Stabilitätsfaktor für Richtungsstabilität

Chrima

User
Hallo Alle

Oft sprechen wir hier über die Längsstabilität (Stabilität um die Querachse), wo wir uns (selber bin ich da zwar eher zu faul dazu) jeweils an den am weitesten zurück liegenden Schwerpunkt herantasten.
Dies ergibt dann so einen Prozentwert.

Nun kam zudem die Diskussion über die Richtungsstabilität auf (die Krähe von Uwe habe einen zu kleinen Schwanz...:D ? ).


Wie wärs, wenn nun alle einmal ihre "gut" fliegenden Kisten nachmessen, den StabiFaktor zurückrechnen und hier veröffentlichen würden ?
Wie von Klaus auch schon angemerkt hilft natürlich auch ein weiter vorne liegender SP für die Richtungsstabilität im Kurvenflug. Vielleicht deshalb vorallem einmal Flieger messen, wo man nicht auf andere "Tricks" zurück greifen musste.

Peter Wick hält ja fest, dass der Wert von 42, welcher in der Formel vorkommt, ein Richtwert sei, je nach Geschmack/Mut(?) kann dieser auch vergrössert (Stabilität verkleinert) werden.

Hier noch einmal die Formel um bei existierenden Nuris zurück rechnen zu können;

STFs = F × b/2 / Fs / xs
F = Flügelfläche [dm2]
Fs = Seitenleitwerksfläche [dm2]
b/2 = halbe Spannweite [dm]
xs = Hebelarm [dm] von t/4 Punkt des Flügels zum t/4
Punkt des Seitenleitwerkes.


Macht Ihr mit ?
Muss nicht gleich sein, habe meine Flieger auch nicht hier... ;)

Wenn ja, zum resultierenden Faktor vielleicht auch noch sonst ein paar Eckdaten, wie Flächenbelastung, Streckung, bevorzugtes Flugprofil angeben !

Cool & Grüsse !

Christian
 
Ich mach mit

Ich mach mit

Jou.
Habe diesen Fred befürchtet, jetzt muß ich meinen Schweinehund überwinden, und messen gehen.:D
Aber dann wird die Formel ergänzt durch viele Praxiswerte. Und genau dafür soll ja ein Forum da sein.
Bei mir dauert es aber noch etwas. Und einige Bretter aus der Vergangenheit habe ich nicht mehr, und manche davon waren solche Teile, von denen man lernen konnte, wie es nicht sein sollte.

Servus.
Klaus.
 

Chrima

User
Super !

Super !

Das freut natürlich besonders ! :)

Hier hab ich gerade noch schnell die Seite aus dem "Thies" fotografiert, welche anscheinend der Ursprung zu den Überlegungen und der Kurzanleitung von Peter ist.

Da ich eben merkte, dass ich mich da schon ganz schön konzentrieren muss beim Berechnen, hoffe ich Ihr lasst Euch nicht evtl. entmutigen. Ansonsten könnt Ihr mir auch einfach möglichst viele Dimensionen angeben und ich rechne dann den Rest.

Grüsse
Christian
 

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Ich befürchte, das Thies' Formel für Bretter zu kurz greift, weil sie die Seitenflächen des Rumpfes nicht berücksichtigt. Beim Leitwerkler ist das zulässig, weil das SLW bei Weitem den grössten Einfluss auf den "Seiten-Neutralpunkt" hat. Beim Brett mit den kurzen Hebeln dürfte das nicht immer gegeben sein. Erschwerend kommt dazu, dass die reine Seitenprojektion des Rumpfes wahrscheinlich auch nicht relevant ist, weil seine "Kantigkeit" seine Wirkung als Seitenführungsfläche stark beeinflusst.

Aber so als Datensammlung sicher interessant. Wenn ich mich recht erinnere streuen aber auch bei den Leitwerklern die Seitenruder-Volumen-Koeffizienten um Faktoren. Seitenstabilität ist halt schon das Stiefkind bei der Auslegung. (Und oft genug auch bei den Grossen ein Grund für Massnahmen am fertigen Objekt.)
 

