moin gemeinde,
heute hatte ich ein nettes telefongesräch mit einem lieben kollegen hier aus der newsgroup.
das thema drehte sich u.a. um f3a-slowies. Der Kollege erwähnte, dass er lieber kurzrumpfige Modelle fliegt, weil sie wendiger seien.
ich bin entgegengesetzter meinung, konnte den kollegen aber nicht wirklich überzeugen.
wie sieht ihr das?
cu/2,
rüdiger
Tach Ruedi ;-)
Ruediger Zoll schrieb:
wenn ich schon zufaellig auch da bin, schreib ich mal so:
Wir nehmen mal an, gleicher Ruderausschlag -> gleiche Kraft aufs Ruder. Ein langer Leitwerkstraeger bedeutet auch immer ein grosses Traegheitsmoment(T) zum Drehen des Flugzeugs um seinen Schwerpunkt(SP).
Grosse Wendigkeit des Fliegers haeisst fuer mich hier grosse Drehbeschleunigung (a) bei gleichem Ruderausschlag. a und T haengen aber nunmal ueber das Drehmoment(D) nach Newton zusammen: D = T*a (in Analogie zu Kraft=Masse*Beschl bei der Linearbewegung).
Bei langem Leitwerkstraeger gibts also ein grosses T bei grossem D (langer Hebel zum SP), was zu kleiner Variation bei a fuehrt. Damit scheint dies wie das Hornberger Schiessen auszugehen ;-) Eine quantitativere Abhaengigkeit von T als Funktion der Hebellaenge koennte Erleuchtung bringen, kann ich aber fruehestens Morgen im Buero nachkucken. Die Schlechtigkeit des Arguments als Ganzes begruendet sich auch in der einfachen Variabilitaet des Ruderausschlags!
Ein hiervon unabhaengiges Argument (aus meiner Sicht) fuer lange Hebel ist anders: Die Luft stroemt beim Horizontalflug den Fluegel(TF) von vorn an und wird zur Auftriebsgewinnung vom TF nach unten abgelenkt (Downwash und bekannt). Bei kurzem Hebel zum Hoehenruder (HR) wird dies also schraeg von oben angestroemt. In der manntragenden Fliegerei besonders bei schweren Verkehrsfliegern mit grosser TF-Tiefe und kurzem Leitwerkstraeger sei das sehr wichtig (wurde mir so gesacht also keine serioese Quelle!).
Fliegt man mit starken Lastwechseln (zB im Kunstflug) ist der Effekt des Downwash auf den gerade aktuellen Anstellwinkel (AW) des HR stark variabel. Ziehe ich im Geradeausflug zum Looping hoch, wird der AW des TF stark erhoeht und das Downwash verstaerkt, druecke ich zum Looping (verkehrt rum und hoffentlich aus genuegend Hoehe), gibts den Downwash evtl sogar mit umgekehrtem Vorzeichen und entsprechenden AW Aenderungen am HR mit Konsequenzen auf sein Drehmoment um die Querachse des Flugzeugs.
Diese Variation wird man sicher nicht wollen zur Optimierung der Flugpraezision. Ob das der Grund ist, warum Kunstflieger einen langen Leitwerkstraeger haben, weiss ich allerdings nicht. Und ich bin sicher NICHT der Kunstflug-Guru hier! Ich versuch aber immer, sehr genau zuzukucken und verwickel evtl anwesende Promis ihrer Disziplin gern in Gespraeche ;-)
Damit schaun wir mal wieder Morgen rein,
Gruss, Wolle musse mich imma so in Anstrengung versetzen? ;-)
Hallo Rüdiger,
Ruediger Zoll schrieb:
Zu einen mußt Du natürlich das notwendige Drehmoment aufbringen können. Dafür ist ein langer Hebel gut. Zum anderen bringst Du damit natürlich Massen weiter vom Schwerpunkt weg, die für die Drehung beschleunigt werden müssen. Also letztlich ein Kompromiß.
