X-RES

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UweH
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Re: X-RES

Beitrag von UweH » Mo 9. Jul 2018, 19:07

paulpanter82 hat geschrieben:
Mo 9. Jul 2018, 18:48
Hattest du schon mal flattern im Flügel oder Winglet, du hast die normale Oracover nicht Light?
Hallo Michael,
der Flügel ist mit Folienresten gemischt bespannt, aber der größte Teil ist Oralight.
In Großarl haben Kollegen gesagt dass die Winglets schon bei relativ langsamer Geschwindigkeit wackeln, im Schnellflug sehe auch ich das deutlich, aber Wingletflattern hatte ich noch nicht. Flächenflattern hatte ich schon oft beim zu schnell fliegen, dabei hat der Flieger zum Glück immer so stark gebremst dass es von selbst wieder aufhörte und bisher nichts passiert ist.

Gruß,

Uwe.
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Lasse C
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Re: X-RES

Beitrag von Lasse C » Sa 28. Sep 2019, 20:38

Hey,

ich bin im Moment auf der Suche nach einem Nachfolgeprojekt für den EBOW, und der X-RES würde mich durchaus reizen, auch wenn
ich da wohl nichts regelkonformes zustande bringe :D

Dafür bräuchte ich aber entweder die Ranis Datei + Profile oder noch besser eine .STEP oder .Solid Datei vom Flügel-Hauptvolumen und der Winglets.
Falls die schon irgendwo angehängt war bitte ich um Vergebung, aber ich meine nur ein PDF und das DXF mit den Fräsdaten gesehen zu haben...

Und noch eine kurze Frage eines Ahnungslosen:

Statt hunderte Gramm Blei und schwere Akkus im Flügel zu verbauen, wäre es nicht besser einen langen, schlanken Rumpf nach vorne raus zu legen der dann nur vier LiIo Zellen enthält? So 15mm Durchmesser, dann könnte man den Flügel so leicht bauen wie er halt wird, kleine leichte Rundzellen hintereinander in den Rumpf stecken und über dessen Länge den Schwerpunkt einstellen... Wenn der X-Res 660g wiegt, man dann davon 130g Blei abzieht, dann noch 60g am Akku spart und wieder 40g für den "Rumpf" draufrechnet bleiben in Summe 150g weniger - ist das nicht besser als mit 150g mehr aber dafür minimal weniger Widerstand zu fliegen? Ich dachte gerade bei Thermik geht es (unter anderem) vor allem ums Gewicht?

Naja, vielleicht liege ich ja auch voll daneben... :)

LG
LC

Nuri017
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Re: X-RES

Beitrag von Nuri017 » Mi 2. Okt 2019, 13:58

Hallo Lasse,
ist nicht so falsch. Ich habe das bei einem Brettnurflügler mit 1,6m Spannweite gemacht und konnte das Gewicht von
500gr auf 400gr reduzieren. Der längere und dafür wesentlich schlankere Rumpf hatte keine Nachteile.
Es war sogar die Seitenfläche vor dem Flügel deutlich kleiner. Als Akku hatte ich 4-Zellen 400mAh NMH verwendet.
Ich konnte damit bei noch schwächerem Wind am Hang fliegen!

PS
Warum baust du mit deiner phantastischen 3D-Bauweise nicht ein Modell beidem es nicht so sehr auf das Gewicht ankommt.
Ein Rennbrett wie Amokka oder Amokka Wood von Peter Wick wäre geeignet. Daten und Profile findest du in den Foren.
Auch der Konstrukteur und Nurflügelprofil Experte Peter Wick wird dir bei Fragen sicher helfen.

Mfg
Georg Kaindl

Lasse C
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Re: X-RES

Beitrag von Lasse C » Mi 2. Okt 2019, 16:10

Lustig, die Amokka ist tatsächlich als nächstes vorgesehen... :D
Wird aber vielleicht auch eine Emokka... aber dazu an anderer Stelle mehr.

