Vleugel design, stabiel maar langzaam vliegen F3A

Goedendag,
Ik ben bezig mijn eigen F3A vliegtuig te ontwerpen.
Nu ben ik bij de vleugels aangekomen.
Het F3A vliegtuig word een biplane, dubbeldekker dus.'
Met als spanweidte rond de 175cm.
Ik wil graag ERG stabiel maar toch lanzaam kunnen vliegen in alle wind omstandigheden, harde wind, bumpy wind. noem het maar op.
Hoe krijg ik dat voor elkaar?
Ik heb al een beetje onderzoek gedaan en kwam er achter dat sweepback helpt om stabiel te vliegen.
Ik heb al een design gemaakt. maar graag zou ik meer willen weten.
graag jullie input

 

ooit wel eens deze doorgelezen, zou niet weten waar hij nu uithangt..
https://www.deslegte.com/basics-of-...-0REm_fwkmalr7vKwZTcwu42EoAsLlA0aAh4JEALw_wcB
Er zijn zelfs mensen die dit in excel hebben gefrommeld.

Staat o.a. ook in hoe je met de verschillende profielen kunt bepalen hoe stabiel de boel wordt, invalshoeken, etc etc.
ook stagger , sweep en meer zaken
geen idee hoe ver je bent in deze materie?
Nu heb ik wel eens wat door als die formules heen gegooid, alleen nooit aan uitproberen toe gekomen

Ik heb wel eens begrepen, dat een vleugel die in een pijlvorm staat (geen sweep, vleugelkoorde overal hetzelfde, alleen pijl, als je snapt wat ik bedoel) ongeveer eenzelfde effect heeft als Vstelling
zie ook de ultimate van carl goldberg

Stagger, 1 van de vleugels voor de ander, heeft ook een minder verstorend effect tov 2 vleugels recht boven elkaar

Naar het schijnt, hebben de meeste 2 dekkers 1 van de vleugels de correcte invalshoek / AoA
de ander heeft net een (half) graadje minder (bij stall, ene vleugel stallt, andere vleugel vliegt nog. Dus je grijze gebied wordt groter.

Alles gigantisch beinvloed door je profielkeuze. Waarbij je uitgangs ontwerpsnelheid dan weer zeer belangrijk is.
Super stabiel is an sich niet moeilijk.
de combinatie met wisselende wind dan weer wel. Denk ik, gevoelsmatig
Dan zou een profiel in de basis bij lage en hoge windsnelheden veel lift moeten geven
maar een liftend profiel is dik, en heeft een hoop resulterend koppel wat ergens opgenomen moet worden
Dan zou je eerder een "snel" profiel, of een wat hogere vleugelbelasting moeten pakken
maar een hogere vleugelbelasting maakt weer dat hij vlotter moet vliegen..

Ik weet dat als je met de goede formules gaat rekenen, je wel wat zinnigs kan zeggen
maar het blijft een compromis tussen alles

 

@Yme Je eisen zijn denk ik moeilijk allemaal tegelijk te realiseren. Om langzaam te kunnen vliegen moet je licht zijn, en dan ben je per definitie meer gevoelig voor verstoringen van buitenaf.

Van F3A specifiek heb ik niet echt veel verstand. Alleen dan dat die modellen, net als sommige andere wedstrijdmodellen, juist niet stabiel zijn.
Een F3A model moet indifferent vliegen, dwz dat het na een stuur input niet zelf weer in de oude vliegstand terugkomt, maar doorvliegt in de stand waarin het is losgelaten.

De demping van vliegbewegingen moet wel groot zijn, maar dat is wat anders dan stabiliteit.
Op het gebied van de interacties van de vleugels van een 2-dekker ben ik ook geen specialist.
Gewone, niet acro, 2-dekkers hebben vaak 'stagger' dwz de twee vleugels staan niet recht boven elkaar, maar vaak is dan de bovenvleugel wat voor de ondervleugel geplaatst, of juist andersom de negatieve stagger van bv de Beechcraft Staggerwing.
De Sorel Hyperbipe, waarvan ik in 1:1 een acro demonstratie heb gezien, heeft een rechte niet getaperde bovenvleugel en een niet getaperde ondervleugel net wat pijlstelling, dit gecombineert met negatieve stagger.

Vrijwel altijd heeft bij een 2-dekker, de voorste vleugel een iets grotere invalshoek heeft dan de achterste, dit verhoogt de stabiliteit en maakt de overtrek vriendelijker.
In een F3A model wil je ook op zijn kop vliegend de zelfde vliegeigenschappen als normaal vliegend, daarom denk ik dat je daar geen instelhoekverschil zal willen tussen beide vleugels.

Wat betreft de profielen kan ik geen aanbevelingen doen in deze dicipline, in ieder geval dik, symmetrisch, dikste punt vrij ver naar voren. Behalve mogelijk aan de tip.
Bij kunstvlucht model zwevers worden aan de tip regelmatig profielen gebruikt die bewust een fel overtrek gedrag hebben. Daarmme zijn "flick rolls" heel indrukwekkend te doen.

