Wie groß muß ein Seitenleitwerk sein?

Ich fliege schon recht lange, möchte mich aber jetzt erstmalig mit Kunstflugmodellen befassen.
Da ich am liebsten selber baue, habe ich auch den Plan frei Schnauze (und nach Recherchen hier in RC_Network) in CAD selbst gezeichnet.
Nachdem jetzt aber der Rumpf fertig ist kommt mir das SLW ziemlich klein vor. (modell sollte, wenn die Power reicht irgendwann mal tourqen können (falls der Pilot es lernt :cool: ))

Maße bisher sind:

Rumpflänge 2,45 m Spannweite 2,45 m
Gewicht: keine Ahnung: hoffe um 10 kg (Rumpf wiegt wie auf dem Bild mit SLW, Motoraufhängung und Kabinenhaube 1850 gr.)
Motor 3W70 mit Pefa Dämpfer.
SLW Höhe 55 cm, tiefe hinterm Rumpf 28 cm
HLW soll 100 cm SPW haben.
Jetzt noch 2 Bilder:
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Meine wichtigste Frage also. Reicht die größe des SLW und HLW aus oder soll ich es lieber größer machen?
 
Sieht gut aus, sauber gebaut. Auf den ersten Blick sollte das Seitenleitwerk eventuell etwas höher sein. Das ist aber nur so ein Gefühl aus dem Bauch heraus. Auf dem ersten Bild kann man schlecht erkennen wie hoch es wirklich ist, eventuell ein Bild machen, direkt von der Seite (Seitenriss).
 
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Der Rest des festen Leitwerks wird natürlich noch beplankt. Zuerst soll aber noch das Höhenleitwerk noch eingebaut werden.
 
Wenn Du selbst auch das Gefühl hast, dass es höher sein sollte...
Eventuell etwas höher machen. Das sollte ohne Probleme machbar sein. Aber bitte mach es nicht einfach, weil ich das sage. Du kennst den Plan am besten, eventuell nochmal mit ähnlichen Modellen vergleichen.
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Hi fliegerkarl,
die Seitenfläche des Modells sollte vom Schwerpunkt aus nach hinten ca.10 % größer sein als die Seitenfläche des Rumpfes nach vorne. Sonst tritt keine Windfahnenwirkung ein und das Modell pendelt um die Längsachse. Überschlag das mal.
MFG peter
 
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danach müßte dieses Problem ja nicht auftreten. Für den Normalflug sehe ich auch keine Probleme.
Nur fürs Tourqen und son Zeugs könnte es knapp werden, oder?
 
SLW und HLW

SLW und HLW

Hallo Fliegerkarl!

Gerne würde ich Dir eine Antwort geben, die Dir konkret weiterhilft und Deine Probleme gleich löst. Ich werde mein Bestes geben! Aber eins vorweg: mal eben zu bestimmen, ob Dein SLW und HLW die richtigen Abmessungen und Hebelarme haben, übersteigt bei weitem, eine hier mal eben geschriebene Antwort. Ich werde mich aber bemühen, Dir Tipps und Stichworte zu geben, die Dich sicher auf den Weg zum Ziel bringen.

Dir geht es anscheinend nicht nur um die richtige Größe des SLWs (I.) sondern auch um das HLW (II.)?!


I.

Um die richtige Größe für Dein SLW zu bestimmen, solltest Du Dir darüber im Klaren sein, welchen Job das SLW eigentlich hat:

1. Job: Flugstabilität: Stabilisierung um die Hochachse des Flugmodells – auch bekannt als Richtungsstabilität

Die Richtungsstabilität hängt von verschiedenen Faktoren ab und ist umso größer:
- je größer der Flächeninhalt Deines SLWs ist
- je größer der Hebelarm des SLWs ist (Strecke zwischen Neutralpunkt SLW und Schwerpunkt des Modells)
- je geringer der Tragflügelinhalt der Tragfläche im Verhältnis zum Flächeninhalt und Hebelarm des SLWs ist
- je geringer die Tragflügelspannweite der Tragfläche im Verhältnis zum Flächeninhalt und Hebelarm des SLWs ist

verpackt in einer Formel:

(Tragflügelinhalt x Spannweite Tragflügel / 2) / (SLWFlächeninhalt x SLWHebelarm)

Derjenige Teil des Rumpfes durch den das SLW verläuft wird dabei definitionsgemäß mit zur Fläche des SLWs gerechnet. Wenn Du alle Zahlen in die Formel einsetzt, bist Du gut beraten, wenn Du einen Wert zwischen 11,5 und 15,5 erreichst. Das ist aber wirklich nur ein ganz grober Anhaltswert!

