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Rumpfwiderstand -richtig oder falsch?

Hallo,
beim lesen der aktuellen "Aufwind" bin ich auf Seite 47 auf eine interessante Aussage gestossen:

"... Noch heute findet man im Modellflug bei Zweckmodellen extrem schlanke Rümpfe, die jedoch wegen des deutlich schlechteren cw-Wertes eben keinen geringeren Widerstand besitzen, als ein strömungstechnisch günstig geformter voluminöser Rumpf eines GFK-Scale-Seglers"...
(Auszug Aufwind 02/2010, Seite 47, "Moderne alte Kiste", Autor Tobias Pfaff)

Als bekennender Fan von Zweckmodellen halte ich diese Aussage für sehr interessant. Ist die gesamte F3B/F/J-Szene auf dem falschen Weg? Warum fliegen wir die "Besenstiele" und nicht Scale-Rümpfe (oder einfach dickere, tropfenförmige Zweckrümpfe)? Oder ist die Aussage schlichtweg falsch?

Bitte kein pro/kontra Diskussion über Scale oder Zweck - es geht nur darum, ob diese Aussage so gerechtfertigt ist oder nicht.
Danke für Eure Meinungen!

Marc
 
Hallo,

Widerstandskraft Fw berechnet sich zu: Fw= 0.5*ro*cw*A*v², wobei A die projizierte Stirnfläche ist. Natürlich liegt da Optimierungspotential!
Aber natürlich muss auch noch eine genügend hohe Festigkeit gewährleistet werden!

Gruß Michael
 
Und das cw in der Formel ist nicht automatisch kleiner wenn nur die Stirnfläche verringert wird.
Gruss Jürgen (dem fliegende Besenstiele ein Gräuel sind ;) )
 
Ich nehme mal an, daß die Formel für die Widestandskraft von Spaceyrunner richtig ist. Das bedeutet, daß bei doppelter Rumpfdicke eine 4-fache Stirnfläche da ist. Um die selbe Widerstandskraft zu erreichen, müßte der cw-Wert nur mehr ein Viertel betragen. Ich glaube, so stark ändert sich der cw-Wert nicht. Außerdem haben Scale-Segler eher etwa 4-fache Rumpfdicke und damit 16-fache Stirnfläche.

Ich behaupte daher: Die Aussage im Aufwind ist falsch.
 

micbu

User
Der CW Wert müßte schon extrem viel geringer sein, damit ein voluminöser Rumpf weniger Widerstand bietet als ein extrem schlanker.
Ich halte die Aussage somit ebenfalls für falsch.
Ausserdem ist das Gewicht eines voluminösen Rumpfes wohl höher als das eines dünnen Besenstieles.

Viele Grüße, Michael
 
Willst Du jetzt nur eine Ja oder Nein ohne Begründung?
Danke erstmal für die bisherigen Antworten.
@CHP: ich will hier keinen Glaubenskrieg zwischen Scale- und Zweckfliegern, das artet dann leicht in gegenseitiges Unverständnis aus...

Gruß,
Marc

PS: Ohne Ahnung von der Formel zu haben, ich halte die Aussage ebenfalls für falsch, sonst hätte wohl irgendwann einmal jemand "Scalerümpfe" im Wettbewerb eingesetzt - ohne Nachteil.
 
Wenn ich geradeaus fliege, ist die projizierte Stirnfläche in jedem Fall eher gering, es ist in diesem Fall fast egal ob ich ein Scale- oder Zweckmodell fliege. Auch die Tropfenform ist in dieser Fluglage am effektivsten. Beim Kreisflug sieht das anders aus, da ist die Angriffsfläche wesentlich größer und der Unterschied zwischen einem schlanken und einem weniger schlanken Rumpf kommt viel mehr zum Tragen.
Insofern ist die Aussage im Ausgangsbeitrag m. E. nicht falsch, aber nur für eine Flugsituation relevant.

