Washout für eine B17

[UnitysFalcon]

Guten Tag Liebe RC-Gemeinde.

Ich habe eine frage an die Aerodynamic Profis unter Euch.

Ich konstruiere eine B17 flying fortress in fusion360, als grundlage dient ein marutaka plan
Gebaut wird dann in GFK bauweise, also ich drucke negative aus pla und diese werden dann laminiert.


ein paar generele daten zur b17:
profil der tragfläche am rumpf ist naca 2418, verlaufend zum flächenende naca 2414.
höhenleitwerk hat naca 0012.
die tragfläche hätte eine ewd von 2 grad pos, das höhenleitwerk ebenso und die motoren 2 grad nach unten, gemessen anhand der rumpf mittellinie.
es gibt 2 versionen, ein prototyp mit 3m spannweite und die endgültige version hat dann 4.5m spannweite.
gesammtflächenbelastung zwischen 70-90g /m², also das ganze soll relativ leicht werden und langsam fliegen.

nun zur Washout frage:
wenn ich nun den winkel an der flächenspitze reduziere, sollte ich dann am rumpf den winkel ein wenig erhöhen um die gesammt ewd beizubehalten? also zum beispiel am rumpf dann 2.5 grad und an der spitze 1 grad pos?
wie sehr sollte man die fläche verziehen, was ist gesund?

Wäre froh um eure meinung.

Liebe Grüsse
Falcon

 

[Wilf]

Ok, ok, Du willst eine geometrische Schränkung einbauen.
Nur, was ist ein/eine Washout????

 

[fly-bert]

Washout wird in manchen Programmen als Schränkung definiert, jedenfalls bei meinem.

 

[washout]

Hallo Falcon, bei Deinen entstehenden grossen Fliegern würde ich die Schränkung weglassen.
Gruss Dietmar

P.S. Wilf
Die Schränkung: click

fly-bert war schneller

 

[Malmedy]

Hallo Falcon,

wenn du einen Einstellwinkel F von + 2 Grad und einen Einstellwinkel HR von ebenfalls +2 Grad hast (so, wie du schreibst), hast du eine EWD von 0 Grad. Wenn du dann den Motoren noch einen Sturz von - 2 Grad gibts, wird das Modell kaum vom Boden weg kommen und in der Luft müsste brutal HR hoch getrimmt werden, um geradeaus zu fliegen. Will sagen: Nicht so gut!
Die B-17 ist ein langsamen Bomber und in der von dir geplanten Größe lässt sich das auch fliegerisch/optisch gut umsetzen. Die EWD sollte ca. + 1,5 bis + 2 Grad betragen, der Motorsturz könnte gegen 0 weisen.
Da die Fläche der B-17 eine rel. hohe Streckung hat, könnte im letzten Drittel eine kontinuierlich auflaufende Schränkung von - 1,5 bis - 2 Grad hilfreich sein, so dass das Flächenende in Normalfluglage eine EWD von 0 Grad hätte.
Damit keine Begriffsverwirrung entsteht: EWD heißt Einstellwinkel Differenz, d.h. Einstellwinkel Fläche minus Einstellwinkel Höhenruder.
Einstellwinkel ist der Winkel zwischen einer Profilsehne und der Mittelachse des Flugzeugs.

Grüße
Michael

P.S.: NACA 2418 ist ein fast symmetrisches Profil, das zumindest bei geringer Geschwindigkeit (Bomber!) zur Auftriebserzeugung einen positiven Anstellwinkel benötigt. 2814 ist da nicht so empfindlich, aber eine Schränkung gibt einfach zusätzliche Sicherheit ohne spürbaren Leistungsverlust.