Auch die Profil-Wahl an Deinem SLW spielt eine Rolle! Da die Streckung des SLWs (Verhältnis zwischen Höhe und Tiefe) auch eine Rolle spielt, aber in der Formel nicht berücksichtigt wird, solltest Du Dir darüber bewusst sein, dass eine hohe Streckung eine tendenziell hohe Richtungsstabilität herbeiführt. Auf den ersten Blick weißt Dein SLW eine eher geringe Streckung auf. Daher sollte Dein Ergebnis-Wert bei der Formel eher niedriger sein! Vielleicht so Richtung 11,5 bis 13,5.

Die Höhe der Richtungsstabilität hat jedoch auch Auswirkungen auf die Seitenstabilität! Ein nicht ganz kurzes Thema für sich. Ganz ganz kurz gesagt, die Richtungsstabilität (Dein SLW), spielt mit der Querstabilität (V-Form Deiner Tragfläche) zusammen.

- Große Richtungsstabilität und geringe Querstabilität (keine oder kleine V-Form der Tragfläche) ergeben Tendenz zum Spiralsturz (als guter Pilot ist das aber im Griff zu halten)

- Geringe Richtungsstabilität und große Querstabilität (große V-Form der Tragfläche) ergeben Tendenz zum Schaukeln (das macht auch einem erfahrenen Piloten das Leben schwer)

Da Du ein Kunstflugmodell baust, verbaust Du wahrscheinlich eine geringe oder gar keine V-Form. Daher sollte Deine Richtungsstabilität auch nicht zu groß ausfallen. Eher Richtung goldene Mitte von 13,5 (je nach Profil des SLWs).

Dein Rumpf hat eine große Höhe. Somit wird das SLW in der Fläche für die Formel recht groß, ist aber in Wirklichkeit eher kleiner. Bzw. die Streckung Deines SLW wird auch noch geringer.

Resumee: mit rund 13 solltest Du einigermaßen gut beraten sein.


Da Du ein Kunstflugmodell hast, hat Dein SLW noch weitere Jobs:

2. Auftrieb im Messerflug

Zusammen mit Rumpfseitenfläche und Luftschraubenzugkraft gegen die Erdgravitationskraft. Dein Rumpf ist schön hoch. Mit einem kräftigen Motor solltest Du einen guten Messerflug hinbekommen.

3. Steuer-Korrekturen beim Hovern

Hast ein großes Seitenruder – das ist schon mal ein guter Anfang.


II.

Beim bestimmen des richtigen HLWs wird´s komplizierter! Hier geht’s um die Längsstabilität. Das Thema ist zu lang, um es hier ausführlich zu beschreiben. Das wichtigste ganz kurz gefasst:

Abmessungen und Hebelarm des HLWs bestimmen zusammen mit den Abmessungen und der Lage Deiner Tragfläche den Neutralpunkt Deines Flugmodells. Der Schwerpunkt Deines Flugmodells muß auf jeden Fall VOR diesem Neutralpunkt liegen. Tut er das nicht, ist Dein Modell unfliegbar! Es sei denn Du verbaust massiv elektronische Helferchen (Gyro-System), welche das Höhenruder bedienen und dadurch die Querachse Deines Modells stabilisieren.

WIE weit der Schwerpunkt vor dem Neutralpunkt liegt, bestimmt dann im Zusammenhang mit dem Moment Deines Tragflügels und dem Profil Deines HLWs WIE groß die EWD (Einstellwinkeldifferenz) sein muß. Die EWD sollte dann wohl irgendwo zwischen 0 und 2,5 ° liegen. Tut sie´s nicht, könnte da ein Rechenfehler drin stecken. Da Du ein Kunstflugmodell hast, verwendest Du bestimmt ein Tragflügelprofil mit geringer oder sogar gar keiner Wölbung. Dann ist auch das Moment der Tragfläche gering oder Null. Dann fällt die EWD auch eher gering aus. Eher Richtung 0 ° bis 1 °.