Gruß Martin
hallo leute,
man darf bei der sache nicht vergesen, das lange rümpfe wegen des grösseren hebelarmes mit einem kleineren leitwerk auskommen, somit ist also gar nicht gesagt das lange rümpfe mehr trägheitmoment besitzen müssen. die kraft am leitwerk ist doch in etwa proportional zu dessen fläche. mit einem doppelt langen rumpf benötigt man als ein nur halb so grosses leitwerk für das gleiche moment. was aber gegen den langen rump spricht ist das das trähheitsmoment wenn ich nicht irre quadratisch mit dem hebelarm anwächst. bei einer schnellen bewegung müsste doch auch der (quer)luftwiderstand des leitwerkes eine grosse rolle spielen da sich bei einer drehung das leitwerk quer zu seinem profil durch die luft kämpfgen muss, wird mit der fläche des leitwerks auch immer schwieriger.
grüsser robert.
servus martin! ;-)
Martin Schoenbeck schrieb:
ja. ich bin mir aber sicher, dass die masse des längeren rumpfes dadurch leicht kompensiert wird, indem man den "wirkungsgrad" der leitwerke ins verhältnis setzt:
soweit ich weiss, machen ruderausschläge in bezug auf auftrieb/widerstand nur bis etwa 15 grad ausschlag ökonomischen sinn, über 15 grad ausschlag steigt der widerstand überproportional an, der auftrieb dagegen unterproportional, bis er irgendwann bei 35grad nicht mehr zunimmt. die dabei auftretenden strömungsabrissgeschichten lasse ich bei dieser betrachtung mal ganz aussen vor.
deswegen stelle ich mir vor, dass ein längerer rumpf mehr wendigkeit bringt.
was die zu beschleunigenden massen betrifft, bin ich mir bei den bisherigen aussagen auch nicht so sicher. gesetzt den fall, dass wir zwei flieger betrachten, die bis zur lage des schwerpunkts identisch aufgebaut sind und sich erst danach in der rumpflänge unterscheiden.
für den mit dem kürzeren rumpf bedeutet das, dass er hinten schwerer gebaut sein muss als der mit dem längeren rumpf, um die gleiche schwerpunktlage beizubehalten. nach den hier im meinem zimmer geltenden unterfränkischen hebelverhältnissen bedeutet das für mich, dass der gleiche betrag an arbeit für das beschleunigen beider rumpfvarianten zu erbringen ist.
hier wäre der längere rumpf wieder im vorteil, weil er mehr arbeit erbringen kann.
cu/2,
rüdiger
Tach zusammen, hab mal nachgekuckt, aber zunaechst:
Robert Nowak schrieb:
ist mir das neu.
Die Sache ist so: Das Traegheitsmoment eines Massenpunktes m um ein Drehpunkt im Abstand r ist simply T=r*m (1)
Das gleiche Leitwerk in doppeltem Abstand vom SP hat somit das doppelte Traegheitsmoment, noch ohne Leitwerkstraeger. Diesen nehmen wir als homogenen Stab und kriegen mit der Kenntnis, dass T fuer einen Koerper mit vielen Massenpunkten die Summe der einzel T ist:
T_g = sum( r_i*m_i ) (2) i ist der i-te Massenpunkt und T_g das Gesamt-T. Fuer den homogenen Stab der Massendichte/Einheitslaenge dm wird (2) somit:
T_g = int (ueber die Massenpunkte) ( r*dm ) Das Traegheitsmoment nimmt somit quadratisch mit der Stablaenge zu.
Das bedeutet:
- ohne Betrachtung des Leitwerktraegers nehmen Dreh- und Traegheitsmomente genau parallel zueinander mit wachsendem Hebelarm zu. Die Drehbeschleunigungen bei gleichen Ruderkraeften bleiben somit gleich.
- mit Leitwerkstraeger andert sich das Traegheitsmoment mit laengerem Traeger immer staerker als das Drehmoment der Ruderkraefte. Bei langen Traegern wird deren T gross gegen das T des Leitwerks und der Teil des Traegers am gesamt Traegheitsmoment dominiert wg seiner quatrischen Zunahme schnell.
Meine Schlussfolgerung hieraus: ich schliesse Martin von gestern abend an! Ich denk aber auch so: Entweder mein beschriebener Prozess oder was anderes macht die Leitwerkstraeger so lang, wie sie eben sind. Bei der Betrachtung nur dieser Sache wuerde der Leitwerkstraeger kuerzestmoeglich gebaut!