Merlin

User
Hier
http://www.rcsoaring.com/rcsd/RCSD-2004-08.pdf -> S.13
hat Mark Drela Formeln und Anhaltswerte für die Auslegung der horizontalen und vertikalen Leitwerksflächen angegeben.
Stellt man die Formeln ein bischen um kann man das Thies´sche Stab-maß in das Drela´sche umrechnen. STF_s = 1/2 *1/Vv
z.B. STF_s = 40 wird zu Vv = 0,0125 und
STF_s = 20 wird zu Vv = 0,025

Ein kleines STF_s bei Thies ist gleichbedeutend mit einer großen Seitenleitwerksfläche. Drelas persönliche Empfehlung ist ein Vv von ca. 0,025 ... d.h seine SLW sind doppelt so groß wie bei Thies:eek:

Ich bin jetzt wirklich gespannt was für Daten wir zusammentragen.

Gruß
Bernd
 
Zuletzt bearbeitet:

UweH

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Hallo.

ich mach natürlich auch mit und werde dann mal ein Mess-Wochenende einlegen. Bei mir ist es wie bei Klaus, einige Versuche hab ich nicht mehr und bei manchen ist das auch besser so. 3-4 Bretter mit Flugerfahrungen kann ich beisteuern (Pfeile wärens mehr) und auch wenn da 2 käufliche Modelle dabei sind geb ich die Daten mit den geflogenen Modifikationen an.

MarkusN schrieb:
Wenn ich mich recht erinnere streuen aber auch bei den Leitwerklern die Seitenruder-Volumen-Koeffizienten um Faktoren.
Es gab in der Aufwind mal eine Tabelle der Stabilitätsfaktoren von F3B-Modellen, die Streuung war tatsächlich erstaunlich groß. Wie ich immer sage, das richtige Maß der Richtungsstabilität ist auch immer eine Frage des persönlichen Geschmacks;)


Viele Grüße,

Uwe.
 
UweH schrieb:
Wie ich immer sage, das richtige Maß der Richtungsstabilität ist auch immer eine Frage des persönlichen Geschmacks;)
Was wahrscheinlich auch reinspielt, und in der geometrischen Betrachtung nicht berücksichtigt werden kann: Massenverteilung. Die ist bei der Längstabilität vernachlässigbar (wenn man nicht gerade Konzepte wie Leitwerkler und Bretter vergleichen will), bei der Rollstabilität resp. -Wendigkeit wird sie interessant, und bei der Gierstabilität möchte ich behaupten dominierend. Dynamische vs. statische Stabilität in anderen Worten.

Der Grund liegt in der unfairen Verteilung der Hebel. Die Störgrösse (Massenträgheit) hat einen grossen, und der wirkt auch noch im Quadrat. (Eigentlich sogar kubisch, denn die Fläche führt ja auch noch zu gosser wirksamer Masse.) Die stabilisierende Fläche dagegen sitzt am kurzen, im Fall des Brettes sogar sehr kurzen, Schwanz.
 

Chrima

User
MarkusN schrieb:
Ich befürchte, das Thies' Formel für Bretter zu kurz greift, weil sie die Seitenflächen des Rumpfes nicht berücksichtigt.
Hi Markus
Schön bist Du auch mal wieder hier ! :)
Weiss schon, ist ein (ur-) altes Büchlein, aber diese groben Anhaltspunkte, wie sie der Peter Wick dann auch auf einer Seite zusammen gefasst hat, sind eben schon hilfreich um dem "gemeinen Bastler" wenigstens den Start zu ermöglichen.

Bezüglich Massenträgheit weiss ich nicht, das würde ja dann heissen die "Schweren" hätten mehr Probleme wie die "Leichten", aber dies wird vielleicht durch die höhere Grundgeschwindigkeit auch wieder ausgeglichen!?

Gruss
Christian
 

Chrima

User
Merlin schrieb:
Nurmick (epp-versand): STF_S = 25,3 (Vv = 0,02)
Hallo Bernd
Danke für den Anfang !

Ich setz dann jetzt einmal hier den ermittelten Wert vom StrongRun ein. Thomas hat ja eigentlich den Stein ins Rollen gebracht ! ;)
Nachher einfach die Liste kopieren und ergänzen !


