Drehpunkt bei Spaltklappen??

ralpho

User
Hallo Zusammen,

Klappe.jpg


habe schon über die Suche gesucht, aber keine so richtig passende Antwort gefunden.
Ich möchte meiner PC-21 Spaltklappen verpassen wie im Foto dargestellt. Nun stellt sich mir aber die Frage wo der Drehpunkt des Scharniers am günstigsten positioniert sein soll um den besten Effekt zu erzielen.
Ist es besser eher Richtung Fläche, Richtung Klappe oder genau auf dem Spalt zu positionieren
Richtung Fläche würde ja die Klappe eher nach unten fahren und eventuell eine ungünstige Stömung produzieren. Richtung Klappe würde sie einen größeren Spalt erzeugen, oder?
Hoffe es hat jemand eine Antwort

Viele Grüße

Ralph
 
Wie wird die Klappe ausgeführt? Der Spalt muss eine vernünftige Düse bilden, wenn das Wiederbeleben der Grenzschicht über die Klappe funktionieren soll. Diese Düsenform ergibt sich aus der Kombination Klappennasenleiste und Scharnierposition.
 

Georg Funk

Vereinsmitglied
Hallo

Bei beiden Versionen wird aufgrund der Drehbewegung auch die Profilwölbung erhöht.

Wenn die Klappe eher nach unten fährt, braucht es eine günstige Klappenvorderkannte (Profilform), da die Klappennase ja nach unten in die Luftströmung läuft. Man verändert den Tragflügel eher in Richtung "System Junkers" also die Klappe bildet einen eingenen Tragflügel. Auch die modernen Klappensysteme von Airbus und Co funktionieren nach dem Prinzip. Der Vorteil ist, daß selbst bei sehr großen Klappenwinkeln die Strömung noch gut anliegt. Der Nachteil ist, daß die 2. Fläche mehr Wiederstand bildet (oft auch Gewollt)

Wenn die Klappe eher nach hinten fährt ist es müsste die Luft von der Unter zur Oberseite sozusagen Zick-Zack laufen, daher sollte der Klappenspalt möglichst dicht bleiben, man Erreicht damit erreicht man eine Tragflächenvergrößerung. Wird eher im Segelflug verwendet. Dort sind entsprechende Dichtlippen angebracht, die den Druckausgleich von unten nach oben verhindern. Der Vorteil ist, daß der Wiederstandszuwachs im kleineren Ausschlagbereich geringer ausfällt, der Nachteil ist, daß ich die Strömung bei großen Ausschlägen nicht mehr anliegt.

Wie du deine Klappen auslegst hängt also davon ab, was du mit ihnen erreichen willst. Willst du mehr Auftrieb im Langsamflugbereich ohne großen Wiederstandszuwachs (Termik) greif eher zur ersten Variante, Willst du eher Bremsen und trotzdem eine möglichst stabile Fluglage (Landung) und hast sowiso genug Energie (Motor) dabei eher zur 2. Mittig ist oft ein guter Kompromiss zwischen geringerem Wiederstand bei kleinem Ausschlagwinkel (Startstellung) und Max. Bremswirkung/gute Steuerbarkeit bei großem Ausschlagwinkel.
 
Wenn die Klappe eher nach hinten fährt ist es müsste die Luft von der Unter zur Oberseite sozusagen Zick-Zack laufen, daher sollte der Klappenspalt möglichst dicht bleiben, man Erreicht damit erreicht man eine Tragflächenvergrößerung. Wird eher im Segelflug verwendet. Dort sind entsprechende Dichtlippen angebracht, die den Druckausgleich von unten nach oben verhindern. Der Vorteil ist, daß der Wiederstandszuwachs im kleineren Ausschlagbereich geringer ausfällt, der Nachteil ist, daß ich die Strömung bei großen Ausschlägen nicht mehr anliegt.
Das wäre dann eine Fowler- nicht eine Spaltklappe. Wobei die Landeklappen an Verkehrsflugzeugen meist genau als solche Fowler-Klappen, allerdings mit Spalt, ausgeführt werden. (Die spaltlose gibt es eigentlich nur bei einigen Exoten-Seglern (Sigma, SB11, MiLoMei, Mü27, Neukom hat glaub ich auch einen Prototypen gebaut, Marsden Gemini)) Und die Luft macht den Z-Weg durchaus, sie hat ja einen guten Motivator in Form des Druckunterschieds zwischen oben und unten.

