DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

matzito hat geschrieben:Gleichzeitig wird ja bei einer Horten im Aussenfluegen Abtrieb erzeugt zur Stabilisierung.
Hallo Matze, es ist eine weit verbreitete Legende dass bei einer Horten der Außenflügel Abtrieb erzeugt, denn diese Aussage stimmt meistens nicht.
Im normalen rumfliege-Auftriebsbeiwert = Fluggeschwindigkeit von z.B. cA 0,35 erzeugt immer noch der ganze Flügel Auftrieb, der örtliche Auftriebsbeiwert fällt erst an der Flügelspitze auf Null. Z.B. liegen bei meiner Horten XII erst kurz vor Maximalauftrieb und nur an der äußersten Flügelspitze negative Auftriebsbeiwerte und negative Zirkulationsstärke an, in > 90 % der Flugzustände ist auch der Außenflügelauftrieb komplett positiv.
Das was eine Horten von einem üblichen Wingletpfeil unterscheidet ist das was relativ zwischen Flügelspitze und Flügelwurzel passiert.
Grundsätzlich wird eine Horten um die Hochachse im wesentlichen durch die Pfeilung stabilisiert, um die Querachse durch Schränkung.
Die Zirkulationsverteilung bei einem geschränkten Flügel ändert sich mit dem Anstellwinkel, der ebenso wie die Fluggeschwindigkeit mit dem Gesamt-Auftriebsbeiwert des Flügels verknüpft ist (bei einem Brett oder Leitwerker mit einfacher Geometrie und durchgehendem Profil ändern sich diese Kurven über den Anstellwinkel so gut wie nicht)

Der negative Wendemoment ist ein Problem wenn man ohne Seitenflächen hinter dem Schwerpunkt auskommen will, auch er ist Auftriebsabhängig, er ist bei kleinem örtlichem Auftriebsbeiwert im Querruderbereich ebenfalls klein. Um den negativen Wendemoment bei einem Nurflügel klein zu halten ist es also notwendig, dass der Außenflügel relativ zum Innenflügel einen kleinen Auftriebsbeiwert hat.
Im Laufe der Horten-Entwicklung hat sich die Auftriebsverteilung nach einer sin³-Glocke als akzeptabler Kompromiss zwischen Kurvenverhalten und Widerstand erwiesen.....nur versuche mal raus zu finden auf welchen Auftriebsbeiwert diese sin³-Glocke bezogen ist :shock:
Die Verteilung der Auftriebsbeiwerte und die Zirkulationsverteilung ändern sich ja mit dem anliegenden cA durch den Höhenruderausschlag oder die Schränkung. Liegen Schränkung und Höhenruderausschlag fest, dann ändert sich die Verteilung der Auftriebsbeiwerte und die Zirkulationsverteilung durch unterschiedliche Schwerpunktlagen. Ein Dilemma und schon immer Stoff für Zoff unter den Hortenjüngern, vor allem unter denen mit mathematischer Affinität :roll: .....die mir zum Glück fehlt :D

Eine Horten kommt also bei einem Querruderausschlag deshalb ausreichend gut um die Kurve, weil der lokale Auftriebsbeiwert im Querruderbereich klein ist und damit der negative Wendemoment klein. Bei einem Querruderausschlag giert die Horten zunächst ein bisschen in die falsche Richtung, fängt aber dann an zu rollen. Beim rollen sorgt die Roll-Gier-Kopplung dann dafür das die Kurve halbwegs gut und schiebearm in die Richtige Richtung geht.
Ein konventioneller Wingletpfeil kommt deshalb gut um die Kurve, weil die große Seitenfläche der Winglets das falsche Schieben um die Hochachse aus dem starken negativen Wendemoment so weit dämpft, dass der Flügel fast schiebefrei zu rollen beginnt. Wenn er erst mal rollt, dann sorgt die Roll-Gier-Kopplung dann dafür das die Kurve halbwegs gut und schiebearm in die Richtige Richtung geht.
Eine Halbhorten hat am Außenflügel geringere Auftriebsbeiwerte als ein konventioneller Wingletpfeil und damit weniger negatives Wendemoment. Damit kommt sie mit kleineren Winglets aus, was durch die kleineren Massen, den geringeren negativen Wendemoment und mehr Reserve im negativen Auftriebsbereich der Außenflügelprofile für höhere Rollwendigkeit sorgt.
Der Nachteil der Halbhortenauslegung ist eigentlich der kleinere Gesamtauftrieb des Flügels, aber wenn man nicht hoch starten muss oder für sonst was Monsterauftrieb benötigt ist das zu Gunsten der Vorteile zu verschmerzen.

Gruß,

Uwe.

P.S.: die Kurven in meiner letzten DISPAR-Simulation sagen gar nichts aus, denn bei Klappen im Strak ist der Auftrieb ungefähr Null, das heißt der Flügel befindet sich im senkrechten Sturz und fliegt rein ballistisch in ziemlich gerader Linie Richtung Erdmittelpunkt. Hier zählen nur noch die Profil- und Störwiderstände, die aber in der Simulation nicht abgebildet werden. Sorry, aber eigentlich ist der Screenshot ein etwas böser Scherz, denn um verwertbare Simulationsergebnisse zu bekommen muss man irgendwelche Klappen setzen, dann sehen die Kurven anders aus und ergeben (hoffentlich) irgend einen Sinn :oops:
Das zeige ich dann im Laufe der Profiloptimierung ;-)
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matzito
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Hi Uwe,
besten Dan fuer die Erklärung ich denke das habe ich voll verstanden, das aendert meine Anschaung ein bischen mehr in Richtung Realitaet :thumbup: ;-)
Klar der Auftrieb variiert, jetzt kann man sich die Sin3-aehnliche Kurve im Geiste mal schoen elastisch vorstellen wie sie hoch und runter geht, die Klappen Einfluss nehmen und wie sie aussen eben ein wenig mehr "Ca" durch die winglets dazukommt.
Danke fuer Deine Geduld
lg Matze
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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

