CoG van zweefvliegtuigen

Wat jij beschrijft is een situatie waarin ik (zowel 1:1 als met een model) een vrij sterke neiging voel wél te sturen. Voor de vluchtduur (en het comfort in geval van 1:1) is het naar mijn idee aanmerkelijk beter niet als een streep rechtdoor de grond in te gaan. Maar goed, daarin verschillen we dan. En daarmee is het meeste wat hier beschreven wordt op jou inderdaad niet van toepassing

 

Nee, daarin verschillen wij niet. Dat is wat ik bedoel met 'fijn afstellen tot je de kist fijn vindt vliegen. '.
Wellicht dat ik dat niet expliciet genoeg heb gemaakt.

 

Het was de tekst van GJ waar ik op reageerde, niet die van jou Dirk.

 

Gert-Jan vliegt graag rakken, of in ieder geval snel en wendbaar. Niet iets waar Arjan op zit te wachten.
Niet vreemd dat het CG dan iets afwijkt van de doorsnee vlieger om het toestel naar je hand te zetten.

 

Waar de hele discussie naar mijn idee een beetje scheef gaat is dat veel mensen zich niet realiseren welke invloed vliegsnelheid heeft op de prestaties van een zweefvliegtuig. Als voorbeeld de polaire van een Ka-6CR.



Bij 70km/u heb je de laagste daalsnelheid van ongeveer 0,75m/s, dus de langste vliegduur vanaf een gegeven hoogte. Dat is maar net boven de overtreksnelheid. Vlieg je te langzaam dan zie je dat je ineens véél harder begint te dalen. Ga je harder dan gebeurt hetzelfde, maar iets minder extreem.
Maar bij het steken zie je dat je het verst komt bij ongeveer 85km/u. Ga je harder dan verspil je energie door de extra weerstand.

De verliezen die je krijgt door steeds te snel of te langzaam te vliegen zijn veel groter dan de verliezen door een stabilo wat een paar procent meer lift moet leveren. Dus hoe makkelijker je de juiste snelheid aan kunt houden, hoe beter de totale prestaties. En dat gaat niet met een kist die niet snelheidsstabiel is af te trimmen, zoals het geval is bij een achterlijk zwaartepunt.

 

Scherrer . . .

Klinkt inderdaad niet als een koekenbakker.

Maar hoe weten we nou zeker dat hij het bij het rechte eind heeft?

Zijn er andere bronnen die zijn theorie (wat die dan ook maar precies is) bevestigen?

(Is Simons hiervan op de hoogte?)


jan.

 

Inderdaad.

Geen idee. Volgens mij heb ik het hier ook wel eens met Rick NL over gehad, en heeft hij dat ook aan mij bevestigd. Maar op dit moment houdt hij zich wel heel afzijdig.
En verder bevestigen twee model-reken-programma's het (XFLR5 en FLZ-Vortex).

Edit: Ik heb zojuist twee anderen om hun mening gevraagd:
- Albion Bowers: pas gepensioneerd Tichnisch directeur bij de NASA, die zich bemoeide met de ontwikkeling van een Horten vleugel die wellicht op Mars gaat vliegen.
- Marko Stamenivic, afgestudeerd aeronautisch ingenieur uit Servië
- beide zijn lid van een Facebook groep "Horten Flying Wing Believers" waar ik ook aan meedoe ...

Geen idee, maar ik denk niet dat de wereldberoemde DirkSchipper van het modelbouwforum hem gaat kunnen overtuigen.

 

Voor het geval dat je zoiets zelf een keer wilt narekenen, zo doe ik dat:

1. XFLR5 kun je hier downloaden. Niks installeren, in de ZIP zit een map met bestanden. Ergens neerzetten en de EXE uitvoeren.
2. profielen importeren (DAT-files) (profielen bekijken ==> Ctrl-1)
   
3. profielen analyseren (Ctrl-5) (Re-getallen vanaf 3000 tot 10.000.000, invalshoeken -5 tot 13 graden), polaire type-1) daar staat ie wel een half of heel uur op te stampen ....
   direct erna eerst opslaan, soms crasht XFLR5 ...
4. Model maken (Ctrl-6 en dan F3) : vleugel, stabilo, evt. kielvlak, en instelhoeken voor vleugel en stabilo toekennen (neem 1 à 1,5 gr EWD)
5. Vliegtuig doorrekeken ("define an analysis" of F6)
   bepaal de massa (inertia) en kies een ZW-punt positie
   sluit de pop-up.
   