In Abbot & Doenhoff, Theory of Wing Sections, sind einige Arbeiten der NACA zusammengefasst. So wie es aussieht, sind einzel-Spalt Klappen (wie z.B. die Landeklappen der Piper Cub) i.d. R. so angeschlagen, dass die Nase der Klappe sich etwas anhebt, in die Nähe der Lippe, die die Endleiste des festen Flügelteils bildet. Also ein Scharnierdrehpunkt unter und etwas hinter der Klappennase. Sie verengt damit den Klappenspalt und bildet damit die o.e. Düse. Zu eng darf die Düse aber auch wieder nicht werden; dann nimmt die Wirksamkeit wieder ab.

Hier ist der entsprechende Report: http://naca.central.cranfield.ac.uk/reports/1939/naca-report-664.pdf (die NACA ist eine Goldgrube). Lesestoff ohne Ende, aber auch einige Illustrationen, die schnell deutlich machen, wie so etwas in etwa ausgelegt werden muss.
 
Hallo alle
...würd mich auch interessieren, aber der 'NACA-Report' ist etwas zu umfassend um sich 'auf die Schnelle' schlau zu machen!
Bin eben auch dabei die Klappen anzulenken und die Originallösung gefällt mir nicht sonderlich.
Vielleicht hat jemand Erfahrungen aus der Praxis. Mittlerweile fliegen ja etliche dieser (ESM, Planet Hobby etc.) PC-21.

Gruss, Daniel

Schaut mal: Im Nachbarforum hat sich Phil aus dem Rheintal auch einige Gedanken zur Klappenanlenkuung gemacht, dh. das Ganze mal aufgezeichnet und ein Funktionsmodell hergestellt. Leider ist die Position des Drehpunktes nicht gut ersichtlich. NB Auf der Folgeseite hats auch noch Bilder!

http://www.warbirdforum.de/forum/th...&threadview=0&hilight=&hilightuser=0&page=179
 
So wie es aussieht, sind einzel-Spalt Klappen (wie z.B. die Landeklappen der Piper Cub) i.d. R. so angeschlagen, dass die Nase der Klappe sich etwas anhebt, in die Nähe der Lippe, die die Endleiste des festen Flügelteils bildet. Also ein Scharnierdrehpunkt unter und etwas hinter der Klappennase. Sie verengt damit den Klappenspalt und bildet damit die o.e. Düse. Zu eng darf die Düse aber auch wieder nicht werden; dann nimmt die Wirksamkeit wieder ab.
Pawnee bzw. Super Cub

Bild2.jpg
Zeichnung © by H.-J.FISCHER 2012

Gruß
Hans-Jürgen
 

ralpho

User
hallo,

vielen dank schon mal vorab für eure Antworten.
hier mal noch zwei Bilder von Fläche und Landeklappen. Beide sind halt dummerweise schön eckig. Beim Original liegen sie ja quasi überlappend. Da die PC-21 eine relativ hohe Flächenbelastung hat, möchte ich gut langsam Flugeigenschaften erreichen. D.h. ich müßte ja wie Georg schreibt den Drehpunkt eher zur Fläche hinlegen. Die Frage ist dann nur, ob bei der Profilbeschaffenheit sich nicht das ganze dann eher ungünstig auswirkt

PICT1252.JPGPICT1253.JPG

Viele Grüße

Ralph
 
Hallo alle

@Hans-Jürgen: Danke für die -wie immer- top Dokumentationen!
Gegenüber dem Original sind bei der ESM-Pilatus die Klappen stark vereinfacht ausgeführt. Wie von Ralph erwähnt,
einfach mit gerader und eckiger Hinterkante. Hier nochmals ein Photo wo man das gut sieht. Jetzt geht es darum, trotz oder eben mit dieser Lösung was wirksames und sinnvolles hinzukriegen.

@Ralph: hast Du dir Gedanken gemacht wie du die Platinenmaterial-Halterung flügelseitig befestigen willst? Evtl. doppelte Ausführung (Klappenteil dazwischen), dann links und rechts über eine Rippe stecken und auch mit der Oberseite der Flügelbeplankung verkleben?

