Stealth-400 berechnen

[Paderpiper]

Hallo liebe Nuri Gemeinde,

nachdem ich einige Erfahrungen mit Nurflügeln verschiedener Bauart wie EPP Zagi, Holz Holiday und Selitron Gigant erflogen habe und durch Zufall gemerkt habe das mir das Horten Flugbild doch recht gut gefällt. (F4Y ohne Ohren fliegt gar nicht so schlecht) wollte ich mich mal näher mit der Materie beschäftigen.

Um das Programm mal auszuprobieren und etwas zu lernen habe ich jetzt versucht den bekannt genialen Stealth-400 Flügel vom Peter Kienzle mal im Ranis durchzurechnen, aber es will mir nicht gelingen!
Als Profil habe ich für dieses benutz: (4mm Selitron)

Stealth 400 Wurzel Stealth 400 aussen
1.00000 0.01538 1.00000 0.03076
0.99999 0.01538 0.99999 0.03076
0.90000 0.01538 0.50000 0.03076
0.30000 0.11538 0.25000 0.03845
0 0.01538 0 0.03076
0 0 0 0
0.30000 0.00000 0.25000 0.00000
0.90000 0.00000 0.50000 0.00000
0.99999 0.00000 0.99999 0.00000
1.00000 0.01538 1.00000 0.03076

Allerdings bekomme ich immer sonderliche Werte im Ranis.

<img src=http://www.paderpiper.de/stealthranis.jpg width=300>

vielleicht mag mir einer der Kenner hier ja einen Tip geben,

besten Dank

Thomas

 

[Peter K]

Hi Thomas,
schau dir mal die Abbildungen der beiden Profile im Ranis an, ob sie den Stealth-Profilen (Dreieck innen, ebene Platte außen) ähneln und ob die Unterseiten geschlossen sind. Die Koos sehen mir irgendwie komisch aus ...

 

[Paderpiper]

Hallo Peter,

danke erstmal für die schnelle Antwort aus berufenstem Munde!
Deine Flugzeuge sind einfacher zu bauen und zu fliegen als nachzurechnen
Naja, jedenfalls für mich.

(Dreieck innen, ebene Platte außen).

Hmm, naj, also in mprofil sehen sie so aus wie auf Deiner Zeichnung.
Ranis verrundet die immer etwas, sind aber zumindest sehr ähnlich.
Aussen habe ich keine ganz ebene Platte gewählt, sondern einen Ehren-mm eingerechnet. Die Dateien sind tatsächlich ne echte Spareingabe, ich glaube ich gebe das noch mal ordentlicher ein.
Leider hatte ich den Ranis Abdruck falsch eingebaut. Um den Server nicht über Gebür zu belasten hier ein einfacher Link zum Scan:
>klick <

Thomas

 

[Paderpiper]

so, grad nochmal neu eingegeben. Mit diesen Werten und abgeschaltetem Verrunden sieht das etwas stabiler aus:
Stealth 400 Wurzel
1.00000 0.00008
0.99900 0.00435
0.99600 0.00800
0.99200 0.01538
0.90000 0.01538
0.30000 0.11538
0.01600 0.01538
0.00800 0.00800
0.00435 0.00435
0 0
0.00435 -0.00435
0.00800 -0.00800
0.01600 -0.00800
0.30000 -0.00800
0.90000 -0.00800
0.99200 -0.00800
0.99600 -0.00800
0.99900 -0.00435
1.00000 0.00008

Aber eine brauchbare Polare wird leider auch nicht angezeigt, es ist bei jeder Re-Zahl im Tatalabriss.

 

[Peter K]

Das verrunden dees Profils kannst du abstellen, siehe Bild.

Du wirst aber noch einige Zwischenprofile machen müssen, um den Holmverlauf richtig zu rechnen ... das Ranis weiß ja nicht, dass der Holm entpfeilt ist.

aber Quatsch kommt da trotzdem auch raus ... die Luft ist halt gnädiger als EPPler und Ranis.

Fliegen tut die Stealth echt gut, nur das "warum" war schon beim Nuritreffen 2002 an der Waku ein großes, ungeklärtes Thema ... auch bei den Experten (li.)

 

[Peter K]

Hi,
hier ist noch ein Bild der Auftriebs- und Zirkulationsverteilung bei sin³ ... die typische Glocke zeigt sich im Schnellflug, bei höheren ca´s jedoch nicht mehr.

Es ist also zumindest eine Teil-Erklärung, wie bzw warum die Stealth funktioniert.

 

[Peter K]

Bei CA 0,433 sieht die Verteilung so aus ...

Mit den gerechneten Polaren kann man nix anfangsn, da das Profil in der Praxis offensichtlich ganz anders funktioniert als im Ranis ...

