Wenn die ‚Simple Sweep Theory' stimmt, dann…
- Ersteller garrat
- Erstellt am
Christian_S
User
Das verstehe ich nicht. Oder wie man heute sagt: Ich bin lost. Kannst du das nochmal anders erklären? Danke
garrat
User
Schränkungswölbung fθ
Optisch schwer vorstellbar, daher ganz praktisch erklärt. Nimm eine dünne, flache rechteckige Platte und leg sie flach auf die Werkbank. Schieb unter eine Ecke (die rote) ein paar Euromünzen und nagle die anderen drei Ecken fest.
Der Maschinenbauer nennt das windschief, der Modellbauer sieht darin einen Flügel mit Schränkung.
Der rote Schnitt ist schnurgerade. Nur verdreht, keine zusätzliche Wölbung.
Der blaue Schnitt schräg unter dem 'Pfeilwinkel' φ hat die Form einer Parabel.
Für Interessierte die Formel dieser parabolischen Wölbung: fθ = θ·sinφ / (4·Λ).
Darin ist θ der Schränkungswinkel, φ der Pfeilwinkel und Λ die Streckung des Flügels.
Grafisch sieht das so aus:
Diese Wölbungsänderung muss auch bei der Umrechnung Streamwise ↔ Ortho berücksichtigt werden.
Die Excel-Tabelle berücksichtigt dies (sowie die Zuspitzung des Flügels).
Optisch schwer vorstellbar, daher ganz praktisch erklärt. Nimm eine dünne, flache rechteckige Platte und leg sie flach auf die Werkbank. Schieb unter eine Ecke (die rote) ein paar Euromünzen und nagle die anderen drei Ecken fest.
Der Maschinenbauer nennt das windschief, der Modellbauer sieht darin einen Flügel mit Schränkung.
Der rote Schnitt ist schnurgerade. Nur verdreht, keine zusätzliche Wölbung.
Der blaue Schnitt schräg unter dem 'Pfeilwinkel' φ hat die Form einer Parabel.
Für Interessierte die Formel dieser parabolischen Wölbung: fθ = θ·sinφ / (4·Λ).
Darin ist θ der Schränkungswinkel, φ der Pfeilwinkel und Λ die Streckung des Flügels.
Grafisch sieht das so aus:
Diese Wölbungsänderung muss auch bei der Umrechnung Streamwise ↔ Ortho berücksichtigt werden.
Die Excel-Tabelle berücksichtigt dies (sowie die Zuspitzung des Flügels).
Christian_S
User
Danke für deine Mühe! Jetzt bin ich wieder dabei.
UweH
User
Ebenfalls danke für die Mühe Maarten, aber ich bin immer noch nicht ganz dabei.
Ich habe schon mehrere Pfeile mit ortho-Orientierung der Profile gebaut und habe mir das im Vergleich zu Deinen Überlegungen ziemlich einfach gemacht:
1. Konventionelle 2D-Auslegung mit Profilausrichtung parallel zur Flugrichtung
2. Umrechnung der Dicke und Wölbung der in Flugrichtung eingebauten "Einbauprofile" auf die Profildaten für den Einbaus senkrecht zur Nasenleiste. Ich habe schon einige Pfeile in Kleiderbügelform gebaut, dabei werden die Profile immer mit dem cos des örtlichen Pfeilwinkels der Nasenleiste an der Einbauposition gerechnet, also in diesem Spezialfall innen weniger, außen mehr.
Für die Umrechnung habe ich Wölbung und Dicke mit dem cos des ötlichen Pfeilwinkels umgerechnet, also sowohl weniger Dicke, als auch weniger Wölbung.
3. Den Profilmoment habe ich nicht umgerechnet. Das ist sowieso ein heikles Thema, denn der TAT-Profilmoment ist bei den Re-Zahlen des Modellbaus schrecklich ungenau, siehe Nurflügelbuch von Peter Wick ab Seite 17. Die X-Foil-Profilmentente passen viel besser als die konstanten TAT, sind aber stark von der Profildicke und der Re-Zahl abhängig. Außerdem dürfte man eigentlich nicht mit dem Momentenbeiwert cm0 des Anstellwinkels 0° rechnen, sondern mit den tatsächlich am Auslegungspunkt herrschenden Momenten der Strakprofile. Ich weiß jetzt nicht aus dem Kopf wie sehr die verschiedenen Profilmomentenbetrachtungen den Auslegungs-cA für die Optimierung der Schränkung und die Höhenruder-Grundstellung verändern, aber bei den mit Zähigkeit und auf den Auslegungspunkt gerechneten Momenten hatte ich nicht das Gefühl, dass sich zwischen der Rechnung in Flugrichtung und der Ortho-Umrechnung so viel ändert, dass man dafür mehr als eine Gefühlsabschätzung berücksichtigen müsste. Ich habe einfach nur geschaut ob die Änderung in meinem gefühlten Toleranzbereich liegt, und weil das immer so war am umgerechneten ortho-Profil nichts mehr verändert.
Man kann natürlich alles ganz genau anschauen, aber wenn man "nur einen Pfeilnurflügel auslegt" und dabei Leistung kitzeln möchte gerät man leicht in den Bereich des Overengineerings.