Hallo Leute,

ich habe seit letzter Woche wieder am Dispar weiter gemacht. Zunächst habe ich die Geometrie der Variante 14 aus dem FLZ_Vortex ins CAD exportiert.
Im AutoCAD habe ich dann die Außenkontur geometrisch geglättet, durch iteratives hin und her zwischen CAD und FLZ_Vortex den cA bei Klappen im Strak leicht angehoben und den nicht linearen Bogen des Verlaufs der Schränkungswinkel dabei geometrisch geglättet.
Das hoch gewölbte Außenprofil das in der grünen cA-Verteilungskurve den Zacken nach oben verursacht hat wurde erstmal durch das vorletzte Außenprofil ersetzt, das deshalb aktuell 2 x im Außenflügel drin ist.
Raus gekommen ist die Variante 15 von der ich ein paar sinnvollere Screenshots poste als zuletzt.
Fluggewicht in der Simulation ist wieder 2,2 kg bei 3 m Spannweite, damit 36 g/dm² Flächenbelastung.

Hier zunächst die Klappen im Strak. Der Auftriebsbeiwert ist dabei nicht mehr negativ, sondern mit 0,033 gaaaaanz knapp über Null.
Das Stabilitätsmaß ist ziemlich genau 8 %, der sich daraus ergebende Schwerpunkt von 237,45 mm wird fest gesetzt.
Die rote Kurve der Zirkulationsverteilung zeigt den Verlauf, den Hans für den Horten-Schnellflug beschrieben hat.
Der Flugzustand entspricht dem anstechen aus der Höhe, es ist bei F3F ungefähr die Beschleunigungsphase beim Wippen zum Höhe aufbauen und vor dem Einflug in die Strecke. Die Zirkulationsverteilung spielt eine untergeordnete Rolle, wichtig sind hier die Profilwiderstände bei hohen Re und die Störwiderstände, beide sind in dieser Simulation nicht zu sehen.
20161025 DISPAR V15 Ruder 0°.jpg


Der zweite Screenshot zeigt einen relativ beliebig gewählten Flugzustand irgendwo beim zügigen Thermikflug, cA ist ~ 0,67, die (nicht optimierten) Klappenwinkel dazu sind eingeblendet. Die rote Kurve der Zirkulationsverteilung nähert sich der ellipsenförmigen, die durchgezogene grüne Linie der Auftriebsbeiwertsverteilung (cA-Verteilung) zeigt außen im Querruderbereich die Auftriebsentlastung aus der Halbhortenauslegung.
Wie man am Stabilitätsmaß sieht wandert der Neutralpunkt mit dem Anstellwinkel nach vorne, der Schwerpunkt ist fixiert und das Stabilitätsmaß wird kleiner.
So ist es auch im Flug und deshalb ist es wichtig dass man bei der Simulation nach dem fest legen des Auslegungs-Stabilitätsmaßes den Schwerpunkt fixiert und mit dem im Flug (meist) unveränderlichen Schwerpunktmaß weiter rechnet, nicht mit fixiertem Stabilitätsmaß.
20161025 DISPAR V15 Ruder Thermik.jpg


Der dritte Screenshot zeigt den Flugzustand unmittelbar vor dem Abriß, der etwa auf Höhe des Schwerpunkts im Bereich der mittleren Klappe erfolgt, das sieht man daran wo die durchgezogenen grüne Linie der Auftriebsbeiwertsverteilung mit der gepunkteten grünen Linie der örtlichen Maximalauftriebswerte zusammen kommt.
Die Strömung im Rumpfbereich ist bereits abgerissen, aber das stört nicht. Deshalb ist dort ein Tiefensprung der den inneren Wölbklappenlängsspalt verkürzt, das spart mehr Widerstand als eine Optimalität der Profile dort, die durch den Rumpf wieder kaputt gemacht wird. Ich hoffe Jörg bekommt die runden Übergänge auf der Endleistenseite hin. Die Profile sind am Übergang zum tieferen Klappenbereich aufgedickt und so angepaßt, dass es auf der Flügelnasenseite der Flugzeugmitte keinen Dickenversprung gibt. Damit laufen auch die Holme ohne Welle oder Versatz durch und es gibt dort keine geometrisch bedingte Verringerung der Flügelsteifigkeit.
cA max ist etwa 0,95, das reicht für F3F und Freizeit-Hangflug.
Stabilitätsmaß ist 7,15 %, das könnte für den Außenflügel schon etwas knapp werden, was man an der nach oben gerichteten Zacke der grünen Kurve am Wingletfuß erahnen kann.
20161025 DISPAR V15 cA max.jpg
Als nächstes brauche ich einen ruhigen Nachmittag Zeit um für diesen Grundriß die erste Profiloptimierung zu machen. Mal schaun was dabei raus kommt, aber es wird nach derzeitigem Zwischenstand sicher nicht der Wunsch nach einer Leitwerkerauslegung sein ;-)

Gruß, Uwe.
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matzito
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Hi Uwe, das mit den Erklaerungen welche Kurve was ist, ist sehr hilfreich.
lg Matze
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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

UweH hat geschrieben:Als nächstes brauche ich einen ruhigen Nachmittag Zeit um für diesen Grundriß die erste Profiloptimierung zu machen. Mal schaun was dabei raus kommt, aber es wird nach derzeitigem Zwischenstand sicher nicht der Wunsch nach einer Leitwerkerauslegung sein ;-)
Hallöchen, der ruhige Nachmittag war heute, es sind 9 verschiedene Profile entstanden, aber jetzt bin ich nach 8 Stunden virtuellem fliegen am Computer müde ohne fertig zu sein. Immerhin steht das Profilierungs-Grundkonzept und es fehlen nur noch Detailanpassungen die geometrisch bedingt sind, z.B. für die Einschnürung in der Flügelmitte an der Rumpfposition und an den starken Tiefenänderungen von Elevon und Wingletanschluss.