Der Modellschwerpunkt sollte etwa 10 – 20 % der mittleren Tragflügeltiefe VOR dem Modell-Neutralpunkt liegen. 10 % und kleine EWD = eher geringe Stabilität; 20 % und große EWD eher große Stabilität. Mit der Stabilität sollte man es hier aber nicht übertreiben da es sonst andere Probleme erzeugt (Stichwort dynamische Stabilität). Da Du ein Kunstflugmodell hast, wähle mal irgendwas zwischen 10 und 15 %.

Wie Du den Neutralpunkt Deines Modells berechnest…. auch das ist zu lang, um es hier hin zu schreiben. Such ggf. im Internet einfach mal nach Tools (Excel-Sheets, einfache VBA-Programme, …) die Dir das berechnen. Nur ganz kurz als Überblick:

Der Neutralpunkt einer Fläche (Tragfläche oder HLW) liegt etwa auf 25 % der Flächentiefe. Dein HLW hat einen Neutralpunkt und auch die Tragfläche. Der Modellneutralpunkt ist die Zusammenführung dieser beiden Punkte. Wo der Modellneutralpunkt dann liegt, hängt von dem Verhältnis der Flächeninhalte zu einander sowie dem Abstand der Flächen zu einander ab.

Ansonsten gilt analog alles, was auch beim SLW gilt. Je größer HLW-Flächeninhalt und HLW-Hebelarm desto größer die Stabilität.

(Flächeninhalt HLW x Hebelarm HLW) / (Tragflügelflächeninhalt x mittlere Tragflügeltiefe)

Bei dieser Formel solltest Du einen Wert zwischen 0,5 und 0,6 erreichen. Auch das ist wieder nur ein ganz grober Anhaltswert. Nur eine Faustformel, wenn Du keine Lust hast, Dich all zu tief mit der Theorie zu beschäftigen.

Unabhängig von der Formel: Je höher die Streckung Deines HLWs, desto höher auch die stabilisierende Wirkung. Auch das HLW-Profil spielt natürlich eine Rolle!

Viel Erfolg, Spaß und eine Portion Glück fürs Einfliegen!

Liebe Grüße

Quax

PS: Der Holzaufbau Deines Rumpfes sieht richtig schön aus! Da fällt mir ein Spruch ein: „Was gut aussieht, fliegt auch gut!“ ;)
 
Besten Dank Quaxx für die ausführliche Antwort.
Für mich als kunstflug (konstrukteur) Neuling erstmal etwas abschreckend, wie kompliziert die Materie doch sein kann.
Werd mich aber mal ans messen machen.
Sollte ich mit dem berechnen nicht klarkommen werde ich im Zweifelsfall in der Höhe des SLW´s noch mal 5 - 10 cm oben drauf legen um auf der sicheren Seite zu sein.
Oder ich wende mich vertrauensvoll noch mal an dich per PN.


Bis denne

Kalle
 
Ich habs gemacht

Ich habs gemacht

Hab mich entschlossen das Leitwerk zu vergrößern. Auch vergleiche mit anderen Kunstflugmaschinen (Extra - Velox) habe mich dazu ermutigt.
die oberen 5 cm (voll beplankt) sind dazugekommen.

Hier das Ergebniss:

101-0005.JPG

@quaxx. Komme mit der Berechnung nicht klar. (Mein Zwischenergebniss ist 4,2 :confused: ) Bei der Berechnung des SLW Flächeninnhaltes. Welche Fläche des Rumpfes muß ich dazurechnen? Nur die, in der verlängerung der Nasenleiste vom SLW, oder die komplette Rumpffläche?
 
Hallo Kalle,

Die Materie (Berechnungen und so) scheint ziemlich komplex zu sein...

Wenn man das Teil von der Seite ansieht, gleicht es jetzt in den Proportionen den anderen Fliegern wie den Extra's. Das kommt sicher gut!
Wünsche Dir weiterhin gutes Gelingen. :)
 
Hallo Fliegerkarl!