Das ist falsch, s.o.
ja, s.o.
Bei gleichem Drehwinkel ist diese Flaeche unabhaengig der Laenge des Leitwerktraegers.
Gruss, Wolfgang
lieber wolfgang
würde simply mal behaupten das ist falsch.
ich empfehle dir mal
int (ueber die Massenpunkte) ( r*dm )
sollte ich da wirklich gänzlich falsch liegen würde ich mich über eine aufklärung echt freuen. wenn wir das mal gecheckt haben können wir gerne den rest auch noch diskutieren.
grüsse robert
sorry,
grüsse robert
Tach Robert,
Du hast Recht und ich mich vertan:
Robert Nowak schrieb:
Damit muesste es fuer ein als Massenpunkt m betrachtetes Leitwerk einen massenlosen Leitwerkkstraeger der Laenge r geben, bei dem die Drehbeschl a optimal wird. Mit Newton gilt immer noch:
D = J*a (D: Drehmoment, J: Traegheitsmoment)
Sei D=F*r (F ist hier die Ruderkraft) und J=m*r^2, so ist a: a = F/( m*r )
a wird demnach maximal fuer r -> 0, also Flieger mit kurzem Leitwerkstraeger sind wendiger.
Aber egal, sollte ich weiter Motorflug betreiben, bau ich solche mit rel langen Leitwerkstraegern und keine Nuris
Gruss und mercie fuer den Fehlerspuerhund ;-) Wolfgang
Tach zusammen, da faellt mir grad noch ein:
Wolfgang Kouker schrieb:
Vielleicht haben Fun Flyer auch deswegen so kurze Leitwerktraeger? Wolfgang
Tag zusammen,
Ruediger Zoll schrieb:
...
Eine Idee dazu: Slow/Hallenflieger sind eher langsam unterwegs. Ein Leitwerk mit Anstellwinkel zur Strömung bewegt sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit quer zur Strömungsrichtung. Wenn ich den Hebelarm zur Drehachse des Fliegers verkürze, resultiert daraus bei gleicher "quergeschwindigkeit" eine höhere Winkelgeschwindigkeit des Fliegers um die Drehachse, mal vorrausgesetzt, daß die Massenträgheit eine untergeordnete Rolle spielt.
Ich meine dieser Effekt ist bei kleinen + leichten(wenig Massenträgheit)
just my 2 cents, Stefan
Tach Stefan,
Stefan Gollwitz schrieb:
Das ist so sicher richtig. Ich finde jedoch die Winkelgeschwindigkeit selber nicht das richtige Mass, weil Wendigkeit fuer mich bedeutet, dass der Flieger schnell reagiert, also seine Winkelgeschwindigkeit schnell aendert beim Rudern.
Ich hab allerdings sozusagen life mit Ruedis Anfrage eine Antwort verfasst, die offensichtlich nicht ueberall, jedenfalls nicht auf dem Server news.flugmodellbau.de angekommen ist, weshalb ich hier den Teil einfach nochmal reinstelle, der sich auf noch nicht diskutierte Sachen bezieht. Wer das schon kennt, moege bitte verzeihen und umschalten ;-)
anders: Die Luft stroemt beim Horizontalflug den Fluegel(TF) von vorn an und wird zur Auftriebsgewinnung vom TF nach unten abgelenkt (Downwash und bekannt). Bei kurzem Hebel zum Hoehenruder (HR) wird dies also schraeg von oben angestroemt. In der manntragenden Fliegerei besonders bei schweren Verkehrsfliegern mit grosser TF-Tiefe und kurzem Leitwerkstraeger sei das sehr wichtig (wurde mir so gesacht also keine serioese Quelle!).
Downwash auf den gerade aktuellen Anstellwinkel (AW) des HR stark variabel. Ziehe ich im Geradeausflug zum Looping hoch, wird der AW des TF stark erhoeht und das Downwash verstaerkt, druecke ich zum Looping (verkehrt rum und hoffentlich aus genuegend Hoehe), gibts den Downwash evtl sogar mit umgekehrtem Vorzeichen und entsprechenden AW Aenderungen am HR mit Konsequenzen auf sein Drehmoment um die Querachse des Flugzeugs.
