EWD und Schwerpunkt für Morane Rallye

[Griffon]

Hallo Spezialisten
Ich baue eine Morane Rallye mit Massstab 1.3. Das Modell hat eine Spanweite von 325cm und eine Rumpflänge von 245 cm. Das Tragflächenprofil ist ein RG 15 2.5-13. Das Leitwerk hat ein Naca 0012. Ich hoffe mit einem Abfluggewicht unter 19 kg.

Nun möchte ich die Tragfläche an den Rumpf verbauen. Dass ich nicht total daneben bin, versuche ich eine EWD heraus zu finden.
Nun beginnen meine Probleme. Das Programm zum berechnen von EWD und Schwerpunkt verlangt einen Nullauftriebswinkel und einem Momentenbeiwert.
Gemäss Profili2 habe ich gefunden: Nullauftriebswinkel -3.3502 und cMo von 0,0108.
Bei der Ausrechnung erhalte ich nun EWD je nach ca Wert von -2,5 bis etwa 2,7. Da bin ich restlos überfordert, denn mein Piper Pawnee mit dem selben Tragflächenprofil flieg mit etwa 1.5 Grad ,jedoch mit einem Schwerpunkt der viel weiter hinten ist als der zu den oben angegebenen Werten heraus kommt.

Kann mir jemand helfen??
Habe ich mich im Profili an die falschen Daten geklemmt??

Danke für die Hilfe!!!!!!!!!!!!!!!!

Schöne Grüsse

René

 

[Griffon]

Hallo Aerodynamiker

Nachzutragen zu meiner obigen Frage ist noch folgendes:
Die Tragfläche ist über die halbe Spannweite 1 Grad geschränkt.(Von der Wurzel- bis zur Endrippe).
Die bis jetzt gemessenen Schleppgeschwindigkeiten mit dem etwas kleineren Pawnee waren zwischen 60 und 90 kmh. Die V max ist beim Pawnee ca 140 kmh.

Wie bereits erwähnt hat die Morane Rally das gleiche Tragflächenprofil, jedoch ein wesentlich grösseres Höhenleitwerk. Tragfläche und Leitwerk reine Rechtecke.

Hab ich sonst noch was vergessen????

Danke für Eure Mühe!!

Schöne Grüsse
René

 

[Naitsabes]

Hallo,

hast du eine Draufsicht? Dann kann ich dir weiterhelfen.

Grüße
Andi

 

[Norbert12]

Hallo René,
mit dem Programm von Sielemann und den von der Selig-Seite heruntergeladenen Profil-Daten habe ich folgende Werte bekommen:
Nullauftriebswinkel: - 3,7 Grad
CM0: -0,0964 das unterscheidet sich schon etwas
Das solltest Du noch mal überprüfen.

Du hast die Daten oben einmal mit Dezimalpunkt und einmal mit Dezimalkomma geschrieben.
Aus leidvoller Erfahrung weiß ich, dass manche Programme zwingend das Komma ODER den Punkt fordern. Vielleicht lohnt es sich, auch da noch eimal hin zu schauen. Manches Programm hat auch Swierigkeiten damit, dass in der Schweiz ein Punkt steht, wo in Deutschland ein Komma gebräuchlich ist.

Mit einem Satz bringst Du Schwerpunkt und EWD in einen verbalen Zusammenhang. Um keine Missverständnisse aufkommen zu lassen: Der Schwerpukt ist ausschließlich von der Geometrie und dem Abstand von Tragflächen und HLW abhängig, und praktisch nicht vom Profil! Wenn Du, wie Andi angeboten hat, Spannweite und Tiefe von Fläche und HLW nennst sowie den Abstand von Vorderkante der Fläche bis Vorderkante des HLW, dann lässt sich das mit dem Schwerpunkt leicht klären.
Bei einem solch tollen Modell, wie Du es planst, lohnt es sich ja auch, 2 mal zu rechnen.