Modellsammlung
(Name,Einsatz,Pfeilung Nasenleiste,Flächenbelastung, Streckung -> ST-Faktor)

Nurmick, Hang,..., 15gdm, 5.5, -> 25.3
keinerlei Tendenz zum Schieben
StrongRun 01, Hang, 0°, 43gdm, 10.8, -> 38
keinerlei Tendenz zum Schieben
 
MassenVERTEILUNG

MassenVERTEILUNG

Hallo Freunde,

der Beitrag von MarkusN hat mich mächtig gefreut; ganz mein Reden: die MassenVERTEILUNG ist beim Brett sehr wichtig, also außen leichte Flügel bauen, und vorne und hinten auch leicht bleiben. Habe dies in den anderen Bretterabhandlungen hier im Forum schon so oft wiederholt, daß ich es später habe bleiben lassen.

@ Christian: im Schwerpunkt darfs dann schwerer sein, bis das gewünschte Fluggewicht erreicht wurde. Ein weiterer Vorteil bei leichten Außenteilen sind die Ausschläge: diese dürfen kleiner sein, um einen Effekt zu erreichen, also wird der Flieger effizienter. Und Thermik wird ebenfalls besser angezeigt und angenommen. Und die Bruchfestigkeit steigt enorm.

Servus.
Klaus.
 

UweH

User
Klaus Jakob schrieb:
im Schwerpunkt darfs dann schwerer sein, bis das gewünschte Fluggewicht erreicht wurde. Ein weiterer Vorteil bei leichten Außenteilen sind die Ausschläge: diese dürfen kleiner sein, um einen Effekt zu erreichen, also wird der Flieger effizienter. Und Thermik wird ebenfalls besser angezeigt und angenommen. Und die Bruchfestigkeit steigt enorm
...und so ganz nebenbei gilt diese Regel auch für andere Flugzeug-Spezies (in der Reihenfolge der Wirkung der Massezentrierung) wie Leitwerkler, NF-Pfeile, Hortens und natürlich, wie von Klaus beschrieben, ganz besonders die Bretter........
 

jls

User
Den Erfahrungsaustausch bzw. die Erstellung einer Datensammlung zur Richtungsstabilität von ungepfeilten Nurflügeln auf den Vergleich des Zahlenwertes eines Stabilitätsfaktors nach Thies oder Drela zu beschränken halte ich für nicht ausreichend. Kenntnisse über die Massenträgheit und Massenverteilung, Hebelarmverhältnisse, Geometrie und Profil des Seitenleitwerks sind bei der Bewertung ebenso zu berücksichtigen wie einer der o.g. Stabilitätsfaktoren. Der isolierte Vergleich der Seitenleitwerksstabilitätsfaktoren eines Alula mit einem Strong Run hätte wenig Aussagekraft.
Aus diesen Gründen möchte ich den Vorschlag zur Diskussion stellen, die Angaben zu einem Modell nach einem Schema zur Verfügung zu stellen, welches es dem Nutzer nach dem Interesse der Vertiefung in das Thema ermöglicht Angaben zu beziehen.

Hier mein Vorschlag:

Name des Modells
Erbauer, Hersteller

- b (Spannweite) (cm)
- t (Flügeltiefen, mittlere, Wurzel, Aussen) (cm)
- Streckung (b²/F)
- Tragflügelgeometrie (Trapez, Ellipse, ...)
- Tragflügelprofile, Wölbung, Dicke, Klappenwinkel für min. Sinken (Grad, mm)
- Schwerpunktlage (mm, Bezug Wurzelrippe,% Bezug t m)
- Gesamtgewicht des Modells (kg)
- Flächenbelastung (g/dm²)
- Flügelbaugewicht (g/dm²)
- Seitenleitwerksgeometrie (Höhe, Tiefen am Rumpf, Aussen) (cm)
- Seitenleitwerkshebelarm (Abstand t/4-Linie Tragflügel - t/4-Linie - Seitenleitwerk) (cm)
- Profil Seitenleitwerk
- Stabilitätsfaktor nach Thies

