xflr5 - Tragflügelberechnungen Cl, Cp, Cd......Bedeutung......???

[RainerSeubert]

Wenn er was über Profile lernen will, dann so: NACA 0012, NACA 2412 und NACA 4412 neben einander rechnen, vergleichen und dann versuchen, die Ergebnisse "richtig" zu interpretieren. Erst mal einen Parameter variieren, hier z. B. die Wölbung, danach kann man ja mit Dicke und Dickenrücklage spielen.

Einen Flieger rechnen macht keinen Sinn, wenn man noch Schwierigkeiten hat, die gängigsten Begriffe zu verstehen.

 

[Modellflugpilot]

Großes Danke an den Kampfkolos für die vielen Beiträge zu den Diagrammen !

Da kann ich schon so manches ableiten. Mein Wunsch allerdings....

Etwas ausführlicher interpretieren, auch wenn zunächst noch kein Vergleichsprofil dargestellt ist. Dies müßte doch auch möglich sein, anhand des vorhandenen Profils. (Es ist das Profil vomr 2m Typhoon von EMC Vega). Denn der Unterschied zweier Profile ist doch auch die "Eigenschaft" eines einzelnen Profils.
@ Stefan und Rainer...ich möchte noch gar keinen ganzen Flieger rechnen sondern erstmals lernen was ein jeweiliges Diagram über ein Profil aussagt.


Zu Diagram 1 müßte es doch noch mehr zu sagen geben ? Außerdem hat noch keiner meine Interpretierung (#14) kritisiert.
Was sagt ihr beiden denn dazu? Gibt es da nix mehr... oder steckt da noch mehr drinnen.

Kampfkoloss beschreibt zum Beispiel daraus die Ableitung des max. Auftriebes.
- Was nützt mir der Cl max ?
- Was nützt mir Cd min ?
- Was passiert wenn ich diese Werte unterschreite oder überschreite ?
- Wie verhält sich das Profil bei unterschiedlichen Re Zahlen ( so zu sagen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei gleicher Profiltiefe) ?
Werden bei höherer Geschwindigkeit die Profileigenschaften bezgl. des Wirkungsgrades besser weil der relative Profilwiderstand dabei geringer wird ?



Viele Grüße
Hans

 

[mipme_kampfkoloss]

Hallo Hans,

mit konkreten Fragen ist es etwas leichter in der Fülle an Aspekten...

@Cdmin: braucht man natürlich für Schnellflug. Die Frage ist ein bißchen wo dieser Punkt/Bereich liegt. 0,1 oder von 0,05 - 0,25 Cl oder so wird dann heftig bei Pylonracern oder F3F Fliegern diskutiert. Dazu schau dir vielleicht von Jojo den Beitrag zur Entwicklung eines neuen F3F Profils an.

@Clmax: braucht man natürlich für den Langsamflug und für die Einschätzung des Strömungsabrisses in weiterer Folge am Flügel. Wenn du ein Profil für hohe Lasten oder sehr langsamen Flug suchst, dann musst du vorallem auf diesen Wert schauen.

@Werte unter/überschreiten: Cdmin wirst du nicht unterschreiten können. Wäre schön wenn du das schaffst. Überschreiten wohl auch kaum. Der Flieger liegt dann eher wieder am Boden oder nimmt die Nase runter.

@Einfluss Re: grundsätzlich werden die Profile mit steigender Fluggeschwindigkeit effizienter, aber da gibt es natürlich Unterschiede zwischen den Profilen. Wichtig ist vorallem für welchen Geschwindigkeitsbereich das Profil entwickelt wurde. In den Polaren sieht man auch folgende Punkte:
- Laminardelle: Ein ausgeprägt effizienter Bereich um das Cdmin. Diese Eigenschaft ist vorallem bei Leitwerksprofilen und den Pylonracern gefragt.
siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Laminardelle
- Blasenentwicklung: Eine Delle nach rechts welche mit sinkender Geschwindigkeit ausgeprägter wird. Haben zB einige Epplerprofile: https://www.rc-network.de/threads/profil-eppler-212-was-bedeutet-das.153005/post-2677568
Daher benötigen diese Profile eine höhere Mindestfluggeschwindigkeit.