Wenn ich auch damit fertig bin kommen hier noch ein paar Infos dazu, bis jetzt bin ich recht zufrieden, die Simulation schaut schon mal nicht schlecht aus ;-)

Gruß,

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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

Hallöchen, die Profile sind erstmal fertig und im Moment dreht sich alles ein bisschen um aerodynamische Details. Da es keine aktuellen Erfahrungen dazu gibt wie ein Pfeilnurflügel für die F3F Wettbewerbsaufgabe optimiert werden muss bin ich hierfür ziemlich am raten. Für den Freizeitflugbetrieb ist alles gut, aber um auf der F3F-Strecke schnell zu sein kommt es neben dem Piloten auch darauf an den richtigen Auslegungspunkt zu treffen.
Dünne Profile bringen Widerstandsvorteile und machen den Flieger schneller, aber dünne Profile bedeuten auch geringere Torsionssteifigkeit und damit Flattergefahr oder zumindest Verformung des Flügels mit Verlusten bei der Steuerpräzision. Ein Flieger mit dünneren Profilen ist schon mit wenig Gewicht schneller als ein Flieger mit dicken, weniger verformungsempfindlichen Profilen. Den Flieger mit den dickeren Profilen kann man dafür mehr ballastieren ohne dass er flattert oder biegt und damit könnte er vielleicht den Widerstandsnachteil der größeren Profildicke wieder rein holen.....nur wo liegt der beste Kompromiss?

Ich habe also mal geraten und die Screenshots zeigen den aktuellen Stand. Wegen der Profile dazu werde ich mich noch mit Peter Wick beraten, mal schaun was er meint. Sein schneller Pfeil "SNAP" ist aber nach einer ganz anderen Philosophie ausgelegt und ich möchte nicht von meiner Entwicklungslinie abweichen um ein anderes Prinzip zu bauen (.....das schon früher gegen die Leitwerker das nachsehen hatte :?: :roll: )
Ich habe mich für eine im Vergleich zu den F3F-Leitwerkern eher größere Profildicke um 8,5 % entschieden, denn damit ist es einfacher einen alltagstauglichen Pfeil zu bauen, der auch mal schwerer und im DS schneller geflogen werden kann als ein reiner F3F-Pfeil der eigentlich nur rund 150 km/h aushalten müsste.
Die Profile kommen allerdings noch mal in den Ortho-Transformator und werden damit doch noch mal spürbar dünner.

Hier der Auslegungspunkt bei Klappen im Strak, cA ist knapp unter 0,2, mit einem Rumpf in Flügelmitte wird das noch mal etwas weniger:
20161122 Dispar V16-3 Ruder 0°.jpg
Das Gegenteil ist der Maximalauftrieb cA max kurz vorm Abriß, der liegt in der Simulation bei etwa 0,98, der x-mess hat hier im Vergleich etwa cA 0,94, also etwas weniger.......vielleicht sollte ich doch noch etwas mit der Wölbung runter?!? :? Die Umströmung am Wingletfuß ist trotz 8 % Auslegungs-Stabilitätsmaß noch relativ unauffällig, in Flügelmitte ist ein bisschen Auftriebsreserve für den Rumpfeinfluß vorhanden, das müsste so fliegbar sein.....also für einen Pfeilnurflügel viel Maximalauftrieb und geringes Stabilitätsmaß für knackige Wenden bei wenig Ruderausschlag = wenig Trimmwiderstand.
20161122 Dispar V16-3 cAmax 098.jpg
Hier noch ein Screenshot bei irgend einer nicht optimierten Thermikstellung, da findet man die passenden Klappenstellungen besser in der Flugerprobung:
20161122 Dispar V16-3 Thermik.jpg
...und hier das gleiche noch mal mit anderen Klappenstellungen für gutes Gleiten:
20161122 Dispar V16-3 Gleiten.jpg
Gruß,

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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

UweH hat geschrieben:Das Gegenteil ist der Maximalauftrieb cA max kurz vorm Abriß, der liegt in der Simulation bei etwa 0,98, der x-mess hat hier im Vergleich etwa cA 0,94, also etwas weniger.......vielleicht sollte ich doch noch etwas mit der Wölbung runter?!? Die Umströmung am Wingletfuß ist trotz 8 % Auslegungs-Stabilitätsmaß noch relativ unauffällig, in Flügelmitte ist ein bisschen Auftriebsreserve für den Rumpfeinfluß vorhanden, das müsste so fliegbar sein.....also für einen Pfeilnurflügel viel Maximalauftrieb und geringes Stabilitätsmaß für knackige Wenden bei wenig Ruderausschlag = wenig Trimmwiderstand.
Uwe, die Lebenserfahrung zeigt, dass der erste Gedanke und das erste Gefühl einen nicht betrügen, deshalb würde ich fast sagen so lassen, unsere Intuition ist oft unschlagbar gegen Gedanken und Überlegungen. Was Du schreibst hört sich klasse an und ich bin überzeugt, dass das so ein klasse Flieger wird. :thumbup: Fast so lassen deshalb, weil der Mensch auch Fehler macht aber wenn Du mit Peter nochmal draufgeschaut hast, und alles paar tage sacken laesst und es immernoch so gut aussieht und keine Probleme auftauchen würde ich damit starten.
Viel Erfolg und viel Elan, lg Matze
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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

Hallo Matze, danke für die aufmunternden Worte, das tut echt gut :) :thumbup:

Im Moment vergleiche ich den Stand der Simulation beim Dispar mit den Simulationen anderer Nurflügel die ich geflogen habe.
Es gibt daraus bisher noch keinen Änderungsbedarf, vor allem mit der Klappenaufteilung bin ich recht zufrieden.
Die Profilierung wird ja durch die Ortho-Umrechnung auf die Pfeilung noch mal dünner und damit schneller. Für die Flügelstatik gegen flattern bin ich einer baubaren Spezial-Holmstegkonstruktion auf der Spur die mehr Torsionssteifigkeit bei gleichem Gewicht wie in konventioneller Schaum-Gewebesteg-Bauweise bringen könnte, da hatte ich zuletzt ein paar Ideen die funktionieren könnten.......auch hier bleibt es spannend ;-)

