Warum unterschiedliche Profile bei Scalemodellen?

[paragerry]

Hi,

gleich mal vorweg: Entschuldigung für meine naive Unwissenheit

Meine Frage bezieht sich natürlich nur auf jeweils ein Modell - welches auch immer - egal ob B4, Grunau Baby, Mustang P-51, Piper J-3, oder was auch immer.
Es fällt halt auf, dass immer wieder zu lesen ist bei dem oder dem Modell nehme ich das oder das Profil.

Frage:
"Warum gibt es eben solche Scale Modelle mit unterschiedlichen Profilen? Ist es nicht möglich auch das Profil Scale zu halten oder haut da was mit den Flugeigenschaften nicht hin?"

lg,
Gerry

 

[MarkusN]

oder haut da was mit den Flugeigenschaften nicht hin?

Genau. Ein Profil das für die Re-Zahlen des Modellflugs entworfen wurde, wird IDR besser funktionieren.

Andererseits haben wir Jahrzehntelang die Profile der grossen zweckentfremdet, und das hat auch einigermassen gelklappt.

IDR sind aber die Profildicken zumindest am Inneflügel zu gross, um im Modell noch gute Eigenschaften zu haben.

Trotzdem würde ich z.B. bei einer wirklich schön scale gebauten Mustang oder Pilatus Porter am Randbogen nie ein anderes Profil als das originale verwenden. Der Profilumriss ist einfach zu typisch.

 

[Gast_14961]

Hallo Markus,

da klinke ich mich doch gleich einmal ein: ich plane den Bau einer DC-6 mit irgendwas zwischen 2m und 2,5m Spannweite.

Das Original hat folgendes Profil:
Root: NACA 23016
Tip: NACA 23012

Die beiden letzten Ziffern geben die Dicke in % an. Aus dem Wartungshandbuch der DC-6 (das mir vorliegt) geht auch die EWD hervor (4° an der Wurzel, 1° an der Spitze).

Was mache ich nun?

 

[MarkusN]

Zum Einen: die fünfstelligen NACAs haben einen schlechten Ruf bezüglich Abreisseigenschaften, für eine Mehrmotorige eher unerwünscht. (Dafür haben sie ein schön kleines Cm0.)

Zum Andern: 16% an der Wurzel ist noch tragbar, vor allem bei einer Mehrmotorigen, wo turbulente Luft über einen Grossteil der Fläche geblasen wird.

fünfstellige NACAs mit kleiner Dicke (das beginnt glaube ich schon bei 12%) machen ulkige Sachen an der Unterseite der Nase. Nicht unbedingt einfach zu bauen.

In Deinem Fall würde ich wohl NACA 2415 auf 2412 oder 2410 straken. (Alles Profile zu denen es viele gute Erfahrungen im Modellbereich gibt.) Schränkung dann so, dass die Strömung sicher innen zuerst abreisst. Dazu musst Du die entsprechenden Polaren konsultieren.

 

[Gast_14961]

Hallo Markus,

vielen Dank. Ich habe Profili und damit ist das ja kein Problem.

Kann ich die EWD (4° / 1°) dann übernehmen?

VIELEN DANK

 

[MarkusN]

Kann ich die EWD (4° / 1°) dann übernehmen?

Da würde ich eben die Abreisseigenschaften überprüfen. (Dabei hilft Profili auch) 3° Schränkung scheint mir reichlich, aber wenn es das braucht, damit die Wurzel zuverlässig vor der Flügelspitze abreisst, dann braucht es das halt.

EWD kommt raus, wie sie rauskommt; wichtig ist erstmal die Schwerpunktlage. Trotzdem willst Du das zum Einbau der Dämpfungsfläche natürlich ungefähr wissen. 2.5° mittlere EWD scheint für ein Modell eher viel. Im Modell bist du in der Regel eher bei niedrigeren CA unterwegs als das Original.

