Hilfe bei Flügelentwurf

[Vat]

Ich habe mich entschlossen selbst einen Flieger zu entwerfen und zu bauen.

In meinem Pflichtenheft habe ich folgende Bedingungen stehen:
- Spannweite < 4,0m
- Gewicht < 4,0kg (incl. Elektrothermik)
- Gleitzahl ~ 25
- Flügel soll vierteilig sein.

Soweit ist momentan alles gut.

Wo ich jetzt nicht ganz klar komme ist das Abrissverhalten.
Der Abriss erfolgt in de Flügelmitte zuerst, wie es auch sein soll, aber
ich bin am Überlegen ob der Abriss ausreichend ist, oder zu heftig ist, oder falsch ist.
Darin habe ich leider noch keine Erfahrung und bräuchte hier die Hilfe aus dem Forum.

Die Grundlage des Flügelentwurfs ist übrigens die "INSPIRA". Mir hat der Flügelgrundriss gefallen daher die Entscheidung meinerseits.
Wen es interessiert, der kann den Plan hier finden: https://aerofred.com/search.php?search_ ... mit=Search

Die Berechnung mache ich mit FLZ Vortex, die Profilanpassung mit XFLR5 und die Baukonstruktion über Winghelper.
Im Anhang findet ihr die FLZ-Datei zu meinem Entwurf.

Für sachliche Informationen bin ich sehr empfänglich und bitte nicht vergessen, es ist mein erster Entwurf.

[Baumflüsterer]

Servus, der Konstrukteur der Inspira hat eine eigene Internetseite, soweit ich weiß, leider alles in Polnisch, aber man kann dort eine DWG.Datei herunter laden, die enthält alles was man zum Bau des Vogels braucht. Falls Du einen CNC-Fräser kennst, könnte er dir den Flügel auch fräsen. Ich müsste die Datei auch noch irgendwo haben

[Vat]

Hallo Baumflüsterer,

danke für die Antwort. Den Plan habe ich mir ebenfalls geholt. Mir geht es nur um die Flügelform, der Rest wird nicht aus dem Plan übernommen.
Für den Flügel habe ich ein anderes Profil (also kein SA-Strak) verwendet. Mir geht es mehr um das Abrissverhalten mit diesem "neuen" Profil. Da fehlt mir jegliche Erfahrung.

[Baumflüsterer]

Welches Profil soll es den sein? Im Forum scheint es ein wenig Still geworden zu sein, hab ich das Gefühl?

[UweH]

Hallo Vat,

ist Vat Dein Vorname oder Spitzname oder wie kann man Dich sonst menschlich anreden?

Dein Flügelentwurf ist sehr gutmütig.
Du kannst das simulieren indem Du den Ausschlag der Höhenruderklappe erhöhst bis sich die beiden CA-Kurven überschneiden.
Die Position der roten Flächen zeigt dann an wo der Abriss zuerst erfolgt.
Für die Simulation im Screenshot habe ich die Höhenruderklappe um -13°ausgeschlagen. Dabei reißt die Strömung im Innenbereich ab, liegt aber im äußeren Querruderbereich und am Randbogen noch an, die Querrudersteuerbarkeit bleibt beim Nachdrücken erhalten.

Die Blasenwarnung (BL-Button) kannst Du im FLZ_Vortex vergessen, die ist derart ungenau dass ihre Anzeige keinen verwertbaren Erkenntnisgewinn hat. Ich habe zusätzlich noch die Nachlaufkorrektur ausgeschaltet um Rechenzeit zu sparen.

Gruß,

Uwe.

[Vat]

Hallo Uwe,
VAT ist der Spitzname, ausgeschrieben ist er VATEA (kommt aus Polynesien wo ich geboren wurde).
Nennen kannst du mich gerne Hermann.

Das Profil das ich verwednet habe ist ein HN-Profil. Um genau zu sein ein HN-203 in drei Abstufungen.
Ich lade die Profile anschliessend mit hoch.

Eine Frage habe ich noch die ich vergessen habe. Der Flügel ist aus meiner Sicht moderat verwunden. Kannst du das bestätigen oder muss ich noch daran arbeiten ?

[Baumflüsterer]

Verwindung im Außenflügel bei einem konventionellen Modell ist nie verkehrt, es unterstützt das Kreisflugverhalten positiv. Nachlesen über solche kleinen aerodynamischen Helfer kann man viel auf der Seite von Aerodesign.de da steht viel Wissenswertes im Bezug auf Aerodynamik.