 

[UweH]

Mit den gerechneten Polaren kann man nix anfangsn, da das Profil in der Praxis offensichtlich ganz anders funktioniert als im Ranis ...

Na klar, das ist ja ein "vollturbulentes" Profil mit gleich 2 dicken Turbulatoren an der Nase und am Oberseitenknickpunkt. Das Eppler im Ranis kann mit der dadurch entstehenden sehr dicken Grenzschicht nichts anfangen
Das aerodynamisch wirksame Profil sieht durch den Grenzschichtverlauf sicher ganz anders aus als die "Hardware". Wenn jemand so eine tatsächliche Grenzschicht-"Profilform" um die Flügeloberfläche visualisieren könnte, das wäre sicher mal interessant

Damit der Flieger funktioniert ist das hohe Stabilitätsmaß Grundvoraussetzung (hier 17 %) und die trapezförmige Querruderform hilfreich. Wenn die Querruder kürzer sind und noch stärker trapezförmig ist man auch im Langsamflug näher an der Glocke gegen das negative Wendemoment, aber das lohnt bei so einen kleinen und einfachen Flieger eigentlich nicht, die einfache Baubarkeit ist da wichtiger.

Im Schnellflug mit niedrigem Flügelauftrieb ist die Glocke übrigens nicht notwendig weil der negative Wendemoment auftriebsabhängig ist.
In der Ranissimulation sollte man als Vergleichskurve lieber eine (rot gestrichelte) sin³ oder sin^4-Zirkulationsvorgabekurve verwenden statt der gezeigten (grünen) Verteilungskurve der vorhandenen Auftriebsbeiwerte

Viele Grüße,

Uwe.

 

[Paderpiper]

Fliegen tut die Stealth echt gut, nur das "warum" war schon beim Nuritreffen 2002 an der Waku ein großes, ungeklärtes Thema ...
..........
Mit den gerechneten Polaren kann man nix anfangsn, da das Profil in der Praxis offensichtlich ganz anders funktioniert als im Ranis ...

Tja „Grau, teurer Freund, ist alle Theorie“

Mich freut ja schon wenn es nicht nur an meinem Unvermögen liegt.
Und da ich nicht Faust bin folge ich mal Mephistopheles Rat und baue sie mir ohne zu wissen warum sie so gut fliegt.
Aber erst muss der F4Y wieder fertig werden, der liegt grad gehäutet auf der Werkbank und wartet auf eine Wellnesskur.

ein schönes Wochenende
und besten Dank

Thomas

 

[Peter K]

Hi Uwe,

die Zirkulationsvorgabe hatte ich angeklickt, aber leider nur die Gamma. Sin³ war eingestellt ... aber ne echte Glocke mit Abtriebsteil außen sehe ich hier trotzdem nicht. Scheint ne sehr leistungsfähige Horten zu sein


"Aber erst muss der F4Y wieder fertig werden, der liegt grad gehäutet auf der Werkbank und wartet auf eine Wellnesskur. "
Dann leg den Schwerpunkt gleich weiter zurück, denn ein F4U mit optimal weit hinten liegendem Schwerpunkt fliegt ohne Winglets bestenfalls sup-optimal :lol:

 

[Paderpiper]

Dann leg den Schwerpunkt gleich weiter zurück, denn ein F4U mit optimal weit hinten liegendem Schwerpunkt fliegt ohne Winglets bestenfalls sup-optimal

Ja, ne, das hatte ich schon beim "ohne" fliegen hingewogen bzw. grob geschätzt. Mann könnte natürlich die Winglets mit einer derart fetten Schraube befestigen das der Schwerpunkt beim abnehmen automatisch weit genug nach vorne kommt...... aber dafür habe ich ja bald die Stealth, dann darf der F4Y wieder F4Y sein. Er hat mir ja eh zu verstehen gegeben das er doch lieber "mit" fliegt wenn es richtig bläst.

Thomas

 

[UweH]

die Zirkulationsvorgabe hatte ich angeklickt, aber leider nur die Gamma. Sin³ war eingestellt ... aber ne echte Glocke mit Abtriebsteil außen sehe ich hier trotzdem nicht. Scheint ne sehr leistungsfähige Horten zu sein
Anhang anzeigen 367149

Hi Peter,

es sind 2 Maßnahmen die zu einer Auftriebsentlastung des Außenflügels führen und damit das negative Wendemoment bekämpfen im Nickel/Wohlfahrt beschrieben:
Schränkung und Schwerpunktvorlage.
Bei dem Stealth-Flügel ist etwas mehr Schwerpunktvorlage eingebaut als bei einer sauberen Glocke und dieser Streckung notwendig wäre und das gleicht die weniger optimale Schränkung (aus der Querruderform) aus. Da der Flieger sehr leicht ist, ist der Flügel-CA auch noch gering und wenn der negative Wendemoment vom Auftrieb abhängig ist dann hat das welchen Effekt?