Gruß,

Uwe.
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

UweH hat geschrieben:es sind 9 verschiedene Profile entstanden, aber jetzt bin ich nach 8 Stunden virtuellem fliegen am Computer müde ohne fertig zu sein.
Hallo Leute, heute habe ich noch mal einen Nachmittag in die Profilanpassung investiert, es sind jetzt incl. für die profilierte Wingletvariante 12 Profile geworden, 10 verschiedene Profile hat allein der Flügel.
Screenshots der Simulation poste ich jetzt nicht mehr, gegenüber oben ist das Auslegungs-cA noch mal ein bisschen runter gegangen (jetzt cA 0,16 statt 0,19) und ein paar der Wellen in den Kurven sind jetzt glatter, aber nichts auffälliges, nur Detailarbeit.
Jetzt bin ich ziemlich zufrieden mit der Auslegung in der Simulation :)

Gruß,

Uwe.
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

UweH hat geschrieben:nichts auffälliges, nur Detailarbeit
Tja, auch Detailarbeit ist viel Arbeit und am besten ist wenn die jemand anders macht :P :D

Peter Wick hatte mir angeboten als Backup nach meiner Profilierung zu schauen. Das Angebot habe ich gerne angenommen, obwohl die meisten der 12 von mir vorgesehenen Kurven eh schon auf seinen Profilen basierten. Zuerst hatte ich mich mit ihm geeinigt dass er nur die Innenprofile optimiert die von mir kamen und eher für höhere Re-Zahlen geeignet sind als sie beim Dispar in Flügelmitte anliegen.
Nach etwas Austausch per Mail bekam ich dann Gestern aber 11 neue Profile, nur das Randbogenprofil des Winglets ist unverändert geblieben, da bestand kein Optimierungsbedarf. Die Erstflugerprobung soll eh mit einfachen Winglets aus Holz oder Positivbauweise erfolgen.

Die neuen Profile orientieren sich in Wölbung und Dicke an den von mir für die Auslegung angepaßten, aber Peter hat die Tropfenform besonders bei den Profilunterseiten besser auf den Einsatzzweck schneller Hangflug und F3F angepaßt und dabei sicher spürbar die Handbremse gelöst ;-)

Die Grundauslegung mit der cA-Verteilung, Flügelgrundriß und Klappenaufteilung von mir ist dabei gleich geblieben, nur der cA mit Klappen im Strak ist auf 0,27 hoch gegangen weil der Momentenbeiwert der neuen Innenprofile weniger negativ ist als bei den alten.

cA 0,27 ist mir zu viel, deshalb habe ich vorhin noch mal die Schränkung des Außenflügels geändert. Da die Verwindung von Anfang an nicht linear war, habe ich die Krümmung der Winkelverteilungskurve geändert, aber die maximale Schränkung der Außenrippe am Wingletanschluß bei - 2,1 ° gelassen. Das bringt noch ein bisschen Luft für den Außenflügelabriß und die von der Schränkung positiv beeinflußte Spiralsturzstabilität wird nicht spürbar verschlechtert.
Jetzt ist der Flugzeug-cA bei Klappen im Strak 0,19, das ist für mich obere Grenze, aber bei 8 % Stabilitätsmaß in der Simulation durchaus akzeptabel.

Jetzt werde ich die Profile des gepfeilten Bereichs auf ortho-Einbau umrechnen und dann mit dem Profile-Editor von Frank Ranis und Eberhard Mauk glätten.
Dann ist die aerodynamische Auslegung abgeschlossen und Jörg darf im CAD ran, dann geht es vor allem um die konstruktiven Details für die Urmodelle und deren Fräsdaten.


Hier noch mal ganz vielen Dank an Peter Wick für die viele Arbeit bei der Profiloptimierung, danke, danke, danke :thumbup: :thumbup: :)

Hier noch zwei neue Screenshots aus dem FLZ_Vortex, einmal bei Klappen im Strak und einmal bei Maximalauftrieb.
Der kundige Nurflügeldesigner wird im Vergleich zu den letzten Screenshots folgenden Unterschied erkennen: trotz der weiteren zig Stunden Arbeit von mir und besonders von Peter bei der Profiloptimierung ist im FLZ_Vortex kein relevanter Unterschied zu erkennen :roll: ...nur die simulierte Gleitleistung bei Klappen im Strak ist schlechter geworden :shock: :D

Klappen im Strak:
20161207 Dispar V17-PW Klappen 0°.jpg
Maximalauftrieb:
20161207 Dispar V17-PW cAmax 092.jpg
Gruß,

Uwe.
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jduggen
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von jduggen »

Hi Uwe,

das sieht ja alles schon mal super aus, bin echt mal gespannt wie das so in "Real" aussehen wird.
Zitat:
"""" und Jörg darf im CAD ran, dann....."""""

passt, Rechner ist schon reserviert und startklar. Konnte heute auch schon mal mit einem Testmodell, die letzten bei mir noch offenen Fragen, beantworten. Denke mein Ansatz im 3D passt jetzt und alle "Schweinereien" die da nötig sind, müssten machbar sein.
Dann rechnet mal schön den Kram zusammen, dann kann es bei mir mit scharfen Daten losgehen .... :) :D :thumbup:
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Viele Grüße

Jörg

Peter Wick
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von Peter Wick »

Hallo

gern geschehen. War ja auch eine gute Vorarbeit.
@ Jörg.....daran denken, dass wenn die Schränkungsverteilung eine Kurve ist, dann muss man die Verwindung um die Scharnierachse drehen im CAD....sonst klemmt die Klappe.

vh Peter

haru
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von haru »

UweH hat geschrieben: Der kundige Nurflügeldesigner wird im Vergleich zu den letzten Screenshots folgenden Unterschied erkennen: trotz der weiteren zig Stunden Arbeit von mir und besonders von Peter bei der Profiloptimierung ist im FLZ_Vortex kein relevanter Unterschied zu erkennen :roll: ...nur die simulierte Gleitleistung bei Klappen im Strak ist schlechter geworden :shock: :D
Gruß,
Uwe.
Hallo Uwe,

das ist der Moment an dem ich mir immer eine gute Flasche Rotwein aufmache zum Atmen lassen.
Dann später hinsitzen, ein Glas einschenken und sich mehrmals sagen: "Das Leben kann so schön sein."

