Heute habe ich mal geschaut, was im Wiki zum Thema Kräfte am Tragflügel steht. Dort steht genau das Gleiche, wie in unzähligen Diskussionsbeiträgen, Veröffentlichungen und Büchern:
-Das Flügelmoment um den Neutralpunkt bei 1/4 t ist weitgehend konstant
In Wirklichkeit hat das Kippmoment als Funktion des Anstellwinkels eine bestimmte Kennlinie, ist von dramatischem Einfluss auf die Flugeigenschaften und kann nur im Windkanal ermittelt werden. Kein mir bekanntes Rechenverfahren kann im Re-Zahl-Bereich des Freiflugs (F1ABC) ab Re=18000 den Momentenverlauf zuverlässig berechnen, weil die Strömung nicht immer der Kontur folgt. Der von F.W.Schmitz beschriebene Umschlagwirbel, heute bekannt als Ablöseblase, verändert das flüssige Profil. In bestimmten Flugphasen muss die Oberseitenströmung sogar abgelöst sein, beispielsweise würde ein modernes F1A mit anliegender Oberseitenströmung nie die große Startüberhöhung erreichen.
Warum glauben dann so viele an einen konstanten Wert? Das sind vermutlich Leute, welche sich die 3 Bewegungsgleichungen vornehmen und für diese Differentialgleichungen eine Lösung suchen. Nur wenn man keine Kennlinien eingibt, sondern lineare Funktionen von minus bis plus unendlich annimmt, kann man obige Gleichungen geschlossen lösen. Die daraus folgenden „Lösungswege“, ein Wust von Formeln mit möglichst vielen griechischen Buchstaben, eignen sich vortrefflich, um Laien zu beeindrucken.
Die mathematisch einzig zulässige Berechnungsmethode ist eine Parameterstudie mittels Simulation. Hierzu werden die Gestalt des Flugzeugs sowie alle Kennlinien von Flügel und Höhenleitwerk (Auftrieb, Widerstand und Kippmoment) in ein Computermodell eingetragen. Dann legt man die Startbedingungen fest (Geschwindigkeit, Flugrichtung und Lage im Raum) und berechnet im Zeitbereich die Flugbahn.
Gute Längsstabilität bedeutet, dass das Modell sich aus jeder Fluglage mit wenig Höhenverlust fängt, nicht unterschneidet, sodern schnell die optimale Flugbahn findet. Auch beliebig große Störungen auf das sauber fliegende Modell dürfen nicht zur aufklingenden Schwingung, zum Dauerpumpen führen.
Ich lege jede Veröffentlichung sofort zur Seite in welcher der Autor glaubt, dass der Momentenbeiwert eine Konstante ist, weil ich weiß, dass sein (nichtlinearer) Verlauf die Längsstabilität bestimmt.
Grüße
Reiner
Zum Schluss noch ein wenig Denksport: warum brechen bei den modernen F1A-Modellen in der Startphase nach der Freigabe mit 50 m/s die Höhenleitwerke in der Mitte auseinander.
Literatur:
F.W.Schmitz Aerodynamik des Flugmodells, 1952
K. Kraemer Flügelprofile im kritischen Reynoldszahl-Bereich, 1961, Bericht der Aerodynamischen Versuchsanstalt Göttingen
-Das Flügelmoment um den Neutralpunkt bei 1/4 t ist weitgehend konstant
In Wirklichkeit hat das Kippmoment als Funktion des Anstellwinkels eine bestimmte Kennlinie, ist von dramatischem Einfluss auf die Flugeigenschaften und kann nur im Windkanal ermittelt werden. Kein mir bekanntes Rechenverfahren kann im Re-Zahl-Bereich des Freiflugs (F1ABC) ab Re=18000 den Momentenverlauf zuverlässig berechnen, weil die Strömung nicht immer der Kontur folgt. Der von F.W.Schmitz beschriebene Umschlagwirbel, heute bekannt als Ablöseblase, verändert das flüssige Profil. In bestimmten Flugphasen muss die Oberseitenströmung sogar abgelöst sein, beispielsweise würde ein modernes F1A mit anliegender Oberseitenströmung nie die große Startüberhöhung erreichen.
Warum glauben dann so viele an einen konstanten Wert? Das sind vermutlich Leute, welche sich die 3 Bewegungsgleichungen vornehmen und für diese Differentialgleichungen eine Lösung suchen. Nur wenn man keine Kennlinien eingibt, sondern lineare Funktionen von minus bis plus unendlich annimmt, kann man obige Gleichungen geschlossen lösen. Die daraus folgenden „Lösungswege“, ein Wust von Formeln mit möglichst vielen griechischen Buchstaben, eignen sich vortrefflich, um Laien zu beeindrucken.
Die mathematisch einzig zulässige Berechnungsmethode ist eine Parameterstudie mittels Simulation. Hierzu werden die Gestalt des Flugzeugs sowie alle Kennlinien von Flügel und Höhenleitwerk (Auftrieb, Widerstand und Kippmoment) in ein Computermodell eingetragen. Dann legt man die Startbedingungen fest (Geschwindigkeit, Flugrichtung und Lage im Raum) und berechnet im Zeitbereich die Flugbahn.
Gute Längsstabilität bedeutet, dass das Modell sich aus jeder Fluglage mit wenig Höhenverlust fängt, nicht unterschneidet, sodern schnell die optimale Flugbahn findet. Auch beliebig große Störungen auf das sauber fliegende Modell dürfen nicht zur aufklingenden Schwingung, zum Dauerpumpen führen.
Ich lege jede Veröffentlichung sofort zur Seite in welcher der Autor glaubt, dass der Momentenbeiwert eine Konstante ist, weil ich weiß, dass sein (nichtlinearer) Verlauf die Längsstabilität bestimmt.
Grüße
Reiner
Zum Schluss noch ein wenig Denksport: warum brechen bei den modernen F1A-Modellen in der Startphase nach der Freigabe mit 50 m/s die Höhenleitwerke in der Mitte auseinander.
Literatur:
F.W.Schmitz Aerodynamik des Flugmodells, 1952
K. Kraemer Flügelprofile im kritischen Reynoldszahl-Bereich, 1961, Bericht der Aerodynamischen Versuchsanstalt Göttingen