Der Flügel stabilisiert in erster Linie durch die Pfeilung und die Schwerpunktvorlage, die Glocke braucht man nur zum einleiten von Kurven als angeblich bester Kompromiss aus Handling und Leistung. Wenn das Profil nicht richtig berechenbar ist, wie zuverlässig ist dann die Anzeige der Zirkulationsverteilung?
Die Grundprinzipien einer anständig fliegbaren Horten sind beim Stealth erfüllt und wenns funktioniert dann freuen sich die Nachbauer drüber, egal was das Ranis sagt
Bei anderen Flügeln muß man den Schwerpunkt weit vor legen wenn man ohne Winglets in die Kurve kommen will und oft passen dann die anderen Parameter wie Schränkung, Flügel-CA und Ruderform nicht mehr für schiebearmes fliegen.
Damit sind eigentlich schon die meisten Rätsel gelöst warum es mal funktioniert und ein andermal nicht.
Bei so einfach gebauten Fliegern im Zweifelsfall erstmal ausprobieren und dann das Ranis bemühen, das macht auch mehr Spaß als immer nachzuweisen was nicht funktioniert und dann machts jemand anders einfach nach seinem Bauchgefühl doch

Viele Grüße,

Uwe.

 

[Peter K]

Bei so einfach gebauten Fliegern im Zweifelsfall erstmal ausprobieren und dann das Ranis bemühen, das macht auch mehr Spaß als immer nachzuweisen was nicht funktioniert und dann machts jemand anders einfach nach seinem Bauchgefühl doch

Genau so ist es, die Stealth haben wir ja auch erst jetzt erstmals gerechnet - 7 Jahre nach ihrer Geburt.

Was mir jetzt beim rechnen aufgefallen ist: mit außen etwas weniger tiefen Ruder sollte das Modell noch besser steuerbar sein. Das kann gut stimmen, denn ich hatte an meiner Stealth die Ruder nachträglich auch etwas weniger tief gemacht (damals um den Schwerpunkt besser zu erreichen).

Thomas, wenn du dir eine baust, könntest du das ja mal empirisch untersuchen - erst ne Weile mit Rudern in O-Größe fliegen, dann diese nach außen um 2cm kürzen, den CG wieder einstellen und neu fliegen ... und GANZ wichtig: Uns dann berichten, welche Version besser fliegt...

 

[Paderpiper]

Thomas, wenn du dir eine baust, könntest du das ja mal empirisch untersuchen - erst ne Weile mit Rudern in O-Größe fliegen, dann diese nach außen um 2cm kürzen, den CG wieder einstellen und neu fliegen ... und GANZ wichtig: Uns dann berichten, welche Version besser fliegt...

2cm über die ganze Breite?
Ach ne, Du schreibst ja außen. Also beim Segler dann nicht 7,5cm sondern 5.
(a =30, so wollte ich sie bauen)
BTW: ist es generell bei Hortens und Verwandten besser aussen leicht, oder aussen schwer zu bauen? (Trägheit?) Weil ich würde tendenziell die Servos aus mechanischen Gründen weiter nach aussen setzen.

@ Uwe: hast schon Recht, ich wollte nur ein wenig Erfahrung mit dem Programm bekommen und dachte erst mal was einfaches zu berechnen. So kann man sich täuschen!

Wird gebaut und berichtet, F4Y fliegt eh schon wieder.


Thomas

 

[UweH]

Hallo Thomas,

außen leicht bauen ist besser, das ist bei Hortens wie bei Brettern so

Einfach ist ein Pfeil mit 2 m Spannweite, 1 kg Gewicht, 18° Pfeilung, Streckung 8, cm0=0-Profil und Zentralseitenleitwerk an einem kleinen Heckausleger
Mit so kleinen Fliegern wie dem Stealth400, die sich im Re-Zahlbereich unter 100 000 bewegen haben Berechnungsprogramme wegen dem sehr großen Grenzschichteinfluß Schwierigkeiten (Viskosität) und die Ergebnisse weichen in der Praxis oft deutlich von der Simulation ab

Viele Grüße,

Uwe.

@Peter: wie Du das mit den weniger tiefen Rudern meinst hab ich nicht so ganz verstanden, außen schmaler als in der Ranis-Ansicht oder was oder wie?

 

[Paderpiper]

Doppel groß?

Doppel groß?

nabend,

wir haben grade mal Teile rausgesucht. Ich habe hier noch eine etwas ältere Empfänger/Servo/Akku Sammlung die alleine etwa 250g wiegt.
Jetzt kam uns die Idee die Stealth einfach mit a=40 zu bauen.

Bei entsprechender Festigkeit müsste die doch sogar noch etwas besser fliegen, weil die Re. Zahlen etwas größer sind. Und der Aufwand ist in etwa der selbe.
Haben wir was übersehen?
Das währe doch mal ein schönes Schlechwetterprojekt.