[Vat]

Das kann ich nur bestätigen. Aerodesign ist immer ein gute Anlaufstelle.
Dazu noch das Buch gelesen das auf Aerodesign empfohlen wird.
Mit diesen Infos und etwas "Kopfdesign" scheine ich richtig zu liegen.

Ich mach mich dann mal an den Rumpf und versuche da auch was vernünftiges zu entwickeln.

Auf jeden Fall schon mal Danke für die Antworten aus dem Forum.

[Baumflüsterer]

Ich bin mal gespannt auf deine Kreation, die du da bauen möchtest! Ich finde diese Flügel vom Design auch immer sehr ansehnlich. Aber ich scheue den Aufwand das selbst zu bauen!

[Vat]

Die Flügelzeichnung habe ich bereits im Wing Planer größtenteils fertig.
Das Programm kann auch einen Export in Fräsdaten oder in eine DXF-Datei.
Im Anhang ein Beispiel dazu wie der Flügel konstruktiv aussehen kann.

[UweH]

Verwindung im Außenflügel bei einem konventionellen Modell ist nie verkehrt

Hallo Udo,

solche Pauschalaussagen sind in der Flugmechanik größtenteils falsch, also bitte Vorsicht mit sowas.
Erstmal unterscheidet man geometrische und aerodynamische Schränkung. Bei der geometrischen dürfte klar sein wie das gemeint ist, bei der aerodynamischen Schränkung verändert man die Profile mit ihren Nullauftriebswinkeln über den Flügel so dass sich die Polarenlage wie eine geometrische Schränkung verhält. Damit kann man die Profile effektiver auf ihren Einsatzpunkt am Flügel anpassen als das mit einer geometrischen Schränkung passiert.
Geometrische Schränkung hat eine positiven Effekt auf die Spiralsturzstabilität, das hilft beim Thermikkreisen, aber sie ist nicht der einzige und nicht der stärkste Einfluss auf die Kreisflugeigenschaften eines Modells. Die geringe Schränkung im Entwurf von Hermann wird man dabei im Flug nicht als auffallend positiv spüren.
Ein Nachteil geometrischer Schränkung ist besonders, dass sich ein geschränkter Flügel im Schnellflug nach unten biegt. Das sieht nicht nur blöd aus, sondern ist das erste Zeichen dass der Flügel bei noch etwas mehr Fahrt flattert.

Die Schränkung bei Hermann ist wohl eingebaut um die Graphen in der Simulation gut aussehen zu lassen. Deshalb ist sie auch unstetig über den Flügel verteilt, sie nimmt zuerst zu und dann wieder ab. Wenn sowas die Simulationsergebnisse verbessert ist das meist ein Zeichen dass die Profilierung und der Flügelgrundriss nicht gut zueinander passen. Solche Unstetigkeiten kosten Leistung und führen manchmal zu unangenehmen Überraschungen im Handling. Zum Glück sind sie im jetzigen Entwurf sehr gering, aber man sollte sich sowas nicht angewöhnen, sondern versuchen die Flügelgrundrisse und ihre Profilierung sauber und stetig zu gestalten.
Die einfachste Regel hierzu ist: was örtlich an Auftrieb fehlt kann durch mehr Flügeltiefe ersetzt werden und umgekehrt.
Da wo jetzt viel Schränkung ist kann man durch ein paar Millimeter mehr Flügeltiefe den gleichen Effekt auf die Simulation erreichen, das erleichtert das bauen und die jeweiligen Strakprofile passen besser zu ihren Nachbarprofilen.

Der jetzige Entwurf ist flugfähig und gutmütig, aber es ist auch ein Beispiel dafür was man bei zukünftigen Entwürfen besser machen sollte.

Darüber hinaus hab ich mir den Entwurf nicht genauer angeschaut, auch nicht die Profile im Detail weil ich schlicht grad keine Zeit dafür habe.

Gruß,

Uwe.

[Baumflüsterer]

Ich hab das auch nur mit eingeworfen, in weiser Voraussicht das Du das noch ausführlicher Erläutern wirst! In der Disziplin wird dir kaum einer das Wasser reichen können! Danke, wieder was gelernt!

[Vat]

Hallo Uwe,
danke für die Hinweise. Die Schränkung stört mich selbst ebenfalls. Deshalb auch die konkrete Frage dazu.
Ich werde mal deinen Vorschlag, die Profilverlängerung vorzunehmen, versuchen umzusetzen. Ich ehe auch schon
das ich mit den Profilen noch etwas arbeiten muss, aber das ist ja gerade der Reiz an der Sache.

