wie simuliert man g-Belastungen?

Danke Wilfried, aber ich glaube, das ist bisher allen thread-Teilnehmern klar gewesen. Aber in Zukunft könnte ja jemand etwas missverstehen.
LG Bertram

ist immer das höchstzulässige Gesamtgewicht
Dann ist der Nimbus 2b (#3) eindeutig falsch abgenommen worden.

Ist es nicht ein wenig früh, deine gebunkerten Choronareserven aufzulösen?
Na lieber die Coronareserven als die Weltkriegsvorräte
 

Steffen

User
Das ist ja meine Kernfrage - wie verteile ich das Gewicht? Da mir die Auftriebsverteilung auch nicht bekannt ist - soll ich da mal schätzen? Es wird ja ungefähr ellipsenförmig sein.
Die Auftriebsverteilung ist eigentlich bei allen Flugzeugen ohne nennenswerte Schränkung oder ausgefahrenen Landeklappen immer nahezu elliptisch. Die Zirkulationsverteilung ist etwas anders als elliptisch, aber für die Belastung interessiert das nicht.

Daher einfach in etwa elliptisch verteilen.
Bei der Methode, den Rumpf aufzubocken und dann Gewichte auf die Flügelunterseite zu packen, empfehle ich den Flügel anzustellen, damit ein Biegemoment vorwärts entsteht, was der Realität entspricht.

Beim Versuch kann man genau betrachtet bei den Belastungsgewichten die Flügelgewichte weglassen, sie belasten beim Versuch ja mit, aber das führt bei den kleinen Flügelmassen zu keinem großen Unterschied.

Also Rumpfgewicht mal gs mal Sicherheitsfaktor elliptisch auf den Flügeln verteilen und fertig.
 
Bei der Methode, den Rumpf aufzubocken und dann Gewichte auf die Flügelunterseite zu packen, empfehle ich den Flügel anzustellen, damit ein Biegemoment vorwärts entsteht, was der Realität entspricht.
Guter Hinweis, Danke! Das versuche ich umzusetzen. Aber müsste es nicht ein Biegemoment nach hinten sein? Anstellen (also Vorderkante hoch bezogen auf Erdboden, nicht Flugzeuglage) sollte aber stimmen.
B
 

S_a_S

User
naja. die "Großen" ziehen ja nach oben - und die Kraft-Verteilung macht dann ein ausgeklügeltes Balken-Seil-Konzept - bei dem Video etwas deutlicher sichtbar.

Kann man schon mal Hebellängen (Kraft reziprok zur Länge) abschätzen und miteinander multiplizieren (Excel). Dann sieht man an den Einleitepunkten die Zugkraftverteilung in %
lastverteilung.png

Also entsprechende Anzahl Mehlpäckchen in dem Abstand auflegen.

Oder noch detaillierter mit FEM berechnen, so wie es die NASA für die X-57 beschreiben hat.

Grüße Stefan
 
Guter Hinweis, Danke! Das versuche ich umzusetzen. Aber müsste es nicht ein Biegemoment nach hinten sein? Anstellen (also Vorderkante hoch bezogen auf Erdboden, nicht Flugzeuglage) sollte aber stimmen.
B
Hallo Bertram.

ich denke, dass Steffen eine Anstellung wie im Flug meint, also Vorderkante runter, wenn der Flieger auf dem Rücken liegt. Bei einem Anstellwinkel von 10 Grad hast Du z.B. bei 20g ein Belastung von ca. 3.5g nach vorne. Das kommt einfach durch den Anstellwinkel und die Tatsache, dass der Auftrieb senkrecht zur Anströmung wirkt.