Man weiß, dass das tolle Tool FLZ-Vortex nicht dafür gemacht ist und aufgrund der notwendigen Limitationen es eben so rechnet wie es rechnet. Und trotzdem ist es immer wieder ein etwas deprimierender Moment. Kenn ich leider zu gut und tritt bei den Leitwerklern genauso auf.
Peter Wick hat geschrieben: @ Jörg.....daran denken, dass wenn die Schränkungsverteilung eine Kurve ist, dann muss man die Verwindung um die Scharnierachse drehen im CAD....sonst klemmt die Klappe.
vh Peter
Die Scharnierachse sollet man immer im Auge behalten. Schon ein elliptischer Grundriß erzeugt auch ohne Schränkung einen "Knackfrosch". Andererseits sollte man nicht panisch werden, jeder Flügel biegt sich und die Scharnierachse wird nie 100% gerade verlaufen.

Gruß
Hans

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jduggen
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von jduggen »

Hallo Peter, hallo Hans,

ja, ich weiß, das ist/war einer der bisher offenen Punkte die ich vor beginn der eigentlichen Arbeit abgeklärt haben wollte. Bei den Modellen die ich bisher am 3D gemacht habe war die Scharnierlinie von hause aus qausi gerade und damit alles "einfach".
Beim Dispar sieht es ja "geringfügig" anders aus, da ist das nicht so einfach.
Die 3 Scharnierlinien pro Seite sind sozusagen der Master, daran fädeln sich die einzelnen Profile auf. Wird alles noch echt sportlich, aber mittlerweile denke ich, das ich als auch mein CAD das hin bekommen.....
wir werden sehen..
Danke noch mal für Deinen Hinweis, alle Anregungen jederzeit sehr willkommen,

Viele Grüße

Jörg

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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

haru hat geschrieben:Hallo Uwe,

das ist der Moment an dem ich mir immer eine gute Flasche Rotwein aufmache zum Atmen lassen.
Dann später hinsitzen, ein Glas einschenken und sich mehrmals sagen: "Das Leben kann so schön sein."

Man weiß, dass das tolle Tool FLZ-Vortex nicht dafür gemacht ist und aufgrund der notwendigen Limitationen es eben so rechnet wie es rechnet. Und trotzdem ist es immer wieder ein etwas deprimierender Moment. Kenn ich leider zu gut und tritt bei den Leitwerklern genauso auf.
Hallo Hans,

bei meinen Leitwerkerauslegungen im FLZ_Vortex ist das natürlich auch so, aber da es selbst beim Xfoil im XFLR5 so zu sein scheint trinke ich bereits vorher prophylaktisch Bier, denn die neuen Profile von Peter sind auf den ersten Blick nicht besser als die von mir angepaßten alten Profile von Peter :?
Da Peter aber bessere Simulationsmöglichkeiten und erheblich mehr knowhow hat als ich glaube ich gerne dass die Praxis anders aussieht als meine Simulation ;-)

Ich rechne die Profile dann mal weiter in ortho um......

Gruß,

Uwe.

P.S., @Jörg: meinst Du der Tiefensprung geht auch mit Kreisabschnitt als Endleistenform statt mit Ecken und gerader Kante dazwischen? :roll:
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jduggen
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von jduggen »

Hallo Uwe,

ja, da bin ich derzeit noch dran, das wird schon noch etwas hübscher werden. Beim derzeitigen Ansatz versuche ich das nach Erzeugung der ensprechenden Segment mit den Verrundungsmöglichkeiten was zu "zaubern".
Je nach dem was ich dabei noch hin bekomme, wäre mir das der "leichtere" Weg. Alternativ müssen halt in die Nähe der "Knicke" relativ viele Profile gesetzt werden, dann macht die Funktion "Loft" das quasi von alleine..... so der fromme Wunsch....
Viele Grüße,

Jörg

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matzito
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Ja klasse dass der Peter das gemacht hat, echt super und toll dass Ihr schon wieder einen Schritt weiter seid.
Ich bin sehr gespannt.
Jörg, die Flaechen neigen gerne mal zu ich nenne es mal Überschwinger, das allerbeste Ergebnis erzielt man mit wenig Profilstützstellen, aber weiteren Randbedingungen, Tangentzitäten (heisst das wirklich so? :-) ) oder Leitkurven oder Tangentialflächen.
Ist aber ein interessantes Problem wo ich noch nicht wüsste wie das standartmäßig rauskommt.
Meine besten Konstruktionen mit hoher Updatefaehigkeit sind aber wie technische Lösung auch immer möglichst einfach gehalten, man kommt nur nicht immer sofort auf die beste einfachste Lösung, da muss man manchmal lange rumfrickeln.
Du schaffst das :thumbup:
Weiterhin gutes Gelingen, ich werde das Projekt weiter verfolgen und Euch auch notfalls anspornen und motivieren :mrgreen: ich möchte den am Ende ja fliegen sehen, denn das wird auf jeden Fall ein klasse Teil.

lg Matze
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Peter Wick
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von Peter Wick »

bei mir sehen die neuen Profile deutlich besser aus :-))))

Na ja, der Unterschied ist nicht riesig, aber v.a. um Ca=0 herum ist der Unterschied gross und bei neg. Ca. :-) Dafür verliert man was um Ca= 0.4....also beim besten Gleiten....aber da fliegt ja eh niemand :-)

Ist aber natürlich immer abhängig davon was man am Xfoil einstellt. Die Frage ist auch ob man versucht die Xfoil Polare zu verbesseren oder man versucht die Länge der laminaren Laufstrecken zu verlängeren. Da ist fx Xfoil recht "usensibel" was z. B. die Unterseite angeht.