Viele Grüße
Norbert

 

[Griffon]

Hallo Andi und Norbert
Besten Dank dass ihr Euch meinem Problem annehmt.
Die 3 Seiten Ansicht habe ich fotografiert und dann gespeichert.
Die Punkt und Komma Sache ist ein Schreibfehler von mir. Eigentlich sollten es immer Punkte sein. Die etwas abeichenden Daten kommen vom heraussuchen aus dem Profili2. Ich habe in einem anderen Programm dann auch noch etwas abweichende Daten gefunden. Die Daten habe ich eingegeben weil das verwendete EWD / Schwerpunktprogramm diese Daten verlangte.

Nun die Masse von meinem Modell:
Tragflächentiefe 440mm, länge einer Tragflächenhälfte 1435mm
Rumpfbreite bei der Tragfläche 380mm
Tiefe Höhenleitwerk 310mm Spannweite 1230mm
Distanz VK Tragfläche zu VK Höhenleitwerk 1395mm
Vorderkante Rumpf (ohne Spinner) zur Tragfläche 540mm
Das Höhenleitwerk ist 220mm über der Tragflächenebene.

Noch als Zusatz:
Ich habe einen Ausschussrumpf mit Motorhaube und Kabinenhaube von Airworld gekauft. Den Rest mach ich mit Hilfe von Umrisszeichnungen und
Plänen von einem deutschen Modellflieger selber Die Pläne stammen von einer Maschine im Massstab 1:4 die auf 1:3 vergrössert wurden.

Da ich die Maschine vollständig anders aufbaue, sind nur die Umrisse zu gebrauchen.

Falls hier Interesse besteht, kann ich ja einen Baubericht verfassen. Die Fowlerklappen und der ausfahrbare Vorflügel sind nicht alltägliche Bauvarianten.

Schöne Grüsse

René

 

[DieterH]

Hallo René !
Weil ich mich grad so mit dem "FLZ_Vortex" befasse, hab ich da Deine Grundriß-Daten mal eingegeben.
V-Form = 8 Grad
Schränkung = -1°
Profil = RG15A213.dat (hab leider nicht das von Dir angegebene)
EWD = 0,5 Grad
HLW = NACA0012
Gewicht = 18,4 kg
Kein Rumpf oder SLW berücksichtigt !!!
Die Auslegungs-Ca hab ich mit 0,4 festgelegt !

Daraus errechnet das Programm einen CG von 228 mm.
Alle anderen Werte siehe unten.
Bin gespannt, was die Software-Spezialisten dazu meinen . . .
Gruß
Dieter

 

[Doktor Mabuse]

Servus Rene,

wenn ich an deiner Stelle wäre würde ich das Rechenprogramm vom PC löschen, in die Werkstatt gehen, und das Flugzeug fertigbauen!
Danach mit dem Schwerpunk bei 140mm mal fliegen gehen, und die restlichen Korrekturen nach dem Kaffeetrinken auf dem Platz vornehem, falls überhaupt erforderlich.
ich weis, ich nehme manches etwas locker, aber ich habe in meiner über 30-Jährigen Modellfliegerlaufbahn mit vielen Eigenkonstruktionen noch kein Modell wegen falschem Schwerpunkt verloren!
Ein schönes Projekt, weiter viel Spaß damit!

Viele Grüße aus Niederbayern, Tom

 

[Griffon]

Hallo Dieter und Norbert

Das Profil heisst RG 15A2,5/13 gemäss M Profil ist der Nullauftrieb -3.703 und der cm0 -0.09588.
Meine ungeauigkeiten stammen aus Verschiebungen vom einen zum anderen Programm und vom auslesen aus der nicht ganz so feinen Kurve in Profili2.