Gruß,
Ralf
 
@ Ralf:

eher gering spielt hier nicht eine Rolle; der Luftwiderstand hängt direkt von dieser Fläche ab. Bei einem Scalemodell kann die schon bis um den Faktor 8 grösser sein als bei einem Zweckmodell. Und der spezifische Luftwiderstand ist nicht um diesen Faktor besser bei einem Scale-Modell

Gruss

Andri
 

GeorgR

Vereinsmitglied
Hallo,

bei solchen Überlegungen ist es gut, wenn man die beiden Dinge, um die es geht,
extrem überzeichnet.

Also, in dem einen Fall einen Stab mit einem Durchmesser von z.B. 3 mm
ansetzt und im anderen Fall einen Rumpf, der eine Form, wie ein Zeppelin hat.

Die Antwort fällt auch ohne Formeln und Gleichungen leicht.
 
ich seh das so doppelter durchmesser 4 fache fläche, also auf jeden fall bremst ein scale rumpf mehr auser der zweckmodell rumpf hat den Cw wert eines LKW´s
was ich aber nicht ganz verstehe, wiso nimmt man nicht einfach die form eines guten vollsymetrischen profils und biegt es quasi runt um den rumpf zu erhalten. Der rumpf währe dan so zu sagen eine kreisförmige tragfläche dürfte doch nen schön gringen cw wert haben oder ist das der flasche denkansatz?
 
Achtung, nicht allein der Durchmesser spielt bei dieser Überlegung eine Rolle.
Die Reynoldszahl spielt hierbei auch eine große Rolle!
Angenommen man hat zwei Kugeln mit der gleichen Oberflächenrauhheit mit unterschiedlichen Durchmessern d1 und d2.
d1 > d2
Dann kann trotzdem die Kugel mit d1 einen geringeren Widerstand haben.

mfg jochen
 

GeorgR

Vereinsmitglied
Angenommen man hat zwei Kugeln mit der gleichen Oberflächenrauhheit mit unterschiedlichen Durchmessern d1 und d2.
d1 > d2
Dann kann trotzdem die Kugel mit d1 einen geringeren Widerstand haben.
Warum hat die größere mit der gleichen Oberfläche den kleineren Widerstand?
Das ist wahrscheinlich ein schlüpfriger Witz?
 
Nein, ich hab geschrieben "kann".
Also nur bei einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit, hängt ja mit der Re-Zahl zusammen.

mfg jochen
 
Guten Abend,
mich wundert die Aussage im Aufwind-Magazin etwas. Ich habe die Ausgabe leider nicht vorliegen und weis daher nicht in welchen Kontext (oder anhand welcher Beispiele) diese fest gemacht wurde.
Generell kann man jedoch sagen, dass die Abschätzung des Rumpfwiderstandes nicht ganz so einfach ist. Wie schon geschrieben wurde ist sie von mehreren Faktoren abhängig, z.B. von der Reynoldszahl, von der umspülten Fläche, des Verhältnisses der Dicke zur Länge des Rumpfes (man könnte es als "Rumpfseitenverhältnis" beschreiben, im Englischen ist die korrekte bezeichnung "fineness-ratio") und auch den Anteilen laminarer Rumpfumströmung und turbulenter Rumpfumströmung.
....also nicht alleine von der Stirnfläche des Rumpfes!

In folgendem Post erklärt Mark Drela die Abschätzung des Rumpfwiderstandes nach Hoerner:
http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=13059212&postcount=81

Hier ist zum einen sehr gut zu verstehen, dass die Dicke im Verhältnis zur Rumpflänge maßgeblich am Rumpfwiderstandsbeiwert beteiligt ist und die Wandschubspannungskoeffizienten bei turbulenter Rumpfumströmung um ein Vielfaches höher sind als bei laminarer.