Sweep is de Engelse term voor pijlstelling, en taper de term voor tapsheid. Bij pijlstelling gaat men qua areodynamica (in het geval van een tapse vleugel) uit van de kwart-koorde lijn. Pijlstelling heeft inderdaad een vergelijkbare invloed als V-stelling, met als voordeel in F3A dat het ook bij rugvlucht het zelfde werkt. Hiermee kan je bij F3A, om de topas, wel voordeel hebben van enige stabiliteit.

PS
Voor de liefhebbers is hier een link naar een door David Lednicer bijeengeraapte en door Michael Seelig gepubliceerde lijst met toegepastte wortel en tipprofielen van héél veel (6478) full size vliegtuigen.
https://web.archive.org/web/20100420012244/http://www.ae.illinois.edu/m-selig/ads/aircraft.html

 

Met stabiel bedoel ik vooral met wind inderdaad. Tijdens wedstrijden zie ik soms dat het ene model minder last van wind heeft dan de andere, de kist word minder bumpy. Althans dat lijkt zo.
Waarom zou je het dikste punt vrij ver naar voren willen?. Ik heb nu het dikste punt in het midden zitten

 

Dat is een goed voorbeeld van het feit dat ik niet echt in de F3A zit.
Wat ik schreef bij de tipprofielen van model acro zwevers zit er blijkbaar ook achter dat de F3A profielen tegenwoordig ook vrij spitse neuzen hebben met het dikste punt dus vrij achterlijk.
Ik lees inderdaad voor snap figuren.
Waar vroeger juist overtrek zo ver mogelijk moest worden uitgesteld met dikke ronde neuzen van het profiel, is dat in de modernere F3A een andere kant uit ontwikkeld.

Als je alles weet lijkt het vrij logisch, maar ja, weet maar eens alles.

 

Het is en blijft een lastig onderwerp inderdaad.

 

Ik doe er nog een vraag bij?
Een dubbeldekker, twee vleugels van elk 175cm span, is dat niet erg veel!?

En nog maar een vraag:
Ben je niet bang dat je met zoveel variabelen, meerdere kisten de grond in gaat boren?

Dit alles is niet bedoeld om je te ontmoedigen, maar de lol is er zo af, als je de ene na de andere de grond in boort.

 

Ik denk dat dat reuze meevalt. Er zit een stuur op....
Maar goed, op internet variëren ze van 165cm span tot 178cm span. 175cm leek mij een mooie maat. Zou dus niet veel uit moeten maken.
Maximale lengte en spanweidte voor een F3A kist is nog steeds 2x2 meter, en 5,5kilo.
daar pas je nog met gemak in.
Als ik dan crash, wat altijd kan. Heb ik tenmiste veel geleerd. Heb namelijk nog nooit een kist gebouwd. Altijd arf. ( aan een arf F3A kist zit ook nog behoorlijk wat tijd )
Leek me dus een leuke uitdaging waar ik veel aan heb later. ( ben nu 19 jaar, dus de ervaring in CAD tekenen en 3d tekenen is altijd leuk meegenomen)

 

Dit is hoe ver ik al ben. Alleen het rudder nog en de voorste paar spanten

 

romp ziet er aardig uit. goed zijdelings oppervlak voor voldoende draagkracht in meskant. bij de vleugels zie ik 3 vormen, ga je die alle drie gebruiken of moet je nog een keuze maken? Ik zou dan voor de onderste gaan, of links op het scherm als het beeld goed staat, die is het makkelijkste te bouwen en te repareren. Als die niet voldoet aan jou wensen met testen dan kun je nog altijd naar die andere 2 gaan kijken.

Ik persoonlijk vind bij de moderne f3a kisten de vleugels relatief klein ten opzichte van vroeger en natuurlijk de romp vele malen groter dan vroeger. en mooi vind ik ze niet. Maar het doel heiligt de middelen...............

Ik zag via diverse media dat je ook al mee gaat naar internationale wedstrijden, praat daar met de vliegers en ontwerpers en vraag en probeer te begrijpen waarom ze iets doen. Voor zover ze iets willen loslaten

 

de vleugels die in die tekening staan ga ik niet gebruiken. maar de vleugel in de foto van de eerste post.

 

175 en 5,5 kilo dubbeldekker wordt wel een dingetje
Als ik zie dat mijn enkelvleugel 1,8m 3d kist 6 kilo weegt (met andere keuzes zou 5,5 kg dan best te halen zijn)
mijn 2m span dubbeldekker (ook 3d klasse) is 11 kilo
Qua span mag je de vleugels niet 1 op 1 bij elkaar optellen, dacht 75 % van 1 van de vleugels
dus op 1,75 heb je dan een enkelvleugel toestel van rond de 3 meter.
Dat formaat zie je meestal wel terug in de romp, die in verhouding tot de span van een enkelvleugel vrij fors word

iig, je zou verrot licht moeten bouwen.. zeker om een beetje sterkte over te houden.