Dank und Gruss
René

 

[Norbert12]

Hallo zusammen,

auch wenn der Einwand von Tom auf den ersten Blick etwas rustikal klingt; das funktioniert in der Praxis sehr sicher. Das Modell hat dann ein Stabilitätsmaß von ca. 30 %. Damit fliegt es etwas träge aber letztlich sehr eigenstabil. Was willl man für den Erstflug eigentlich noch mehr? Man darf nicht vergessen: Es geht hier nicht darum, ein Modell zu berechnen, sondern nur darum ein vereinfachtes Rechenmodell zu haben, das einen sicheren Erstflug ermöglicht!
Einen kleinen Haken hat Toms Methode allerdings: Wenn ich mal davon ausgehe, dass Dieter oben richtig gerechnet hat und ich weiter unterstelle, das vorne eigentlich immer Gewicht fehlt, dann muss René ungefähr 2,7 kg Blei zusätzlich vorne reinpacken, um auf den vorgeschlagenen Schwerpunkt von 140 mm für den Erstflug zu kommen.

Meine bessere Hälfte ruft zum Mittagessen. Weiterer Kommentar folgt.
Gruß
Norbert

 

[DieterH]

Wenn ich mal davon ausgehe, dass Dieter oben richtig gerechnet hat

Zur Klarstellung :
Es fragt sich, ob das Programm richtig gerechnet hat !
Ich hab die Daten nur möglichst korrekt eingegeben, was da rausgekommen ist, seht ihr ja selbst !
Man könnte jetzt mit der EWD noch etwas variieren, dadurch würde das Stabimaß steigen und der CG nach vorne wandern . . . Geschmackssache !
Das macht die Sache ja so interessant um herauszufinden, ob diese Daten mit anderer Software und Praxiserfahrungen übereinstimmen und wie verläßlich sie sind !!
Alles klar ?
Dieter

 

[Norbert12]

Hallo,
also Dieter, ich wollte hier das Rechenergebnis nicht bewerten, sondern nur den Vergleich zu den vorgeschlagenen 140 mm ziehen. Ist wohl nicht richtig rübergekommen.

Aber jetzt will ich bewerten. Ich kenne das FLZ_Vortex nicht aus eigener Anschauung. Dein Listing sieht für mich jedoch plausibel aus. Ich gehe daher davon aus, das Du alles richtig eingegeben hast. Selbst rechne ich im Wesentlichen nach der Theorie von Helmut Quabeck mit einem selbst erstellten Programm, das einige Vereinfachungen zur sicheren Seite enthält. Meine Erstflüge haben damit jedenfalls immer sicher geklappt. Zur Sicherheit habe ich aber immer mit einem anderen Programm nachgerechnet. Diversity!

Aber jetzt zu meinem Ergebnis: Bei einem Stabilietätsmaß von 12% habe ich einen Schwerpunkt von 210 mm berechnet. Da ich vereinfacht und zur sicheren Seite berechnet habe, sehe ich eine vernünftige Übereinstimmung mit dem Ergebnis aus FLZ-Vortex.

Für den Erstflug, der ja auf Nummer Sicher erfolgen soll, würde ich daher ganz pragmatisch im Sinne von Tom einen Schwerpunkt von 190 bis 210 mm wählen. Die mindestens 500 g Blei, die dazu gegenüber einem Schwerpunkt von 228 mm nötig sind, kann man dann vielleicht später wieder beim erfliegen des richtigen Schwerpunktes stückweise herausnehmen oder auch nicht. Man darf an dieser Stelle nie vergessen, dass selbst Top-Piloten identische Modelle bekannterweise teilweise mit sehr unterschiedlichen Schwerpunkten fliegen.

Bei der EWD habe ich -0,5 Grad berechnet, oder besser abgeschätzt. Die Ungenauigkeit würde ich hier auf 0,5 bis 1 Grad abschätzen. Das o.g. Ergebnis aus FLZ-Vortex erscheint mir somit plausibel. An dieser Stelle darf man wohl nicht zu viel erwarten. Auch sehe ich an dieser Stelle eine andere nicht unwesentliche Unsicherheit: Der aus dem Datensatz für die Profilabmessungen berechnete Nullauftriebswinkel ist nur so gut, wie die Qualität des Datensatzes es zulässt. Der errechnete Wert von Minus 3,7 Grad ist doch recht groß. Bei manchen anderen Datensätzen habe ich schon lustige Zahlen errechnet. Vielleicht findet sich noch jemand, der dazu noch etwas beitragen kann.
Ist durch den Rumpf bereits eine EWD vorgegeben?