 

[UnitysFalcon]

Danke Michael für die infos, ich hab immer ein durcheinander mit EWD und EW.
also würdest du empfehlen den motorsturz auf 0, HLW auch auf 0, und die fläche innen 1.5 - 2 grad pos, ab den fowler flaps dann verlaufend zur spitze 0 grad, verstehe ich das richtig?

ich hätte nämlich eher gedacht alles nach plan zu lassen und am rumpf den einstellwinkel erhöhen( also 3grad einstelwinkel für die fläche, 2grad HLW, -2grad motoren, washout -1grad so dass es aussen an den spitzen 2 grad ist also ewd dann 0

oder ergibt das sogar das selbe resultat?

update: extrem dargestellt, (da es sonst nicht sichtbar wäre), ein bild wie ich mir das washout eigentlich vorgestellt habe.
wäre das so korrekt? was meint ihr?

 

[Jürgen Heilig]

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ich hätte nämlich eher gedacht alles nach plan zu lassen und am rumpf den einstellwinkel erhöhen( also 3grad einstelwinkel für die fläche, 2grad HLW, -2grad motoren, washout -1grad so dass es aussen an den spitzen 2 grad ist also ewd dann 0
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Wenn das Modell nach Plan gut fliegt, warum willst Du da überhaupt die Werte verändern?
Der Sturz der Motoren kann durchaus sinnvoll sein, da sie dann im "Reiseflug" horizontal laufen.
Ich gehen davon aus, dass deine B-17 Landeklappen bekommt, oder? Damit hast Du ja quasi die Möglichkeit den Einstellwinkel der Tragfläche für den Langsamflug zu erhöhen.

 

[UnitysFalcon]

Hallo, ja die B17 bekommt fowler flaps.
fowler flaps sind aber ein wenig anders als normale landeklappen, da diese auch noch nach hinten ausfahren, und somit den theoretischen auftriebspunkt nach hinten verschieben, sprich die b17 wird kopflastiger beim ausfahren der fowler flaps.
die idee hinter dem washout ist das verhalten im strömungsabriss zu ändern, die b17 von marutaka ist bekannt dafür dass sie über die flächen kippt beim strömungsabriss und dann keine querruderwirkung mehr hat, die idee ist also; sie soll zuerst die nase herunter nehmen bevor sie über die fläche abkippt, genau das soll ja das washout bewirken.

 

[Jürgen Heilig]

Hallo, ja die B17 bekommt fowler flaps.
fowler flaps sind aber ein wenig anders als normale landeklappen, da diese auch noch nach hinten ausfahren, und somit den theoretischen auftriebspunkt nach hinten verschieben, sprich die b17 wird kopflastiger beim ausfahren der fowler flaps.
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Auch wenn die Klappen nach hinten fahren überwiegt der Effekt der nach unten fahrenden Klappen. Und den Washout kannst Du auch durch leichtes Anstellen der Querruder erreichen. Wenn gleichzeitig die Landeklappen ausgefahren sind, fällt das nicht einmal optisch groß auf.

 

[Jürgen Heilig]

Bekannt?
How To Fly The B-17: Flight Operations (1943) - YouTube

 

[Martin Greiner]

Hallo Falcon,
deine Denkweise ist generell richtig, bzw. geht in die logisch richtige Richtung.
Querruder hoch ist die Lösung wenn der Flügel schon falsch gebaut wurde, also wenn das Kindle im Brunnen hockt.

 

[Rüdiger]

Tach Namenloser!

Warum ein NACA2418? Warum diese EWD-Werte?

Eigentlich geht das ganz andersrum. Man trägt zusammen, wie das Modell werden soll, d.h. welche Flächenbelastung bekommt es, wie schnell soll das Modell werden. Aus diesen Werten errechnet sich der Auftriebsbeiwert. Aus der Polare des Profils liest man dann den Anstellwinkel zum zugehörigen Auftriebsbeiwert (ca-Wert) ab und gibt sicherheitshalber noch ein Grad Anstellwinkel dazu, denn die Polaren sind üblicherweise für eine unendliche Streckung des Flügels angegeben und nicht für eine in der Spannweite sehr endliche Tragfläche. Bitte jetzt nicht den Anstellwinkel mit der EWD verwechseln, die EWD ergibt sich aus Anstellwinkel Tragfläche und Anstellwinkel Höhenleitwerk.