Allgemeine Modellbeschreibung

- Bauweise des Tragflügels (Balsa Rippe, Styropor mit Abbachibeplankung, ...)
- Ruderauslegung ( Tiefen Wurzel, Aussen) (mm,%), Anzahl der Ruderklappen
- Beschreibung des Rumpfes, Seitenansicht, Höhen, Querschnitt (mm)
- Verwendung des Modells (Hang, Thermik, ...)
- Beschreibung des Roll- und Schiebeverhaltens
- sonstige Gedanken zur Auslegung, Beschreibung der Flugeigenschaften, -leistungen
- Modellskizze, -zeichnung, Fotographie



Gruss

jls
 

UweH

User
jls schrieb:
Den Erfahrungsaustausch bzw. die Erstellung einer Datensammlung zur Richtungsstabilität von ungepfeilten Nurflügeln auf den Vergleich des Zahlenwertes eines Stabilitätsfaktors nach Thies oder Drela zu beschränken halte ich für nicht ausreichend.
Hallo jls,

vielen Dank für Deinen tollen Vorschlag, es bringt die Brettnurflügel sicher weiter wenn jeder der Lust dazu hat die Daten hier rein stellt die Du vorschlägst:)

Leider glaube ich, dass wir dabei auf die wenig aussagekräftige Anzahl von schätzungsweise ....ääähhh.. ich denke 3 (..zu optimistisch?:rolleyes: ) kommen....:D

Vorschlag: jeder der Lust dazu hat stellt die Daten rein die er ermitteln kann oder weitergeben möchte/darf. Ich denke Christians (Chrima) Vorschlag ist eine gute Grundlage und jeder Wert aus jls (bitte einen Vornamen, ich spreche mir manchmal vor was ich dann tippe und bei jls hab ich jedesmal einen Knoten in der Zunge, da, schon wdr:D ) Liste ist eine wertvolle Ergänzung....ist aber nur meine Meinung:rolleyes:

Ich werde morgen mal messen, aber ich werde und kann auch nicht so komplett die Hosen runterlassen wie jls das wll, voll ausgebaute Modelle mach ich nicht naggisch fürs Rohbaugewicht der Einzelteile, abr viellt habe wir ja ds Gleich gmeint?:D :D
..und ich will von jls mindestens 1 Brettmodell mit allen Angaben sehen, incl. Nacktbild......;)

Danke und viele Grüße,

Uwe.
 

Chrima

User
Klaus Jakob schrieb:
@ Christian: im Schwerpunkt darfs dann schwerer sein, bis das gewünschte Fluggewicht erreicht wurde. Ein weiterer Vorteil bei leichten Außenteilen sind die Ausschläge: diese dürfen kleiner sein, um einen Effekt zu erreichen, also wird der Flieger effizienter. Und Thermik wird ebenfalls besser angezeigt und angenommen. Und die Bruchfestigkeit steigt enorm.
Hallo Klaus
Verstanden, bei 2 identischen, gleich schweren Modellen ist dasjenige im Vorteil, welches die jeweiligen Massenschwerpunkte näher zum Zentrum hat. Da sollte es dann möglich sein ein kleineres SLW zu benutzen.

Hab den Markus so verstanden, als ob er sagt, dass leichte Thermikbretter weniger SLF brauchen, wie schwerere Hangflieger.

@jls; ich weiss nicht ob alle, die hier lesen den Ursprung der Diskussion kennen, deshalb hänge ich noch einmal die Kurzanleitung von Peter Wick an, welche den Ausschlag zur Diskussion in einem anderen Fred gab.
Aber nicht, dass ihr mir jetzt diese „vereinfachten“ Angaben in der Luft zerreisst. Wie schon oben erwähnt finde ich es sehr nützlich, dass es so einfache Angaben gibt, welche nicht das Ausmass von Nickel/Wohlfahrt haben… :D

Eine genauere Modellsammlung gibt es ja eigentlich schon bei Aerodesign. Hier wollten wir eben nur einmal schauen, wie gross die Konstrukteure hier ihre Seitenleitwerke entwerfen. Selber hab ich bei meinem eigenen kleinen Nuri z.B. gar nichts berechnet nur Augenmass (ho,hoo!).

Gruss
Christian

P.S: Eine ausführliche Modellsammlung hab ich auch schon einmal angeregt, dies dann aber nicht im Rahmen eines Threads, sondern irgendwo im Media- oder Wiki-Bereich !?
 

