Sailwing 50 - Oldtimer Nurflügel

[Ronald L]

Hallo zusammen,

ich heiße Ronald, komme aus Mainz und bin hier bisher nur stiller Mitleser. Ich stöbere immer mal gerne auf outerzone.co.uk nach alten Bauplänen und habe auch schon einige Modelle nach Plänen von dort gebaut z.B. die Berkley Aeronca Sedan oder das Megow Waterman Arrowbile.

Zuletzt habe ich wieder mehr in Richtung Segelflug und auch zu Nurflügeln (siehe Arrowbile) tendiert und habe mich jetzt in den Sailwing 50 von Frank Zaic verguckt https://outerzone.co.uk/plan_details.asp?ID=1580. Ich überlege ihn mit einem Elektroantrieb zu bauen, wobei ich das Flügelmittelteil und die Motorposition wie bei einer Schapel SA-882 gestalten würde. Ich wünsche mir einen leichten Elektrosegler, der eine recht niedrige Grundgeschwindigkeit aufweist, sich aber auch mal gegen Wind durchsetzen kann, falls nötig. Von der Größe schwebt mir etwas zwischen 160 und 200cm vor und ich würde ihn aus Holz bauen wollen.

Ich habe das Modell, so wie es laut Bauplan gebaut werden soll, in dem Nurflügelprogramm von Ranis et al. modelliert, bin da aber absolut kein Profi. Es hat im Mittelteil ein Clark Y und außen ein symmetrisches Naca0009 Profil mit sprunghaft 6° Verwindung ab den kleinen Seitenflossen. Damit bekommt man eine extrem glockenartige Zirkulationsverteilung bei recht hohem CA von etwa 0,4. Im Kurvenflug gibt es damit anscheinend auch ein positives Wendemoment (siehe zweites Bild), wobei das mit den Seitenflossen wahrscheinlich gar nicht nötig wäre.

Ich gehe davon aus, dass diese Auslegung nicht so optimal ist. Aber das Modell ist angeblich von 1946, da kann man nicht viel sagen. Fliegen würde der Sailwing wohl schon, aber wahrscheinlich nur mit einer Geschwindigkeit (langsam) und schlechtem Gleitwinkel aufgrund dieses heftigen Knicks in der Zirkulationsverteilung (oder?).

Daher also die Frage, was könnte man an Profilauswahl und Schränkungs/Zirkulationsverlauf besser machen, um bei dem Grundriss einen besseren Flieger zu bekommen?

Ich bin gespannt, was ich hier noch lernen kann

Viele Grüße
Ronald

 

[mipme_kampfkoloss]

Erinnert mich an einen Prantl-D Wing... Also vielleicht so lassen wie es ist! Gibt es Bauberichte/Erfahrungsberichte wo anders zu diesem Model? rcgroups oder thermikboard?

https://www.youtube.com/embed/w-dk1NpVNNI?wmode=opaque&start=0

 

[Rallef]

Habe mir jetzt mal den Vortrag von Al Bowers angeguckt. Ist zwar interessant aber irgendwie erschließt sich mir nicht die Genialität seines Projektes. Er sagt, dass man das schon viel früher hätte erreichen können, wenn man sich die Messungen an den Flügeln der Vögel genauer angeguckt hätte.
Aber HATTEN die Horten Brüder das nicht alles schon viel früher erreicht? Die sind doch auch schon ohne Seitenflächen geflogen und haben auch mit großen Verwindungen gearbeitet so wie das Bowers Team beim Prandtl Wing.
Und auch hier im Forum ist das doch common sense.

Oder habe ich irgendwas fundamentales an dem Prandtel Wing Vortrag nicht verstanden?

Gruß Ralf

 

[UweH]

Und auch hier im Forum ist das doch common sense

Hallo Ralf,

deshalb ist RC-Network auch schon lange weiter als die NASA, aber Al Bowers liest halt nicht bei RC-Network

Gruß,

Uwe.

