Luftikus 3

die neue Leichtigkeit des Fliegens

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smart
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Re: Luftikus 3

Beitrag von smart » Fr 31. Jul 2020, 11:35

Hallo Michael,

deine Beiträge sind sehr interessant! Das wird ja ein schöner Flieger.
Zu den Winglets hätte ich eine Frage, ich fliege das Skycruiser-Trike mit Winglets an der Drachenfläche. Diese Winglets sind fast im 90°Winkel. Wie kann man das verstehen, wenn der Winkel "nur" 5° ist. Bei uns Trikern sollen die Winglets die Spurstabilität verbessern. Hat ein Winglet mit 5° noch einen Einfluss auf die Randwirbel?

Weiterhin viel Erfolg bei der Fertigstellung

Martin
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Liebernickel » Fr 31. Jul 2020, 11:52

Hallo Tim,
kannst du das erklären?

Gruß Michael
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Re: Luftikus 3

Beitrag von smart » Fr 31. Jul 2020, 22:10

Hallo Michael,

hier wird in Wikipedia der physikalische Effekt gut erklärt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Winglet

Ein zu steiler Winglet ist vielleicht/anscheinend bei Seglern unerwünscht, da der Winglet eine bessere Stabilität um die Hochachse (Gierachse) liefert. Wird dadurch eventuell das enge Kreisen in der Thermik erschwert?

Ein Test mit unterschiedlichen Winkeln würde sicherlich sehr interessant sein. Ist aber ein großer Aufwand.

Grüße
Martin
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Andres » So 2. Aug 2020, 06:58

Morgen zusammen,

zwar bin ich nicht Tim, kann aber auch meinen Senf dazu geben :mrgreen:

Die Strömungsverhältnisse an der Flächenspitzen sind alles andere als trivial. Ein Winglet/Sharklet, usw. muss sehr genau ausgelegt werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Das geht üblicherweise in der Großfliegerei mit aufwendige Simulationen und Verifikationen im Windkanal einher. Die geschichtliche Entwicklung der Winglets sieht man sehr schön an Airlinern: groß und senkrecht, über zwei kleine Flügelstummel oben und unten (z.B. A319, 737 MAX, …), bis hin zu eingeblendete schräge Verlängerungen (z.B. A350) oder nahezu nichts (737 Dreamliner).

Wenn es um die Richtungsstabilität geht, dann kann der Beitrag durchaus grob angeschätzt werden, wobei Interferenzeffekte eine genaue Bestimmung erschwert. Wenn es um Randwirbelbeeinflüssung geht: Da hilft keine pi × Daumen Regel. Die Auslegung muss genau zur Auftriebsverteilung des Flügels passen, und die Form des Winglet muss genau ausgewählt werden. Eine falsche Auswahl und man erzeugt sogar mehr Widerstand (z.B. Inteferenzwiderstand). Daher wird keiner vorab sagen könne ob ein zusätzlicher 5° Knick sinnvoll ist oder nicht. Nicht übel nehmen, aber ich vermute gar, dass die Winglets in den Bildern nicht annähernd optimal sind.

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Luftikus 3

Beitrag von smart » So 2. Aug 2020, 14:29

Hallo Andres,

ich stimme dir in allen Punkten zu. Für einen "Normalbürger" ist solch eine Simulation am Computer nicht machbar. Deswegen mein Tipp, dies empirisch durch verschiedene Formen zu testen. Klar, das ist ein riesen Aufwand. In unserem Fall beim Drachentrike hat sich das Anbringen der Winglets durch einen stabileren Geradeausflug bemerkbar gemacht. Ob die Form und Größe das Nonplusultra sind kann ich nicht behaupten.
Bei deinem Nurflügler stellt sich doch auch die Frage, mit oder ohne Winglet.

Sorry Michael, dieses Abschweifen von deinem Baublog kannst Du uns verzeihen.