Üblicherweise stellt man eher langsame Motormodelle auf einen ca-Wert von 0,2 bis 0,4 ein. Vorsicht, viel Auftriebsbeiwert hilft nicht viel, je mehr, desto eher reisst die Strömung ab. Sehr schnelle Modelle können durchaus ein ca von 0,05 (!!) oder noch weniger haben, ein sehr langsamer Thermiksegler hat ein ca von 0,7 bis 0,9.

Eine geometrische Schränkung von -1,5 Grad hilft, allzu frühe Abrisse zu mildern, muss es aber nicht immer. Du scheibst, dass deine B-17 Fowler-Flaps bekommt. Damit lässt sich laut der Modell von 08/1979 ein ca von 1,7 erreichen. Deswegen würde ich die Schränkung komplett weglassen, denn in den Momenten, indem du richtig Auftrieb brauchst, bei Start und Landung also, übernehmen die Flaps die Auftriebserzeugung ohne große positive Anstellwinkeländerung des Flügels und damit ohne eine wirkliche Gefahr eines Abrisses.

cu,

Rüdiger, der sich noch immer fragt, warum es ein NACA2418 sein wird, das sieht einfach nicht aus, als könne es modellmäßig langsam geflogen werden

 

[Malmedy]

ich hätte nämlich eher gedacht alles nach plan zu lassen und am rumpf den einstellwinkel erhöhen( also 3grad einstelwinkel für die fläche, 2grad HLW, -2grad motoren, washout -1grad so dass es aussen an den spitzen 2 grad ist also ewd dann 0

oder ergibt das sogar das selbe resultat?

Dein Bild ist prinzipiell richtig und auch jetzt deine obige Berechnung (in etwa, ich würde wie vorgeschlagen etwas andere Werte nehmen). Du musst nur berücksichtigen, dass der Einstellwinkel zur Flugzeuglängsachse gemessen wird und erstmal nichts darüber aussagt, in welchem Winkel die Fläche im Flug tatsächlich angeströmt wird (Anstellwinkel). Einstell- und Anstellwinkel sind dann identisch, wenn die Flugzeuglängsachse mit der Waagerechten in Normalfluglage zusammenfällt. Wenn du jetzt den Einstellwinkel der Fläche auf + 3 Grad erhöhst (was ziemlich viel für dieses Profil ist), würde die Fäche in idealer Normalfluglage mit + 3 Grad angeströmt, folglich will das Modell die Nase hochnehmen und steigen, weil bei + 3 Grad zuviel Auftrieb erzeugt wird. Um diese ungeeignete Dynamik zu vermeiden, gibts du dem HR + 2 Grad , um das ungewollte Steigen zu kompensieren. Die Folge ist, dass das Modell mit hängender Nase fliegen muss, um im horizontalen Gleichgewicht zu bleiben. Sieht nicht schön aus.
Ergo: Die gewünschte EWD (hier etwa + 1,5 bis + 2 Grad) mit möglichst kleinen Einstellwinkeln erreichen, d.h. Einstellwinkel F + 2 Grad und Einstellwinkel HR + 0,5 Grad = EWD + 1,5 Grad.
Anders: Der EWD sollte so gewählt werden, dass bei typischer Reisegeschwindigkeit gerade soviel Auftrieb erzeugt wird, dass das Modell in stabiler horizontaler Lage verbleibt. Wird die Geschwindigkeit in dieser Lage weiter erhöht, vergrößert sich der Auftrieb, was durch den positiven Einstellwinkel des HR gegenkompensiert wird, das Modell steigt nur geringfügig.

grüße
Michael

P.S.: Wenn du eine Flächenbelastung von 90g/qm (soll sicher qdm heißen!) anstrebst, wäre das Modell super leicht und es würde vielleicht auch eine EWD von +1 Grad reichen - nur mal so eine Überlegung. Die voraussichtliche Fächenbelastung des Marutaka-Modells wäre sicher größer, d.h. die Werte aus dem Marutaka Plan passen wahrscheinlich ohnehin nicht.