 

[Ronald L]

Tja, Al Bowers beruft sich ja auch auf Literatur aus den Zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts. So neu ist das also nicht unbedingt.

Bei rcgroups habe ich noch ein bisschen was zum Sailwing gefunden. Aber leider wenig konkret. Er soll wohl ganz gut fliegen. Naja...

Wenn ich jetzt für den Mittelflügel ein modernes Profil mit kleinem positiven Moment oder sogar negativ wählen würde. Also z.b. etwas von Peter Wick. Was wäre denn ein passendes symmetrisches Profil für den Aussenflügel?

 

[mipme_kampfkoloss]

Ich habe ja auch nicht gesagt, dass es etwas total neues ist.
Ich schrieb nur das es mich daran erinnert...

 

[mipme_kampfkoloss]

Habe mir jetzt mal den Vortrag von Al Bowers angeguckt. Ist zwar interessant aber irgendwie erschließt sich mir nicht die Genialität seines Projektes. Er sagt, dass man das schon viel früher hätte erreichen können, wenn man sich die Messungen an den Flügeln der Vögel genauer angeguckt hätte.
Aber HATTEN die Horten Brüder das nicht alles schon viel früher erreicht? Die sind doch auch schon ohne Seitenflächen geflogen und haben auch mit großen Verwindungen gearbeitet so wie das Bowers Team beim Prandtl Wing.
Und auch hier im Forum ist das doch common sense.

Oder habe ich irgendwas fundamentales an dem Prandtel Wing Vortrag nicht verstanden?

Gruß Ralf

Hi Ralf,

sorry, dazu bin ich überfragt, da ich mich bei Hortens nicht auskenne.

Ich entnehme nur dem Vortrag, dass es nicht das gleiche wie das Hortenprinzip ist, da Al ja auch betont, dass die Lösung von Prandtl den Hortenbrüdern gefehlt hat. Was er genau damit meint, weiss ich auch nicht.

Fliegt man Hortenflieger mit positivem Wendemoment oder eher so wie die im Vortrag erwähnte B2 mit Bremsklappen?

Ich möchte mir im Sommer mal so einen kleinen Prandtl-D Flieger bauen. In UK gibts was nettes aus Holz:

FVT3 (v3) Prandtl Wing

NEW UPDATED VERSION 1200mm span Unique finless flying wing using Bell Shaped Lift DistributionComprehensive Deluxe Kit Contains High quality Laser cut balsa parts Selected 1.5mm Balsa wing sheet Preformed weighted nose block (approx 50g weight) Carbon Fibre Rod trailing edge 32awg Servo...

www.angelwingdesigns.co.uk

 

[UweH]

Er soll wohl ganz gut fliegen. Naja...

Hallo Ronald,

never change a running system....mein Rat: entweder Du baust ihn so wie er wohl im Original ganz anständig fliegt oder es ist eine komplette Neuauslegung notwendig.
Einfach nur Profile austauschen geht meistens schief weil die Abhängigkeiten zwischen den Grundparametern der Profile und der Flugmechanik zu eng miteinander verknüpft sind.
Das ClarkY hat einen großen negativen Momentenbeiwert, also die Tendenz den Flügel Richtung Nase zu drehen, die Verwindung hält hier dagegen.
Bei einem PW-Brettprofil statt dem ClarkY ist die Verwindung für das Gesamtsystem zu groß und muss mit Schwerpunktvorlage ausgeglichen werden, was sehr viel Flugleistung kostet. Damit wäre die durch try-and-error gefundene Balance des Originals dahin.

Zu Al Bowers: die Gebrüder Horten haben die vorher durch Ludwig Prandtl beschriebene Glockenauftriebsverteilung für ihre Nurflügel erfolgreich benutzt. Warum Al Bowers die weit fortgeschrittene Hortenentwicklung ausblendet und wieder bei Prandtl ansetzt als ob es die Hortens nicht gegeben hätte weiß ich nicht, es ist seine Entscheidung.