Viele Grüße
Norbert

 

[Griffon]

Hallo Zusammen

Danke für Eure Eingaben.

Der Rumpf hatte eine Anformung für ein NACA 2412 oder 2415. Zum Leitwerk gemessen hatte diese eine EWD von ca. 1,5Grad. Die Auflage für das HLTW ist etwas klein, zur vorgegebenen Rumpflängsachse ist die 0 Grad.
Den Schwerpunkt einzustellen ist ja dann ein bauliches Problem. Ich habe einen schweren Motor (King 140er Reihe).Dieser wiegt etwa 4kg! Aber ich brauche für den nur einen Schalldämpfer, da sind auch etwa 400Gr. weniger als bei einem vergleichbaren Boxer Motor.

Die Hauptfrage ist momentan die EWD. Das Leitwerk ist zur Rumpfachse 0 Grad und ich hoffe, dass das Modell dann auch so in der Luft fliegt. Reiseflug! Ich bin jetzt daran die bestehenden Flächenanformungen am Rumpf an meine Tragflächen anzupassen. Darum die EWD Frage.
Da die EWD mit dem Schwerpunkt eng zusammenhängt, habe ich diese Fragerei losgelassen.
Die Möglichkeit von Tom ist wohl für ein Modell bei dem die EWD noch nachträglich angepasst werden kann sicher machbar. Bei meinem Modell jedoch möchte ich im Bau schon genauer hinkommen.

Schöne Grüsse

René

 

[Naitsabes]

Dann will ich auch noch meinen Senf dazugeben. Irgendwie hat das Flugzeug ein zu großes Höhenruder.

Erstmal hab ich interessehalber mit den Daten von Dieter gerechnet, mit EWD 0,5°. Komme auf weitgehend gleiche Ergebnisse, allerdings fliegt das Flugzeug laut Hanley dann mit 4° Nose up.

Nachdem die am Rumpf angeformte EWD 1,5° beträgt, wäre es natürlich sinnvoll diese so zu übernehmen.
Mit EWD 1,5° und 1° Schränkung wäre eine Schwerpunktlage von 15cm passend. Dabei wäre die Fluglage etwas mehr als 1° Nose up, Geschwindigkeit 133km/h. Stabimaß dabei wäre annähernd 30%. Ursache dafür ist das große Höhenruder - legt man den Schwerpunkt auf 12cm, hat er die Nase noch immer rund 0,6° in der Luft.
Andererseits kann man den Schwerpunkt auch auf 18cm legen, gibt immer noch ein Stabimaß von fast 23%. Fluglage 2,6° Nose up, Geschwindigkeit 108km/h.

Meine persönliche Vorgehensweise wäre jetzt folgende:
Hohes Stabimaß und großer Schwerpunktbereich sind ja nicht schlecht, aber man kanns auch übertreiben. Die Nose up Fluglage würde mich persönlich auch stören, ist aber Geschmacksache. Vielleicht für ein Schleppflugzeug auch ganz passend. Werd jetzt mal am Höhenruder drehen und versuchen, die Werte zu verringern.

Legst du großen Wert auf die Schränkung des Flügels? Bei einem solchen Rechteckflügel bringt sie keinerlei Vorteile, da die Anstellwinkelverteilung über den Flügel auch ohne Schränkung optimal ist, also hohe Anstellwinkel an der Wurzel und niedrige aussen.

Grüße
Andi

 

[Naitsabes]

Folgende Werte: Einstellwinkel Flügel 1,5°, ohne Schränkung. Somit kann man die Rumpfauflage übernehmen.
Einstellwinkel Höhenruder 1°, also sowohl beim Flügel als auch beim Höhenruder wird die Nasenleiste entsprechend angehoben, gibt eine EWD von 0,5°.