Gruss,

Michael
 
ah, gecheckt. hatte Denkfehler. B
 
Das Bild von Stefan sieht so aus wie ich es ungefähr erwartet hatte. 👍
 
Hi , ich würde das Modell Unterseite nach oben ca. Im Schwerpunkt aufhängen, die Flügel in Segmente teilen, das Gewicht an den jeweiligen Segmentpunkten mit entsprechend einer elliptischen Verteilung berechneten Last beschweren.
Gesamtgewicht der Einzelgewichte ein Vielfaches des Rumpfgewichtes.
Das Tragflügelgewicht wird nicht berücksichtigt, weil annäherungsweise auch elliptisch über die Fläche verteit.
Da die Tragfläche eigentlich Richtung Tragflächenwurzel überproportional schwerer ist (aufgrunde des entsprechend der Lastverteilung aufgebauten Holmes), müssten die am Flügel angebrachten Gewichte entsprechend der oben genannten tasächlichen Gewichtsverteilungskurve des Flügels "kompensiert" werden, (d.h. in Flügelmitte reduziert bzw. Eigentlich umgekehrter Weise zum Flügelrand erhöht werden).
Man betrachte den Flügel von vorne: Kräfte oben am Flügel ca. Elliptisch (=Auftrieb), Kräfte an der Unterseite: mittig Flugzeuggewicht , entlang des Flügels das Tragflächengewicht - alles multipliziert mit den G-Kräften Summe oben/unten = gleiches Gewicht.
Kräfte dann an jedem Punkt (bzw. Segment so gegenrechnen, dass am Flügel nur mehr oben Kräfte wirken, und nur in Flügelmitte (=Aufhängepunkt) unten die Kraft mit dem resultierenden Gesamtgewicht überbleibt (nur die eine Kraft deswegen, weil Aufhängung an diesem einen Punkt (Schwerpunkt bzw. Auftriebsmittelpunkt) am praktikabelsten ist.
Wahnsinn der Versuch etwas zu erklären, was mit einer einfachen Handskizze vermutlich in 2min plausibel dargestellt werden könnte... (würd ich machen, bin aber nicht so der computer/tablett etc. Spezialist :-).
Lg, Thomas
 
So, geschafft.
Mit einem Excel-Sheet ist es ja einfach, die unterschiedlichen Gewichte für die regelmässigen Belastungsstationen auszurechnen. Aber genau das wollte ich nicht: viele unterschiedliche Gewichte. Ich will also nicht die Gewichte an die Stationen anpassen, sondern umgekehrt die Stationen an die Gewichte. Das ist schon ein bisschen schwieriger... Da ich die Formel für Kreisabschnitte nicht nach ra (geringster Abstand der Abschnittgeraden vom Mittelpunkt) bei gegebener Fläche auflösen kann und meine trigonometrischen Infinitesimalrechnungskünste auch schon ein halbes Jahrhundert alt sind, habe ich kurzerhand iteriert und einen Viertelkreis virtuell in 1000 Streifen geschnitten. Wenn jetzt ein Standard-Belastungsgewicht (z.B. eine 1,5l-PET-Flasche) 14% des Belastungsgewichtes einer Halbfläche ausmacht, zähle ich einfach so viele Streifen zusammen bis sie zusammen 14% der gesamten Viertelkreisfläche ausmachen. Bei einer Tragfläche mit völlig gleichmässigem Auftrieb gibt es also 7 Streifen zu 14% und einen Rest mit 2%. Hier mal ein konkretes Beispiel:

1651922885454.png


grün wird eingegeben, rot sind die relevanten Ergebnisse. Zu Debug-Zwecken sind hier auch die Segmentgrenzen angegeben, das ist eigentlich nicht nötig.

Zu den Gewichten: Ich wollte keine Eimer oder Beutel mit Sand oder Wasser, und auch keine Stahlklötze, die Löcher in den Fussboden schlagen. Eine 1,5l-PET-Flasche finde ich recht ideal, vorrätig, leicht handzuhaben und nicht scharfkantig. Mit Haltegeschirr (siehe unten) wiegt sie 1600g. Im Beispiel oben brauchen wir immerhin 20,5kg um eine 10g-Belastung zu simulieren.

Der Belastungstest ist recht schnell durchgeführt. Für alles incl. Fotos habe ich 30min gebraucht.

1651923309916.png


1651923331187.png

Die Flächenenden senkten sich bei 10g um 16cm, was 2x6° bedeutet.

1651923350578.png


1651923367840.png


Die Haltegeschirre:
Ich habe aus 5x20mm Kiefer genügend 250mm Stücke angefertigt, die an den Stirnseiten je zwei Nägel bekamen, damit die Schlaufen (aus je 140cm Paketschnur) nicht abrutschen. Auf die Tragflächen kommt an jede Station erst ein längerer Malerkrepp-Streifen, darauf dann ein kürzeres Stück beidseitig klebendes Montageband, dass sich dank des Malerkrepps am Schluss leicht lösen lässt. Durch das Montageband verrutschen die Haltegeschirre nicht und man kann an dem ganzen "Mobile" recht kräftig wackeln.
1651923378993.png


Jetzt muss ich mir verbesserte Haltegeschirre ausdenken, die die QR und WK arbeiten lassen, damit ich das auch überprüfen kann.