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Chrima

User
Hier mein kleines "gepfeiltes Brett". Klar im Moment haben wir hier ganz verschiedene Typen, die nicht miteinander vergleichbar sind. Aber später hats dann vielleicht für jedes zukünftige Projekt eine Referenzangabe.(?)


Modellsammlung
Name,Einsatz,Pfeilung Nasenleiste,Spannweite (cm),Flächenbelastung (gdm2), Streckung -> ST-Faktor

Nurmick, Hang,..., 110, 15*, 5.5*, -> 25.3
keinerlei Tendenz zum Schieben
StrongRun 01, Hang, 0°, 240, 43, 10.8, -> 38
keinerlei Tendenz zum Schieben
CHRIMA51, Hang, 23°, 160, 29, 6.8, -> 50
keinerlei Tendenz zum Schieben

*geschätzt
 

UweH

User
Hallo Leute,

ich hab gemessen und gerechnet und hier das Ergebnis meiner derzeit noch existierenden Bretter, die auch geflogen sind.

1. Freiflug Brett als Profiltest, es hat keinen Namen also nennt es vielleicht "Uwes Freiflug".
Freiflug UH.JPG

Das getestete Profil war dieses auf der Basis des EMX07.
EMX07-8%2C5-Schnabel.jpg

Bauweise: Balsa-Brettrumpf, Styrodurflächen mit Tesafilm und Strappingtape-Verstärkungen

Name,Einsatz,Pfeilung Nasenleiste,Spannweite (cm),Flächenbelastung (gdm2), Streckung -> ST-Faktor
Uwes Freiflug; Freiflug Test; 0°; 58,6; 12; 2,8; -> 47,5
Keine Tendenz zum schieben:D

2. Thermik Brett, hat ebenfalls keinen Namen, nennt es vielleicht "Uwes 2m-Brett"
CIMG1686.JPG

Es hatte das gleiche Profil wie oben, nur aufgedickt auf 8,5 %, 2-Achser, deshalb Seitenruder angelenkt.
CIMG1685.JPG

Bauweise vorgefertigte, ebene GFK-"Platten" mit vorher eingebrachten CFK-Verstärkungen auf Balsarippen in Positivbauweise. Auf dem Bild sieht man die "Giga-Flap", die die zentrale Höhenruderklappe ohne Ruderspalte ermöglicht, die Spalte wurden im ausgeschlagenen Zustand mit Tesa dichtgeklebt. Ruder stand bei langsamem Streckenflug im Strak.
CIMG1687.JPG

Thermikleisung war gut, die Streckenleistung konnte nicht befriedigen, mit den 15° Gesamt-V-Form konnten nach etwas andrücken (Fass-) Rollen nur mit Seitenruder geflogen werden:D

Name,Einsatz,Pfeilung Nasenleiste,Spannweite (cm),Flächenbelastung (gdm2), Streckung -> ST-Faktor
Uwes 2m-Brett; 2-Achs-Thermik; 0°; 200; 26,3; 8,4; -> 50
Keine Tendenz zum schieben

3. Hai XXL von EPP-Fly.de
Hai 2.jpg

Bauweise EPP mit Kohleholmen; Holme, Nase, Endleiste Ruder und diagonal gestrappt und mit Monta getaped,
Leitwerksprofil ebene Platte Balsa 5,5 mm Fertigdicke

Name,Einsatz,Pfeilung Nasenleiste,Spannweite (cm),Flächenbelastung (gdm2), Streckung -> ST-Faktor
HaiXXL; Hang; 23,7°/6°; 181,5; 22,5; 5,3 -> 54
Leichtes schieben bei hohen CA beim einleiten/wechseln von Kurven, keinerlei schieben im mittleren-schnellen Hangflug (keine Querruderdiff.)

4. Marder von EPP-Fun.de
CIMG8222.JPG

Seitenleitwerk modifiziert, wollte kein Coroplast-Leitwerk
CIMG8224.JPG

Bauweise EPP mit Kohleholmen; Holme, Nase, Endleiste Ruder und diagonal gestrappt und mit Orastick bespannt,
Leitwerksprofil ebene Platte GFK-Nase/Balsa-CFK-Fachwerk, 2,5 mm Fertigdicke

Name,Einsatz,Pfeilung Nasenleiste,Spannweite (cm),Flächenbelastung (gdm2), Streckung -> ST-Faktor
Marder; Hang; 7,5°, 151; 23; 6,1; -> 51,5
Leichtes schieben bei hohen CA beim einleiten/wechseln von Kurven, keinerlei schieben im mittleren-schnellen Hangflug (keine Querruderdiff.)