Die Formel lautete ja:

(Tragflügelinhalt x Spannweite Tragflügel / 2) / (SLWFlächeninhalt x SLWHebelarm)

Also Tragflügel mußt Du selber vermessen. :p War aber - glaube ich - auch nicht Dein Problem. Kommen wir also zu den " :confused: Problemgrößen :confused: ".

Das ist der Flächeninhalt Deines SLW (FSLW):

SLW 1.gif

Bild 1

Jetzt zeichnen wir eine sogenannte t/4 Linie ein (rosa Linie). Die verläuft einfach immer im ersten Viertel der Tiefe. Danach teilen wir noch den Flächeninhalt in zwei gleich große Teile (ein Oberteil und ein Unterteil). Dort wo sich die t/4 Linie und die Flächenhalbierende Linie (blaue Linie) kreuzen liegt in etwa der Neutralpunkt des SLW (NSLW) (dort wo der grüne Pfeil hinzeigt).

SLW 2.gif

Bild 2

Der "Hebelarm Deines SLW" (rSLW) ist die Strecke zwischen Schwerpunkt (S) (Das weißt im Augenblick nur Du wo der liegt, hab ihn einfach mal mit dunkelrosa X da eingezeichnet wo ich ihn vermuten würde) und dem Neutralpunkt, den wir eben in Bild 2 gefunden haben. Diese Strecke des Hebelarmes Deines SLW hab ich mal in Bild 3 eingezeichnet.

SLW 3.gif

Bild 3

Forum - hier werden Sie geholfen :cool:

Ein Tipp noch, um Rechenfehlern vorzubeugen. Du mußt natürlich alles was Du berechnest in der selben Maßeinheit messen und rechnen. Also alles in Millimeter oder alles in Zentimeter oder meinetwegen in Käptain-Blaubär-Zoll :D :D :D :rolleyes: :D - egal - Hauptsache alles die selbe Maßeinheit!!

Liebe Grüße

Quax
 
Mir ist ein Fehler unterlaufen - hier die Korrektur

Mir ist ein Fehler unterlaufen - hier die Korrektur

Hallo Fliegerkarl!

Mir ist bei der Definition des Flächeninhaltes des Seitenleitwerks ein Fehler unterlaufen :cry: :cry: :cry:. Derjenige Teil des Rumpfes durch den das SLW "läuft" wird nicht mit zum Flächeninhalt des SLWs gerechnet.

Bei der Verwendung der angegebenen Formel zählt zur Fläche des Seitenleitwerks also nur derjenige Teil des Leitwerks, welcher über den Rumpf heraus ragt. Es wird also keinerlei Fläche vom Rumpf mitgerechnet.

Mir ist der Fehler unterlaufen, weil ich gedanklich ebenso in der Berechnung der Tragfläche und des Höhenleitwerks steckte. Und dort wird der Teil des Rumpfes, der die Tragfläche "überdeckt" oder zwischen den beiden Hälften des Höhenleitwerks steckt eben sehrwohl dazu gerechnet.

Daher muß ich natürlich auch die von mir reingestellten drei Bilder korrigieren. So muß das ganze richtig aussehen:

SLW 1 (korrigiert).gif

SLW 2 (korrigiert).gif

SLW 3 (korrigiert).gif

Sorry für meinen Fehler!

Anmerkung: Man kann jetzt natürlich noch darüber diskutieren, ob der untere Teil des SeitenRUDERS nicht noch mit zum Flächeninhalt zählen sollte. Er sollte schlichtweg deshalb weggelassen werden, weil er für die Ermittlung von Referenzwerten (hier Durchschnittswerte aus der Berechnung einer Reihe von Kunstflugmodellen bei denen sich eben Werte zwischen 11,5 und 15,5 bewährt haben) eben auch weggelassen wurde. Für den Vergleich mit Kunstflugmodellen, bei denen das SLW also als gelungen empfunden wird, muß man bei Vergleichsberechnungen - um die es hier ja ging - dann natürlich auch ganz einfach schlichtweg die gleichen Methoden und Definitionen zu Grunde legen.

Liebe Grüße

Quax
 
Hallo Quaxx,

Jetzt sieht die Sache besser aus.

Mit dem ursprünglichen SLW kam ich auf 12,1. Nach der erhöung um 5 cm liege ich jetzt bei 10,9.

Damit bin ich optimistisch, das es so klappen wird.

Danke nochmal.

Kalle
 
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