 

[UnitysFalcon]

hallo rüdiger.
naca2418 und 14 ist das was der plan vorgibt, einige b17 erbauer nehmen auch naca0018, was mir aber wenig sinn ergibt, denn die b17 hatte nie ein symetrisches profil. und ne kunstflugmaschine ist es ja auch nicht.
welches profil würdest du empfehlen für wirklich sehr langsame flugeigenschaften?
wie gesagt gesammtflächenbelastung soll zwischen 70 und max 90g/dm² werden.
ziel ist je längsämer desto besser, die geschwindigkeit würde ich dann erfliegen, die b17 darf auch ruhig in der luft stehen bleiben bei etwas mehr wind.



video b17

Gruss Falcon

 

[UnitysFalcon]

Hallo Michael, danke für deine Erläuterung.
es macht sinn so wie du es erklärst.

also Einstellwinkel fläche 2grad, washout ab 60% der loft länge (beginnend ende flaps) -1grad heisst an der spitze noch 1 grad einstellwinkel
HLW 0.5 grad einstellwinkel
ergibt eine EWD von 1.5grad am rumpf und 0.5 an der spitze, somit eine durchschnitts EWD von ca 1.35 grad pos bei einem washout ab 60% loft
da würde ja auch ein motorsturz von 1 grad reichen oder?

übrigens weiss jemand warum die linken motoren einen seitenzug nach links haben sollen?, ist mir gerade auf diversen plänen aufgefallen, nicht nur die b17, die linken gondeln haben einen seitenzug von 1 grad nach links, die rechten 1 grad nach rechts, der ganz äussere rechte motor 1.1grad
soll das die Z Achse Stabilisieren falls ein motor ausfällt?
oder geht es hier eher darum das seitenleitwerk besser anzuströmen? aber warum hat dann auch die b25 das so?

Gruss Falcon

 

[robert2]

Hallo Leute
@UnitysFalcon
Schönes Projekt was du da vor hast.
Ich hab die B-17 von Marutaka voriges Jahr ,nach 20 Jahren, endlich fertig gestellt.
Statt den Rippenflügel hab ich eine Styrofläche gemacht.
Verwendet hab ich ein NACA 4309 mit 16% innen und 13% dicke außen mit Landeklappen.
EWD laut Plan
Motorsturz nach Plan
Seitenzug hab ich keinen gemacht da ich links und rechts laufende Motoren habe
Fliegt absolut problemlos, keine Tendenzen zum abkippen.
Mit 5 Zellen A 5000mA hab ich ein Abfluggewicht von 4320gramm.
Ginge vermutlich noch viel leichter
Grüße aus Wien
Robert

 

[Jürgen Heilig]

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naca2418 und 14 ist das was der plan vorgibt, einige b17 erbauer nehmen auch naca0018, was mir aber wenig sinn ergibt, denn die b17 hatte nie ein symetrisches profil. und ne kunstflugmaschine ist es ja auch nicht.
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So kann man sich irren ...
Die B-17 hatte ein symmetrisches Profil (NACA0018 an der Wurzel, NACA0012 außen).
Why was the B-17 designed with a symmetrical airfoil of the wing? - Quora

 

[WundererM]

