Zu klären wäre vorher, WESHALB die Strömung einseitig (an einer HL-Seite) abreißt. Der Rest Deiner Ausführungen ist schon klar.
Pit
Hi Pit,
der Effekt ist derselbe wie auch bei der Tragfläche. Das Höhenruder ist auch nichts anderes als eine Auftriebsfläche, das den maximalen Auftrieb (oder eben Abtrieb) bei einem für diese Fläche maximalen Ca-Wert und zugehörigem maximalen Anstellwinkel liefert. Bei Überschreitung dieses kritischen Anstellwinkels hat die Strömung keinen Bock mehr und reißt ab. Und wie Bellert zuvor schon beschrieben hat, ist die Umströmung einer Auftriebsfläche nie 100%-ig symmetrisch, so dass der Abriss zunächst an einer Seite erfolgt.
Jetzt muss man sich noch klar machen, was bei Ausschlag des Ruders eigentlich passiert. Schlägt man das Ruder aus, so verändert man zum einen die Wölbung des Profils, aber zum anderen eben auch den effektiven Anstellwinkel. Dies bedeutet, dass man nicht beliebig stark ziehen kann, da irgendwann der Punkt erreicht ist, an dem der kritische Anstellwinkel erreicht ist und die Strömung abreißt und der Auf- oder Abtrieb einbricht.
Jetzt noch im Zusammenhang mit dem kompletten Flieger:
Das Moment, das durch die Höhenleitwerkskraft und seinem Abstand zum Schwerpunkt erzeugt wird steht im ausgetrimmten Zustand im Gleichgewicht mit dem rückstellenden Moment, das in der Regel hauptsächlich durch die Tragfläche erzeugt wird. Das heißt jedem Höhenruderausschlag kann ein bestimmter Anstellwinkel des Flugzeug zugewiesen werden. Möchte man also den Anstellwinkel des Flugzeugs erhöhen, zieht man am Ruder und das Gleichgewicht erfolgt bei einem größeren Anstellwinkel (aber das ist glaube ich auch allen klar).
Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten:
1.) Das Höhenruder ist in der Lage genug Abtrieb zu erzeugen, um den Anstellwinkel des Flugzeugs soweit zu erhöhen, dass die Strömung zuerst am Tragflügel abreißt. In diesem Fall kann das volle "Auftriebspotential" des Fliegers ausgenutzt werden (jetzt mal salopp ausgedrückt). Das ist zumindest bei Kunstflugzeugen in jedem Fall anzustreben und nur so schafft es Holger auch den engst möglichen Looping zu fliegen. Jetzt dreht sich der Flieger nur noch raus, wenn die Tragfläche so ausgelegt ist, dass die Strömung an der FLächenspitze zuerst abreißt.
2.) Der zweite Fall ist, dass das Höhenruder nicht die erforderliche Kraft aufbringen kann, um den Anstellwinkel des Flugzeugs so weit zu erhöhen, dass die Strömung zunächst an der Tragfläche abreißt. In diesem Fall wird durch zu großen Ruderausschlag zuerst der kritische Anstellwinkel des Höhenleitwerks überschritten und die Strömung reißt ab, bevor das maximale Auftriebspotential des Fliegers erreicht ist. Das ist der Fall der meiner Meinung nach bei Holgers Cap eintritt.
Wie kann man jetzt die maximale Auf -oder Abtriebskraft des Höhenleitwerks erhöhen?
Der Auftrieb ist abhänging von: Luftdichte, Geschwindigkeit, Auftriebsbeiwert und Fläche
Luftdichte: Können wir nicht beeinflussen
Geschw: Wollen wir nicht ändern
Auftriebsbeiwert: Hängt hauptsächlich von der Profilwahl ab und ändern wir mal zunächst auch nicht
Fläche: Lässt sich am ehesten ändern. Und genau hier würde ich in diesem Fall auch ansetzen.
Ein weiterer Anstatz ist wie gesagt die Rückverlegung des Schwerpunkts. In diesem Fall wird das rückstellende Moment kleiner und die erforderliche Höhenleitwerkskraft damit eben auch. Aber wie schon gesagt ist das immer mit Vorsicht zu genießen.
Jetzt noch was zur Schränkung bei Kunstfliegern (falls jemand überhaupt bis hierhin gelesen hat
):
Schränkung der Tragfläche ist bei Kunstfliegern meiner Meinung nach total fehl am Platz. Bei Kunstflugzeugen ist ein symmetrisches Flugverhalten anzustreben. Das heißt, man möchte in Normal- und auch in Rückenfluglage möglichst die gleichen Eigenschaften haben. Und genau das macht man sich durch eine Schränkung total kaputt. Den Vorteil, den sie in Normalfluglage bietet, wird bei Rückenflug und negativen Figuren zum absoluten Nachteil. Ein gut beherrschbares Abrissverhalten an der Tragfläche sollte hier also durch eine geeignete Profilwahl und gut überlegte Tragflächengeometrie (ausser Schränkung) erreicht werden.
@simpit: Wenn ich mir meinen ersten Beitrag nochmal durchlese wirkt es auf mich etwas angreifend Dir gegenüber. Das war so nicht gemeint. Da habe ich wohl zu schnell geschrieben ohne über die Formulierung nachzudenken. Falls es also so rübergekommen ist, tut es mir leid.
Jetzt noch allen ein schönes Wochenende.
