Frank Ranis
User
Hallo,
jeden Monat lese ich hier mehrere Beiträge, in denen es um Ungewissheiten zum Thema Schwerpunktlage geht.
Ziel diese Beitrages soll es nun sein, eine brauchbare Methode zu entwickeln, die eine sichere Schwerpunktlage für den Erstflug liefert.
Dabei soll es egal sein um welchen Flugzeugtyp es sich handelt (Schwanzflugzeug, Nurflügel, Doppeldecker, Ente).
Es soll im ersten Schritt auch nicht auf Hochleistung ankommen, sondern nur das Modell sicher in die Luft und wieder auf den Boden zu bekommen.
Die Methode soll mit Hilfe von Aero-Software simuliert werden und dann in der Praxis getestet werden.
Dazu benötige ich eure praktische Mithilfe, um eine Tabelle zu erstellen, in die Daten von flugfähigen Modellen eingetragen werden.
Die Tabelle soll Werte zur
aktuellen Schwerpunktlage,
fliegbarer Schwerpunktbereich,
passende HR-Ausschläge
und EWD's,
Infos zum Modelltyp, eventuell Files der Aeroprogramme
enthalten.
Ich habe mir natürlich schon was ausgetüfftelt.
Ob die Idee in allen Fällen brauchbare Erstflug-Schwerpunktlagen wird sich am Ende zeigen.
Folgender Gedankengang:
Bei jeder stabilen Schwerpunktlage, sei das Modell agil oder träge gibt es einen, über das Höhenruder, gesteuerten Anstellwinkel bei dem, im extremen Langsamflug, die Strömung am Tragflügel abreisst.
Dieser max. Anstellwinkel ist nun Kern meiner Idee.
Im Programm rechnet man also zunächst den Anstellwinkel , bei dem es gerade die ersten Anzeichen eines Strömungsabrisses gibt.
Dabei sollten alle HR-Klappen neutral stehen und auch eine eventuelle EWD oder Verwindung möglichst klein gehalten werden, denn EWD ist gleichzusetzten mit einem HR-Ausschlag.
Solch einen Flugzustand findet man ja auch in der Praxis, wenn man das Modell aushungert bis es nicht mehr langsamer geht und dann plötzlich das Höhenruder losläßt.
Für einen kurzen Augenblick ergibt sich dann der Anstellwinkel alfa_max ohne HR-Steuerung.
Der Flieger muß nun eine gewisse Nickstabilität habe, damit er die Nase runter nimmt und seinen Auslegungstrimmzustand wieder erreicht.
Wir nun in der Software ein positives Stabilitätsmaß angezeigt ist zunächst erst mal alles OK.
Wie groß diese Stabimaß nun minimal sein muß , hoffe ich über eure Mithilfe und die Tabellenwerte herauszufinden.
Wird ein instabiler Zustand angezeigt , muß man die EWD bei Mehrflächenflugzeugen erhöhen, oder beim Nurflügel die Verwindung , bzw. beim Brettnurflügel ein Profil mit genügend S-Schlag einbauen, bis sich ein positives Stabi ergibt, ansonsten würde sich das Modell beim loslassen des HR aufbäumen.
Die passend zu diesem Flugzustand gerechnet Schwerpunktlage (Nenne sie man XS_1) ist nun die absolut hinterste , die man einstellen darf.
Allerdings darf man nun das Höhenruder nicht weiter ziehen, da man dann ja voll in den Strömungsabriss kommt.
Für die praktisch einstellbare hinterste Schwerpunktlage nimmt man nun einen HR-Ausschlag von z.B. -3°.
Ob diese -3° noch fliegbar sind weis ich nicht, hoffe auf die Tabelle.
Wir machen nun wieder eine Anstellwinkelrechung, wo sich wieder die ersten Anzeichen eine Strömungsabrisses zeigen.
Die daraus gerechnet Schwerpunktlage ist dann die hinterste Schwerpunktlage XS_2 , die wir benutzen sollten , um noch eine gewisse Wirksamkeit des HR (-3°) zu gewähleisten.
Für die vorderste Schwerpunktlage schauen wir uns nun den maximalen Auschlag an, den unser Höhenruder so hergibt.
Nehmen wir mal an , das seinen -15° (welchen sinnvollen brauchbare Ausschlag man hier später mal angibt, zeigt hoffendlich am Ende auch unsere Tabelle, -30° bis -45° HR wäre definitiv zu viel für meine Idee).
Nun also eine Anstellwinkelrechnung (erste Anzeichen des Strömungsabrisses) mit HR -15°.
Der hier gefundene Schwerpunkt XS_3 ist dann unserer vorderste Schwerpunkt, den wir nutzen können, um mit dem zur Verfühgung stehenden max. Höhenruderausschlag klar zu kommen.
Für den Erstflug stellen wir nun ein Mittel aus vorderem XS_3 und hinterem Schwerpunkt XS_2 ein.
Also XS_4 = (XS_3 + XS_2) / 2.
Der erlaubte Schwerpunktbereich erstreckt sich dann von XS_3 bis XS_2.
Es ist im Prinzip nun Wurst welche Art von Modell wir vor uns haben.
Die Methode sollte für alle Modellarten nutzbar sein.
Die Feinauslegung für eine Leistungstrimmung steht danach immer noch aus.
Das ist aber ein anderes Thema, hier geht es zunächst mal um eine sicher Schwerpunktlage für den Erstflug.
Die Tabelle , zusammengestellt aus euren Inputs, wird dann hoffentlich Werte liefern, um für verschiedene Flugzeugtypen einen Min-Max-Höhenruderauschlag zu finden den man dann in Zukunft für die Auslegung nutzen kann.
Hoffe nun auf eine rege Beteiligung und viele Beispieldaten für die Tabelle.