[Vat]

Hallo Uwe,

du hast recht. Die gezielte Verlängerung einiger Profile hat dafür gesorgt dass der Flügel auch ohne Schränkung abreißt.
Danke schon mal für den Tipp, selbst wäre ich nicht darauf gekommen.
Im Anhang das Ergebnis der Umsetzung.

[UweH]

Hallo Udo,

jetzt ist es viel besser. Ist zwar immer noch sehr gutmütig ausgelegt, ein bisschen könnte man noch an der ca-Ausnutzung kitzeln, aber ich würde Dir empfehlen das jetzt so zu bauen....Flugleistung ist nicht alles bzw. gutes Handling ist auch Flugleistung, besonders bei einem Thermiksegler.

Ich hatte da heute so ein Erlebnis mit meinem Erwin5. Die Einstellungen sind noch nicht perfekt, Höhenruderausschlag, Schwerpunktlage und die gutmütige Modellauslegung führten dazu dass er keinen Abriss hatte, bei langsam voll gezogenem Höhenruder ging er einfach in den Sackflug über.
Als das Tragen dann mal etwas länger ausblieb habe ich zu lange gewartet regulär zum Landen rein zu kommen. Mit der Restfahrt habe ich dann einen ganz kurzen Landeanflug unter Hangkante auf den Hang zu gemacht, dann voll über die Kante und die Sitzbänke gezogen und nach einer 90°-Kurve sauber in die kleine Wiese gesetzt. Ich wusste dass es funktioniert weil der Erwin so gutmütig ist, wenn man keine Angst haben muss dass der Flieger bei Minimalfahrt in der letzten Kurve abreißt fliegt es sich viel unbeschwerter

Gruß,

Uwe.

[Vat]

Noch ist er nicht gebaut und in der Entwurfsphase geht es ja auch darum verschiedene Dinge zu testen oder zu probieren.
Ich spiele mal über das Wochenende daran rum. Ich denke das noch etwas Potential in den Flügelenden steckt.

Möglicherweise führt das zu zwei Flügelvarianten, masl sehen.

Danke für die Informationen, Uwe.

[matzito]

Wollte keinen neuen Beitrag aufmachen evtl. passt das hier ganz gut rein:

Wie kann man einzelne Profile prozentual aufdicken? gekt sowas im FLZ Vortex also ein Profil auf 80% der OriginalDicke verjüngen also Faktor 0,8 oder ähnlich.
Oder muss man sich dafür eine neue .dat erzeugen?
Stecke im Moment im 1.Teil der pdf von Frank Ranis und versuche da ein bischen was zu lernen.

Danke vorab, Matze

[UweH]

Hallo Matze,

mit FLZ_Vortex kann man keine Profile ändern, überhaupt ist die Profilberechnung im Vortex eher rudimentär und nicht wirklich für Leistungsoptimierung durch die Profilaerodynamik geeignet. Das Programm rechnet vor allem Flugzeugaerodynamik und Flugmechanik.

Zur Profiländerung sind andere Programme wie Profili oder XLRF5 geeignet.
Damit kann man alle Profilparameter ändern und erhält als Ergebnis neue *.dat-Dateien.
Im Profili gibt es auch eine dxf-Schnittstelle für Profilexport ins CAD, ich weiß aber nicht in welcher Version da ich Profili im Moment nicht habe.

Gruß,

Uwe.

[matzito]

Danke, lade mir das das XLRF5 mal drauf...

[UweH]

XLRF5

Ich hab mich vertippt, das Programm heißt XFLR5: http://www.xflr5.tech/xflr5.htm

[matzito]

Habs trotzden gefunden und installiert.
Der testflieger ist auch eingegeben komme mittlerweile auch mot dem Modul Profil Analyse klar. Profile eingeben Polaren berechnen Klappen definieren. Die Tutorials vom Entwickler sind ok.
Was mir noch fehlt ist die Zielsetzung die ich mir vorgeben muss bei meinem TestBrett und was. Mache ich sinnvoll im xflr5 und was im Flz Vortex? Letzteres ist von den flugzeugsimulationsergebnissen überschaubarer

Wer braucht schon die auftriebsverteilung in 3D.
Lg Matzito

Ps os das ok wenn ich in diesem Thread mal frage oder soll ich was Neues aufmachen?