Seitenruderfläche für ein gegebenes Modell berechnen?

[Skippydi85]

Hallo zusammen,

mal eine Frage an die Aerodynamiker unter euch.
Meine Modelle lege ich vor dem Baubeginn mit FLZ_Vortex aus, um bestimmte Rahmenbedingungen festzulegen, und verschiedene Profilvarianten durchzurechnen.
Soweit so gut. Normalerweise klappt das auch gut, und die berechneten Werte stimmen auch ganz gut mit der Praxis überein.

Letztens habe ich ein RES Modell gerechnet und anschließend gebaut und geflogen.
Leider hat sich herausgestellt, das die Seitenruderwirkung nicht wirklich gut ist, milde ausgedrückt.
Gibt es eine Berechnungsmethode, die relativ sicher erkennen lässt, wie das Seitenruder auszulegen ist, bzw. wie die SR Wirkung in der Praxis sein wird?

Es geht mir nicht um irgendwelche Schätzmethoden, oder Erfahrungswerte. Es geht mir um eine korrekte (soweit wie möglich) Berechnung der Seitenruderfläche für ein gegebenes Modell.

Bin auf eure Erfahrungen gespannt.

 

[UweH]

Es geht mir nicht um irgendwelche Schätzmethoden, oder Erfahrungswerte. Es geht mir um eine korrekte (soweit wie möglich) Berechnung der Seitenruderfläche für ein gegebenes Modell

Ich habe mal einen Designer von personentragenden UL-Flugzeugen gefragt wie die Seitenleitwerksfläche korrekt berechnet wird.
Er sagte dass man dazu Vergleichszahlen nimmt, aber trotzdem ab und zu daneben liegt, deshalb gibt es so viele Flugzeuge mit Aerodynamikprothesen wie Gurney-Flaps am Seitenleitwerk

Bei den Nurflügeln gibt es einen Thread mit den Stabilitätsfaktoren für Seitenleitwerke, dort ist in Post #3 ein Diagramm mit Vergleichszahlen zur Bestimmung der Seitenleitwerksfläche für Leitwerker aus dem alten Buch von Thies incl. der dazugehörigen Formel angegeben, das ist auch heute noch ganz brauchbar: http://www.rc-network.de/forum/show...gsstabilität?p=1206507&viewfull=1#post1206507

Bei Zweiachsern wie den RES-Modellen sind V-Form und Massenverteilung zusätzliche Faktoren die einen starken Einfluss auf die Richtungsstabilität und Seitenruderwirkung haben und diese sind dazu noch stark vom Geschmack des Piloten abhängig.
Um all diese Einflußfaktoren zusammen zu bringen kommt man mit Erfahrungswerten und Vergleichszahlen wie aus dem Thies besser zum Ziel als mit theoretischen 2D-Simulationsverfahren.

Gruß,

Uwe.

 

[deftones]

Hallo Skippydi,

Letztens habe ich ein RES Modell gerechnet und anschließend gebaut und geflogen.
Leider hat sich herausgestellt, das die Seitenruderwirkung nicht wirklich gut ist, milde ausgedrückt.
Gibt es eine Berechnungsmethode, die relativ sicher erkennen lässt, wie das Seitenruder auszulegen ist, bzw. wie die SR Wirkung in der Praxis sein wird?

Ja, gibt es. Lies Dir mal diesen Artikel (ab Seite 13) von Mark Drela durch: http://www.rcsoaring.com/rcsd/RCSD-2004-08.pdf

Bei einem Zweiachser ist zur passenden Seitenleitwerksfläche auch die Spiralstabilität entscheidend. Neben dem Auftriebsbeiwert und dem Seitenleitwerkshebelarm geht dort vor allem die effektive V-Stellung ein. Mehr V-Stellung liefert dir auch ein höheres Schiebe-Roll-Moment. Wie man solche Flügel entwirft, hat ebenfalls Drela hier beschrieben: https://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=10371993&postcount=75

Jetzt kannst Du diese ganzen Vv, Vh, EDA und B Parameter für Deine eigenen Modelle nachrechen und schauen, was dir fliegerisch gefällt. Als Referenz gibt Drela alle Parameter für seine Konstruktionen in den frei verfügbaren Plänen an: http://www.charlesriverrc.org/articles.htm#On-Line Plans

Viel Spaß beim nachrechnen und umsetzen,
Benjamin

 

[Skippydi85]

@UweH und @Devtones

Vielen Dank für eure Tipps und Hinweise. Werde ich mir in Ruhe mal ansehen.

