Gedanken zur Auslegung eines selbstgebauten Speedmodellflugzeugs

Hallo Gemeinde,
nachdem der 2008er SpeedCup nur einen Teilnehmer hatte und der die Speedschildi unverrichteter Dinge wieder mit nach Hause nehmen musste,
soll dieser Beitrag hier einen Anreiz geben, sich eine solche Kiste erfolgreich selbst zu bauen. Schwer oder kompliziert ist das jedenfalls nicht.
Drei gebräuchliche Modelltypen eignen sich besonders dafür:
- Das Normalmodell. Nachteil: Am aufwendigsten zu bauen. Vorteil: Beste aerodynamische Güte bei rel. einfacher Berechenbarkeit
- Der Nurflügler. Nachteil: Schlechtere aerodynamische Güte als ein Normalmodell. Rechenaufwand groß, sehr steifer Flügel notwendig. Durch sich notwendigerweise zuspitzenden Flügel höchste Flächen- belastung ggü. den anderen beiden Modelltypen. Vorteil: Unkompliziert zu bauen
- Das Delta. Nachteil: Schlechteste aerodynamische Güte gegenüber Normalmodell und Nurflügel. Vorteil: Sehr gutmütig zu fliegen, einfachster Bauaufwand, leicht zu berechnen, grösster Flächen- inhalt aller drei Modellarten und damit niedrige Flächenbelastung
Wir alle wissen, dass der Lufwiderstand nicht linear ansteigt. Je größer das Modell, umso teurer werden die Antriebskomponenten, um den Luftwiderstand zu überwinden. Um großen Geldeinsatz zu vermeiden, sollten das Normalmodell und der Nurflügler nicht mehr als 100cm und das Delta nicht mehr als 75cm spannen.
Der Innenläufer Mega 16/25/2 wird an Propellern der Größe 4,7x4,7 bis 5x5 und an bis zu 6s-Lipozellen in der Speedszene häufig eingesetzt. In der weiteren Betrachtung gehe ich von diesem Motorentyp aus.
Allerdings ist alles, was über 3-4s hinausgeht, grenzwertig und nur für sehr kurzzeitigen Einsatz für diesen Motor gedacht, denn seine Dauerleistung beträgt 350 Watt. Schon bei 4s und einer 4,7x4,7 wird dieses Maximum überschritten. Bei Verwendung von 5s und einer 4,7,x4,7 können sehr leicht Leistungen im Bereich von über 1000 Watt anstehen. Dennoch kann man, sinnvollen Einsatz der eigenen Finger und der Knüppel voraus gesetzt, das auch tatsächlich für kurze Zeit abfordern.
Die EWD, der Anstellwinkel und der Nullauftriebswinkel:
Wir wollen sehr schnell fliegen, also wenigstens mal über 200km/h. In diesem Geschwindigkeitsbereich ist nur sehr, sehr, sehr wenig Anstellwinkel bzw. EWD notwendig. Wenn man sichs ausrechnet, sind nur vereinzelte Zehntelgrad notwendig. Wers per Programm nachvollziehen will: http://corsair.flugmodellbau.de/files/proggies/AIRPLANE.ZIP
