Supernova F5J

Björn

User
Hallo zusammen,

an der ein oder anderen Stelle hier im Forum wurde die „Supernova“ schon mal erwähnt, jedoch haben wir bisher bewusst nicht viel darüber berichtet. Doch warum? Ganz einfach, weil es im Prinzip ein reines Projekt von Christian war, bei dem ich nur den ein oder anderen Input gegeben habe (z.B. Profile & Erfahrungen). Daher haben sich Bau und Flugerprobung bei diesem größtenteils 1-Mann Projekt deutlich länger hingezogen. Jetzt, nach gut 2 Saisons mit guten Ergebnissen bei Wettbewerbseinsätzen ist die Maschine soweit erprobt und optimiert, dass wir die Supernova hier kurz vorstellen möchten. Also….los geht’s:

Irgendwann im Herbst 2016, nach gut zwei Jahren Flugerfahrung mit der ursprünglichen Nova, führten Christian und ich mal wieder ein Gespräch über unsere individuellen Erfahrungen. Ich würde lügen wenn ich sagen würde, wir wären 100% zufrieden mit der ursprünglichen Nova gewesen. Mal abgesehen davon, dass es quasi keinen Schwerpunkt gab der bei einer Fülle von Wetterlagen hinreichend vernünftig funktionierte, so bestand das Hauptproblem darin, dass die Nova kaum bis kein Feedback darüber gab, ob man das richtige Flugtempo gewählt hatte. Strömungsabrisse oder „flaumiges“ Flugverhalten waren und sind bis heute quasi unbekannt und die Maschine fühlt sich immer so an, als wenn man eigentlich zu schnell unterwegs ist. Hinzu kommt eine eher breite Polare ohne deutliche Peakleistung. Die meisten werden sich an dieser Stelle sicherlich die Frage stellen: „Ja wo ist denn jetzt das Problem?“ Das kann man ganz einfach beantworten. Um heutzutage vorne Mitfliegen zu können, müssen Pilot und Modell gut aufeinander eingespielt sein. Das wird schwierig, wenn das Modell quasi keinerlei Feedback vermittelt ob man zu schnell oder zu langsam unterwegs ist. Die Notwendigkeit eines klaren „Feedbacks“ vom Modell wird zudem wichtiger, je untalentierter ein Pilot ist. Aus diesen Gründen zeigte sich bei der ursprünglichen Nova eine sehr deutlich ausgeprägte pilotenabhängige Spreizung in den erzielten Ergebnissen. Diese war eigentlich sogar deutlicher, als bei den meisten anderen Modellen zu dieser Zeit. Denn wenn einem erst die Stoppuhr, oder die noch fliegenden Gruppengegner zeigen, dass man das Modell nicht im passenden Fenster bewegt hat, dann ist es zu spät. Und Genau an diesem Punkt setzten nun unsere Überlegungen für eine „Nova-Pro“ ein, was letztendlich zur Supernova geführt hat.

Ziel war es, insbesondere den Außenflügel deutlich „aktiver“ zu gestalten um mehr Feedback zu liefern und ebenso sollte es wieder ein klarer ausgeprägtes Gleitzahl & Steigzahl Maximum geben. Da man dies nicht ohne Weiteres durch reine Änderungen der Flügelgeometrie oder leichten Modifikationen des Profilstraks erzielen kann, musste neben einer neuen Geometrie auch eine neue Profilierung her. Da ich parallel an der Entwicklung des Votan 2 arbeitete und es mittlerweile auch eine breitere Basis an GPS Flugdaten aus Wettkämpfen gab, war direkt klar, dass diese neuen Erkenntnisse mit in die Supernova einfließen sollten. Letztendlich basiert der Supernova Flügel auf einer komplett eigenen Profilreihe, welche ursprünglich für F3B gedacht war. Diese neuen Profile zeichnen sich insbesondere durch deutlich weniger Profilwiderstand im Bereich cA<0.10 aus. Wer den Bericht zur Nova kennt wird sich vielleicht erinnern, dass damals der niedrige cA Bereich als „nicht relevant“ angesehen wurde. Auf Basis der vorhandenen Messdaten zeigt sich jedoch, dass dies so nicht ganz zutreffend war. Daher war neben dem veränderten „Feedback“ eine verbesserte Schnellflugfähigkeit Hauptziel der Profilentwicklung. Vereinfacht gesagt, hat die neue Profilserie eine etwas größere Dicken und Wölbungsrücklage. Hierdurch verringert sich einerseits der Profilwiderstand im Bereich cA < 0.15 andererseits bekommt man eine deutlicher sichtbare Peakleistung. Da ja nichts ohne Schattenseite ist, erhöht sich durch diese Maßnahmen jedoch der Blasenwiderstand im wichtigen Auftriebsbereich CA 0.2 bis 0.4. Um dies etwas zu kompensieren, ist die Profildicke leicht reduziert. Auch wenn eine Reduktion der Profildicke über das gewählte Maß hinaus noch bessere Ergebnisse liefern würde, war dies mit dem Hintergrund „Hochstart & Baubarkeit“ aus unserer Sicht nur noch mit Risiko zu machen. Aus diesem Grund wurden die Profile so abgestimmt, dass man bis etwa 1400g Fluggewicht ohne Turbulatoren auskommt. Hier bietet die ursprüngliche Nova trotz dickerem Profil etwas mehr Potential für geringe Flächenbelastungen. Allerdings muss man hierbei auch der Realität ins Auge sehen, denn mit herkömmlicher Bauweise sind bei der ursprünglichen Nova Gewichte unter 1400g selbst für ein F5J-Layup nur schwer zu erzielen und zudem bis auf ganz wenige Wetterlagen auch nicht notwendig.