Qua windgevoeligheid:
Mijn carl goldberg ultimate (de echte oude versie) is 1,4 meter span, 20 cc methanol 4 takt, is officieel een acro kist
is verschrikkelijk zwaar. geen idee wat de originele bouwer in de romp gestopt heeft (heb hem ooit gestript, ben niets raars tegen gekomen)
maar het ding is 5,5 kilo.
originele hout van het bouwpakket, dat zie je wel. op internet zijn ze iig een heel stuk lichter.
maar, het ding heeft een relatief slank vleugelprofiel (stond hij ook om bekend)
Het ding vliegt, relatief voor een dubbeldekker, best vlot.
tegelijk, met de 15"prop kan hij best langzaam voor hij raar gaat doen.
Vanwege de hoge vleugelbelasting en snelheid, is hij redelijk ongevoelig voor wind.
hij heeft ook geen extreme roeren, geen grote richting bepalende dingen aan de romp hangen.

des te grote je richting roer bijvoorbeeld, des te eerder zijwind hem van jouw gewenste lijn afduwt.
alles relatief, voor ons als piloot van de lijn duwt.
toestel heeft er zelf natuurlijk geen last van.
Maak je een heel lichte vleugelbelasting, zal hij eerder de neigen hebben om te gaan "springen" bij de landing

Je hebt nu een romp met een relatief groot zij oppervlak.
dus relatief zal de romp graag rechtuit willen.
hij zal dan makkelijk meskant blijven, omdat de romp wat meedoet als liftend vlak
tegelijk is zijwind dan een ding.
Compromis..
ff kijken wat past bij je vliegstijl.
Maar je vleugelprofiel is zo'n beetje de belangrijkste keuze van allemaal.
deze kan zelfs bepalen of je stabilo misschien een hoek nodig heeft...

 

Hij is makkelijk onder de 5.5 kilo te houden, een goeie vlieg vriend van me heeft ook zijn eigen dubbeldekker gebouwd. welliswaar 170cm span ipv 175 cm. maar weegt 4.6 kilo. makkelijk te doen dus.
Als je kist perfect is uitgetrimd is zal hij als een windvaan tegen de wind in gaan. hij blijft dus op zijn eigen plek. en gaat soms zelfs meer tegen de wind in., en anders stuur je gewoon wat rudder om hem meer tegen de wind in te krijgen.

 

F3A is dus wel duidelijk heel anders dan de 3d of acro klasse
dan moet je met name concentreren op profielkeuze, vleugelvorm.
dat zijn hier je belangrijkste ontwerpkeuzes

 

F3A is inderdaad een totaal andere tak van sport. En dat is wat ik er ook leuk aan vind. Ik denk dat ik het gewoon zo laat en lekker ga bouwen en dan kijken of het goed vliegt.

 

Ik heb nu 97dm2 als oppervlakte bij de vleugel op de foto in de eerste post. Ik heb nu een mono vliegtuig van 65dm2. Die weegt 4.8 kilo en vliegt erg prettig en best traag. Als de dubbeldekker tegen de 5 kilo komt ben ik tevreden. Dan is er vooruitgang.

 

dubbeldekker mag je qua vleugelbelasting niet helemaal 1 op 1 vergelijken met mono
maar, zowieso op dat formaat en zo'n laag gewicht moet dat zo'n beetje stapvoets kunnen vliegen

 

Zou je kunnen uitleggen waarom je dat niet mag vergelijken? Ben ik benieuwd naar.

 

had te maken met het feit dat een dubbeldekker zijn vleugels beide geen vrije aanstroom hebben
een vleugelprofiel heeft het effect dat de luchtlagen omlaag/omhoog worden geduwd
bij een dubbeldekker wordt in het gat tussen de twee vleugels dus relatief gezien druk opgebouwd
die opbouw van druk, zorgt dat aanstromende lucht er omheen wil gaan.
effectief wordt er wat extra weerstand veroorzaakt
1 van de redenen dat je geen race dubbeldekkers ziet.

nu zit dat verhaal wel wat ingewikkelder in elkaar, de werkelijke invloed zit niet helemaal klem op elkaar
iets wat stagger ook verbeterd
maar het heeft wel een tik remmende werking
daarom moet je ook ff goed kijken welk profiel je pakt, wat zijn invloedsfeer is. daarmee bepaal je de minimale tussenafstand (in hoogte) tussen de twee vleugels

begrijp me niet verkeerd, je hebt snelle dubbeldekkers.
maar dat is relatief tov andere dubbeldekkers.
Wil je snel, moet je echt een enkele vleugel hebben. weerstand is wat je op hoge snelheid nekt.

Aan de andere kant, ga je langzaam, is dat weerstand effect vele malen minder van kracht.
de relatief korte romp, en relatief korte vleugel helpt om hem acrobatisch gezien voordeel te geven
daarom zie je wel stuntvliegtuigen als dubbeldekker, bij de echte toestellen

dubbeldekkers worden gebouwd om rustig te vliegen, of acrobatisch
maar niet snel.

 

oke, dus stel ik heb de vleugel opp gelijk aan die van mijn eigen F3A kist, mono. dan kan ik met mijn mono lanzamer vliegen dan de biplane ?
ik moet dus bijvoorbleed minimaal 15% meer opp met mijn biplane om het zelfde te krijgen als mijn mono?