Spiroids und Schränkung

[sbuerger]

Hallo zusammen,
gemäß dem guten alten Modelbauergrundsatz "Always change a running system" würde ich, nachdem die ersten Flugerfahrungen gesammelt sind, meinen Sine qua non (siehe hier) gern von Winglets auf Spiroids umrüsten (das Konzept mit angeschraubten Winglets schreit ja geradezu danach). Da aber Spiroids im Gegensatz zu Winglets auch einen horizontalen Flächenanteil haben, komme ich nicht so ganz klar mit der Frage, auf welche Achse ich den lege - zur Auswahl stünden die (1) Profilsehne an der Endrippe (mit 2,5° Schränkung zur Wurzel), (2) die Profilsehne der Wurzelrippe oder (3) "irgendwas" dazwischen...
So laienhaft stelle ich mir vor, dass Spiroids quasi eine Höhenleitwerkswirkung haben - was, wenn sie sich auftriebsneutral verhalten sollen, wohl für (3) spricht. Was aber den Aspekt der Wirbelverminderung angeht, habe ich dazu nicht mal eine laienhafte Vorstellung, sondern schlicht gar keine.
Kann mir da einer von den Beschlageneren mal auf die Sprünge helfen?

Tschöö
Stephan

 

[UPR]

Hallo Stephan,
ich hab ja beim Triad (3m Spannweite) mit verschiedenen Wingletkonfigurationen und auch mit Spiroiden experimentiert - nachzulesen auf http://www.das-nurfluegelteam.de/ unter "Wingletversuche von Uli Roidl". Bei den Spiroiden bin ich auch in die Fachliteratur gestiegen und habe bei meinen Experimenten auf eine Profilierung der Winglets verzichtet - was nach Meinung einiger Experten mein Glück war, denn mit Profilierung "wäre ich in Teufels Küche gekommen!!!"
.Meine Ausrichtung der Spiroiden war an der Profilsehne der Endrippe orienrtiert, wobei du ja auch - bei schraubaren Winglets - eine anschraubbare Endrippe nehmen kannst, an die du die Spiroiden anklebst und die hintere Bohrung als Schlitz auslegst, um mit verschiedenen Anstellwinkeln zu experimentieren.
Zur Wirbelverminderung: Der Triad flog mit den Spiroiden und den DSA-rohren deutlich "anders", hatte eine deutlich verminderte Landegeschwindigkeit, ließ sich deutlich langsamer kreisen und machte somit viel Freude. Zu den DSA-rohren hat ja HJU auf seiner Homepage "zanonia-flyers.de" einiges geschrieben und die Spiroiden wirken da ähnlich. Was du mit deiner "Sine qua non" noch ausreizen kannst - bei ihrem Gewicht und ihrer Spannweite - sei dahin gestellt. Zum Experimentieren lädt es ein - bau auf jedenfall außen so leicht wie möglich.
Schöne Grüße aus dem Allgäu

Uli

 

[sbuerger]

Hallo Uli,
das ist passend, dass du mir antwortest - schließlich hast du (auch wenn du dich wahrscheinlich nicht mehr dran erinnerst) mich auf dem Nuritreffen 2019 in Wehrheim zu dem Spiroid-Thema "angefixt". Ich habe dann auch versucht, mich dazu einzulesen, konnte aber nicht viel (für mich Verständliches) zum Thema finden - immerhin aber deinen Artikel beim Nurflügelteam und das, was an Links darunter noch funktioniert.
Was so ungefähr alle Aspekte der Dimensionierung angeht, bin ich immer noch völlig am Schwimmen... ich habe mir jetzt mal in Fusion360 das hier zusammengebastelt:

Orientiert habe ich mich dabei an Flächeninhalt und Position der bisherigen Winglets; im Gegensatz zu deinen Spiroids und den Abbildungen, die sonst noch so verfügbar sind, ist das Ergebnis aber sehr "langformatig"/rohr-ähnlich geworden. Da sollte ich wohl nochmal ran und den Durchmesser größer und die "Flächen"-Tiefe dafür geringer machen. Kann halt nur nachäffen, was ich so auf Fotos sehe - in der Hoffnung, dass das Ergebnis auch ohne Sachverstand segensreich sein wird.
Auf ein Langloch für die hintere Schraube verzichte ich lieber, da ist mir das eigene Augenmaß nicht geheuer - außerdem kann ich ja ggf. den Anstellwinkel einfach im CAD ändern und das Teil neu drucken.
Gewichtsmäßig liege ich mit dem bisherigen Design bei rund 7 g/Stück, während die bisherigen Winglets 8,8 g/Stück wiegen (im 3D-Druck brauchen flache Platten halt mehr Material zum Versteifen als räumliche Konstruktionen) - da sollte ich unter dem Aspekt, dass der Schwerpunkt mit Spiroids tendenziell nach hinten versetzt werden kann, noch Luft nach oben haben, oder?
Und, klar: Was den Sine qua non als Versuchsträger angeht, bin ich weit davon entfernt, Feinheiten auszureizen. Da geht's natürlich mehr um das grundsätzliche Experimentieren (aber auch die uneingestandene geheime Hoffnung auf positive Überraschungen ).

Tschöö
Stephan

 

[UPR]

Hallo Stephan,
ich hab damals im Netz gestöbert und bin letztendlich bei http://www3.dicca.unige.it/guerrero_old "Biomimetic spiroid winglets for lift and drag control " (der 2. Artikel von 2012) hängen geblieben und habe mir seine Entwürfe (Parallelogramm) auf den Triad umgerechnet. Ausgegangen bin ich vom Flächeneninhalt des ursprünglichen Winglets und hab das "näherungsweise" auf die Spiroiden umgemünzt. Und es hat funktioniert - wenn auch unprofiliert. Wer genauer hinguckt, merkt vielleicht, dass ich die Ausleitung aus dem Endprofil und die Einleitung zu Joel Guerreros Version vertauscht habe. Ging konstruktiv nicht anders und flog trotzdem. Bei all den Spiroiden-entwürfen sollte man H.J.Unvervehrts C-wing nicht vergessen, der am Pfeilflügel erprobt wurde.
Zu deinem Aspekt "rohrähnlich" - das kommt ja der Idee und Wirkweise des DSA-rohres nahe - und das Parallelogramm-Spiroid flog ich als einzige Version ohne DSA-rohr. Die damals gemessene Geschwindigkeit war mit Winglet auf DSA-rohr durchaus vergleichbar.
Ich wünsch dir weiterhin viel Spaß beim Konstruieren, "Drucken" und Erproben. Macht einfach Spaß und die Spiroiden zu rechnen ist wohl eine besondere Kunst - ich kann`s net.
Mach`s gut
Uli

 

[UPR]

PS. wer auf der alten Homepage von Mr. Guerrero landet muss noch die Publikationen anklicken, dann weiterscrollen. Viel Erfolg

 

[sbuerger]

Vielen Dank - da stehen doch wenigstens mal ein paar Zahlen an Stellen, wo selbst ich weiß, was sie bedeuten. Et voilà: Mein Spiroid "nach Guerrero".

Ich habe versucht, so viele Proportionskriterien des Guerrero-Versuchsmodells wie möglich auf den Sine qua non umzurechnen; letztlich musste ich aber in mehrfacher Hinsicht doch wieder Bauchentscheidungen treffen - Priorität habe ich auf das Verhältnis Spiroid-Gesamtfläche zum Flächeninhalt des Tragflügels gesetzt, den Öffnungswinkel und die "inkonsistente" Spiralform (hinterer Bereich mit rechten Winkeln) habe ich 1:1 übernommen. So erfüllt er jedenfalls auch schon mal die offensichtliche (und recherche-erschwerende) Grundvoraussetzung, in jeglicher perspektivischen Ansicht schief, krumm und falsch auszusehen:

Ein bisschen die Kanten "polieren" und die innere Stützstruktur anlegen muss ich noch, dann kann das Teil in den Drucker. Wann der erste Testflug stattfinden kann, steht noch in den Sternen - ich bin eh nicht so der Ganzjahrespilot, und im Moment iss sowieso mal wieder Essig mit Fliegen dank Lockdown. Will sagen: Mittelfristig bin ich noch für jeden Verbesserungsvorschlag zu haben, bevor ich mich ins Unglück stürze.

