen zu können. Dann steht mir der komplette Geschwindigkeitsbereich zur Verfügung. Schneller geht immer. Verschenkt wird die Leistung immer beim Sinken und besten Gleiten.
Auch das Handling ist sekundär, was nützt ein spitz eingestellter Segler, dessen Sinken schwache Thermik gar nicht mehr nutzen lässt.
Man darf allerdings keine Angst vor Strömungsabrissen haben, denn denen kommt man zwangsläufig näher, wenn man Leistung haben will.

Wie erreicht man einen optimalen SP und die richtige EWD und mit welcher Methode. Die Validierung der Aussage ist dann das Messen mit der Stoppuhr.

Das geht meines Erachtens so nicht, sondern man nutzt das Messen (heute die Telemetrie), um die optimale Einstellung zu finden. Wir können weder das Sinken noch die Geschwindigkeit der Modelle zuverlässig einschätzen, um die letzten 30-40% Leistung zu finden.
Beim Handling tun wir uns viel leichter, aber leider ist das gewohnte Handling (bei Abfangbogenabstimmung) nicht im Bereich der besten Leistung zu finden.

 

[UweHD]

Was meinst Du mit "Wirbelbereich", den reibungsbehafteten Nachlauf?

Ein Flugzeug mit symmetrischem Tragflächenprofil benötigt ja grundsätzlich einen gewissen Anstellwinkel der Tragfläche, damit der für den Horizontalflug notwendige Auftrieb generiert wird.
Dieser Anstellwinkel sorgt nun u.a. auch dafür, dass die hinter der Tragfläche abströmende Luft nicht mehr genau im Flugvektor liegt und somit das HLW entsprechend in einem veränderten Winkel anströmen kann - je nach Lage des HLW relativ zur Tragfläche.

...schwierig, das ohne ein Bild zu erklären

 

[rc-volkslogger]

Die EWD kann man erstmal vernachlässigen, da sie durch die Höhenrudertrimmung im Flug in weiten Grenzen zu verändern ist.

uuuppppppssss

da war doch was ??

zu 2.:
Verstehe ich nicht. EWD ist nach landläufiger Definition der Winkel zwischen der Sehne des Flügels zur Sehne der (feststehenden!) Flosse des Höhenleitwerks. Wenn ich einen HR-Ausschlag mache, ändere ich dabei nicht die EWD. Bitte keine neuen Definitionen erfinden.
Conny

 

[gp24]

Mag sein, dass ein "getrimmtes" Höhenruderblatt einen vernachlässigbaren Widerstand hat.
Jedenfalls ist dann aber der "Auftrieb" (oder halt "Abtrieb") am HR geschwindigkeitsabhängig - oder nicht ?

 

[UweHD]

uuuppppppssss
da war doch was ??

Ja, das Pendelleitwerk

 

[Steffen]

Standard ist Abtrieb am Höhenleitwerk...notwendig für das Stabilitätsmass...

Das ist tatsächlich nicht so.

Ich habe eine Zlin Savage durchgerechnet (original), die hat ja nun ein ziemlich hohes Stabilitätsmaß und hat im Langsamflug Auftrieb am Leitwerk.
Nicht viel, aber immerhin.
Segelflugzeuge haben typischerweise deutlich Auftrieb am Leitwerk beim Langsamflug

Jedenfalls ist dann aber der "Auftrieb" (oder halt "Abtrieb") am HR geschwindigkeitsabhängig - oder nicht ?

Der auf oder Abtrieb ist Abhängig von Anstellwinkel und Stabilitätsmaß (für ein sonst unverändertes Flugzeug) Leitwerksprofil oder Ruderausschlag gehen nicht in den Leitwerksauftrieb ein.
EWD-erhöhen -> Tiefenruder trimmen -> Auftrieb gleich.
Ziehen -> Anstellwinkel erhöhen -> mehr Auftrieb/weniger Abtrieb

 

[Conny]

Standard ist Abtrieb am Höhenleitwerk...notwendig für das Stabilitätsmass...

Nein!

Ob am HLW Auf- oder Abtrieb vorliegt hängt ab von:
1. Nullmoment des Flügels
2. SP-Lage
3. welchen Auftriebswert ich gerade fliege

Wenn man einen typischen Segler mit gewölbtem Profil (negatives Nullmoment, also abnickend) und eine typische SP-Lage annimmt, dann habe ich im Langsamflug Auftrieb und im Schnellflug Abtrieb am HLW. Das kann man doch leicht ausrechnen.

Conny

 

[Supo RS]

Du berichtest über Specials ...ich sprach von Standard...und auch nicht von irgendwelchen Höhenruderausschlägen....beim Steuern...wo sich natürlich der Auf-Abtrieb am Höhenleitwerk ändert...sonst würde man den Flieger auch nicht um die Querachse steuern.
Gruß Robert

 

[Supo RS]

Und ich dachte...wir sprechen hier vom motorlosen Flug...ohne Propwash...