Was man auch noch aus den T1 Polaren herauslesen kann:
- Dicke und Zuspitzung der Nase: dickere Profile und rundere Nasen führen zu mehr min. Widerstand jedoch "runderen" Polaren. Umgekehrt wird alles spitzer bzw. geringer. Dickere Profile haben auch ein höheres Clmax - das sieht man jedoch ohne Vergleich nicht wirklich...
- Dicken- und Wölbungsrücklage:
Je weiter hinten die max. Dicke bzw. Wölbung des Profils liegt, desto spitzer wird der Abriss und die Profile bekommen eine charakteristisches Optimum an Gleitzahl kurz vor dem Selben. Es bildet sich vorallem bei niedrigen Re-Zahlen eine "Nase". Klassisch sieht man das bei den HQ Profilen: http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=hq1510-il#polars
Je weiter vorne beides liegt, desto "weicher" wird die Polare und die Form verändert sich wenig mit sinkender Geschwindigkeit. zB das AG14 von Mark Drela: http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=ag14-il#polars
Eines der Hauptnachteil der Dickenvorlage und Wölbungsvorlage ist das niedrigere Clmax.

Soweit was ich weiß. Ich hoffe, es stimmt soweit alles. Sonst bitte korrigieren!

 

[Fliegerstefan]

Eines der Hauptnachteil der Dickenvorlage und Wölbungsvorlage ist das niedrigere Clmax....

dabei gewinnt aber das Profil bei niedrigen Re-Zahlen zb 70000 am Aussenflügel bei leichten Seglern.

Ansonsten Hans empfehle ich dir das Buch von Dr. Quabeck

Buchkritik Helmut Quabeck HQ-Profile für den Modellflug

Eine :rcn:-Rezension: Dr. Helmut Quabeck HQ-Profile für den Modellflug Aerodynamische Designaspekte, Daten und Anwendungen ISBN 978-3-9804171-3-6 Seit Oktober 2014 ist das neueste Buch von Dr. Helmut Quabeck erhältlich. Es ist eine Führung durch seine Profilfamilien, die wiederum...

www.rc-network.de

Gruss
Stefan

 

[Modellflugpilot]

Wow, ich bin begeistert...!!!

Ganz ehrlich, deine Antwort auf meine Fragen haben mir schon mal sehr viel gegeben und zu meinem Verständnis beigetragen.
Der link zu den F3F Profilentwicklungen ist sehr lehrreich und hoch interessant.
Ich weiß nicht wie es den Mitlesern geht, aber ihr braucht ja nur eine Frage dazu stellen wenn etwas unklar ist.
Danke an den Kampfkoloss...der sein Wissen mit uns teilt.
Stefan auch dir Danke, denn deine Empfehlung mit dem Quabeck Buch - ich habe die Buchkritik gelesen - ist sehr hilfreich und interessant.

Jetzt aber zu meiner nächsten Frage für die Praxis.

Da ich gerade vom Virus "DS Fliegen" infiziert bin (vorerst nicht therapierbar), möchte ich prüfen, ob ich mich mit meinem Flieger im richtigen Bereich bewege.
So wie ich das aus dem Diagramm 1 deuten kann, ist es am günstigsten, mich in diesem Fall in einem Auftriebsbereich von ca 0.2 und 0.4 zu bewegen.
Dort wo Widerstand und Auftrieb in einem günstigen Verhältnis stehen. Im DS Fliegen spielt sich das halt bei höheren Geschwindigkeiten ab, ist aber äquivalent auch für niedrigere Fluggeschwindigkeiten. Klar ist, daß für das DS Fliegen noch ganz andere Faktoren eine große Rolle spielen, da ja die Flugbahn unterschiedliche Flugzustände hat. Darauf möchte ich aber garnicht eingehen, da dies mit Sicherheit ein eigenes Thema ist und schon etliche darüber gut berichtet haben.
Annahme, gleichbleibende Flugbahn.

Die Frage:
Wie stelle ich jetzt die ideale EWD an meinem Segler ein?