Gruss, Daniel
 

Anhänge

Hallo alle

@Hans-Jürgen: Danke für die -wie immer- top Dokumentationen!
Gegenüber dem Original sind bei der ESM-Pilatus die Klappen stark vereinfacht ausgeführt. Wie von Ralph erwähnt,
einfach mit gerader und eckiger Hinterkante. Hier nochmals ein Photo wo man das gut sieht. Jetzt geht es darum, trotz oder eben mit dieser Lösung was wirksames und sinnvolles hinzukriegen.
...ja, du kannst trotzdem wenn du möchtest die Drehpunkte legen wie beim Original.
Es gibt viele Modelle bei welchen die Klappen auch keine gerundete Profilnasen haben. Die Fläche wird so - oder so vergrößert und eine Bremswirkung hat es natürlich auch, egal wie da die Klappen-Vorderkanten aussehen. Nun mögen die Aerodynamiker aufschreien, aber es funktioniert.

Gruß
Hans-Jürgen
 
...ja, du kannst trotzdem wenn du möchtest die Drehpunkte legen wie beim Original.
Es gibt viele Modelle bei welchen die Klappen auch keine gerundete Profilnasen haben. Die Fläche wird so - oder so vergrößert und eine Bremswirkung hat es natürlich auch, egal wie da die Klappen-Vorderkanten aussehen. Nun mögen die Aerodynamiker aufschreien, aber es funktioniert.

Gruß
Hans-Jürgen
Hallo Hans-Jürgen

Wo denn genau? Die Klappe ist ja -wenn eingefahren- einfach am Flügel anliegend. Der Drehpunkt müsste dann wohl einige Millimeter Richtung (gedachte) Endleiste liegen...
Oder liege ich da falsch??

Gruss, Daniel
 

ralpho

User
hallo zusammen,

@Hans-Jürgen: super, vielen Dank für die Doku. Das ist mal genial erklärt und kapier sogar ich :D. Eine Frage noch. Bei Variante 2 würde aber die Kante an der Unterseite die dann "im Weg" steht nichts ausmachen?

@Daniel: Salü in die Schweiz. Die Anlenkung sieht so aus
PICT1254.jpg

PICT1256.JPG

Ich habe zwei Schlitze auf der Fläche ausgefräst, die 1,5mm GFK-Scharniere unten am Klebeteil durchlöchert und das ganze wird mit 10min Harz/Härter eingeklebt. Bei der Klappe das gleiche nur halt einfach. Beim flügelaussenseitigen Scharnier
mußt du dir eine Rippe suchen, sonst fällst du ins leere.
Würde mich stark wundern wenn es nicht hält.
Das ganze bekommt dann eine Balsaverkleidung in der Kontur wie bei der echten. Vielleicht mache ich es auch aus Dosenblech. Muß ich noch sehen.

Viele Grüße

Ralph
 
Bei Variante 2 würde aber die Kante an der Unterseite die dann "im Weg" steht nichts ausmachen?
Sie erhöht den Widerstand. Das ist bei einer Landeklappe aber erwünscht. Da auf der Druckseite führt sie aber nicht zu Ablösungen. Die Kante auf der Oberseite reduziert dagegen ziemlich empfindlich das CA max, will man nicht beim Landen.


Die Fläche wird so - oder so vergrößert und eine Bremswirkung hat es natürlich auch, egal wie da die Klappen-Vorderkanten aussehen. Nun mögen die Aerodynamiker aufschreien, aber es funktioniert.
Na ja, aufschreien... Man verschenkt halt maximalen Auftrieb. Ziemlich viel sogar. Ich möchte behaupten, der Vorteil der Spaltklappe ist dahin; eine einfache Split-Flap oder Wölbklappe bringt wahrscheinlich gleichviel. Man kann sich damit den Aufwand des versetzten Scharniers auch schenken.

Mit relativ kleinem Aufwand kann man das deutlich verbessern: Klappe profiliert neu bauen (oder, wenn es die Bauweise zulässt, Nase verrunden), und am festen Flügelteil oben eine Lippe anbauen (z.B. Platinenmaterial), die ein Stück weit über die runde Klappennase greift.
 
Mit relativ kleinem Aufwand kann man das deutlich verbessern: Klappe profiliert neu bauen (oder, wenn es die Bauweise zulässt, Nase verrunden), und am festen Flügelteil oben eine Lippe anbauen (z.B. Platinenmaterial), die ein Stück weit über die runde Klappennase greift.
...das wollte ich auch noch vorschlagen, dürfte ja keine so große Operation sein.

Gruß
Hans-Jürgen
 
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