Gruß
Frank
jeden Monat lese ich hier mehrere Beiträge, in denen es um Ungewissheiten zum Thema Schwerpunktlage geht.
Ziel diese Beitrages soll es nun sein, eine brauchbare Methode zu entwickeln, die eine sichere Schwerpunktlage für den Erstflug liefert.
Dabei soll es egal sein um welchen Flugzeugtyp es sich handelt (Schwanzflugzeug, Nurflügel, Doppeldecker, Ente).
Es soll im ersten Schritt auch nicht auf Hochleistung ankommen, sondern nur das Modell sicher in die Luft und wieder auf den Boden zu bekommen.
Die Methode soll mit Hilfe von Aero-Software simuliert werden und dann in der Praxis getestet werden.
Dazu benötige ich eure praktische Mithilfe, um eine Tabelle zu erstellen, in die Daten von flugfähigen Modellen eingetragen werden.
Die Tabelle soll Werte zur
aktuellen Schwerpunktlage,
fliegbarer Schwerpunktbereich,
passende HR-Ausschläge
und EWD's,
Infos zum Modelltyp, eventuell Files der Aeroprogramme
enthalten.
Ich habe mir natürlich schon was ausgetüfftelt.
Ob die Idee in allen Fällen brauchbare Erstflug-Schwerpunktlagen wird sich am Ende zeigen.
Folgender Gedankengang:
Bei jeder stabilen Schwerpunktlage, sei das Modell agil oder träge gibt es einen, über das Höhenruder, gesteuerten Anstellwinkel bei dem, im extremen Langsamflug, die Strömung am Tragflügel abreisst.
Dieser max. Anstellwinkel ist nun Kern meiner Idee.
Im Programm rechnet man also zunächst den Anstellwinkel , bei dem es gerade die ersten Anzeichen eines Strömungsabrisses gibt.
Dabei sollten alle HR-Klappen neutral stehen und auch eine eventuelle EWD oder Verwindung möglichst klein gehalten werden, denn EWD ist gleichzusetzten mit einem HR-Ausschlag.
Solch einen Flugzustand findet man ja auch in der Praxis, wenn man das Modell aushungert bis es nicht mehr langsamer geht und dann plötzlich das Höhenruder losläßt.
Für einen kurzen Augenblick ergibt sich dann der Anstellwinkel alfa_max ohne HR-Steuerung.
Der Flieger muß nun eine gewisse Nickstabilität habe, damit er die Nase runter nimmt und seinen Auslegungstrimmzustand wieder erreicht.
Wir nun in der Software ein positives Stabilitätsmaß angezeigt ist zunächst erst mal alles OK.
Wie groß diese Stabimaß nun minimal sein muß , hoffe ich über eure Mithilfe und die Tabellenwerte herauszufinden.
Wird ein instabiler Zustand angezeigt , muß man die EWD bei Mehrflächenflugzeugen erhöhen, oder beim Nurflügel die Verwindung , bzw. beim Brettnurflügel ein Profil mit genügend S-Schlag einbauen, bis sich ein positives Stabi ergibt, ansonsten würde sich das Modell beim loslassen des HR aufbäumen.
Die passend zu diesem Flugzustand gerechnet Schwerpunktlage (Nenne sie man XS_1) ist nun die absolut hinterste , die man einstellen darf.
Allerdings darf man nun das Höhenruder nicht weiter ziehen, da man dann ja voll in den Strömungsabriss kommt.
Für die praktisch einstellbare hinterste Schwerpunktlage nimmt man nun einen HR-Ausschlag von z.B. -3°.
Ob diese -3° noch fliegbar sind weis ich nicht, hoffe auf die Tabelle.
Wir machen nun wieder eine Anstellwinkelrechung, wo sich wieder die ersten Anzeichen eine Strömungsabrisses zeigen.
Die daraus gerechnet Schwerpunktlage ist dann die hinterste Schwerpunktlage XS_2 , die wir benutzen sollten , um noch eine gewisse Wirksamkeit des HR (-3°) zu gewähleisten.
Für die vorderste Schwerpunktlage schauen wir uns nun den maximalen Auschlag an, den unser Höhenruder so hergibt.
Nehmen wir mal an , das seinen -15° (welchen sinnvollen brauchbare Ausschlag man hier später mal angibt, zeigt hoffendlich am Ende auch unsere Tabelle, -30° bis -45° HR wäre definitiv zu viel für meine Idee).
Nun also eine Anstellwinkelrechnung (erste Anzeichen des Strömungsabrisses) mit HR -15°.
Der hier gefundene Schwerpunkt XS_3 ist dann unserer vorderste Schwerpunkt, den wir nutzen können, um mit dem zur Verfühgung stehenden max. Höhenruderausschlag klar zu kommen.
Für den Erstflug stellen wir nun ein Mittel aus vorderem XS_3 und hinterem Schwerpunkt XS_2 ein.
Also XS_4 = (XS_3 + XS_2) / 2.
Der erlaubte Schwerpunktbereich erstreckt sich dann von XS_3 bis XS_2.
Es ist im Prinzip nun Wurst welche Art von Modell wir vor uns haben.
Die Methode sollte für alle Modellarten nutzbar sein.
Die Feinauslegung für eine Leistungstrimmung steht danach immer noch aus.
Das ist aber ein anderes Thema, hier geht es zunächst mal um eine sicher Schwerpunktlage für den Erstflug.
Die Tabelle , zusammengestellt aus euren Inputs, wird dann hoffentlich Werte liefern, um für verschiedene Flugzeugtypen einen Min-Max-Höhenruderauschlag zu finden den man dann in Zukunft für die Auslegung nutzen kann.
Hoffe nun auf eine rege Beteiligung und viele Beispieldaten für die Tabelle.
Gruß
Frank