@ Jörg: Welches CAD Programm brauchst du? Wir hatten ja beim Snap das gleiche Problem. Ich weiss nicht wie Rainer das gelöst hat...er braucht Rhino und Fusion, so weit ich mich erinnere. Ev. kannst du Kontakt mit ihm aufnehmen.

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matzito
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

jduggen hat geschrieben:Moin,

ich werde das in Solid Edge versuchen, wir stellen gerade auf die Version St9 um. Catia ist da sicher eine andere Liga, aber mit Edge wird das schon auch gehen....................

............


Viele Grüße

Jörg
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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

Peter Wick hat geschrieben:bei mir sehen die neuen Profile deutlich besser aus :-))))

Na ja, der Unterschied ist nicht riesig, aber v.a. um Ca=0 herum ist der Unterschied gross und bei neg. Ca. :-) Dafür verliert man was um Ca= 0.4....also beim besten Gleiten....aber da fliegt ja eh niemand :-)

Ist aber natürlich immer abhängig davon was man am Xfoil einstellt. Die Frage ist auch ob man versucht die Xfoil Polare zu verbesseren oder man versucht die Länge der laminaren Laufstrecken zu verlängeren. Da ist fx Xfoil recht "usensibel" was z. B. die Unterseite angeht.

Hallo Peter,

ich hab beim umrechnen für den ortho-Einbau nur mal kurz zwei Innenprofile bei Re 200 000 und 400 000, Typ1, ncrit9 durch laufen lassen, aber das XFLR5 hatte auch Probleme mit den Koordinaten und konnte bei vielen Punkten keine Konvergenz erreichen. Das war kein Optimierungsversuch und die Einstellungen haben nicht gut gepasst, die unvollständigen Polaren sind deshalb ohne echte Aussagekraft.
Da ich Dir aber vertraue habe ich nicht weiter probiert, sondern lieber die Umrechnung der Profildicke und Wölbung mit cos Pfeilwinkel für den ortho-Einbau fertig gemacht.
Die Simulationsprogramme sind maximal so schlau wie der Typ der vor dem Computer sitzt und das ist wie im richtigen Leben, die Modelle fliegen maximal so gut wie der Pilot das Modell einstellen und knüppeln drauf hat ;-)
Als nächstes lass ich die Profile vom Ranis-Profile-Editor glätten, dann probier ich es noch mal mit den richtigen Einstellungen im X-Foil, vor allem um den Erfolg des glättens sehen zu können.

Gruß,

Uwe.
Ein Flügel genügt, ....am Hang auch ohne Motor.... :)

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jduggen
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von jduggen »

matzito hat geschrieben: Jörg, die Flaechen neigen gerne mal zu ich nenne es mal Überschwinger, das allerbeste Ergebnis erzielt man mit wenig Profilstützstellen, aber weiteren Randbedingungen, Tangentzitäten (heisst das wirklich so? :-) ) oder Leitkurven oder Tangentialflächen.
Ist aber ein interessantes Problem wo ich noch nicht wüsste wie das standartmäßig rauskommt.
lg Matze
Hi,

ja, das mit den "Überschwingern" kenne ich von NK1, da hatte ich das im Außenbereich auch. Durch geschicktes setzten der Stützstellen ging das dann aber doch ganz gut. Derzeit plane ich den ersten "Schuss" an den von Uwe vorgegebenen Schnitten zu machen und die Profile entlang der Scharnierlinie aufzufädeln. Erstmal auch die Schränkung als Drehpunkt entlang der Scharnierlinie machen. Das führt dann zu einer "netten" Nasenleiste/Trennebene. Je nach dem was dabei raus kommt, müssen Uwe und ich dann Kompromisse eingehen, was uns gefällt und was nicht.

@Peter: Wie schon bemerkt, will ich erst mal mit Solid Edge starten. Das Programm kenne ich im Maschinen und Anlagenbau seit Version 0.9, also eine Beta noch in Englisch, das war 1996.... .... :D 8-) 8-) 8-) 8-) Mittlerweile ist es recht ausgewachsen und kann viel mehr als ich im Alltag benötige. Gerade im Bereich Freiformflächen hat sich in den letzten 10 Versionen viel getan, ich aber nie genutzt

Rhino kenne ich von kurzen Spielereien auch, beherrsche es aber nicht wirklich. Klar, zur Not könnte man sich da auch noch einarbeiten. Oder es gibt die Backup Idee mit Catiafachmann..... :lol: 8-)
Nach den Spielereien die letzten Tage bin ich aber halbwegs optimistisch, das es doch was werden könnte.

Uwe, viel Spaß beim umrechnen und glätten, hau rein.... ;-) ;-)

Viele Grüße

Jörg

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UweH
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

jduggen hat geschrieben:Uwe, viel Spaß beim umrechnen und glätten, hau rein.... ;-) ;-)
Fertig, nur noch die Einbauprofile in die Ranis-Datei einfügen, dann bekommst Du die Daten :)

Gruß,

Uwe.
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matzito
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Sehr gut, das geht ja richtig vorwärts :thumbup:
Uwe, sag mal das "umrechnen für den ortho-Einbau" kommt woher genau?
Die Profile stehen, weil der Fluegel leicht sichelförmig ist ein bischen wie die Teilstriche eines Zifferblattes auf 1Uhr und 11Uhr und Du machst dann einen exakten schnitt in Flugrichtung?