Ich weiß daß jetzt mehrere Variablen zum Einsatz kommen, wie Anstellwinkel ...usw. Den Einflußfaktor Rumpf bitte vernachlässigen wenn möglich.
Die Formel für die Auftriebsgleichen beinhaltet den Auftriebsbeiwert.
Wie komme ich zu meiner vorteilhaften EWD.

v = 50 m/s
F = 34 dm²
Luftdichte = 1,225 Kg/m³
Ca = 0,2 bis 0,4
m Flugzeug = 1.8 Kg (Spw 2.0 m)

...ja und jetzt verließen ihn alle Weisheiten...

Viele Grüße
Hans

 

[mipme_kampfkoloss]

Wow, Hans - da machst du jetzt aber ein gewaltiges Fass auf!
Also vorab: ewd geht nur mit dem gesamten Flieger. Heißt ja nicht umsonst EW-Differenz! nur vom Profil kannst du da auf wenig schließen.
Und bei DS kenne ich nicht aus. Ich könnte mir vorstellen, dass ein gleichbleibenden Profil Moment wichtig sein könnte. Da könnte man sich mal die T4 polaren ansehen für cm über v/re für den gewünschten arbeitspunkt (Alpha). Aber wie geschrieben, kenne mich bei DS nicht aus.

da solltest du besser im entsprechenden Kanal nachfragen.

 

[Faronas]

DS Fliegen stellt auch einen Spezialfall dar: normalerweise brauchst Du ja nur so viel Auftrieb, wie der Flieger wiegt. A muss also gleich dem Gewicht mal Erdbeschleunigung sein (9.81 m/sec^2). Daraus ermittelst Du dann das CA. Wird halt kleiner, wenn Du schneller fliegst. Aber : beim DS fliegst Du ja Karrussel, und wie bei dem ist die Fliehkraft so größer je enger Du fliegst. Folglich kommt das zu A noch dazu, somit ist das spannende bei DS, dass Du eine F3F Dauerwende machst: V ist hoch bei CA von nahe 1 oder so.

Patrick

 

[UweH]

somit ist das spannende bei DS, dass Du eine F3F Dauerwende machst: V ist hoch bei CA von nahe 1 oder so

Bitte nicht Auftriebskraft und Auftriebsbeiwert durcheinander werfen, auch beim DS ist der Auftriebsbeiwert CA meist zwischen 0,2 und 0,6.
Wenn die Geschwindigkeit und die Zentripedalkraft im DS Kreis hoch sind, enstehen hohe Auftriebskräfte bei kleinem Auftriebsbeiwert.

Gruß,

Uwe.

 

[Modellflugpilot]

Hallo Patrik und Kampfkoloss,
macht euch mal bitte nicht so fest am DS Fliegen ! Es sollte nur ein kleiner Hintergrund sein. Ich weiß beim DS fliegen spielen sehr viele Faktoren eine Rolle ( da kennt sich ja der Uwe H. und der Peter W. und.... ganz gut aus), aber dennoch danke für deine Antwort. Du hast das ja ganz gut formuliert.
Vielleicht habe ich mich auch falsch ausgedrückt.

Entscheidende Frage ist:

Im Diagramm 1 kann ich gut erkennen, daß in einem Bereich Cl = 0,2 bis 0,5 der Auftrieb ansteigt, ohne eine große Änderung des Profilwiderstandes.
Das ist doch so ein interessanter Bereich ...von dem die F3F ler immer träumen und rumrechnen.
So, und wie komme ich nun genau in diesen Bereich?

An einem bestehenden Flieger kann ich folgendes ändern:
- EWD,
- SP,
- den Anstellwinkel zur Rumpfachse,
- aufballastieren und schneller fliegen.

(Sollte ich mit dieser Frage all zu sehr vom eigentlichen Thema abweichen, so sagt es mir bitte.)

Grüße
Hans

 

[UweH]

Hallo Leute,

ich habe dem Hans mal was zu lesen empfohlen das sicher für viele interessant sein dürfte die ähnliche Fragen und Interessen zum Verständnis der Profilpolaren bzw. Profileigenschaften im Zusammenhang mit der Profilgeometrie und den Strömungsverhältnisse am Tragflügel haben.