6. Kies het venster zoals in de afbeelding hieronder. Zorg dat alle grafieken als X-as de invalshoek gebruiken (alfa)
   Dat kun je regelen door de muis boven een grafiek te houden, en dan "G" te typen. Voor elke grafiek (4) herhalen.
7. reken het vliegtuig door (rechter deel van het window) kies voor 'sequence', alfa van -4 à -3 tot +7 à +9 graden, negeer evt. fout-meldingen tenzij er helemaal niets uit komt ...
8. Nu moet je spelen met de positie van ZW-punt, invalshoek vleugel, en invalshoek stabilo, tot je een Cm krijgt die min of meer horizontaal ligt (rode lijk linker-onder-grafiek), én de top van de Cl/Cd-grafiek min of meer op de Y-as ligt, én de vleugel-Cl (eerdere 3 grafieken van mij uit post #20) rond de Cl=0,6. Dat kan een flink gepuzzel zijn (die grafiek vindt je door op de knop links van die blauwe te klikken (onder/tussen 'Plane' en 'Polars').
   De ligging van het ZW-punt komt nu overeen met het N-punt.
9. Weer terug naar de 4 grafieken (knop onder 'Polars'). Nu ga je het ZW-punt naar voren leggen (inertia punt-5) totdat die lijn precies door de oorsprong loopt (moment = 0 bij beste glijhoek (Cl/Cd-max))

Op deze manier vindt je in één keer gegarandeerd een EWD en ZW-punt dat een goed vliegende maiden oplevert (mits de profielen en EWD een beetje overeenstemmen met de waarden die je in XFLR5 hebt opgegeven ...

Succes!
En nu ga ik even een tijdje solderen ...

 

En verder bevestigen twee model-reken-programma's het (XFLR5 en FLZ-Vortex).
​

Eh . . .

Heeft hij die rekenprogramma's ontwikkeld?

Wetenschapsfilosofisch cq. methodologisch is dat natuurlijk niet erg sterk: uiteraard bevestigen zijn modellen zijn theorie.

(Wij van WC-eend adviseren WC-eend!, dat werk . . .)




jan.

 

Dit is geen correcte aanname!
Als je met up elevator vliegt dan vlieg je meestal bij een lagere snelheid en hogere invalshoek. Laat ik even een willekeurige situatie schetsen: je vliegt met een invalshoek (hoofdvleugel) van 8 graden (is zeker nog niet extreem, de meeste profielen overtrekken pas als de invalshoek richting de 15 graden gaat). Instelhoekverschil 1,5 graad, dan heeft het stabilo een invalshoek van 6,5 graden. Het stabilo heeft meestal een ongewelfd profiel, dus met 6,5 graden invalshoek levert dat een forse positieve lift. Dat kan teveel zijn voor een stabiele vlucht met 8 graden invalshoek, daarom is wat 'up' uitslag nodig. Die roeruitslag zal de lift van het stabilo verminderen, maar niet noodzakelijk tot 'negatieve lift'. Een stabilo met een omhoog uitgeslagen hoogteroer (dit wordt dan een profiel met negatieve welving) kan dus nog steeds positieve lift leveren vanwege de voldoende positieve invalshoek. Ik durf zelfs te beweren dat dat tijdens vliegen met een stabiele snelheid in de meeste gevallen zo is. Bij manoeuvreren wordt het een ander verhaal.

Natuurlijk zijn er ook genoeg situaties te verzinnen waar een stabilo met omhoog uitgeslagen hoogteroer negatieve lift levert, maar je kan niet zomaar aannemen dat bij omhoog uitgeslagen hoogteroer de lift van het stabilo dus negatief is.