Ich habe mich mal mit dem thema tiefensprung beschaeftigt, hier der tiefensprung mittels Spline, funktioniert sehr gut:
01.JPG
Der Dickenverlauf ist schoen harmonisch:
02.JPG
Dann statt Spline einen Radius:
04.JPG
04.JPG (27.46 KiB) 2619 mal betrachtet
05.JPG
Der Dickenverlaug ist nicht ganz so harmonisch
06.JPG
Da beim Spline manchmal "Rechenprobleme" auftreten können, gäbe es noch die Alternative 2 Ellipsen mit einem grandlinigen Mittelteil zu benutzen, aber so ein Tiefensprung muss auf keinen Fall eckig oder unharmonisch sein :thumbup:
Bild Bild Bild Bild

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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

matzito hat geschrieben:Uwe, sag mal das "umrechnen für den ortho-Einbau" kommt woher genau?
Hallo Matze,

das Thema wurde unter anderem in einem Thread bei RC-Network seitenlang diskutiert und teils ziemlich zerredet obwohl es sich in einem Satz zusammen fassen läßt: "Messungen der NASA legen nahe, dass die Ergebnisse von 2D-Pfeilflügelsimulationen näher an der Realität sind wenn man die Profile senkrecht zur t/4-Linie statt parallel zur Flugrichtung einbaut"

Hier ein erklärender Beitrag von Peter Wick in disem RCN-Thread mit Grafiken aus dem NASA-Report:
http://www.rc-network.de/forum/showthre ... ost1788151

In der Praxis heißt das Profilwölbung und Profildicke werden mit dem cos des örtlichen Pfeilwinkels multipliziert und die örtlichen Profile erhalten dann, wie beim Einbau üblich in Flugrichtung betrachtet, diese geringere Wölbung und Dicke.
Bei einem Pfeilflügel mit rautenförmigen Tragflächen und Spitze in der Mitte kann man natürlich darüber streiten in wie weit Auslegungsfehler oder die erfolgte oder nicht erfolgte ortho-Umrechnung für die schlechten Flugleistungen und das schlechte Abrißverhalten verantwortlich sind :D , denn der Umrechnungsfaktor ist an jeder Einbaustelle gleich. Bei einer Sichel gibt es wegen der stark unterschiedlichen Pfeilung einen signifikanten Unterschied der Tragflügelumströmung zwischen Innen- und Außenflügel, da dürfte sich der Effekt stärker bemerkbar machen.

Wie dem auch sei, bei den Pfeilen die ich bisher mit ortho-Profileinbau geflogen habe (x-mess, Mimares, ARES usw.) konnte ich keine Nachteile aus der ortho-Umrechnung fest stellen und bei einem auf Speed getrimmten Modell wie dem Dispar führen die Verringerung von Wölbung und Dicke mal mindestens zu geringeren Schnellflugwiderständen als ohne die Umrechnung.

Ansonsten wurden bei der Profilentwicklung von Peter und mir noch weitere Faktoren berücksichtigt um der geänderten 3D Pfeilflügelumströmung des fliegenden Modells gegenüber der 2D Simulation gerecht zu werden. Die Profile wurden z.B. mit niedrigerem Umschlagskriterium ncrit und höherer Re-Zahl gerechnet um zu sehen ob dabei eine zu starke Einengung der Laminardelle passiert. Bei dem von mir zunächst gewählten UH-Innenprofil wäre das der Fall gewesen und deshalb hatte ich das im gepfeilten Flügelteil nicht vorgesehen. Letztlich ist es aber wegen der für den Dispar nicht gut passenden Re-Zahl-Charakteristik auch innen nicht verwendet worden.

Der Aufwind-Artikel zu den Anstrichbildern und DSA-Rohr der Zanonia-Flyers in der Aufwind 5/2016 wurde auch von mir gelesen, nur die Rückschlüsse aus den Beobachtungen führten bei mir nicht zur Verwendung von DSA-Rohren, sondern bestätigten meine Gedanken zu meinen eher speedlastigen Pfeilflügelauslegungen ohne aerodynamische Krücken der letzten Jahre.
matzito hat geschrieben:Da beim Spline manchmal "Rechenprobleme" auftreten können, gäbe es noch die Alternative 2 Ellipsen mit einem grandlinigen Mittelteil zu benutzen, aber so ein Tiefensprung muss auf keinen Fall eckig oder unharmonisch sein :thumbup:
Schön dass es geht, danke fürs zeigen und wenn es mit Jörgs Programm Probleme damit gibt fragen wir sicher noch mal bevor es eckig zu werden droht ;-)

Gruß,

Uwe.
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Ah o.k.
Ich wage mal die Vermutung, dass die Flächen die ein Computeralgorithmus erzeugen kann bei Profilen senkrecht zu t/4 noch "geschmeidiger" sein koennten.
Wenn Du die T/4 Linie exakt beschreiben kannst, ggfs auch nur an Deinen 10 oder 11 diskreten Punkten (x,y,z,und zugehörige Winkelungen), ist es vielleicht weniger Arbeit mit dieser Grundlage ins 3D zu gehen und man bekommt mitunter bessere Ergebnisse.
Jetzt rechnest du zurück auf netzparallele Schnitte die eine Fläche aufspannen sollen welche recht spitzwinklig zu seinen "Spanten" verlaufen wird, verglichen zu den "Senkrecht zu T/4 Schnitten".

Ist nur ne Idee, aber evtl. macht es Dir weniger Arbeit und Jörg bekommt die Flaechen damit schneller und besser in eine "geschmeidige" Form.
Bild Bild Bild Bild

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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Moin Moin,
sorry wenn ich Euch hier so mit meine Vermutungen belästige, mich hat das irgendwie gereizt herauszufinden was das beste fuer die Flächenkonstruktion ist.
Ich finde das Ergebnis erstaunlich, aber auch so wie ich vermutete.
Mein Freund Horst sagte immer man muesse Versuche machen warum also nicht auch mal im CAD.
Also dieser Versuch ist mit Catia gemacht.