 

[Gast_14961]

Hallo Markus,

Schränkung und EWD sind ja die Werte des Originals. Die DC-6 ist ein viermotoriger Propliner.

Da ich praktisch keine Idee habe, was das alles bedeutet, benötige ich letztlich eine klare Empfehlung (wenn das überhaupt möglich ist, aber wie geht man das an, wenn eine Empfehlung nicht möglich ist?).

Die EWD kann man später praktisch nicht mehr verändern: Die HR sollen (scale) mit 0° stehen und die Fläche ist mit dem Flächenansatz (Fillets) fest verbunden. Man muss sich also schon vor dem Bau festlegen, wie man das einstellt.

Was sagt Deine Erfahrung dazu?

VIELEN DANK!

 

[MarkusN]

Meine Erfahrung beschränkt sich auf Segler mit Pendelleitwerk. Da ist EWD eine Frage der Trimmung.

Es gibt Schwerpunktberechnungsprogramme, die auch die EWD ausgeben. Das Problem dabei: Die definitive EWD wird auch in diesen Fällen erflogen. Du kannst zwar in der Berechnung ein Stabilitätsmass vorgeben; dazu gibt es auch Erfahrungswerte. Was dann aber zu den gewünschten Flugeigenschaften führt, auch noch unter Berücksichtigung des Sturzes, kann dann nur der Probeflug zeigen.

Das ist aber nicht so tragisch, wenn Du die EWD einigermassen getroffen hast. Das Höhenruder steht halt nicht ganz neutral.

 

[Yeti]

Die EWD kann man später praktisch nicht mehr verändern: Die HR sollen (scale) mit 0° stehen und die Fläche ist mit dem Flächenansatz (Fillets) fest verbunden. Man muss sich also schon vor dem Bau festlegen, wie man das einstellt.

Um das zu klären, musst du dir erst überlegen, bei welcher Geschwindigkeit das Höhenruder in 0°-Stellung sein soll. Dann musst die Momentenbilanz des Flugzeuges bestimmen und den erforderlichen Auf- oder Abtrieb am Höhenleitwerk ermitteln, der zum Erreichen des Gleichgewichts in diesem Flugzustand erforderlich ist und dann den Einstellwinkel des HLW so wählen, dass es diese benötigte Kraft ohne Ruderausschlag erzeugt. Das wäre aber eine eher ungewöhnliche Vorgehensweise

 

[Gast_14961]

OK, dennoch vielen Dank. Jetzt weiß ich wenigstens, was ich nicht weiß!

 

[Gast_14961]

Hallo "Yeti",

Das wäre aber eine eher ungewöhnliche Vorgehensweise

Bleibt die Frage, was die "gewöhnliche Vorgehensweise" bei einem Scale Propliner ist.

 

[Yeti]

Hallo "Yeti",
Bleibt die Frage, was die "gewöhnliche Vorgehensweise" bei einem Scale Propliner ist.

Ungewöhnlich an deiner Idee finde ich, den Einstellwinkel des Höhenleitwerks danach festzulegen, dass das Ruder bei einer bestimmten Geschwindigkeit in der 0°-Stellung ist.

"Gewöhnlich" wäre es, zunächst Leitwerksgröße und Hebelarm festzulegen (wenn's scale sein soll, ist das ja vom Original vorgegeben) und dann den Einstellwinkel so zu wählen, dass das HLW im gesamten abzudeckenden Geschwindigkeitsbereich funktioniert. Das heißt, dass du sowohl die Mindestgeschwindigkeit als auch die vorgesehene Höchstgeschwindigkeit erreichen kannst. Irgendwo zwischen Mindest- und Höchstgeschwindigkeit gibt es dann auch eine Geschwindigkeit, bei der das Ruder in der 0°-Stellung steht

 

[Gast_14961]

Vielen Dank. Aber woher soll ich den Geschwindigkeitsbereich kennen?

Und bei den Ruder- und Flächenformen (alles rund / trapezförmig) wage ich zu bezweifeln, dass mir ein mathematisches Modell (das ich nicht kenne) geeignete Werte vorgibt.