@ Kjell: Spreizklappensteuerung ist für das Konzept von Northrop z.B. bei der B2 zwingend notwendig weil es mit elliptischer Zirkulationsverteilung arbeitet und deshalb den negativen Wendemoment nicht reduziert. Passend ausgelegte Hortenflügel benötigen eigentlich keine Bremsklappen zur Steuerung, aber es ist oft von Vorteil wenn man die Hochachse separat steuern kann ohne zu rollen, deshalb haben viele der Hortenentwürfe auch Bremsklappen als Seitenrudersteuerung

Gruß,

Uwe.

 

[Ronald L]

Hallo Ronald,

never change a running system....mein Rat: entweder Du baust ihn so wie er wohl im Original ganz anständig fliegt oder es ist eine komplette Neuauslegung notwendig.
Einfach nur Profile austauschen geht meistens schief weil die Abhängigkeiten zwischen den Grundparametern der Profile und der Flugmechanik zu eng miteinander verknüpft sind.
Das ClarkY hat einen großen negativen Momentenbeiwert, also die Tendenz den Flügel Richtung Nase zu drehen, die Verwindung hält hier dagegen.
Bei einem PW-Brettprofil statt dem ClarkY ist die Verwindung für das Gesamtsystem zu groß und muss mit Schwerpunktvorlage ausgeglichen werden, was sehr viel Flugleistung kostet. Damit wäre die durch try-and-error gefundene Balance des Originals dahin.

Siehste, schon habe ich positiven und negativen Momentenbeiwert vertauscht .

Ich verstehe auch was du sagst, ich befürchte nur dass ich bei der Auslegung nachher von den Flugleistungen enttäuscht sein könnte. So wie der Flieger aufgebaut ist, könnte man die Verwindung am Aussenflügel auch veränderbar machen und ein wenig herumspielen bis man zufrieden ist. Der unverwundene Aussenflügel ist ja um einen konstanten Winkel gegenüber dem ebenso unverwundenen Innenflügel verdreht (angestellt).

Zu Prandtl: Der hat die Glocken Auftriebsverteilung nicht für Nurflügel und aus Gründen der Flugstabilität vorgeschlagen sondern um das Verhältnis von Auftrieb, Widerstand und Strukturgewicht zu optimieren. Und Bowers sagt erstmal, dass das auch die Optimierung ist, die manch ein Vogel evolutionär erfahren hat.

 

[UweH]

Zu Prandtl: Der hat die Glocken Auftriebsverteilung nicht für Nurflügel und aus Gründen der Flugstabilität vorgeschlagen sondern um das Verhältnis von Auftrieb, Widerstand und Strukturgewicht zu optimieren. Und Bowers sagt erstmal, dass das auch die Optimierung ist, die manch ein Vogel evolutionär erfahren hat.

Das weiß ich, aber Al Bowers nutzt die Glocke für Nurflügel, ebenso wie es die Hortenbrüder und ihr Team mehr als 70 Jahre zuvor taten, was also ist an Al Bowers Forschung neu oder evolutionär?

Wenn Du eine Neuauslegung ausprobieren willst, dann schau Dir mal das Tutorial im Link meiner Signatur an....sorry dass ich es nicht Prandtl-Tutorial genannt habe, aber Ludwig Prandtl hat das Prinzip ja nicht für Nurflügel benutzt, ich aber schon

Gruß,

Uwe.

 

[Röhrich]