Der auch einigen Modellbauern von den Modellflugprofilen TL54 und TL56 bekannte Dr. Ing. Thorsten Lutz hat ein Skript zur Vorlesung "Profilentwurf" an der Uni Stuttgart veröffentlicht, das viele der von Hans hier gestellten Fragen logisch aufbauend beantwortet.
Obwohl das Skript Grundlagen der personentragenden Flugzeuge behandelt sind die grundsätzlichen Prinzipien weitgehend analog zur Modellaerodynamik und auch für den Hobby-Aerodynamiker "light" recht verständlich behandelt.

Hier der Link: https://docplayer.org/51331797-Prof...rlesung-und-seminar-dr-ing-thorsten-lutz.html

Viel Spaß beim Lernen und Gruß,

Uwe.

 

[Fliegerstefan]

Super, danke!

 

[Modellflugpilot]

Uwe...auch von mir nochmals danke für deien Link.

Da das Thema – Bedeutungen von ....im XFRL5 lautet, stelle ich hier jetzt ein paar Diagramme ein, die zwei Profile miteinander im Vergleich darstellen.

Ich versuche diese mal zu deuten und freue mich über eine Reaktion von euch ob das nun so seine Richtigkeit hat.

Die voraus gegangene Frage hat mir ja keiner beantwortet. Ich weiß nun schon, daß diese Frage so gestellt, zumindest nicht aus der hohlen Hand in kleinem Umfang beantwortet werden kann.

Verzeiht wenn das noch laienhaft ist, aber ich versuche ja daraus zu lernen.

Die Geschichte hierzu als kleiner Hintergrund:
Ich habe für das Modell - ION NEO von Freudentaler eine zweite Tragfläche vom Typhoon. Beide teste ich abwechselnd im realen Flugeinsatz – vorwiegend im mittleren DS Einsatz.

Dennoch möchte ich auch wissen und überprüfen, ob so ein Simulationsprogramm für die Praxis hilfreich ist und irgendwo einem dazu verhelfen kann, ein Modell mit bestehendem Profil, im besten Bereich laut dessen Bestimmung zu betreiben.


Diagram 1 Profil vom ION NEO:
- Widerstandwert Cd abhängig von Alpha (Anstellwinkel zur Strömung) und
- Auftriebsbeiwert Cl abhängig von Alpha bei unterschiedlichen Re Zahlen

Im Bereich von Alpha = 0 Grad zeigt die Kurve den geringsten Widerstand wobei bei diesem Alpha der Auftriebsbeiwert zwischen 0.1 und 0.2 liegt. Wollte ich in einen noch niedrigeren Cl Bereich, so müsste das Profil mit leicht negativem Anstellwinkel gegen die Strömung bewegt werden, in dem allerdings der Widerstand wieder zunimmt.

Diagramm 2 Profil Typhoon:
Selbiges....

Diagram 3 Profil ION NEO und Typhoon im Vergleich bei Re 700000
- Widerstandwert Cd abhängig von Alpha (Anstellwinkel zur Strömung) und

- Auftriebsbeiwert Cl abhängig von Alpha bei unterschiedlichen Re Zahlen
Bei genannten Anstellwinkel im Bereich Alpha = 0, zeigt das Profil vom ION NEO einen geringeren Widerstand als das vom Typhoon. Jedoch zeigt Profil Typhoon fast den doppelten Auftriebsbeiwert.

Fragen:
- Ist diese Interpretation stimmig?

- Wie aussagekräftig sind diese Werte in diesem Bereich. Handelt es sich hier um akademische Werte, oder sind diese „echt zu spüren“....also auch erkennbar?

- Welche Ncrit Werte sind in diesem Fall sinnvoll (turbulente Luft wie sie beim Hangflug vorkommt) und zeigen für die Praxis annähernd nutzbare Ergebnisse.

Ich weiß, viele noch laienhafte Fragen....aber sicherlich freuen sich einige Mitleser auch über Antworten, die ebenso wissbegierig sind.



Grüße

Hans