Wie hat man das den früher gemacht? Muss man wirklich Strömungsmechanik studieren (bin ich zweimal durchgefallen ), um ein Scale Modell zu bauen? Gibt es vielleicht einen Ansatz aus Erfahrungswerten, so etwas wie: bei einem mehrmotorigen Airliner nimmt man bis 2m Spannweite üblicherweise das Profil XYZ bei einer EWD von X°. Das passt hinreichend gut.

Übrigens rechnen die meisten Rechenprogramme den Schwerpunkt der DC-3 völlig falsch aus. Der errechnete liegt der SP viel zu weit hinten, was zu einem Totalverlust beim ersten Start führen kann. Wenn man nicht wirklich versteht, was man da rechnet, kann das auch sehr nach hinten losgehen.

Meine kleine DC-3 hat (völlig un-scale) ein Clark-Y. Der Konstrukteur hat es sich denkbar einfach gemacht: HR auf 0°, Unterseite Fläche 0°, was einer EWD von ca. 2° entspricht. Leider bin ich noch nicht geflogen. Aber die Unterseite meiner DC-3 sieht durch die flache Flächenuterseite einfach nicht sehr schön aus.

Was ich bis jetzt verstanden habe ist:

1. Das Originalprofil gibt i.d.R. bescheidene Flugleistungen (Reynolds-Zahl). Man sollte es nicht für das Modell verwenden.
2. Die EWD beim Original ist meist höher, als im Modell (Faktor 2?)
3. Die Schränkung vom Original ist ebenfalls i.d.R. zu groß für das Modell.
4. EWD erfliegt man (was bei einem Scale Airliner praktisch nicht geht; da muss man es beim Bau festlegen).

Ergebnis: keine Ahnung ob ich es überhaupt wagen sollte, eine DC-6 zu bauen. Am Ende fliegt sie wie eine Ente, weil ich völlig falsche Rechenprogramme nutzte und falsche Annahmen zugrunde legte.

Macht mir mal bitte Mut!

 

[Gast_14961]

Sorry, da habe ich noch etwas überlesen: ich meinte natürlich nicht dass das HR auf 0° stehen soll, sondern die horzontale Stabilisierungsfläche. Bei meinen einfachen Modellen steht das HR aber im normalen Flugbetrieb immer halbwegs 0°.

 

[Yeti]

Sorry, da habe ich noch etwas überlesen: ich meinte natürlich nicht dass das HR auf 0° stehen soll, sondern die horzontale Stabilisierungsfläche. Bei meinen einfachen Modellen steht das HR aber im normalen Flugbetrieb immer halbwegs 0°.

Ich gehe davon aus, dass alle deine Modelle langsamer fliegen, wenn du am Knüppel ziehst (Ruder gehen nach oben) und schneller werden, wenn du drückst (Ruder gehen runter). Mit Höhenruder 0° kann ein Flugzeug bei einer bestimmten Geschwindigkeit fliegen (bei ansonsten konstanter Schwerpunktlage, Motorleistung, Wölb-/Landeklappenstellung).

 

[Gast_14961]

OK, das ist dann der Grund, weshalb man bei Manntragenden eigentlich recht häufig (je nach gewünschter Steig / Sinkgeschwindigkeit) die Trimmung bedient. Beim Modell macht man das intuitiv.

Bleibt:

Was ich bis jetzt verstanden habe ist:

1. Das Originalprofil gibt i.d.R. bescheidene Flugleistungen (Reynolds-Zahl). Man sollte es nicht für das Modell verwenden.
2. Die EWD beim Original ist meist höher, als im Modell (Faktor 2?)
3. Die Schränkung vom Original ist ebenfalls i.d.R. zu groß für das Modell.
4. EWD erfliegt man (was bei einem Scale Airliner praktisch nicht geht; da muss man es beim Bau festlegen).