Gruß

Dietmar

 

[Aerofred]

xls für EDA und Leitwerksvolumen

xls für EDA und Leitwerksvolumen

Hallo Skippydi,



Ja, gibt es. Lies Dir mal diesen Artikel (ab Seite 13) von Mark Drela durch: http://www.rcsoaring.com/rcsd/RCSD-2004-08.pdf

Bei einem Zweiachser ist zur passenden Seitenleitwerksfläche auch die Spiralstabilität entscheidend. Neben dem Auftriebsbeiwert und dem Seitenleitwerkshebelarm geht dort vor allem die effektive V-Stellung ein. Mehr V-Stellung liefert dir auch ein höheres Schiebe-Roll-Moment. Wie man solche Flügel entwirft, hat ebenfalls Drela hier beschrieben: https://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=10371993&postcount=75

Jetzt kannst Du diese ganzen Vv, Vh, EDA und B Parameter für Deine eigenen Modelle nachrechen und schauen, was dir fliegerisch gefällt. Als Referenz gibt Drela alle Parameter für seine Konstruktionen in den frei verfügbaren Plänen an: http://www.charlesriverrc.org/articles.htm#On-Line Plans

Viel Spaß beim nachrechnen und umsetzen,
Benjamin

Hallo Benjamin und alle anderen,

ich habe die EDA-Berechnung um die Berechnung für Seitenleitwerksvolumen und Höhenleitwerksvolumen ergänzt. Es muß ja nicht jeder selber die gleiche Arbeit wiederholen. Bei den Beispielmodellen von Mark Drela stimmen nur die Flügelparameter, nicht die Leitwerksgrößen und Hebelarme. Wer die möchte kann sie aus dem link oben entnehmen und eintragen. Die "Response"-Daten stimmen und können als Vergleich für reale Modelle verwendet werden.

VG
Christoph

 

[deftones]

Hallo Christoph,

Bei den Beispielmodellen von Mark Drela stimmen nur die Flügelparameter, nicht die Leitwerksgrößen und Hebelarme. Wer die möchte kann sie aus dem link oben entnehmen und eintragen. Die "Response"-Daten stimmen und können als Vergleich für reale Modelle verwendet werden.

Die Aussage verstehe ich nicht ganz. Wenn ich die geometrischen Werte aus Drelas Plänen nehme, bekomme ich auch exakt die Leitwerksvolumen aus den Formeln, die in seinen Plänen angegeben sind. Falls Du meinst, dass sich Drela nicht immer an seine eigenen empfohlenen Wertebereiche hält, ist das richtig. Er bekommt auf Grund seines Leichtbaus und vor allem der Massenzentrierung auch so noch prima Flugeigenschaften hin.

Viele Grüße,
Benjamin

 

[Aerofred]

Hallo Benjamin,
ich habe nach den Plänen von Drela vor Jahren einen (mehrere) RES-Segler gebaut. Deshalb weiß ich nicht, wie genau ich mich an den Orginalplan gehalten habe, besonders das Seitenruder ist bei mir anders. Im XLS sind die Leitwerkswerte vom meinen Flugzeug auf die Allegros kopiert. Daher sind die Leitwerksvolumen der Allegros in der Realität vermutlich etwas anders. Auf keinen Fall wollte ich die Auslegung von Mark Drela in Frage stellen.

Nachtrag Windfahneneffekt: Rumpffläche x Hebelarm (Flächenschwerpunkt zum Neutralpunkt) / Hebelarm (Druckpunkt Seitenruder) = 0,94
D.h. durch Rumpffläche vor dem NP muß ich so rechnen, als wäre das Seitenruder 6% kleiner.

VG
Christoph