Auch wenn das Profil der Supernova nicht direkt mit dem der Nova verwandt ist, so sind die Polaren im Haupteinsatzbereich (0.10<cA<0.9) relativ ähnlich:
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Beispielhaft an der Typ-2 Polare eines Profils aus dem mittleren Flügelbereichs erkennt man, dass die Profile der Supernova zwar etwas weniger cA-Max generieren und daher früher einen deutlichen Anstieg des Profilwiderstands zeigen, auf der anderen jedoch einen deutlich geringeren Profilwiderstand unterhalb von cA 0.15 aufweisen. Dies ist insbesondere bei leichten F5J Modellen im Wettbewerbseinsatz hilfreich, weil es zu einer nicht unwesentlichen Verringerung der Sinkgeschwindigkeit im höheren Geschwindigkeitsbereich (Stichwort Wind & Rückraum) führt und dadurch den möglichen Taktikspielraum vergrößert. Hierfür soll, ohne weiteren Kommentar meinerseits, ein Vergleich der Flügelpolare von Nova und Supernova bei gleicher Flächenbelastung und jeweils optimaler Klappenstellung dienen:
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Da ich hier nur einen kurzen Einblick in die Konzeptidee hinter der Supernova geben möchte, ist das Thema „Profilierung“ hiermit dann auch abgeschlossen. Ab jetzt geht’s um geometrische Auslegungsaspekte.

Im Vergleich zur Nova, hat die Supernova eine etwas erhöhte Streckung, deutlich weniger Flächeninhalt und schmalere Randbögen. Die prinzipielle Flügelgeometrie der SN kommt diesmal von Christian selbst und wurde nur im groben Rahmen von mir beeinflusst. Die reduzierte Flügelfläche (geringere Tiefe) verringert das Modellgewicht bei gleicher Flächenbelastung und reduziert damit die Massenträgheit. Zudem reduziert sich die widerstandsbehaftete Oberfläche des Flügels, jedoch geht dies einher mit erhöhten Profilwiderstandsbeiwerten auf Grund geringerer Reynoldszahlen. In Summe wurde der Widerstand im Schnellflug durch diese Maßnahme jedoch verringert.
Die reduzierte Flügeltiefe im Randbogenbereich reduziert die Massenträgheit um die Längsachse (erhöhte Rollwendigkeit) und sorgt gleichzeitig für mehr Feedback auf Grund eines ausgeprägteren Abrissverhaltens. Ebenso steigt auf Grund der geringeren lokalen Reynoldszahlen der Effekt von wandernden Ablöseblasen, was dem Modell im Vergleich zur Nova mehr „Leben“ geben sollte. Man kann sich gut vorstellen: Was wir hier probiert haben ist ein wenig „Spiel mit dem Feuer“, denn es war schwierig abzuschätzen, wo der beste Kompromiss lag. Aus aktueller Sicht kann man sagen, dass es für den heutigen F5J-Einsatz gut funktioniert hat. Das Abrissverhalten ist, für den typischen F5J Gewichtsbereich, wie gewünscht leicht vorhanden. Mit angepassten Settings ist man hier jedoch auch in Bodennähe nicht wirklich limitiert. Vielmehr zeigt einem die Supernova rechtzeitig, das man zu langsam unterwegs ist. Erhöht man jedoch das Modellgewicht auf > 1800g, dann merkt man die im Vergleich zur Nova reduzierten Reserven. Hier ähnelt das Abrissverhalten der Supernova dann eher einem leichten F3B Modell.