 

Arjan, ik wil 1:1 niet vergelijken met een modelvliegtuig.
Ook al is het een prestatiezwever 1:1, een bepaalde marge moet je houden, mede omdat je er zelf in zit.
En Easy, ik deed het bij alle modellen, ook gewone motormodellen.
ALs ik een kist invloog voor iemand anders was ie wat voorlijker, dan ving ie onder een ruime boog af.
En zo ben ik zelf ook begonnen.
Aangezien je bij een F5B kist er het uiterste uit moet halen ging ik experimenteren, dus zwaartepunt naar achteren, omdat dat door Rudi Freudenthaler gezegd werd.
Het is niet echt aantoonbaar dat ie sneller is in de rakken, mijn tijden varieerden te veel.
Maar hij vloog neutraler, hoefde minder te corrigeren en hij draaide sneller op de rakken.
En het grootste verschil zag je in de zweeftaak en daar hebben we het hier nu over.
Dan vliegt de Surprise ook maar iets van 40-50 km/u.
Hij liep lekkerder, thermiek zag je veel beter.
Ik had een Kappa F5J model, dat had ik ook achterlijk en dat was echt niet normaal hoeveel 5mm verschilde.
Elk tikje thermiek liet hij zien en de glijhoek was veel beter, dat was ook op de Unilog te zien, in de F5B trouwens ook.
Dus het is geen verbeelding.
De F5B kist in demo stand, dus extreem snel, moest ik wel iets down trimmen (0,5mm) in de speed flugfase.
Maar dan liep ie over de 375.

Ik wacht nog steeds op een verklaring van Rick.
Waarom ik dingen waarneem en meet die niet met de theorie stroken...

GJ

 

XFLR5 is een schil om XFOIL heen. Xfoil is door Mark Drela ontwikkeld.
FLZ-Vortex is gebouwd door Frank Ranis (Duitse forum) en gebruikt de code (rekenregels) van Prof. Dr. Richard(?) Eppler. Die formules zijn al minstens 40-50 jaar oud.
Dus geen verborgen 'wc-eend'.

 

Ik kan dat bevestigen. Bj MVC Otto Lilienthal uit Soest hielden we een paar keer per jaar de Spirit-cup. Alleen Spirits toegestaan. Allemaal gelijk gewicht (de lichte lood in CG erbij). Hoogtestart aan identieke lijnen+elastieken. 10 min. vliegen na een lijn start plus doellanding. Alleen de piloot en afregeling maar het onderscheid dus.
Op een 'wedstrijddag' waaide het heel behoorlijk. 4 à 5 Bft. Dat is best veel voor zo'n kist. Toen heb ik besloten het lood iets naar achteren te leggen zodat de duikproef resulteerde in rechtdoor blijven gaan. Je stuurt je dan wezenloos want je moet alles zelf corrigeren. Maar hij kwam ook aanmerkelijk beter tegen de wind in met opvallend minder hoogteverlies!
En laten we wel zijn, een Spirit is geen kist die goed en efficiënt kan steken ....

 

Als ik genoeg ruimte op de PC had zou ik het (XFLR5) downloaden; dank voor de handleiding en aanwijzingen.

Helaas zit 'ie nokkie nokkie nokkie . . .

Klusje voor de vakantie.


jan.

 

Succes ermee tzt. En bij vragen weet je me te vinden.

 

Nog zo'n koekenbakker?




jan.

 

Hallo!
Ik had beloofd eerder te reageren, twee zaken hebben dat even naar achteren geplaatst.
1e. Ik heb met twee TU projecten heel veel te doen de komende weken.
2e. Omdat ik het niet 100% eens was met wat ik hier van Martin Simons kreeg voorgeschoteld wilde ik eerst de bron bekijken, zijn boek heb ik (nog) niet.
Wel heb ik een oude versie kunnen downloaden en dat is wel redelijk van toepassing op vrije vlucht en vroege radio zwevers, maar nog minder op modernere zwevers en de daarbij behorende vliegstijl.
Daarom heb ik de 2015 versie besteld en zal dat bestuderen voor ik daar commentaar op lever.