Die X-RES hätte mich interessiert weil ich noch keinen Thermiksegler habe, außerdem hätte mir auch die Größe ganz gut gepasst...
Und ich finde es immer spannend herauszufinden was so alles machbar ist :twisted:

Richtig interessant fände ich noch den Vergleich "Gar kein Rumpf, alles im Flügel" gegen "Langer dünner Rumpf, maximal leicht"
Ich kann mir schon vorstellen das allein durch den Rumpf-Fläche Übergang schon viel Widerstand entsteht.
Und wenn schon Rumpf dann wenigstens ohne Blei, das hätte ich eh so angenommen... :)

LG
LC

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UweH
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Re: X-RES

Beitrag von UweH » Mi 2. Okt 2019, 21:27

Hallo Lasse,

das Gewicht spielt beim Thermikfliegen gar keine Rolle, sonst könnte man mit 300 kg schweren personentragenden Seglern viel schlechter Thermik fliegen als mit einem 2 g schweren Papierflieger.

Man möchte man beim fliegen in der Thermik möglichst geringe Sinkgeschwindigkeit haben um möglichst lange im Bart zu bleiben und dabei aus der aufsteigenden Luft möglichst viel Flughöhe gewinnen. Die Sinkgeschwindigkeit ist in erster Näherung von der Flächenbelastung abhängig.
Nehmen wir also mal als Beispiel meinen 550 g ARES und meinen 630 g X-RES. Flächenbelastung beim X-RES ist dann etwa 14,4 g/dm², beim ARES ebenfalls 14,4 g/dm², also Gleichstand bei der erwarteten Sinkgeschwindigkeit trotz unterschiedlichem Gewicht.

Da man Thermik nicht direkt sehen kann muss man sie nach dem Start erst finden. Dafür sind neben einem geübten Thermikpiloten oder dem Zufall noch zwei Dinge notwendig: gutes Gleiten außerhalb der Thermik und gutes Anzeigen der Thermik durch das Flugzeug.
Gutes Gleiten erreicht man durch eine widerstandsarme Auslegung und durch große Flächenbelastung. Große Flächenbelastung ist aber schlecht fürs geringste Sinken, also bestehen hier gegensätzliche Anforderungen für die man einen Kompromiss schließen muss. Der Kompromiss widerspricht schon mal dem Wunsch die Flächenbelastung zu minimieren, denn ein relativ zu leichter Flieger kommt zwischen den Thermikbärten nicht vorwärts und er kommt aus einem Abwindfeld nur sehr schlecht wieder raus, er säuft ab bevor er den nächsten Aufwind erreicht.
Weiter sollte ein Flugzeug die Thermik gut anzeigen wenn es in den Bart rein fliegt. Das geschieht meistens durch heben und wackeln von irgendwelchen Flugzeugteilen (kreisend wackelnde Propeller zählen hier fürs Thermik anzeigen nicht, auch wenn es dabei aufwärts geht :P ).
Damit die Flugzeugteile möglichst früh und eindeutig wackeln sollten sie geringe Massen haben. Das gilt vor allem für die Außenmassen, denn der Hebelarm an dem eine Masse hängt geht im Quadrat in die Massenträgheitsformel ein.
Soll ein Flieger beim einfliegen in die Thermik die Nase heben ist es also günstiger mehr Masse in einer kurzen Nase zu haben als weniger Masse in einer langen Nase. Für die Einhaltung des Schwerpunkts geht der Hebelarm der Masse linear in die Rechnung ein, für den Beginn der Bewegung aber im Quadrat. Also zeigt ein kurze, schwerere Flugzeugnase die Thermik früher und deutlicher an als eine lange leichte Flugzeugnase.
Allerdings sollte man auch hier einen Kompromiss schließen um diesem einen Aspekt nicht alle anderen Aspekte der Thermikauslegung unter zu ordnen.
Gering gepfeilte Nurflügel ohne Rumpf machen eigentlich weniger Sinn als stark gepfeilte Nurflügel ohne Rumpf, denn mit zunehmender Pfeilung braucht man im Bezug auf die Gesamtmasse des Flugzeugs immer weniger Nasenblei um den Schwerpunkt einzuhalten.
Das ist umgekehrt auch der Grund warum man an ungepfeilten Drachenflugzeugen, also konventionell mit Höhenleitwerk am langen Leitwerksträger, und an ungepfeilten Brettern immer eine Rumpfnase verwenden wird. Die erforderliche sehr hohe Masse am ganz kurzen Hebelarm macht den rechnerischen Vorteil des geringeren Massenträgheitsmoments in der Praxis mehr als zunichte.