Das kann auch Spaß machen, aber ich persönlich habe mehr Spaß an der Flugpraxis der einfacheren Ortho-Umrechnung wie hier beim Dispar unten in der gekürzten 2,7 m-Version.
Gruß, Uwe.
2small2fail
User
Es gibt ein DLR-Verfahren das effektive Ncrit-Werte und effektive Reynolds-Zahlen für Profile senkrecht zur Nasenleiste abschätzt. Diese Adaptions-Werte reflektieren Geometrie, Cross Flow, Grenzschichtaufdickung etc. und einige Randbedingungen. Damit sind speziell angepasste xfoil-Profilentwürfe - z. B. mit Xoptfoil2 möglich.
Fliegergrüsse
Tobias
PS
Beispielsweise hier für einfache Pfeile mit konstanter Profiltiefe.
Fliegergrüsse
Tobias
PS
Beispielsweise hier für einfache Pfeile mit konstanter Profiltiefe.
garrat
User
Das klingt sehr interessant, genau das, was für die Auslegung/Auswahl der Orthoprofile benötigt wird. Gleich einige fragen:
Was ist ein DLR-verfahren, ist es ein öffentlich zugängliches Tool? Oder könnten Sie alternativ einen Berechnung für 30 Grad Pfeilung mit konstanter Profiltiefe erstellen?
Wie wird die Streckung berechnet, in Strömungsrichtung oder orthogonal?
Was ist ein DLR-verfahren, ist es ein öffentlich zugängliches Tool? Oder könnten Sie alternativ einen Berechnung für 30 Grad Pfeilung mit konstanter Profiltiefe erstellen?
Wie wird die Streckung berechnet, in Strömungsrichtung oder orthogonal?
2small2fail
User
Die Streckung wird hier definitionsgemäss via "Spannweitenquadrat/senkrechte Projektion der Flügelfläche" berechnet. Also in diesem Spezialfall "Spannweite/die Profiltiefe in Strömungsrichtung".
2small2fail
User
Hintergrund der Abschätzungen sind Verfahrensweisen, die grundsätzlich auch im komplexen und nicht öffentlich zugänglichen "DLR Flow Solver TAU" des DLR verwendet werden.
Die obigen Abschätzungen liefert ein sorgsam befragtes LLM, indem es u. a. Formeln aus wissenschaftlichen Veröffentlichungen mit Python nachprogrammiert. Ein LLM kann ja bekanntlicherweise nicht selbst rechnen.
Die Ergebnisse sind mit den üblichen Vorbehalten gegenüber Antworten eines LLMs zu betrachten. Mit detailierten Nachfragen lassen sich die Dinge gut hinterfragen und ggf. verstehen. Die Methode des Zustandekommens der effektiven Re-Zahlen war z. B. so für mich nachvollziehbar. Die verwendeten impliziten Randbedingungen lassen sich so auch herausfinden.
Möglich wäre auch eigenständigen Python-Code generieren zu lassen, der auf Basis einer Flugzeug-Definitionsdatei die Abschätzungen vornimmt.
Die obigen Abschätzungen liefert ein sorgsam befragtes LLM, indem es u. a. Formeln aus wissenschaftlichen Veröffentlichungen mit Python nachprogrammiert. Ein LLM kann ja bekanntlicherweise nicht selbst rechnen.
Die Ergebnisse sind mit den üblichen Vorbehalten gegenüber Antworten eines LLMs zu betrachten. Mit detailierten Nachfragen lassen sich die Dinge gut hinterfragen und ggf. verstehen. Die Methode des Zustandekommens der effektiven Re-Zahlen war z. B. so für mich nachvollziehbar. Die verwendeten impliziten Randbedingungen lassen sich so auch herausfinden.
Möglich wäre auch eigenständigen Python-Code generieren zu lassen, der auf Basis einer Flugzeug-Definitionsdatei die Abschätzungen vornimmt.
2small2fail
User
Mache ich in den nächsten Tagen. Auch eine zweite Version mit Winglets.
2small2fail
User
Noch der 25-Grad-Pfeil mit Winglets in zwei Varianten.
2small2fail
User
Und jetzt der 30-Grad-Pfeil in allen drei Varianten.
2small2fail
User
Implizit wurde ein mittlerer Gesamtauftriebsbeiwert von 0,4 für den gesamten Flügel angenommen.
Hier die lokalen Auftriebsbeiwerte normal zur Nasenleiste. "Korrigiert", weil zunächst der Streckungseinfluss unterschlagen wurde.
Hier die lokalen Auftriebsbeiwerte normal zur Nasenleiste. "Korrigiert", weil zunächst der Streckungseinfluss unterschlagen wurde.
Zuletzt bearbeitet:
2small2fail
User
Die Winglets zuvor sind alle nach oben gerichtet. Deutlich anders sehen die Verhältnisse für Downlets aus.
2small2fail
User
Was die Tendenz beim lokalen Auftrieb und bei der Tip-Stall-Gefahr betrifft, geht das auch beim Leitwerkler-Hauptflügel in die gleiche Richtung. Und zurück zu gepfeilten Nurflügeln...
garrat
User
Vier zu Eins für die Downlets
ausser zum Landen