Ich hoffe das hilft ein bisschen, mir scheint ab Stabilitätsfaktor 50 tritt ohne angelenktes Seitenruder und bei 1 Klappe pro Flächenhälfte ohne Differenzierung bei hohen CA leichtes schieben beim einleiten von Kurven auf. Sobald der Flieger aber mal rollt dreht er sich wieder in die Kurve.
Ich habe auch einen sehr interessanten Artikel von Michael Wohlfahrt zu dem Thema in der Aufwind 5/1992 gefunden, aber er gibt dabei nur allgemeine Empfehlungen die sich im Wesentlichen mit den hier bereits beschriebenen decken. Weitere Maßnahmen von Michael Wohlfahrt zur Behebung von Problemen mit der Seitenbewegung bei Flugzeugen allgemein: "Gewichtsreduktion aller äußeren Flugzeugteile, Flugzeug vergrößern (!),
Schlechte Profile mit kleinem Auftriebsmaximum verwenden, Flieger leichter bauen und tiefer und schneller fliegen" :D

Viele Grüße,

Uwe.
 

laqui

User
Vergleich

Vergleich

Hallo,

vielen Dank an Christian für diesen Thread, da kommen doch einige kuriose Kreationen ans Tageslicht.
Hier meine Werte:

Strong Run V2 so wie er jetzt gebaut wird: 34
Kein schieben erkennbar und sehr gutes Handling von langsam bis Topspeed
Einsatzgebiet Hangflug und Thermik wenn es gut geht

Strong Thermik: 47
Kein schieben erkennbar, mit angesteuerten SLW perfektes Handling.
Einsatzgebiet Thermik und Hangflug bei leichten Bedingungen
SLW Profil beim Strong HQ 0/10

Marder EVO: 38

Einsatzgebiet Hanflug, sehr gutes Handling in allen Lagen.
Hier mal ein Bild:
SLW ebene Platte aus CFK Balsa CFK

CIMG2112.JPG

Mit dieser SLW Form habe ich schon sehr gut Erfahrungen an meinen Frettchen gemacht und es war ein sehr großer Unterschied zu Originalen bei gleicher Größe.
Bitte postet weiter es bringt alle ein Stück näher ans Licht.
Ansonsten hatte ich schon viele Bettnuris aber ich gehe so langsam dazu über nur noch eigene Konstruktionen zu fliegen.
 

UweH

User
laqui schrieb:
da kommen doch einige kuriose Kreationen ans Tageslicht.
..Thomas, was meinst Du damit?:rolleyes: ..sicher den Nurmick:D


laqui schrieb:
vielen Dank an Christian für diesen Thread
dem kann ich mich nur anschließen!:)
Es wäre schön, wenn noch viele Modelle dazu kämen, alle profitieren davon;)


Viele Grüße,

Uwe.
 

Melchy

User
Also, dann wolln'mer mal:

Brett 1 (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=54439)

Hier gibt es eine Elektro- und Seglerversion.

Die E-Version:

F = 46 dm^2
b/2 = 1000 mm
Fs = 4,2 dm^2
Xs = 270 mm

Stabilitätsfaktor nach Thies: 40,5.

Bei der Seglerversion ist die SLW Fläche 10% größer und der Hebelarm 10% kürzer, also derselbe Stab. Faktor.

Weitere Angaben (der E-Version):

Gesamtgewicht 1050g
Gewicht einer Flügelhälfte 230 g
SLW Profil: Ebene Platte, ca. 4% dick


Zur Wirkung:
Das Brett ist in beiden Versionen ziemlich agil aufs Seitenruder. Ich führe das auf die V-Vorm zurück, die hätte ruhig etwas geringer ausfallen können.
Wahscheinlich würd die Richtungsstabilität auch mit 10% kleinerem SLW noch ausreichen sein.

Viele Grüße

Bernd
 
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