Ich habe mir eine Fluegel von 1500mm Halbspannweite und 4 Stuetzprofilen ausgedacht.
Eine T/4 Linie die einer Ellipse im Mittelbereich und aussen einen sehr grossen Radius folgt (Die Krümmung wird nach Außen immer geringer, bis sie einen fixen grossen Wert erreicht; ging ja nur ums Prinzip!)
hc_055.jpg
Hier sieht man die 4 Stützprofile die orthogonal auf Flaechen (in Flugrichtung) alle 500mm eingebaut sind, aufgefädelt an der T/4 Linie.
DIe "Wirbelsaeule" im CAD "Spine" genannt ist die T/4 Linie und in der Wurzel ist ein Tangentialflaeche mit dem Innenprofil orthogonal zur Skizze aufgespannt. Mehr Bedingungen gibt es fuer die Flaeche nicht. Die Fläche sieht o.k. aus.

Nun soll die Fläche nochmal aufgebaut werden, allerdings mit Profilen die exakt die gleiche Flaeche an den Stützpunkten beschreiben eben nur senkrecht zu t/4 stehen.
Dazu wurde die gelbe erste Flaeche an Ebenen die senkrecht zur T/4 Linie stehen geschnitten und man erhält neue Profile fuer den Flächenaufbau (magenta). Leider muss man am Randbogen die Schnittebene so weit nach innen schieben dass sich ein Vollstaendiger Schnitt durch die bisherige Fluegeloberschale ergibt. (Diese Fläche wird also etwas kürzer.)
hc_056.jpg
Auch hier wurde die Flaeche wieder auf die gleiche Art erzeugt, 4 Pprofile, eine WIrbelsäule/Spine und eine Tangentialfläche in der Mitte (gelb)
Die Fläche sieht wieder o.k. aus

Man könnte nun schlussfolgern beide Wege funktionieren, aber welcher ist der "richtigere" Weg? :lol: Komische Frage aber dazu habe ich mir beide Flächen mal im Vergleich angesehen:
hc_059.jpg
Von Weitem sieht es recht ähnlich aus und im mittleren bis äusserem Flügelsegment scheinen die Ergebnisse sehr sehr nah beinander zu liegen, nur was passiert da im Innenbereich? Ich habe bewußt eine Zusammengesetzte T/4 Linie gewählt, dort sieht man diesen kleinen weissen Punkt auf der Linie. Bei der Berechnung der Fläche entsteht im CAD dort eine dünne schwarze Linie. Diese Linie zeigt an, bis wo die Fläche vom einen 1.Teil-spline gebildet wird und ab wo sie vom 2.Teil-Spline erzeugt wird.
Diese Linie ist bei der grünen Fläche weiter eingedreht.

Ich versuche das Verhalten mal mit einem Beispiel zu beschreiben.
Die erste gelbe Flaeche verhaelt sich wie ein Auto das geradeaus faehrt, es lenkt nicht es faeht ganz stumpf immer nach Norden, dann wird es von Seitenwind auf glatter Fahrbahn erfasst und schiebt seitlich weg, es giert aber nicht.
Das "gruene Auto" hingegen fährt (exakter) eine Kurve mit veränderlichem Radius.

o.k. nur ein Beispiel was das Verständnis bzw die Rechenvorgänge verdeutlichen soll.
Von Nahem betrachtet erkennt man die Unterscheide in den Flächen noch besser:

Hier der innere Nasenbogen leicht vergössert (nur die Profiloberseite ist dargestellt):
hc_058.jpg
Noch mehr vergrößert:
hc_057.jpg
Hier kann man deutlich das "Überschwingen" der gelben Fläche erkennen, da das"Auto" die Tore nicht orthogonal durchfährt sonder schraeg durchschleudert. Die beschriebene "Fahrstrecke" der gelben Autos ist nicht so harmonisch wie die des grünen Autos.

Man kann das evtl auch mit einem Slalom-Ski-fahrer vergleichen der jedes Tor im Punkt der Ideallinie durchfaehrt, dazwischen aber größere Bögen fährt und von der Ideallinie abweicht.

Uwe, entschuldige bitte die kurze Exkursion, ich wollte das nach diversen Konstruktionen auch selber einmal wissen wie sich das verhält.
lg Matzito
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von jduggen »

Moin Matze,

wow, da bist Du ja schon fast fertig und Uwe kann die Fräse anschmeißen lassen.... ;-)
Sicher, mit Deinem Einwand die Profile senkrecht zu t/4 zu machen hast Du nicht ganz unrecht, wäre auch ein Versucht. Allerdings wird dann das Auffädeln auf der Scharnierline noch mal sportlicher. Und an der Anschlussrippe zu den Winglets muss auch umgestellt werden.
Überlasse ich Uwe wie er es haben möchte, die Profile für Ortho sind jetzt da und im Prinzip kann ich damit los legen.

Habe heute noch mal einen Versuch mit dem Tiefensprung gemacht, auch das geht ohne Probleme, siehe Bilder.

Viele Grüße

Jörg
2016-12-12_125259.jpg
2016-12-12_125319.jpg

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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Ich denke durch ne geeignete Parametrisierung lässt man die Profile "schwimmen" auf Ihrer Ebene, so dass eine gute Scharnierlinie entsteht.

Hast Du die Profile denn schon eingelesen? Neugier! :-)

Wie ist denn die V-Form?
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von UweH »

matzito hat geschrieben:Wie ist denn die V-Form?
Hallo Matze, die V-Form soll 0° an der Scharnierlinie sein, damit ist im Außenflügel auf die Nasenleiste bezogen eine geringe negative V-Form drin.

Ich hab Jörg Gestern Abend erst den aktualisierten 2D-CAD-Grundriss mit Profileinbaupositionen, neuem Schränkungsverlauf und Scharnierlinie geschickt, die Arbeit im 3D-CAD mit den "scharfen" Daten geht jetzt erst los.

Gruß,

Uwe.
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Re: DISPAR- Nurflügel für Hangflug und F3F

Beitrag von matzito »

Drück Euch die Daumen
Jörg dass alles gut und zügig von der Hand geht und dir auch Uwe dass Du nicht so lange warten musst und ausreichend Geduld hast. Lg Matzito
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