En om nog even kort te gaan, de zwaartepuntsligging is vooral van belang voor de langsstabiliteit en bestuurbaarheid. Binnen marges van ±5% is het ook een smaak kwestie en ook ±5% van de vliegtaak.
De zwaartepuntsligging is in eerste en tweede instantie een functie van vleugel oppervlakte en vorm samen met het stabilo oppervlakte en vorm plus de afstand van stabilo naar vleugel
en niet afhankelijk van vleugel en stabiloprofiel.
Het instelhoek verschil is het gevolg van de gewenste zwaartepuntsligging én de op dat moment gewenste vliegsnelheid én het vleugel en stabiloprofiel.

Bij langzaam vliegen, liever gezegd, bij hoge liftcoëfficiënt zal ook het stabilo een positieve lift leveren, bij hoge snelheid, dus lage liftcoëfficiënt zal het negatieve lift leveren.
Zie Dirk post en ja Jan de koekenbakker van post 36 weet het niet of maakt het té eenvoudig en daarmee onjuist. De vleugel-lift vector zal veel veranderen bij snelheidsverschillen Bij langzaam vliegen loopt hij naar voren, bij snel vliegen naar achteren. Het geeft een beter inzicht het neutrale punt van het vliegtuig (dus mét stabilo) te beschouwen, dat blijft binnen nauwe marges op zijn plaats ook bij flap uitslag.
Het zwaartepunt moet voor een stabiele vlucht liggen voor het neutrale punt, en dat betekend ook dat de liftcoëfficiënt van de voorste vleugel één of een paar tienden groter is dan dat van de achterste (ook bij een canard). Maar dit houdt ook in dat bij hoge snelheden de stabilo lift negatief is maar bij lage snelheden positief.
Dat een hoogteroer dan dus nét verkeerd uitgeslagen is zoals boven reeds opgemerkt is jammer. Een geheel bewegend stabilo is hier van voordeel.
Veel grote mandragende vliegtuigen hebben een mogelijkheid het 'vaste' deel van het stabilo apart te trimmen waardoor het roer netjes recht kan blijven of zelfs wat naar beneden bij langzaam en naar boven bij snel vliegen.

Wanneer ik het boek van Simins binnen heb ga ik verder in op zijn overwegingen.

 

Dan wachten we dat rustig even af.


jan.

 

Volgens mij kan het stabilo zowel negatieve, neutrale als positieve lift leveren. Het uitganspunt is dat de vleugel een bepaalde invalshoek moet vasthouden om lift te leveren, laten we voor het gemak even uitgaan van een eenvoudige plaatvleugel. Zo niet dan gaat het vliegtuig automatisch uitbalanceren in een rechte stand (invalshoek 0) met nul lift. Of het stabilo moet dus naar beneden duwen om die hoek vast te houden, of het zwaartepunt moet dan net zover achter het neutraalpunt geschoven worden tot die de neus met dezelfde kracht omhoog duwt.

Als het stabilo naar beneden moet duwen, moet de hoofdvleugel extra naar boven duwen om dat te compenseren, dat is extra weerstand en dus verloren energie en daar houden zweefvliegers niet van, het zwaartepunt naar achter vinden ze dus aantrekkelijker. Als je dat te veel doet moet het stabilo te veel lift leveren en omdat het stabilo minder efficient is dan de hoofdvleugel heb je dan weer te veel weerstand, ergens daartussen zit een optimum.

Terug naar het oorspronkelijke artikel. Echte (zweef)vliegtuigen hebben een maximum waarbij het CG naar achter mag ander wordt het vliegtuig gevaarlijk. Vertaald voor ons RC vliegers volle trim naar beneden en dan nog net bestuurbaar, zal bij de echte zwevers wat meer marge tussen zitten want wij hoeven alleen maar een paar nieuwe plankjes balsa en een tube lijm te kopen als wij ernaast zitten. Volgens het artikel is een CG 30 tot 40% voor die gevaarlijke positie optimaal, dus best ver naar achter. Hierbij heb je dus een stabilo wat een positieve lift levert, wat redelijk in de buurt komt van de berekeningen van Dirk.

 

Ik moet eerlijk zeggen dat ik dit draadje al weer bijna vergeten was.

(Kreeg ook geen melding . . .)

Rick NL zit nog steeds te studeren?


jan.