Ergebnis: keine Ahnung ob ich es überhaupt wagen sollte, eine DC-6 zu bauen. Am Ende fliegt sie wie eine Ente, weil ich völlig falsche Rechenprogramme nutzte und falsche Annahmen zugrunde legte.

 

[Yeti]

Ergebnis: keine Ahnung ob ich es überhaupt wagen sollte, eine DC-6 zu bauen. Am Ende fliegt sie wie eine Ente, weil ich völlig falsche Rechenprogramme nutzte und falsche Annahmen zugrunde legte.

Das liegt dann sicherlich nicht alleine an einer falschen EWD. Ein Modell zu bauen, das wie eine Ente fliegt, geht übrigens auch ohne Rechenprogramme.

 

[Ranger]

Hallo Alexander!

Genau diese Sorgen hab ich beim Konstruieren meiner PC-6 auch gehabt. Ihc hab sowas ja noch nie gemacht. Ich hab einfach einmal mit der Rumpfkonstruktion begonnen. So is das dann weitergegangen, hab mir Tips von Kollegen usw. geholt bezüglich Profil usw. und jetzt denk ich mir: Diese vielen vielen Stunden am Computer sollen nicht umsonst gewesen sein. Probier mas halt. Das is ja irgendwie auch das aufregende an dem Hobby. Die UNgewissheit, vorallem beim ersten eigenbau
Und: Mit gutmütigem Profil, sinnvoll gewählter EDW und sinnvollem Schwerpunkt (mal lieber bisl vorn am Anfang... oder??) fliegt fast jede Kiste. Und dann kann man weiterschauen.
Ich mach das halt so auf die Pioniermethode. Aber bin recht zuversichtlich.

Näheres dann im Laufe der Zeit unter "Bauprojekt PC-6" wo irgendwie manchmal nicht alle Photos funktionieren komischerweise...

Also nicht verzagen und sich trauen, zu fragen. Dann wird da schon was draus. Und das allererste Projekt muss ja echt nicht perfekt sein, denk ich mir...

lg
Johannes

 

[MarkusN]

Gibt es vielleicht einen Ansatz aus Erfahrungswerten, so etwas wie: bei einem mehrmotorigen Airliner nimmt man bis 2m Spannweite üblicherweise das Profil XYZ bei einer EWD von X°. Das passt hinreichend gut.

Macht mir mal bitte Mut!

Das funktioniert durchaus. Nur habe ich noch nie so etwas gebaut und kann dir die Erfahrungswerte nicht herbeten. Von Grund auf theoretisch errechnen wäre eher mein Ding.

Vielleicht meldet sich ja noch wer mit eigener Erfahrung.

So pauschal würde ich das mit der kleineren Schränkung nicht nehmen. Ich habe bloss etwas gestaunt über die 3°. Aber bei einem Airliner hat Sicherheit auch ein erhebliches Gewicht. (Treibstoffeffizienz allerdings auch.)

Profilwahl ist bei Motormaschinen übrigens bei weitem nicht so kritisch wie bei Seglern. Zum Einen reisst ein Motor im wahrsten Sinne des Wortes manches heraus, zum Anderen sorgen der Propellerstrahl und die Vibrationen für Turbulenz am Flügel und damit ohnehin nicht optimalen Widerstand aber sicher haftende Strömung.

Zu den Geschwindigkeiten: Die legst Du am besten aufgrund des nutzbaren ca-Bereichs der verwendeten Profile fest. Also nicht direkt Geschwindigkeit wählen, sondern Auslegungs CA. Sinnvollerweise ausgehend vom CA max. für die Landung, Langsamflug dann vielleicht 0.1..0.2 darunter, Schnellflug 0.05..0.1

 

[Gast_14961]

Vielen Dank und ich hoffe Gerry, Du verzeihst mir mein Thread-Napping

Ich werde mich dann man ein wenig belesen und hoffe immer noch auf die einfache Antwort aus der Praxis (s.o.)