Dies lässt den Schluss zu, dass man den laminar/turbulenten Umschlag am Rumpf möglichst weit hinten (in Strömungsrichtung) haben möchte um die Laminare Strömung so lange wie möglich aufrecht zu erhalten. Diese bringt ja deutlich weniger Widerstand mit sich.
Leider ist es nun mal naturgegebenermaßen so, dass dieser Umschlag in etwa an der Dicksten Stelle des Rumpfes stattfindet. Die Strömung dahinter also turbulent und deutlich widerstandsbehafteter ist.
Logischer Schluss ist, besonders diesen Teil des Rumpfes so dünn (oder besser gesagt oberflächenklein) wie möglich zu gestalten um die umspülte Oberfläche zu minimieren.
In der Regel sind moderne Rümpfe (ob von der neuesten Generation bemannter Segelflugzeuge oder aber auch den schlanken F3X-Modellrümpfen) aber schon so gestaltet, dass sie einer Optimierung der oben genannten Faktoren entsprechen.
Wer den Rechenaufwand auf sich nimmt wird feststellen, dass "der Scaleseglerrumpf" gegenüber dem "Besenstielrumpf" zweier gängiger Modellkonzepte gleicher oder zumindest ähnlicher Flugzeuggröße mit Garantie den höheren Widerstandsbeiwert hat. Und der Unterschied im Widerstand zwischen beiden wird mit zunehmender Fluggeschwindigkeit auch noch stark zunehmen.
Ein etwas weiteres Feld tut sich dann auf, wenn man zum Rumpf die Interferenzwiderstände zwischen Flügel und Leitwerken und eben jenem minimieren möchte......

Viele Grüße

Philip Kolb
 

CHP

User
Danke erstmal für die bisherigen Antworten.
@CHP: ich will hier keinen Glaubenskrieg zwischen Scale- und Zweckfliegern, das artet dann leicht in gegenseitiges Unverständnis aus...
Um es kurz zu machen: Bei gleicher Länge kann das nicht sein.

Mir fehlt allerdings auch der Kontext, in welchem das geschrieben wurde.
 
Bio-Technik

Bio-Technik

....vielleicht ist die Aussage doch nicht so ganz falsch.

Es gab vor kurzem eine interessante TV-Dokumentation über Neuentwicklungen in der Bio-Technik. In diesem Falle ging es um Entwicklungen über kleine 1 Mann Unterwasserfahrzeuge (geflutete Tauchröhren) für Meeresbiologen ect.

Natürlich hat man versucht diese Zigarren, um vermeindlich Energie zu sparen, so aerodynamisch glatt und schlank wie möglich um den Taucher zu bauen.....nur leider brachten die Messungen auch zu Tage, dass ein mehrfach dickerer und längerer Weißer Hai, im Vergleich nur ein Bruchteil der Energie brauchte um sich durch das Medium Wasser zu bewegen.
 
Einen Vorteil eines dickeren Rumpfes kann ich mir eigentlich nur in Schiebeflugzuständen vorstellen. Da bleibt die Strömung länger haften.

Man darf aber umgekehrt nicht vom Querschnitt dierekt auf den Widerstand schliessen. Zum Einen, weil bei üblichen Rumpfformen die umspülte Oberfläche nicht im gleichen Mass abnimmt, zum Anderen, weil ein dickerer Rumpf bezüglich günstiger Druckgradienten über einen grösseren Anstell- und Schiebewinkelbereich besser gestaltet werden kann.
 
Für diejenigen, die das Aufwind-Magazin nicht haben und nach dem Kontext fragen:
Es geht um das Modell einer Curtiss-Jenny (also Motorflug) und deren dünnes Flügelprofil mit zusätzlicher Drahtverspannung. Hier steht die Aussage, daß damals die Segelflieger schon erkannt hatten, daß ein dickeres Profil nicht zwangsläufig einen höheren Widerstand als ein dünnes haben muß, vor allem wenn das dünne noch zusätzlich verspannt werden muß.
Diese Aussage wird dann im folgenden Absatz mit der zitierten Aussage fortgeführt.
Es gibt also eigentlich keinen Kontext, diese Aussage steht relativ alleingeleassen im Text.

Grüße,
Marc
 
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