Neben dem Flügellayout ist die Abstimmung von Leitwerksvolumen und Hebelarm ein sehr entscheidender Faktor was das Flugverhalten angeht. Hier wird oftmals wenig Optimierung betrieben, jedoch ist dies ein wichtiger Punkt. Im Gegensatz zum Tragflügel, der insgesamt mit weniger Reserven ausgelegt wurde als es bei der Nova der Fall war, war es beim Rumpf-Leitwerkslayout das Ziel, das Dämpfungsverhalten und damit die „Spurstabilität“ zu vergrößern um mehr Kontrolle und Ruhe ins Bodennahe Kreisen zu bekommen. Hierzu wurde der Hebelarm dem damals beginnenden F5J Trend folgend vergrößert. Zudem wurde der zwar äußerst stabile, aber auch von seinen Abmaßen her eher "robuste" Leitwerksträger im Querschnitt deutlich verkleinert.
Das Leitwerk ist etwas kleiner als bei der Nova, jedoch ist das resultierende Leitwerksvolumen in Relation zum Flügel größer. Zusätzlich dazu, setzt die Supernova auf eine TP29 basierende Profilierung des Leitwerks. Wir haben hier bewusst ein anderes Profil gewählt als bei der Nova, denn es gab damals schon die ersten Hinweise darauf, dass dieses einen zumindest größeren Anteil am zuvor schon beschriebenen „Schwerpunktproblem“ hat. An dieser Stelle sein noch kurz erwähnt, dass sowohl Rümpfe, als auch Flügel, von Supernova und Nova untereinander kompatibel sind, da die Wurzelrippe der Nova auch bei der Supernova verwendet wurde um eine Art „Baukastensystem“ zu schaffen.

Zu guter Letzt gibt’s da noch das Thema V-Form des Flügels. Ursprünglich war für die Supernova eine leicht höhere aber generell typische F3J V-Form angedacht. Basierend auf den Erfahrungen die ich bei der Optimierung der Nova hinsichtlich aktuellem F5J gemacht habe, hat Christian ähnliches am Prototyp der Supernova getestet. Letztendlich sind wir auf vergleichbare Ergebnisse gekommen (~5.5-6° je Seite am Mittelverbinder). Auch wenn dies im ersten Moment optisch etwas fremd wirkt, (am ehesten passt da ein Vergleich mit einem 1m 2-Achs DLG wie dem Elf), so sind die Benefits für die F5J Aufgabe so groß, dass man sich sehr schnell an die Optik gewöhnt. Interessant ist hierbei, dass sowohl Supernova als auch Nova keinerlei der typischen Nebeneffekte wie beispielsweise Schaukeln“ oder „Rollen“ aufweisen, die man von anderen Modellen mit viel V-Form (da dann im Außenflügel) her kennt. Der Grund hierfür ist uns bis jetzt noch nicht ganz klar.

Nun aber genug zur Auslegungsphilosophie und hin zur wichtigsten Frage: „Wo steht die Supernova im Vergleich zu den bewährten F5J Modellen?“
Generell kann man so eine Frage nur bis zu einem gewissen Grad beantworten, denn die individuellen Vorlieben und Bedürfnisse eines Piloten sind unterschiedlich. Christian kommt mit der Supernova sehr gut zurecht und erfliegt hervorragende Ergebnisse. Gleiches gilt für mich und die Nova+. Daher kann man sagen, dass die Leistungsfähigkeit auf Augenhöhe mit bekannten Größen wie Prestige-2PK, Explorer Q4/Q5, Plus-X, Ultima-2, Eternity und Nova+ ist. Wenn wir nun die Supernova versuchen müssten mit ein paar wenigen Stichworten zu beschreiben dann wären das:
  • Sensibel... sie zeigt gut die Beschaffenheit der Luft an
  • sichtbar dynamischer & flüssiger Kreisflug
  • sehr hohe Steiggeschwindigkeit
  • gute Streckenflugleistung
  • feinfühliges Steuerverhalten
  • ausreichend Auftriebsreserven für F5J
  • eigenständige Optik
Zusammenfassend: ein aus unserer Sicht sehr gutes Modell mit viel Potential!

Ich bin an dieser Stelle nun fertig mit meiner Vorstellung des Projekts "Supernova". Es folgen nun noch ein paar Impressionen, inkl. 3-Seiten Ansicht. Sollte es Fragen geben, stellt Sie und wir versuchen diese zu beantworten.

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PS:

Wenn jetzt jemand Interesse an der Supernova bekommen haben sollte, dann hier die traurige Nachricht: das Modell gibt’s quasi nur gebraucht. Da wir aktuell schon wieder am nächsten Gemeinschaftsprojekt arbeiten (Booster-F5J), gibt’s eventuell die Möglichkeit sich einen Formensatz auf Basis der Urmodelle zu erstellen. Hierfür einfach mal Christian eine Nachricht schicken
 

Buxus

User
OffTopic: Nebenbei F5j, ich hab mir jetzt ein paar Youtube Videos von Wettbewerben angesehen, hatte bisher keinen Kontakt zu diesen Seglern. Aber ich frage mich, kann es leicht sein das die ziemlich unter Motorisiert sind? Vom Gewicht her ist es ja verständlich aber beim Video in Bulgarien sind die durch den Wind doch arg weit abgetrieben. Ich fang erst gerade an mich damit zu befassen, hab auch einen Eigenbau F5J auf einer Börse erbeutet.
 
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