Tschöö
Stephan

 

[UPR]

Grüß dich, Stephan,
dein Spiroid sieht doch schon mal sehr gut aus - wo soll das Unglück "lauern"?. Bei Pfeilflügeln lässt sich das >Risiko< durch eine Schwerpunktvorlage doch etwas minimieren. Fliegt dein Sine qua non mit den Spiroiden ohne Spirenzchen, dann nimmst du den Schwerpunkt weiter zurück, bis die Flugleistung beim Langsamflug optimal oder 1:Backstein geworden sind. Du wirst bei der Ruderwirkung schnell merken, in welchem Bereich du bist. Da hilft nur viel Probieren und vielleicht auch LOGGEN und Filmen. Ich hab dabei schnell realisiert, wie sehr subjektive Wahrnehmung und klare Messungen differieren können. Aber das Experimentieren auf relativ neuem Gebiet macht doch unser Hobby so richtig aufregend und erfüllend. Viel Erfolg
Uli

 

[sbuerger]

Hallo Uli,
so, jetzt sind sie endlich "drauf". Sine qua non noch mit Winglets:

Und mit Spiroids:

Im Detail:

Wie man sieht, ist die "Grundvoraussetzung" des befremdlichen Aussehens auch am realen Modell voll erfüllt.
Praktisch ist, dass sich keine Schwerpunktänderung in messbaren Dimensionen ergibt.

dein Spiroid sieht doch schon mal sehr gut aus - wo soll das Unglück "lauern"?

Ich will's ja gar nicht beschwören. Muss aber der Tatsache ins Auge sehen, dass ich im Hinblick auf die aerodynamischen Eigenschaften lange nicht jeder Wirkung eine Ursache zuordnen kann.

Da hilft nur viel Probieren und vielleicht auch LOGGEN und Filmen.

Tja, es steht zu hoffen, dass (nicht nur) ich in der kommenden Saison mehr Gelegenheit zum Fliegen haben werde als in der vergangenen...

Aber das Experimentieren auf relativ neuem Gebiet macht doch unser Hobby so richtig aufregend und erfüllend. Viel Erfolg
Uli

Vielen Dank - das sehe ich genauso. Auch wenn so manches, was für mich neu und unerforscht ist, eigentlich schon ein alter Hut sein mag, gibt es doch nichts Aufregenderes, als wenn "ein Plan funktioniert".

Tschöö
Stephan

 

[UPR]

Hallo Stephan,
herzlichen Glückwunsch zur praktischen Umsetzung. Ich hab bei meinen Spiroiden aus Balsaholz die Eintrittskante abgerundet und die hintere Auslasskante verjüngt. Ich denke, das Verrunden kannst du ja noch via Schleifen machen. Hinten würde ich die Kante erstmal so lassen und Fliegen.
Ich staune immer wieder, was man mit den 3-D-Druckern alles herstellen kann.
Und jetzt lass uns nicht zu lange mit der fliegerischen Erprobung warten. Ich bin gespannt.
Bleibt gesund
Uli

 

[sbuerger]

Hallo Uli,
schleifen kann ich da nix - die Dinger sind hohl mit 0,5 mm Wandstärke. Eigentlich wollte ich die Verrundung der Vorderkanten im CAD machen, aber das ist dank der extremen Verwindung der Stirnfläche (kann man im Rendering oben erahnen) alles andere als trivial. Wahrscheinlich versuche ich aber nochmal, mich dranzusetzen, denn:

Und jetzt lass uns nicht zu lange mit der fliegerischen Erprobung warten. Ich bin gespannt.
Bleibt gesund

Diese zwei Anforderungen lassen sich - zumindest aus kategorisch-rechtlicher Sicht - derzeit schlecht unter einen Hut bringen: Im Teil-Lockdown dürfen wir maximal zu zweit auf den Vereinsplatz, aber natürlich hätte ich den Erstflug (von dem man ja nie weiß, ob es nicht auch der letzte sein wird) gern auf Video. Käme ich also mit einem Helfer zum Filmen, würde ich so das ganze Vereinsgelände vereinnahmen, womit ich wohl auf wenig Gegenliebe stoßen dürfte... naja, wie gesagt, ich bin eh so'n Schönwetterpilot, und 2020 bin ich aus verschiedenen Gründen so wenig zum Fliegen gekommen, dass ich erstmal mit unkritischen Schaumwaffeln trainieren müsste, um wieder halbwegs reinzukommen.
Aber so oder so, der Tag wird natürlich kommen. Und wenn ich es endlich mal schaffe, werde ich selbstverständlich hier reporten.

Tschöö
Stephan

 

[Gleitwinkel]

Hallo,

interessiere mich gerade für den Triad..
Heißt Eure Diskussion, dass der Triad abrisse hat?
Oder geht es nur um Verbesserungen ?
Gibt es vom Hersteller kein DSA hausseitig?

Und .. wisst Ihr was der kostet?
Wäre froh für einige Tipps

Beste Grüße
Marcus

 

[UPR]

Hallo Marcus, nein, Abrisse hatte der Triad nicht. Wingletfuss und Winglet waren zu schwer am Flächenende. Deshalb habe ich daran experimentiert. Wenn es dich interessiert, dann schau mal auf der Seite des "Nurflügelteams" unter `Wingletversuche von Uli Roidl`. Ansonsten über die Suchfunktion vom RCN "Triad, der neue Leistungspfeil". Darin schreibt auch der Konstrukteur Gerhard Auerswald, der hier unter "G.A" gefundern werden kann. Gehard hat auch DSA-Rohre samt Winglets für den Triad gebaut. Kontaktier ihn doch und alles Weitere könnt ihr besprechen.
Schöne Grüße
Uli

 

[Gleitwinkel]

Hallo Uli,
tolle Tips.. ich danke Dir!
Dieser Pfeil interessiert mich sehr.
Weiß noch gar nicht wo dieses Jahr das nächste
Nurflügel -Treffen ist. Vielleicht sehe ich dort mehr.
Aber .. stimmt .. ich werde GA kontakten.

Danke ! Wünsche viel Freude und bald ideales Wetter.

Schöne Grüße
Marcus

 

[sbuerger]

So! Was lange währt...
Gestern hat der Sine qua non denn endlich seinen Erstflug mit Spiroids absolviert. Das Flugverhalten war, sagen wir mal, prinzipiell "unauffällig" - wäre ich nicht an das Verhalten des Modells mit Winglets gewöhnt, könnte man sich durchaus einreden, dass "der eben so fliegt". Im direkten Vergleich allerdings stellt sich denn doch die Frage, ob es überhaupt Sinn macht, mit diesen Spiroids noch mit dem Schwerpunkt zu experimentieren: Die einzigen deutlich sichtbaren Effekte waren nämlich eine merkliche Ruderträgheit auf allen Achsen und ein um etwa 10% erhöhter Akkuverbrauch - beides Sachen, die ich weit jenseits jeglicher Erkenntnisse zur Kantenverwirbelung einfach der (in diesen Dimensionen ja recht heftigen) Spannweitenerhöhung von 860 auf 1000 mm zuschreiben würde. Wie oben geschrieben:

Ich habe versucht, so viele Proportionskriterien des Guerrero-Versuchsmodells wie möglich auf den Sine qua non umzurechnen; letztlich musste ich aber in mehrfacher Hinsicht doch wieder Bauchentscheidungen treffen - Priorität habe ich auf das Verhältnis Spiroid-Gesamtfläche zum Flächeninhalt des Tragflügels gesetzt,

Das war sicherlich ein Griff ins Klo - zumindest die Breite der horizontalen Teilflächen hätte ich wohl eher in Relation zur Spannweite setzen müssen, um der geringen Flügelstreckung von 3.68 Rechnung zu tragen. Da muss ich mich wohl gelegentlich nochmal drangeben.
Spaß gemacht hat das Ausprobieren aber so oder so. Und optisch war es mal eine Abwechslung zwischen all den F3J-Besenstielen auf unserem Vereinsplatz. ;P

Tachöö
Stephan

 

[sbuerger]

Den Erstflug habe ich auch filmen lassen - leider gab es dabei aber dermaßen massive Fokusprobleme, dass das Filmmaterial gerade mal noch zum Nachvollziehen des Flugs taugte; zeigen wollen würde ich das niemandem. Dankenswerterweise hat sich aber Michael (wersy) der Aufgabe angenommen, aus dem Gesamtflug die 90 brauchbarsten Sekunden zusammenzuschneiden, so dass ich zumindest das grundsätzliche Flugverhalten auch im Video zeigen kann:

https://www.youtube.com/embed/zFJfdytBYqk?wmode=opaque&start=0

Das sagt natürlich nicht viel aus ohne den Vergleich zum Verhalten mit Winglets. Das gibt es z.B. hier zu begutachten:

https://www.youtube.com/embed/f1igA_9Q18w?wmode=opaque&start=0

Wahrscheinlich hätte ich mich auch mit den Spiroids ein bisschen mehr trauen können, aber wenn man sich allein das Absacken im Looping anschaut, versteht man, versteht man, warum ich da nicht unbedingt die Grenzen austesten wollte...

Tschöö
Stephan

 

[mipme_kampfkoloss]

Hi Stephan,

irgendwie schwierig dazu was zu sagen. Außer - dass du die "normale" Version definitiv härter rangenommen hast, als die Spiro Version.

Von der Theorie her würde ich auch mal vermuten, dass bei der gewählten Model- bzw. Flugart das Spiroid nicht/kaum zum tragen kommt.
So weit ich gelesen habe, haben diese Randbögen (DSA-Rohr, Spiroid, etc) ja fast nur bei hohen Auftriebswerten ein positiven Beitrag.
Beim niedrigen Beiwerten - aka höheren Fluggeschwindigkeiten - sind sie durch die zusätzliche umspülte Fläche ja eher leicht negativ.
Bei hohen Anstellwinkeln sollen die Spiros bei Überziehverhalten und Manövrierfähigkeit besser / angenehmer sein.

Also ich glaube, wenn - dann du solltest eher im Segel- bzw. Ladeanflug mit hohen Anstellwinkeln unterschiede merken.
Vielleicht würde es daher reichen viele Landeanflüge mit anschließendem Durchstarten (mit wenig Gas) zu filmen und diese zu vergleichen.
Das geht sicher auch leichter zu filmen, als so ein kleines wendiges Model am Himmel zu verfolgen...

LG Kjell

 

[sbuerger]

Hi Kjell,
gute Idee, das sollte ich mal ausprobieren. Da mache ich auch vorher noch ein paar Flüge mit der Spiroid-Version, um ein halbwegs sicheres Gefühl zu kriegen, was damit geht - klar, du hast recht, dass ich die Winglet-Version deutlich härter "reite", aber mit den Spiroids war es halt erstmal verunsichernd, dass ich da nicht mit der gewohnten Spontaneität agieren kann.
Und ja, leichter zu filmen sind Landeanflüge auf jeden Fall.

Tschöö
Stephan