Praktischerweise setzt man also den Auftriebsbeiwert für das Profil auf Null und kommt damit bei sym. Profilen auf genau 0Grad EWD und bei gewölbten Profilen auf genau den Betrag des Nullauftriebswinkels für die EWD. Eine Abwindwinkelkorrektur können wir uns bei diesen Geschwindigkeiten und kaum vorhandenen EWD-Winkeln ebenfalls schenken, sie liegt im Bereich von Hundertstel Grad. Beim Delta mit sym. Profil ist's besonders einfach, alle Rippen liegen in 0Grad Richtung.
Eckdaten für einen Speeder Typ Normalmodell:
Rechteckflügel Spannweite 100cm, Flächentiefe 20cm (auf jeden Fall die Fläche so auslegen, dass da eine Streckung von 5 herauskommt, weil sich hier eine elliptische Auftriebsverteilung von selbst ergibt), Rumpflänge 70 - 80cm. Entweder sym. Profil oder ein Pylonprofil, z. Bsp. aus der MH-Reihe. Bei Verwendung eines sym. Profils wie z. Bsp. dem häufig bei den Verbrennerspeedfliegern eingesetzten NACA0008 werden alle Winkel am Modell auf 0 eingestellt, was einem das Ausrechnen der EWD komplett erspart. Je dünner das Profil, je schneller wird das Modell werden, allerdings setzt die Festigkeit des Flügels eine Grenze nach unten hin. Mit einem NACA0008 oder äquivalent dickem MH-Profil hat man einen sehr guten Kompromiss zwischen Festigkeit und Luftwiderstand.
Die Leitwerksgrößen eines Trainermodells in Bezug auf den Flächeninhalt sind 20% fürs Höhenruder, 10% fürs Seitenruder. Wer seinen Speeder narrensicher fliegen will, sollte sich an diese Werte halten. Wer alles herausholen will, kann beim Höhenruder bis auf 10% und beim Seitenruder bis auf 6% runter - natürlich auf Kosten der Flugstabilität im Lang- samflug. Fürs Schnelllfiegen reichen diese Leitwerksinhalte aber allemal.
Kreuzleitwerk oder V-Leitwerk? Beides hat seine Berechtigung. Ich selbst tendiere zum konventionellen Leitwerk, weil man so die einzelnen Leitwerksteile kleiner und daher steifer aka flatter-ungefährderter bauen kann. Das Seitenleitwerk wird nicht angelenkt.
Der Rumpf.... nur so voluminös als dass man die vorgesehen Akkus einbringen kann, aber auch noch so gross als dass man eine evtl. später notwendige Kühlung für Motor, Regler und Akkus noch reali- sieren kann.
Finger wund, to be continued....
cu/2,
Rüdiger
--
DRMM-Meeting 2008 27.06.- 29.06.2008 bei den Leipziger Ackerfliegern
Willst sicher Du verhüten, nimm Melitta Filtertüten.
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Hi Rüdiger, änder doch mal die Sig auf 2009! Du erinnerst dich an die Grundüberlegung zum DRMM-Termin?
Grüße Thomas
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Servus Thomas! ;-)
Thomas Brandt schrieb:

[x] Done [x] Zerfreddelung dieses Threads auch [x] done
cu/2,
Rüdiger
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DRMM-Meeting 2009 am Wochenende nach Sonnwend bei den Leipziger
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Hallo Rydi,

genauer:
servus, Patrick, egoman ;-)
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Weiter geht's:
[...]

Eckdaten für ein Delta:
Dazu gibt es nicht viel zu schreiben. Ein sym. Profil mit einer Dickenrücklage von 40%, gerade so hoch, dass man die Innereien samt einem evtl. Kühlkanal hinein bringt, genügt. Die 64er NACA- Reihe ist stellvertretend für Profile mit 40% Dickenrücklage.
Da sym. Profil sind sämtliche Winkel auf 0 einzustellen. Zur Bestimmung des Schwerpunkts nimmt man irgendein Berechnungsprogramm für Deltas, wie es z. Bsp. unter http://corsair.flugmodellbau.de/files/proggies/proggies.htm ausliegt und gibt noch einen Zentimeter mehr nach vorne dazu.
Den grundsätzlichen, sehr einfachen Aufbau kann man sich unter http://corsair.flugmodellbau.de/files/speeddelta/html/default.html anschauen. Leichtbau ist angesagt, damit man mit wenig Auftriebs- belastung durch die Kurven kommt, denn Deltas entwickeln beim Kurven- flug, je mehr sie dazu Auftrieb und Anstellwinkel produzieren müssen, geometriebedingt im Gegensatz zu anderen Modelltypen überproportional stark bremsende Tütenwirbel.
Eckdaten für einen Nurflügel:
Früher(tm) habe ich sehr gerne Nurflügel mit sym. Profil auf Basis des Flügelumrisses der ME163 Komet gebaut. Früher... das heisst nicht, dass ich das heutzutage nicht wieder gerne täte, wenn ich einen schnellen Nurflügel bauen wollte.
Die Einfachheit und das Geschwindigkeitspotential dieser Auslegungs- variante hat mich immer wieder verbüfft. Man nimmt den massstäblichen Umriss der ME163-Fläche und ein sym. Profil, z. Bsp. das NACA0009, verwindet von der Wurzel aus linear um 0,5 bis 1 Grad negativ auf den Randbogen und schon hat man einen sehr flotten Nuri mit zahmem Handling und sehr guter Wendigkeit geschaffen.
Wollte ich heute einen schnellen Nuri bauen, würde ich auf dieses Konzept wieder zurückgreifen, weil es narrensicher ist und ohne Überraschungen beim Erstflug aufwartet.
Will man aber _/den/_ schnellsten Nuri bauen, so kommt man nicht um das ausführliche Studium diverser Aerodramatikwälzer und den Seiten von Hartmut Siegmann, http://www.aerodesign.de/ , sowie der Verwendung des Nuriberechnungsprogramms von Frank Ranis herum. Die Mühe lohnt, solange man verstanden hat, was man tut.
Abr Vorsicht, einfach einen Siegmannschen Entwurf eines Speednuris für den DRMM-SpeedCup zu kopieren, giltet nicht ;-) zumal H. Siegmann seine schnellen Nuris hauptsächlich fürs Pylonfliegen entwickelt hat, d. h. auf geringen Geschwindigkeitsverlust in engen Kehren. Für's reine Speedfliegen braucht man das nicht, das fliegt man eher weit- läufig und kann sich ein Profil aussuchen, was weniger Auftrieb und damit weniger Widerstand produziert.
Soweit der Ausflug in die Welt der Speedfliegerei, wie ich sie als Hobbyaerodramatiker sehe. Komplett und erschöpfend behandelt ist das Thema nicht, aber ausreichend, um nur noch kleinere Fehler bei der Konstruktion eines eigenen Modells zu begehen.
Fragen sind gerne gesehen, Hilfestellung bei der Auslegung eines bestimmten Speedmodelltyps gebe ich ebenfalls gerne.
cu/2,
Rüdiger
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Morgen Rüdiger!
Ruediger Zoll schrieb: [ ... ]

Das ist nun awa ein unbilliges Verlangen :-)! (*)

Danke für Deine gerne gelesenen Ausführungen! Sie machen Lust auf mehr; allein meine Baugeschwindigkeit hält mit der rasanten Entwicklung nicht Schritt. Will heissen: wenn mein Flieger fertig ist, ist er veraltet :-\
ciao, Fritz
(*) die weitaus meisten Modellflieger wissen nicht - und wollen's auch nicht wissen - warum ihr Flieger einklich fliegt ...
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Hallo Rüdschä,

"Da brennt die Luft!"
;->

AOL, vor allem letzteres.

Das ist jetzt Dein Postulat ;-)

Das ist zwar richtig, aber Harmut kann das vermutlich besser als ich, so daß "trotz" der hohen, sinnvoll fliegbaren Auftriebsbeiwerte immer noch genug Nicht-Widerstand "übrigbleibt", denn Widerstand ist ja bekanntlich zwecklos.

Mir ist spontan (AKA ohne nachgucken) so, als ob er einen auf MH43 basierten Strak verwendet hätte. Ääh .. was war das nochmal auf Deinem Chico? ;-)

Warum ist Deine Empfehlung einer kometähnlichen Lippischauslegung erlaubt, ein Siegmann aber nicht? Wegen des Namens? Lieber Zoll [zahlen], als einen Sieg [haben]? ;-)
servus, Patrick
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Servus Paddy! ;-)
Patrick Kuban schrieb:

Wimre MH25. Knapp 10% dick.

Nee, deswegen nicht, sondern weil die Siegmannschen Konstruktionen ja schon quasi als fertiger Bauplan auf seinen Seiten ausliegen, wo bleibt da dann der denkende und schaffende Mensch? ;-)
cu/2,
Rüdiger
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