Schwerpunkt bei 18cm, Fluglage 0,5° Nose up. Geschwindigkeit 126km/h.

Legst du den Schwerpunkt auf 22cm (Stabimaß 13,6%) hat er die Nase 2,8° in der Luft und fliegt 104km/h.

Legst du den Schwerpunkt auf 17cm (Stabimaß ~25%) fliegt er waagrecht mit
133km/h.

(Profil ist klarerweise immer das 15A2,5/13)

Also ich denke, dass es Sinn macht, dem Höhenruder ebenfalls einen Einstellwinkel zu spendieren - je nachdem, wie langsam er fliegen können muss?

Grüße
Andi

 

[Frank Ranis]

Hallo ,

@Dieter (DieterH)
Habe mir das FLZ_File angeschaut.
Dieter, beachte bitte die Kapitel 9.7 und 9.8 für die Eingabe der Panelauflösung.
Dein Entwurf rechnet die Verteilung der Auftriebsverteilung zu ungenau.

Ich habe das File etwas überarbeitet , siehe Anhang.

Die Verwindung des Flügels ist nicht nötig, einfach gerade bauen.
Und eine positive EWD braucht man auch nicht einbauen, da das verwendete Profil eh schon alfa0=-3,7° hat.
Man könnte die EWD sogar negativ einstellen.

Schwerpunktlagen von 140mm (25% Stabi) bis 200mm (11,5%) sind machbar.

@Tom (Doktor Mabuse)

in diesem Fall (Flugzeug mit 0815 Aerodynamik) hast Du sicher recht , bauen und einfach 1/3 Schwerpunktlage geht .
Es gibt aber auch Fälle bei denen man mal rechnen sollte.
Z.B. Bei Segelflugzeugen lohnt das sehr.

Mit einer Rechnung (vorausgesetzt man hat wirklich alle Geometriedaten haarklein eingegeben und weis auch was man erreichen will)
kann man das Modell gleich von Anfang so einstellen, dass man sich wochenlages Fummeln auf dem Flugplatz schenken kann.

Gruß

Frank

 

[Griffon]

Hallo Andi

Danke für deine Angaben!!!

Mein Problem ist, dass die Tragflächen bereits fast fertig sind. Die Schränkung habe ich gebaut, weil ich an bessere Landeeigenschaften geglaubt habe.

Das angehängte Bild ist etwa einen Monat alt und es fehlen noch der Vorflügel und die Nasenbeplankung.

Gibt es durch die Schränkung Änderungen??

Schöne Grüsse

René

 

[Naitsabes]

Geringfügig. Mit Höhenruder auf 0,8° (anstatt 1°) kommt man auf annähernd dieselben Werte wie in meinem vorigen Post.
Mit Höhenrudereinstellwinkeln darunter (0,5- 0,7°) fliegt er etwas langsamer, hat tendenziell die Nase weiter oben.
Über 0,8° wird er schneller, die Fluglage mehr waagrecht.

Gilt jetzt für den aktuellen Flügel mit 1,5° Einstellwinkel am Rumpf und 1° Schränkung.

Grüße
Andi

 

[DieterH]

Hallo Frank !
Schön - daß Du Dich hier persönlich meldest !
Hab mit Hilfe Deiner Software eine Menge dazugelernt . . .
Aber das hört ja bekanntlich nie auf.
Gruß
Dieter

 

[Doktor Mabuse]

Na gut,

aber immerhin lag ich mit meiner Schätzung von 140mm für den Erstflug dann nicht direkt daneben.
Der Tragflächenaufbau schaut schon gut aus!

Grüße, Tom

 

[Naitsabes]

Klar geht Schätzen auch. Aber es ist schon angenehm, wenn man beim Erstflug halbwegs sicher sein kann, nicht gleich wild am Höhenruder agieren zu müssen. Ist die EWD sehr daneben, ist das speziell bei einem Scale Flieger ärgerlich.

So sauber, wie der Flügel von Rene aussieht, wird der Erstflug eine Sache von ein paar Trimmklicks sein.

Grüße
Andi