LG Bertram
 
Hallo,

super Test!!
Um die Ruder frei arbeiten zu lassen brauchst nur deine vorhandenen Kiefernleisten unten aufdoppeln. Diese Aufdoppelung sorgt dann für den nötigen Abstand zu den Rudern und darf halt nur bis zum Ruderspalt reichen!

Weiterhin frohes Schaffen,
Thomas
 
ja, in der Art sollte es werden. Aber vermutlich quer, nicht dass die kippen wenn die Flächen mehr als 10° Neigung bekommen.
 
Was für Belastungen haltet Ihr für die Tests von weitgehend "vollgasfesten" Scaleseglern für sinnvoll? Also keine DS-Granaten...
Es geht nicht um rechtwinkliges Abfangen aus 500m Höhe, sondern mehr um das Durchfliegen von Turbulenzen mit um die 250-300km/h. Live bekommt man das gar nicht so mit, aber wenn man verlangsamte Videos anguckt, sieht man schon ganz hübsche Ausschläge der Flächen.
Die 4g beim Nimbus2 (#3) und die 10g bei meiner ASW-28 waren jetzt nicht wirklich beeindruckend. Soll ich mal bis zu 20g gehen - mit Notbremse, wenn eine Durchbiegung von zusätzlichen 2x10° beim Dihedral erreicht wird? In meiner Erinnerung waren die Flächen meiner LS-10 schon mal deutlich stärker gebogen als nur 2x10 zusätzliche Grad.
Mir ist der Sinn des Tests noch nicht so wirklich klar - anders als beim fatal endenden Bruchtest weiss man ja nur mit dem bisschen Durchbiegen recht wenig. Ist noch wenig oder viel Luft bis zum eventuellen Bruch - keine Ahnung... Der Nimbus2 aus #3 biegt sich ja bei 4g stärker als meine 28 bei 10g?
Vielleicht ist es sinnvoll, nicht irgendwelchen geforderten g einzuhalten, sonders andersherum so viel draufzupacken bis 2x5° oder 2x10° Biegung erreicht wird - daraus lässt sich dann ableiten, ob man ein eher zartes Geschöpf hat oder ein knatterfestes Gerät. Hängt aber auch von der Bauweise ab, die LS-10 ist bekannt dafür dass sie sich biegt.
Unabhängig davon ist es aber sehr förderlich für die Flugsicherheit, wenn man bei diesen Tests auch in Ruhe überprüfen kann, ob die Ruder einwandfrei funktionieren - obwohl kaum jemand in einem harten Abfangbogen volles QR oder Butterfly geben wird.
LG Bertram
 
Hallo Bertam - kann dir üb er die ral auftretenden Belastungen auch nicht weiterhelfen, aber ich weiss nur eines, dass du alleine aufgrund der Durchbiegung am Flügel nicht auf die Festigkeit schliessen kannst.
Je nachdem aus welchen Materialien der Holm aufgebaut ist, bricht der Flügel bei unterschiedlichen Belastungen
Holm aus Kohle mit entsprechender Verkastung ergibt steife Flächen - die Bru hlast hängt dann davon ab wie stark die Querschnitte dimensioniert sind.
Gefk Holme oder welche aus Holz sind elastischer, weul das Material andere Bruchdehnungskoeffizienten hat ( weisss den korrekten Begriff dafür jetzt nicht E-MODUL?).
Uhm Kohlefaser noch steifer!
Bei Durchfliegen von Windscheren oder sonstigen extremen Böen treten vor allem bei sehr steifen Flächen extreme Belastungsspitzen auf, da sind sogar elastischer aufgebaute Flächen besser, wie auch bei elastischeren Flächen sich ein Bruch sichtbar ankündigt.
Generell ein Nachteil von extrem steif gebauten Bauteilen (man kennt das von Kohletragflächenverbindern imGegensatz zu Stahlverbindern, die seltener brechen, sondern sich bei Überbelastung zuerst ejnmal verbiegen.