Grüße
Martin
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Liebernickel » Mo 3. Aug 2020, 05:12

Servus zusammen,
in meinem Fall baue ich nur die Flächen nach, die bereits ihre Leistungsfähigkeit bewiesen haben - vielleicht gerade mit den Sharklets!
Der Konstrukteur hat sich hier sehr viel Mühe mit den Negativformen gemacht und sogar die Verwindung mit einfließen lassen.


Gruß Michael
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Andres » Mo 3. Aug 2020, 07:49

Hallo Michael,

Ich würd' an deiner Stelle auf das Bewährte setzten. Gerhard's Flugzeug fliegt mit dem knickfreien Entwurf ganz gut. Was gerne beim nachträglichen Umbau auf Winglets übersehen wird ist, dass die gesamte Auftriebsverteilung sich ändert. Das hat nicht nur aerodynamische Folgen – Flugstabilität und Abrissgiftigkeit können sich ändern – sondern auch ein Einfluss auf die Lastverteilung. Unter Umständen fliegt man dann außerhalb des Flugenveloppes. Never change a running system …

@Martin: Sofern möglich, werde ich auf Winglets in der Schneewittchen verzichten. An den Flächenspitzen kommen zwei Rädchen zum Rollen dran, die ich aerodynamisch verkleiden werde. Das wären sowas wie Mini-Winglets, die aber kaum der Rede wert sind. Sollte sich aber in der Flugerprobung herausstellen, dass da was nötig ist, werde ich nicht zögern.

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Timpilot » So 9. Aug 2020, 15:59

Hallo zusammen, ich habe die letzten Beiträge irgendwie übersehen...

Das Thema ist tatsächlich komplex. Einfache antworten zu den Effekten kleiner Unterschiede gibt es nicht.
Es gibt aber das folgende Verständnis:

- eine Endscheibe mit symmetrischem Profil, die einfach nur die Umströmung des Randbogens quer zur Flugrichtung erschwert kann bereits den Induzierten Widerstand verringern. So gesehen kann alles was die Umströmung des Randbogen behindert helfen, sofern es nicht zuviel eigenen Widerstand mitbringt.
- Winglets zur Verringerung des induzierten Widerstandes wurden eigentlich erfunden und machen nur Sinn, wenn man die Effizienz des Flügels erhöhen will ohne die Spannweite zu vergrößern. Man kann immer durch ehöhte Spannweite/Streckung leicht (lleichter!?) den gleichen Effekt erzielen.
- Winglets zur Richtungsstabilisierung haben ein ganz anderes Ziel. Der Effekt eines Winglets kann aber natürlich auch gemischt sein: reduzierter Widerstand und höhere Richtungsstabilität gleichzeitig.
- persönlich gehe ich davon aus, dass die meisten Winglets an motorisierten Leichtflugzeugen (UL und Co.) mehr Marketingeffekt haben als Widerstandsreduzierung. Induzierter Widerstand tritt maßgeblich ja nur bei niedrigen Geschwindigkeiten auf und da kann es ja sogar negativ sein, wenn ein Motorflugzeug zu gut gleitet, weil dann der gezielte Landeanflug erschwert wird. Im Schnellflug ist es dann eh egal und Reibung und Druckwiderstand dominieren.
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Liebernickel » Di 8. Sep 2020, 14:53

Hallo zusammen,
irgendwann ist auch das geschafft. Dies sind die Teile, die wirklich die Zeit stehen lassen. Das letzte Foto habe ich aufgenommen, da in einem anderen Forum Bedenken hinsichtlich der Rutschfestigkeit der Bolzen aufkamen. Was noch fehlt, sind die Fokkernadeln zur Sicherung der Mutter.

Gruß Michael
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Andres » Di 8. Sep 2020, 15:52

Schaut sehr gut aus!
Liebernickel hat geschrieben:
Di 8. Sep 2020, 14:53
Das letzte Foto habe ich aufgenommen, da in einem anderen Forum Bedenken hinsichtlich der Rutschfestigkeit der Bolzen aufkamen.
Was ist mit "Rutschfestigkeit" gemeint? Geht's um die Sicherungsgurte, die im Falle eines Unfalls an den Bolzen ziehen?