Flugpraezision. Ob das der Grund ist, warum Kunstflieger einen langen Leitwerkstraeger haben, weiss ich allerdings nicht. Und ich bin sicher NICHT der Kunstflug-Guru hier! Ich versuch aber immer, sehr genau zuzukucken und verwickel evtl anwesende Promis ihrer Disziplin gern in Gespraeche
Meinungen dazu wuerden mich schon interessieren, ohne Stefans Argument abwuergen zu wollen.
Viele Gruesse, Wolfgang
Hallo Wolfgang,
Wolfgang Kouker schrieb:
Man kann sich das auch ganz gut klarmachen, wenn man mal auf einen gängigen Kinderspielplatz und dort auf's Karussel geht. So wie das Leitwerk bei einem bestimmten Ausschlag innerhalb einer bestimmten Zeit eine bestimmte Energie in die Drehbewegung steckt, so steckst Du da eine bestimmte Energie in die Drehbewegung. Dann probierst Du aus, was passiert, wenn Du Dich näher an die Mitte bewegst. Die Energie der Drehbewegung ist ja gleich geblieben (Reibung vernachlässigen wir mal), aber Du wirst schneller. Vielleicht mal als Hilfe, für die, die sowas lieber praktisch nachvollziehen.
Gruß Martin
Hi NG,
"Stefan Gollwitz" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...
Diese Theorie gefällt mir am besten.
Die Dämpfung der Leitwerke begrenzt die die Quergeschwindigkeit, so dass ein kurzer Rumpf bei gleicher Quergeschwindigkeit eine größere Drehgeschwindigkeit ergibt. Die Massenträgheit und Drehmoment lasse ich bei der Betrachtung außer Acht, weil die eher für die Beschleunigung eine Rolle spielen und sich je nach Betrachtungsweise gegenseitig egalisieren.
Gruß, Frank
Hi Rüdi,
"Ruediger Zoll" schrieb im Newsbeitrag news:41b76900$0$16049$ snipped-for-privacy@newsread4.arcor-online.net...
Einen Ansatz hätt ich noch:
Zwei Depron-Doppeldecker mit 80cm Spannweite. Einer hat eine Länge von 50 cm, der andere von 1,5m.
Welcher dreht schneller?(Welcher ist wendiger?) Welcher fliegt sauberer?
Das stellt dann den Unterschied zwischen F3Ai und 3D(i) dar.
Gruß Frank
servus stefan! ;-)
Stefan Gollwitz schrieb:
ja, soweit die leitwerke dazu in der lage sind, die notwendigen kräfte aufzubringen....
ack und nack. um die massen mache ich mir genau so wenig nen kopf wie du, weil die imho gleich sein müssen, um den schwerpunkt korrekt einzu- stellen. man nehme z. bsp. ein 30cm-lineal und befestige ein 10gr- gewicht auf der 0cm-marke und ein 20gr-gewicht auf der 22,5cm-marke und balanciere das ganze mittig per 15cm-marke auffem zeigefinger. da kannste vertikalen rumba mit tanzen - bleibt schön inner schwebe. für mich der (dilettantische) beweis, dass die zum drehen benötigte energie, arbeit oder was auch immer bei beiden rumpfvarianten gleich ist. nack für das paradoxon "langsam(ohne Abrisseffekte)". langsam ist in meiner vorstellungswelt unbedingt /mit/ abrisseffekten verdrahtet.
ich bin immer noch nicht davon überzeugt, dass der kurzrumpf enger rumkommt. er hat weniger hebellänge und kann dies nicht einfach durch mehr ruderausschlag kompensieren, denn bei 35 grad ausschlag ist schulz. stell´ ich den ruderausschlag beim langrumpf genau so gross ein, muss dieser im vorteil sein.