Die Frage der Schränkung geht auch direkt in die Auftriebsverteilung mit ein. Sprich durch die Schränkung kannst du die Strömung näher an die eliptische Verteilung dran bringen oder auch davon weg. Das beeinflusst das Abreisverhalten aber auch nur teilweise. Durch die Flügelgeometrie der B17 wird die Strömung am Außenflügel immer etwas kritisch bleiben. Das gewünschte gemütlich Durchsacken würde wahrscheinlich so eine Verschränkung erfordern, dass der Flieger sicher nicht mehr als "Scale" durchgeht. Umgekehrt sind dann aber wieder genau diese Sachen die einen großen Einfluss haben. Schlichtes Beispiel die Nieten und Stöße. Je nachdem wie die gemacht werden (eingeprägt, aufgemalt, Leimpunkte, Kunststoffnieten etc) haben die kaum Einfluss oder wirken wie ein Turbulator. Ist die Strömung aber über einen Turbulator eh schon chaotisch, verhält sie sich anders. Eine so gestörte Strömung reisst später ab, dann aber auch härter.

 

[Rüdiger]

übrigens weiss jemand warum die linken motoren einen seitenzug nach links haben sollen?, ist mir gerade auf diversen plänen aufgefallen, nicht nur die b17, die linken gondeln haben einen seitenzug von 1 grad nach links, die rechten 1 grad nach rechts, der ganz äussere rechte motor 1.1grad
soll das die Z Achse Stabilisieren falls ein motor ausfällt?

Richtig.

welches profil würdest du empfehlen für wirklich sehr langsame flugeigenschaften?
wie gesagt gesammtflächenbelastung soll zwischen 70 und max 90g/dm² werden.
ziel ist je längsämer desto besser, die geschwindigkeit würde ich dann erfliegen, die b17 darf auch ruhig in der luft stehen bleiben bei etwas mehr wind.

Das ist alles nicht so einfach, wie du dir das vorstellst, das hängt nicht alles nur vom Profil ab. Ein sehr langsames Modell muss eine viel niedrigere Flächenbelastung als die von dir angestrebte haben und mit einem ca von etwa 1 oder höher fliegen. Das macht doch keinen Sinn, denn damit kannst du nur eine Geschwindgkeit fliegen: Ganz langsam. Gibst du Gas, steigt das Ding nur völlig weg und endet in einem Abriss.

Du willst eine Empfehlung.... NACA 2415, komplett ohne Schränkung/Washout, Anstellwinkel zur Rumpflängsache 3,5 Grad, Höhenleitwerk 2 Grad.
Bei 70gr Flächenbelastung stellt sich so eine Gleitgeschwindkeit von etwa 65Km/h bei einem ca von 0,35 ein, bei 90gr Flächenbelastung um die 73 km/h. Willst du langsamer fliegen, dann setz' die Klappen. Nehmen wir für diesen Fall ein ca von 1 an, dann wird der Flieger bei 70gr FLB 38km/h , bei 90gr FLB etwa 45km/h schnell im Gleitflug sein. Damit ist die Re-Zahl selbst einer Flächentiefe außen von 15cm gerade noch so im gesunden Bereich.

hth,

Rüdiger

 

[UnitysFalcon]

Vielen Dank an Alle für die vielen Informationen, ich muss mir das noch gründlich durch den Kopf gehen lassen.

Fusion360 ist so genial, man kann einfach jederzeit das profil ändern (wenn man denn richtig konstruiert hat)
Ich denke darüber nach einen modularen Flügelkasten zu konstruieren, also falls ich mich falsch entscheide, kann ich einfach nur das stück austauschen und nicht den ganzen Rumpf wegschmeissen, das selbe für die leitwerksaufnahme... jedenfalls naja falls die B17 nicht crasht... hatte zwar seit 10 jahren keinen einzigen Crash mit flächenflugzeugen(*holz klopf*), ich crashe nur Helis

Auf Jeden Fall Baue ich die B17 erst als 3meter version "nur" mit 3s antrieb, so ca 11-12 zoll propeller 3 blatt
Falls es nicht gelingt ist der verlust nicht so Teuer.
Wenn das ding denn gut fliegt kommt die Grosse Version wo ich mich schön an das maximalgewicht von 30kg(schweiz) rantasten kann.
wird wohl ca 4.5m spannweite werden.