Ich denke was Al Bowers treibt ist einfach die Weiterführung bzw. die Wiederbelebung alter Ansätze. Al Bowers ist sich der Arbeiten von Prandl und Horten sehr bewusst. Er kombiniert sie sozusagen. Prandl hatte den minimalen induzierten Widerstand bei gegebenen Strukturmasse im Sinn und Horten das Wenderollmoment.
In Kurzform kann man das in der Einleitung bzw. der Schlussfolgerungen eines Papers sehen.
https://ntrs.nasa.gov/citations/20160003578
" The bell spanload maximizes aerodynamic efficiency with a given structure, coordinates the roll-yaw motion so that birds are able to turn and maneuver without a vertical tail, and explains why birds fly in formations with their wingtips overlapped, as well as how birds use narrow wingtips without experiencing tip stall. The bell spanload also allows for improved aircraft designs, particularly all flying-wing aircraft and blended-wing body aircraft. Even conventional tailed aircraft can benefit from the improved aerodynamics and minimum structure approach. There are circumstances in which span constraints exist (such as extremely large transport category aircraft), in which cases current approaches provide better solutions. Neither Prandtl nor Horten followed through to the logical and complete conclusion of their work. Prandtl did not extend the upwash outboard of the wingtip, which would have answered the question of formation flight in birds, and he didnotfind the induced thrust at the outboard ends of the wings,which leads to proverse yaw. In turn, with his approximation and objectives Horten did not understand the origin of the induced thrust at the outboard ends of the wings for proverse yaw, and he did not prove that proverse yaw exists. It remained for the current authors to prove conclusively that proverse yaw is achievable through an efficient bell-shaped spanload, that an optimal solution integrating minimum structure and minimum drag can solve the problem of yaw control and stability of a flying wing, and that the bell spanload solution answers some of the great enduring mysteries of the flight of birds. In the case of the flight of birds, the bell spanload is the only viable solution".

Wenn man keine Spannweitenbegrenzung hat und die Strukturmasse eine Rolle spielt (wie eigentlich ja immer) dann ist das schon eine prima Sache. Das Seitenleitwerk kann man sich auch noch sparen. Wie so oft in der Wissenschaft - nichts wirklich Neues aber sauber aufgearbeitet und ein Stück weitergedacht.

 

[Rallef]

Oh da habe ich aber was ausgelöst mit meiner Frage...
Ja vermutlich habt ihr Recht - Al Bowers folgt dem Hortenkonzept aber arbeitet es nochmal sauber auf.

Auf jeden Fall habe ich Lust bekommen, mal einen Hortenentwurf anzugehen. Kommt da was Sinnvolles raus, wenn ich nach deinem Tutorial vorgehe Uwe und wirklich "from scratch" anfange oder nehme ich doch besser eine bewährte Auslegung und konzentriere mich lieber aufs Bauen?

 

[UweH]

Kommt da was Sinnvolles raus, wenn ich nach deinem Tutorial vorgehe Uwe und wirklich "from scratch" anfange

Hallo Ralf,
das weiß ich nicht...falls nicht liegts jedenfalls nicht am Tutorial, die meisten meiner Hortens fliegen gut und aus den vielen gut fliegenden Modellen ist das Tutorial zusammen mit alex ka. entwickelt worden

Trotzdem hat der Hortenbau noch einige konstruktive Fußangeln, z.B. die notwendige gerade Scharnierlinie bei nicht linearer Schränkungsverteilung, die Horten-Konstruktion macht schon viel mehr Arbeit als ein Brett oder ein gering geschränkter Pfeil mit Seitenflächen.

Da Du Zugang zu CAM-gefertigten Holzteilen hast kannst Du für den Horteneinstieg z.B. auch die Horti bauen, die Daten für den Bau bekommst Du gerne bei mir, ich hab erst letzte Woche wieder ein Datenpaket per Email an einen Interessenten verschickt: https://www.rc-network.de/threads/horten-horti-hortensegler-micro-elli.213180/page-14#post-3685864

Wenns etwas mehr Vorbild und etwas mehr Bauvergnügen sein soll wäre vielleicht auch die Ho XII in der neuen Version möglich, aber dazu müssten wir uns detaillierter direkt austauschen: https://www.rc-network.de/threads/horten-xii.242422/

Gruß,

Uwe.

 

[Rallef]

Hi Uwe,

vielen Dank für die Links und dein Angebot, dass wir uns ggfs. dazu auszutauschen.
Im Moment baue ich gerade noch was - vielleicht werde ich hier berichten.
Aber in jedem Fall lese ich mich mal durch die Threads und das Tutorial, damit ich etwas mehr weiß und nicht alles glauben muss ;-)

Gruß Ralf