Grüße
Jan
Thomas

 

[UweH]

Jetzt kam uns die Idee die Stealth einfach mit a=40 zu bauen.

Was bedeutet a=40, ich hab nicht so einen ausgeprägten AküFi

Bei entsprechender Festigkeit müsste die doch sogar noch etwas besser fliegen, weil die Re. Zahlen etwas größer sind.....Haben wir was übersehen?

Das Profil gehört zu denen, die bei niedriger Re-Zahl besser funktionieren als bei hoher, aber wo die Grenzen sind weiß ich auch nicht. Ihr könnts ja mal ausprobieren wenn die schweren Komponenten eh da sind

Viele Grüße,

Uwe.

 

[Paderpiper]

Was bedeutet a=40,

In Peters Plan ist jedes Maß auf die Wurzeltiefe (a) bezogen angegeben.
Spannweite 5a, Holmhöhe 0,1a etc.
Im Original ist a bei 26cm oder 30cm, also nicht so sehr weit weg.
Mit a040 kämen wir auf 2m Spannweite, da währen die Komponenten gut aufgehoben. Von der Festigkeit mach ich mir keine Sorgen, ein Jomari Gigant mit 1,6m ist ungetaped schon recht fest, wenn wir hir so ein bisschen Fasertape spendieren hält das schon.

so, einen angenehmen Abend

Thomas

 

[Paderpiper]

Was lange währt...
durch den "Horten sind eigenstabil" Thread wieder angeregt und aus Frust weil ich nicht zur Wasserkuppe konnte habe ich jetzt mal einen Stealth 400 gebaut.
Als Segler mit etwa 150cm Spannweite. Und da kein Depron zur Hand war habe ich den Kern aus Styropor geschnitten. Innen das Dreieckprofil, aussen "ebene Platte" mit 8mm. Das ganze erstmal nur so zum testen auf die Schnelle zusammengehauen, ohne Holme mit Glasfasertabe verstärkt und mit Paketband bespannt.

Ein kleines Filmchen vom allerersten Gleitwurf noch ohne Wurfkufe habe ich unter http://www.paderpiper.de/stealth.avi abgelegt.

Es fliegt sogar einigermassen. Hochstarts (an der Drachenschnur) gehen problemlos. Am Hang unter schwachen Bedingungen konnte ich den Vogel einige Minuten fliegen. (mein Holiday konnte sich so eben halten)
Den Schwerpunkt konnte ich noch nicht so genau erfliegen, ich kam einfach nicht hoch genug.
Jetzt überlege ich ob ich das weiter verfolge und ein paar Sachen versuche zu verbessern: (so zum netten Zeitvertreib)
- der Flügel ist zu labberig, ein Holm oder andere Verstärkung muss her. Eventuell reicht ja schon Packpapier mit Leim
- die Leistung könnte besser sein, erstmal muss alles von der Oberfläche ganz nach innen.
Welche Ideen gibt es da noch? Kann man eventuell wohl die Ruder ins Profil integrieren?

 

[Paderpiper]

Thomas, wenn du dir eine baust, könntest du das ja mal empirisch untersuchen - erst ne Weile mit Rudern in O-Größe fliegen, dann diese nach außen um 2cm kürzen, den CG wieder einstellen und neu fliegen ... und GANZ wichtig: Uns dann berichten, welche Version besser fliegt...

Peter, liest Du noch mit?
Ich war gestern mit der Stealth am Hang, wollte nur mal eben was ausprobieren und bin ne gute halbe Stunde bei guten Bedingungen geflogen. Ich bin ehrlich gesagt etwas überrascht wie gut die geht.
Natürlich ist der Durchzug nix bei 300g auf 150cm. Und alles was sich auf dem Rücken abspielt will sie nicht. Aber sie fliegt gut und ist gut zu steuern, auch bei etwas bockigem Wind in Schauernähe. Die Ruderreaktionen sind ähnlich wie bei nem 3D 3D Shockflyer. Macht auf jeden Fall viel Spass. Am witzigsten war gestern langes Luftparken direkt vor der Nase des Piloten.

Jetzt die Forschung: die Querruder habe ich aussen schon mal 5mm kürzer, das Trapez also flacher. Meintest Du das? Ich merke noch keinen Unterschied.

Für weitere Tests werde ich grad einen anderen Flügel bauen, bei mir ist ja der Holm durch die Bauweise nicht entpfeilt. Ich weiß nicht ob es was ausmacht, aber ich werde das mal versuchen entpfeilt hinzubekommen.
Dann will ich den etwas fester bauen, mit Holm. Eventuell ne Flügelteilung, das währe klasse. Mal sehen.

Auf jeden Fall liegt hier die Genialität in der Einfachheit der Form!

Thomas