bisher hat mir das noch keiner wiederlegt - so lange glaub´ ich auch daran ;-)
robert hatte übrigens recht, als er "langrumpfige modelle kommen mit kleineren leitwerken aus" proklamierte. das ist ne ganz einfache geschichte mit stabilitätsmass und hebelverhältnis. z. bsp. wählt man bei seglern den rumpf lang, um den schädlichen widerstand der leitwerke durch kleine leitwerke zu verringern. beim fesselflugi, der traditionell mit kurzem rumpf gebaut wird, sind die leitwerke im vergleich zu anderen normalmodellen auffallend gross.
btw: frank, schick mir doch mal son während des telefongesprächs erwähntes teil samt preis und deiner bankverbindung.
cu/2,
rüdiger
Tach Ruedi, Du kannst meinetwegen auch die Tarantella tanzen, das da bleibt falsch:
Ruediger Zoll schrieb:
Die Schlussfolgerung ist falsch, wenn ich Dich wie folgt vestanden habe: m-----------X------------m M-----X------------m M-----X-----M seien 3 Lineale mit Schwerpunkt in X und grossen (M) und kleinen (m) Massen ausbalanciert. Von oben nach unten haben die Lieale gegen Drehbeschleunigungen kleinere Widerstaende entgegenzusetzen. Oder anders: Bei gleicher Winkelgeschwindigkeit haben die jeweils hoeheren Lineale eine groessere kinetische Energie. Diese waechst naemlich linear mit der Masse (M oder m) aber quadratisch mit der Geschwindigkeit, welche wiederum linear mit dem Abstand zu X waechst.
Wie bisher leider unwidersprochen, habe ich im 2. Anlauf das Gegenteil gezeigt: bei gleichem Ruderausschlag (d.i. gleiche Kraft (F)) dreht der Kurzrumpf flotter. Ich erwarte schon, dass Du (oder Andere) den Fehler aufzeigen, was mir wiklich nichts ausmacht, im Gegentum, hab mich echt ueber die Korrektur gefreut!
Glaube versetzt bekanntlich Berge ;-)
Fesselflieger sind meist extrem wendig (sic!) und Segelflieger haben im Verhaeltnis zur Spw einen ziemlich kurzen Rumpf verglichen mit Motor(kunst)flugzeugen, nicht jedoch im Verhaeltnis zur Fluegeltiefe.
Viele Gruesse, Wolfgang
Hallo Rüdiger,
Ruediger Zoll schrieb:
Selbstverständlich ist es widerlegt. Es sei denn, Du zweifelst die genannten Formeln des Trägheitsmoments an.
Und mit meinem Spielplatzbeispiel sollte es auch intuitiv klar sein.
Wenn Du natürlich hingehst, und an den Flieger nur 'nen kürzeren Schwanz, aber keine kürzere Nase dranbaust, dann kann das natürlich nichts werden, weil Du den Schwanz dann, wie Du richtig sagst, aufbalastieren mußt.
Gruß Martin
Tach Frank,
Frank Donauer schrieb:
kein Problem. Jedoch:
Fuer mich ist Wendigkeit nicht grosse Winkelgeschwindigkeit sondern grosse Winkelschleunigung bei gleichen Ruderkraeften. Das kann aber jeder fuer sich selber definieren.
Das ist falsch, selbst wenn ich bisher 2 Versuche brauchte, bedeutet die nur, dass der 1. schlicht falsch war und der 2. bisher unwidersprochen. Deshalb muss er derswegen nicht richtig sein, er scheint aber ziemlich robust. Richtig ist in jedem Falle, dass es nur und genau einen richtigen(!) Zusammenhang zwischen Drehmomenten und genanntem pipapo gibt.
Gruss, Wolfgang
Tach Martin,
als ich das las, dachte ich zunaechst: wat soll dat den? Ich rutsch doch beim Fliegen nich mit'm Leitwerk auf'm Traeger hin und her ;-) Aber nu denk ich mal so:
Martin Schoenbeck schrieb:
Richtich! Die Energie bleibt gleich, d.h. der Betrag der Geschwindigkeit bleibt gleich, also nimmt die Winkelgeschwindigkeit nach innen gehend zu! Man braucht also weniger Energie(= Arbeit), um bei kurzem Leitwerktraeger die gleiche Winkelgeschwindigkeit zu erzeugen wie beim langen.
Ergo Ruedi, geh ma zum Spielplatz ;-)
Wolle
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