Lg, Thomas
 
Das sehe ich alles wie Du.
Was bleibt: Es ist unabhängig von allem sehr interessant, mal die Kräfte, die in der Luft auftreten (bei mir: 10g), mit den Händen sozusagen live am Modell zu erleben! Das sollte jeder mal gemacht haben. Und die Ruderkontrolle erwähnte ich ja schon.
Es ist schon beeindruckend, mal 20kg auf einen 3m-Segler zu packen, und bei der LS-10 werden es 45kg sein (mit 12g) - muss erst Wasser kaufen.
LG Bertram
 

Steffen

User
ch denke, dass Steffen eine Anstellung wie im Flug meint, also Vorderkante runter, wenn der Flieger auf dem Rücken liegt. Bei einem Anstellwinkel von 10 Grad hast Du z.B. bei 20g ein Belastung von ca. 3.5g nach vorne. Das kommt einfach durch den Anstellwinkel und die Tatsache, dass der Auftrieb senkrecht zur Anströmung wirkt.
genau richtig.
Es ist beeindruckend, wieviel das ist.

und es ist beeindruckend, bei wie vielen Flugzeugen das auch zu Schäden führt.
Der Dimonaabsturz ist ganz bekannt. Dann hatten die SZD59 immer den linken vorderen Querkraftbeschlag gerissen, bis er verstärkt wurde (bei meiner gleich zweimal...) Man sieht auf Videos gut, wie der Flächenspalt beim Hochziehen hinten aufgeht.
 

bie

Vereinsmitglied
genau richtig.
Es ist beeindruckend, wieviel das ist.

und es ist beeindruckend, bei wie vielen Flugzeugen das auch zu Schäden führt.
Der Dimonaabsturz ist ganz bekannt. Dann hatten die SZD59 immer den linken vorderen Querkraftbeschlag gerissen, bis er verstärkt wurde (bei meiner gleich zweimal...) Man sieht auf Videos gut, wie der Flächenspalt beim Hochziehen hinten aufgeht.
Wo kann man das sehen, gibt es einen Link?
 

Steffen

User
War auf einem Video der SZD59 auf Facebook zu sehen, aber FB schmeisst irgendwann die HQ Videos weg, jetzt kann man es nicht mehr erkennen.
 
  • Wow
Reaktionen: bie
ich denke, dass Steffen eine Anstellung wie im Flug meint, also Vorderkante runter, wenn der Flieger auf dem Rücken liegt. Bei einem Anstellwinkel von 10 Grad hast Du z.B. bei 20g ein Belastung von ca. 3.5g nach vorne. Das kommt einfach durch den Anstellwinkel und die Tatsache, dass der Auftrieb senkrecht zur Anströmung wirkt.
äää... ich blick gerade nicht durch...

wenn die Belastung im Flug von Vorne/Unten kommt... hab ich einen Knoten im Hirn?

Muss ich am Rücken liegend die Nasenleiste nicht nach oben stellen damit die Kräfte entsprechend gleich einwirken? (von Nasenleiste in Richtung Endleiste und von Flügel-Unterseite in Richtung Flügel-Oberseite)

LG
Gerhard
 
äää... ich blick gerade nicht durch...

wenn die Belastung im Flug von Vorne/Unten kommt... hab ich einen Knoten im Hirn?

Muss ich am Rücken liegend die Nasenleiste nicht nach oben stellen damit die Kräfte entsprechend gleich einwirken? (von Nasenleiste in Richtung Endleiste und von Flügel-Unterseite in Richtung Flügel-Oberseite)

LG
Gerhard
Hallo Gerhard,

der "Witz" an der Sache ist, dass der Flügel, und damit auch der Holm, bei 10 Grad Anstellung eben 10 Grad gegenüber der Anströmung verdreht ist. Ausserdem wirkt der Auftrieb senkrecht zur Anströmrichtung. Wenn Du Dich in das Koordiantensystem des Flügels setzt, dann ist der Kraftvektor des Auftriebs also 10 Grad nach vorne gekippt (ich spreche hier von der Normallage!). Damit ergibt sich eine Kraftkomponente nach oben und nach vorne.
Das ganze rumgedreht: voilà!

Gruss,

Michael

PS: Ich will ja keine schlafenden Hunde wecken, aber jetzt wäre noch interessant, wieviel der Flügel sich verdreht. Dazu würde man die Flaschengewichte soweit nach hinten schieben (in der Rückenlage), bis das dadurch verursachte Moment der Flugbelastung entspricht. Letztere müsste man berechnen, dazu wäre aber ein wenig Bleistiftspitzen und (z.B.) Xfoil-Gerechne nötig...
 
Ansicht hell / dunkel umschalten
Oben Unten