Bei Nurflügelformen mit gerader oder gerundeter Flügelmitte und gepfeilten Außenflügeln kommt aber ein weiter flugmechanischer Aspekt hinzu der gegen einen Rumpf spricht, es ist die Verteilung der Einzelwiderstände je nach Flugaufgabe, die sieht man in dieser Grafik von Martin Hepperle für ein typisches F3B-Segelflugmodell. Die Flugaufgabe ist über den geflogenen Auftriebsbeiwert CA definiert, hier englisch als Cl bezeichnet. Kleiner Cl ist Schnellflug (Speed, Strecke), großer Cl ist Langsamflug (Thermik, Landung)
Grafik.Widerstaende-am Modell.jpg
Grafik.Widerstaende-am Modell.jpg (62.45 KiB) 353 mal betrachtet
Lässt man den Rumpf ganz weg wie beim X-RES, dann spart man schon mal 10 - 20% des Gesamtwiderstands ein.
Zusätzlich deformiert ein Rumpf an dem Tragflächen hängen die Auftriebsverteilung dieser Tragflächen sehr stark. Insbesondere die Zirkulationsverteilung, die für den induzierten Widerstand (induced drag) mit verantwortlich ist wird durch einen Rumpf stark gestört.
Wie man in der Grafik sieht ist der Anteil des induzierten Widerstands am Gesamtwiderstand im Langsamflug am größten, also auch beim fliegen in der Thermik. Wenn man nun den Rumpf weg lässt verschlechtert man zwar das geringste Sinken für den Thermikflug weil man mehr Nasenblei braucht und damit mehr Gesamtgewicht hat, aber man verbessert auch den induzierten Widerstand für den Thermikflug.

Wie sich bei Modellen wie dem X-RES hier, beim BOW, Spliff, ETTO und ähnlichen gezeigt hat ist der Gewinn beim induzierten Widerstand durch den Rumpfverzicht bei ansonsten massenoptimierter Bauweise mindestens so groß wie der Leistungsverlust durch das Mehrgewicht.

Um den langen Post hier zuende zu bringen ein paar Kurzempfehlungen für mit und ohne Rumpf von mir, Georg Kaindl kann ja mal bei Peter Wick anfragen ob er das anders sieht....oder beim Prophet der kurzen Flugzeugnasen Prof. Mark Drela :P

- bei Sichelpfeilen wie X-RES gar keinen Rumpf verwenden und lieber mehr Blei einbauen. Ausnahme: man braucht das minimale Gewicht für den Wettbewerbs-Gummihochstart mit sehr begrenzter Energie, dann lohnt sich ein Minimalrumpf weil man auch bei thermikarmem Wetter durch die Gewichtsersparnis viel mehr Ausgangshöhe = mehr Abgleitzeit erreicht.
- bei geraden Pfeilflügeln mit konventioneller Pfeilspitze keinen Rumpf oder kurzen Minimalrumpf verwenden, denn die Spitze selbst deformiert schon die Zirkulationsverteilung, damit ist der mögliche Zugewinn durch den Rumpfverzicht kleiner.
- bei ungepfeilten Fliegern immer einen Rumpf verwenden, die Rumpnasenlänge ist dabei der Kompromiss der am besten für den Haupteinsatzzweck und das Gesamtkonzept passt.
- bei Hortens jede Seitenfläche vor dem Schwerpunkt vermeiden weil sie um die Hochachse destabilisiert und damit das eh schon bescheidene Handling weiter verschlechtert.
........nicht abschließend :roll:

Gruß,

Uwe.
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Lasse C
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Re: X-RES

Beitrag von Lasse C » Mi 2. Okt 2019, 21:38

Hey Uwe,

sehr aufschlussreich, vielen Dank!! :thumbup:

Claas
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Re: X-RES

Beitrag von Claas » Mi 2. Okt 2019, 21:42

Sehr interessant mal wieder! :thumbup:
Allerdings ist doch meines Wissens nach die FB für das beste Gleiten irrelevant, sie kürzt sich raus.
Bei höherer FB verschiebt sich das beste Gleiten allerdings hin zu höheren Geschwindigkeiten. (Was nicht schlecht ist, wenn man durchs Saufen muss...)

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UweH
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Re: X-RES

Beitrag von UweH » Mi 2. Okt 2019, 22:06

Claas hat geschrieben:
Mi 2. Okt 2019, 21:42
Allerdings ist doch meines Wissens nach die FB für das beste Gleiten irrelevant, sie kürzt sich raus.
Bei höherer FB verschiebt sich das beste Gleiten allerdings hin zu höheren Geschwindigkeiten.
Höhere Flächenbelastung führt bei gleichem Auftriebsbeiwert zu höherer Fluggeschwindigkeit und spart damit über die höhere Re-Zahl Profilwiderstand, das verbessert die Gleitzahl, auch die maximale Gleitzahl. Durch die höhere Flächenbelastung verschiebt sich die ca/cw-Profilpolare zu kleineren cw-Werten, das ist es was man in diesen ca/cw-Diagrammen von einzelnen Profilen mit den vielen Kurven nebeneinander sieht.
Ein manntragender Segler hat auch eine höhere maximale Gleitzahl als ein Modell des gleichen Flugzeugs, er hat eine höhere Flächenbelastung und mehr Profiltiefe, dadurch höhere Re-Zahlen für weniger Widerstand.

Gruß,

Uwe.
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Peter Wick
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Re: X-RES

Beitrag von Peter Wick » Do 3. Okt 2019, 10:28

Gut geschrieben, Uwe!

man könnte noch dazufügen, dass es beim Thermikfliegen (v.a. in Bodennähe) auch darum geht in möglichst vielen Thermikblasen überhaupt steigen zu können, d.h. die Sinkgeshwindigkeit des Modells muss kleiner sein als das Steigen in der Thermikblase!

Das geht, wie Uwe ja schreibt v.a. am besten über eine kleine Flächenbelastung! Man könnte noch dazufügen, das ein hohes maximales Ca ebenfalls von Vorteil ist, da das geringste Sinken typischerweise kleiner wird je höher ca ist. Allerdings sollte das nur bedingt auf die Streckenleistung gehen. so dass man von einer Blase auch zur anderen kommt. Man muss aber Bedenken, dass wenn man zu viel Wert auf die Streckenleistung legt, man keine Chance in gewissen Blasen hat. Die Argumentation von Liskens Buch (DAS ThermikBuch) ist in etwas wie folgt:

Vergleicht man zwei Flieger, der eine, ein wenig grob gebaut - aber sehr leicht und viel Ca max. hat und der andere - schwer (FB etwas höher) und top Aerodynamik, dann kann es sein, dass in der ersten sehr schwachen Blase, der leichte 10 Meter gewinnt und der zweite einfach durchfliegt, weil er ein grösseres Sinken hat (Flächenbelastung). Beim Flug zur nächsten Blase hat zwar der top Aeroflieger eine 20% bessere Gleitzahl (sagen wir der leichte hat eine Gleitzahl von 15 und der getunte damit 18), aber der erste hat nun 10m mehr Höhe, damit kann er schon mal 150 meter weit fliegen und ist dann wieder auf der Ausgangshöhe. Fliegt der schwere auch dahin hat er 8,3m an Höhe verloren - kommt also tiefer an. Erst bei einer Blase in einer Entfernung von 900m würden sie so rein theoretisch in der gleichen Höhe ankommen :-) Der eine zwar viel früher, aber das spielt ja keine Rolle. Der Punkt ist, Höhe ist auch mit einer besseren Streckenleistung fast nicht wettzumachen (eine 20% bessere Gleitzahl verlangt schon relativ viel aerodynamisch). Klar gibt es viele Faktoren, die das Ergebnis in Richtung bessere Streckenleistung verschieben (Hochstart usw.), aber wie Uwe schreibt: Flächenbelastung!
Das sieht man auch gut in der Entwicklung der F3K Flieger, wenns ums reine Floaten geht - FB (UND wenn möglich das gute Gleiten bewahren :-)
Das nötige hohe Ca max ist übrigens der Hauptnachteil des Brettes! d.h. das Brett muss versuchen mit kleineren FB als alle anderen anzutreten UND widerstandsarme Profile bei kleinen Re zu haben! Sicherlich eine Herausforderung konstruktiv...andere würden sagen ein echtes Problem :-)

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Re: X-RES

Beitrag von UweH » Fr 4. Okt 2019, 11:25

Danke Peter für die Ergänzung ;-)

Michael hatte hier seine Konstruktion meiner Auslegung für den X-RES veröffentlicht:

viewtopic.php?f=27&t=1459&start=200#p54518

Hier jetzt auch die Auslegung zu dem Flieger. Sorry dass es so viele Profile sind, aber bei einem Flügel mit so einer relativ aufwändigen Grundrissform lohnt es sich die Profile jeweils passend zur Einbausituation auszusuchen und anzupassen.
Der X-RES war ja als Wettbewerbsmodell gedacht, aber wegen den Überlegungen aus der Anfangszeit bei RES, als noch nicht so viele Erfahrungen und Erkenntnisse vorlagen, war er zu groß und damit zu schwer für den Wettbewerb.
Mit den Überlegungen zu Minimalrümpfen von weiter oben hätte sich die Situation damals vor 5 Jahren deutlich gebessert wenn ich ein dünnes Akku- und Trimmballastrohr nach vorne unter die Flugzeugnase gesetzt hätte. Man sieht ja heute auch bei den im Wettbewerb erfolgreichen RES-Leitwerkern dass sie zugunsten des Gesamtgewichts = Hochstarthöhe sehr lange Rumpfnasen verwenden statt die kurze Nase die Mark Drela z.B. für beim Aegea eingesetzt hat ( http://www.charlesriverrc.org/articles/ ... egea2m.htm ). Der Aegea stammt aus der Zeit vor dem europäischen RES-Reglement mit der Festschreibung der Hochstartgummis.
Wie dem auch sei, für die Optik und das Handling im Flug ist ohne Rumpf besser, für mehr Hochstarthöhe durch das eingesparte Gewicht ist Akku und wenig Trimmblei in einem Rumpf vor der Nase wahrscheinlich besser, hat aber meines Wissens noch niemand ausprobiert.



Die Profile sind von 1 (Wurzelprofil) bis 10 (Wingletspitze) entsprechend ihrer Einbaureihenfolge nummeriert, das habe ich auch nachträglich so in den flg und flz -Datien eingefügt, deshalb hat die Veröffentlichung seit der Bitte von Lasse ein paar Tage gedauert.

Ob der Flieger für 3D-Druck geeignet ist kann ich nicht beurteilen weil ich mit fliegendem PLA keine eigene Bauerfahrungen habe, aber ich stelle es mir schwierig vor eine für gute Thermikflugeigenschaften sehr vorteilhafte Massenkonzentration ähnlich gut wie bei einer Holzrippenkonstruktion umzusetzen. Leichte und gleichzeitig flatterfeste Winglets und Außenflügel als PLA-Schale sind sicher eine ganz besondere Herausforderung.

Gruß,

Uwe.
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