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Liebernickel » Mi 9. Sep 2020, 05:43

Servus Andrès,
genau um die geht es!

Gruß Michael
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Andres » Mi 9. Sep 2020, 06:16

Da würde ich mir eher keine Sorgen machen:
  • Ein Gurt muss bis zum Lastvielfache 9 vom Pilotengewicht aushalten. Darüber hinaus juckt dich sowieso nicht mehr was mit dem Bolzen ist, weil du die Beschleunigung sehr wahrscheinlich nicht überlebst. Mit Annahme von 100 kg Gewicht gehen in den Bolzen um die 10 kN.
  • Schraube ist, vermute ich, nicht großartig vorgespannt. Wahrscheinlich zeihst du die Mutter handwarm an und daher dient sie nur zur axialen Fixierung des Bolzens.
  • Ein Gewinde in der Größe kann viel ab. Als Vergleich kann man eine M14 8.8 Schraube nehmen, die eine Vorspannkraft von 50 kN hat. D.h. in seiner üblichen Anwendung wird sie so stark angezogen und die Kraft wird komplett vom Gewinde gehalten. Die 10 kN vom Gurt würden sie kalt lassen, auch wenn man noch eine überlagerte Scherung durch die Flügel hinzunimmt.
  • Ein komplettes Ausreißen durch den Holmkasten und Stummel ist eher Unwahrscheinlich. Die Unterlegscheibe sieht so aus als hätte sie um die 30 mm Durchmesser. Das sind über 700 mm² Fläche. Daraus ergibt sich eine Flächenpressung von 15 MPa wenn 10 kN am Bolzen ziehen. Die Druckfestigkeit von reines Sperrholz, d.h. ohne Fserverstärkung, liegt bereits bei über 40 MPa. Das Holz würde noch nicht einmal groß eingedrückt werden. Ein Komplettes Ausreißen des Bolzens ist daher mehr als unwahrscheinlich.
Nur schlackern sollte der Bolzen nicht, sonst leiert das Stück für Stück aus …

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Liebernickel » Mi 9. Sep 2020, 07:35

Servus Andrès,
danke für Deine Berechnungen. Leider weiß ich die Legierung nicht mehr. Der Ausbildungsleiter einer Lehrwerkstatt aus dem Ruhrgebiet, der die Bolzen gemacht hat, sagte mir auch damals die Scherfestigkeit. Lag ein Vielfaches über der empfohlenen Festigkeit.
Auf meine Bolzen wären die Flächenbolzen eines kunstflugtauglichen Duo-Diskus neidisch!

Gruß Michael
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Andres » Mi 9. Sep 2020, 16:39

Servus Michael,

die Legierung der Bolzen ist mit Sicherheit besser als eine 8.8 Schraube. 8.8 ist nahezu Baumarktqualität. Wahrscheinlich entspricht sie eher einer 12.9 Schraube oder höher. Bei deinen Bolzen, Holmkasten und Stummel würde ich keine Bedenken zur Rutschfestigkeit haben. Die halten dich 8) Ich wünschte ich hätte auch so schön gelegene Ankerpunkte für den Gurt. Wir mussten aufwendig eine Struktur aufbauen …

Viele Grüße,
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Re: Luftikus 3

Beitrag von Liebernickel » Mi 16. Sep 2020, 07:17

Hallo zusammen,
gestern habe ich das warme Wetter noch ausnutzen können, um wichtige Arbeiten im Freien durchzuführen:
- Anharzen der Rumpf/-Flächenübergänge
- Anharzen der Wurzelrippen auf dem Holm - jetzt kann ich mit dem Bau der Tragflächen weitermachen
- Einkleben des Leitwerksträgers in den Rumpf. Dabei sind zum einen die Bezugsebene (= Oberseite des LW-Trägers) mit Wasserwaage, zum
anderen die horizontale Lage des HLW gegenüber den Tragflächen zu berücksichtigen.
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