Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

[Joachim Biederer]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Hallo zusammen,
@Ulrich: Sorry, bin noch nicht dazugekommen den Bericht zu lesen.
@Pipo u. JHG:
Tut euch zusammen, und ihr seid auf dem richtigen Weg ;-)

Pipo, du hast recht. Wenn zwei Flugzeuge mit der gleiche Geschw. unterwegs sind, stellt sich an der Tragfläche die gleiche ReZahl ein. Die gleiche Gesch. erreichen sie aber nur,richtig Sepp, wenn sie mit unterschiedlichen Anstellwinkeln fliegen (unterschiedliche Fläschenbelastung). Das bedeutet aber auch, daß der Auftriebsbeiwert (ca) unterschiedlich ist.

Das Flugzeug mit der höheren Flächenbelastung wird einen höheren ca Wert erreichen als das mit der niedrigen Fläachenblastung. Ein höherer ca Wert = geringeres Sinken = besserer Gleitwinkel.

So, nun nehmt mich auseinander. Aber eine Bitte habe ich noch. Vergleicht mir nicht Äpfel mit Birnen. Sprich Wölbklappenprofile mit starren Profilen.

[Bussard3]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

was mich mal interessieren würde :

was ist es was die neuen Schirme
so gut macht.
Ist es die Verrippung, dadurch weniger Leinen nötig ?
Was steckt dahinter?
Profil , Eintrittskante.
Wahrscheinlich von allem das Beste.

@Manni :Gott sei Dank hat der Tag nur 12 Stunden (ohne Nacht)

also viel kann Dir keiner nehmen bei 8 ? Stdn

Jhg: ja wenn die Dohlen sprechen könnten,
könnten sie uns bestimmt was erzählen

[JHG]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Das Flugzeug mit der höheren Flächenbelastung wird einen höheren ca Wert erreichen als das mit der niedrigen Fläachenblastung. Ein höherer ca Wert = geringeres Sinken = besserer Gleitwinkel.

Ganz komme ich da jetzt nicht mit.

1. Der größere Auftrieb wird ja einfach durch das höhere Gewicht "verbraten". Ein besserer Gleitwinkel ergibt sich daraus noch nicht.

2. Wenn Du bei größerem Anstellwinkel die gleiche Geschwindigkeit halten willst, mußt Du zusätzlich Energie zuführen. Das geht bei motorlosem Flug nur mit größerem Sinken und wieder ist es Essig mit dem besseren Gleitwinkel.

3. Beim Motorflug wird in einer Steilkurve nach Möglichkeit Leistung nachgesetzt. Wenn genug (nicht zuviel und nicht zuwenig ) nachgesetzt wird, wird sich weder die Geschwindigkeit noch der Anstellwinkel groß verändern. (Immer vorausgesetzt man bleibt im Levelflug). Die Trimmung wirkt da wie ein Tempomat. Eine einmal eingestellte Geschwindigkeit wird durch Leistungserhöhung praktisch nicht verändert. Verändert wird allerdings die Steig/Sinkrate. Man könnte also sagen Leistung verändert kaum die Horizontalgeschwindigkeit aber sehr wohl die Vertikalgeschwindigkeit.

4. Ob höheres oder geringerse Gewicht nun den Gleitwinkel verbessert ist so ohne Weiteres wahrscheinlich gar nicht zu beantworten. Der Schlüssel liegt wohl in dieser Grafik:


Es gibt da eine minimale Leistung für eine bestimmte Geschwindigkeit. In diesem Beispiel bei 60 Mph. Dies entspricht unserem min. Sinken. Irgendwo rechts davon liegt bei steigendem parasitären Widerstand unser bestes Gleiten. Je nachdem wie steil der parasitäre Widerstand ansteigt ist das früher oder später. Nachdem wir ja jetzt wissen das die benötigte Leistung mit der dritten Potenz zur Geschwindigkeit steigt wird irgendwann eine höhere Geschwindigkeit bestraft. Also einfach brutal Gewicht erhöhen bringt irgendwann nichts mehr. Es gibt also ein optimales Gewicht daß bei einer gewissen Geschwindigkeit die optimale Gelitleistung bringt. Etwas darunter hat Vorteile bei schwachen Bedingungen.(geringeres Sinken), etwas drüber hat Vorteile bei kräftigen Bedingungen. (hoher Speed). Deckt sich übrigens wunderbar mit den Erfahrungen die Du bei Deinem Modellsegler gemacht hast.

[Joachim Biederer]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Hallo Sepp,
leider kann ich keine Polaren hochladen. Ich hoffe aber, du verstehst mich trotzdem.
Ich nehme mal das Profil Eppler 193 (von dem habe ich die Polaren bei verschiedenen Re Zahlen vorliegen).

Re Zahl 80000 150000
ca bestes Gleiten 0,5 1,05
cw -"- 0,02 0,015

ca bei gleichem cw 0,35 (gleicher Geschw.)

zu 1:
stimmt nur zum Teil. Der Gewinn wird erst durch 'Überladung' aufgefressen (s. meinen Versuch).

zu 2:
Da bist du leider auf dem Holzweg. Das Profil mit der höheren Flächenbelastung gibt die Geschw. vor. Damit das leichtere Profil die gleiche Geschw. erreicht (gleiches cw) muss es mit niedrigerem Anstellwinkel fliegen also auch kleineres ca. Beim E193 haben wir da einen 0,7 kleineren ca bei gleichem cw.

zu 3:
sorry, da kann ich dir nicht folgen.

zu 4:
genau Sepp, das ist der Punkt. Ohne daß wir die genaue Polare des Profils bei verschiedenen Re Zahlen kennen, können wir nicht sagen ob es wirklich ein Vorteil ist Wasserbalast mitzunehmen oder nicht. Ob sich der Effekt bei unseren Schirmen wirklich einstellt, können uns eh nur die Hersteller sagen. Denn sie sollten wissen, was ihre Profile können.

[pipo]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Hi!

Das Flugzeug mit der höheren Flächenbelastung wird einen höheren ca Wert erreichen als das mit der niedrigen Flächenblastung. Ein höherer ca Wert = geringeres Sinken = besserer Gleitwinkel.

Ein höheres Ca bedeutet nicht zwingend ein besseres Gleiten.
Entscheidend ist da wieder der Quotient aus Ca zu Cw.

Vergleicht mir nicht Äpfel mit Birnen. Sprich Wölbklappenprofile mit starren Profilen.

Letzlich ändert sich da nicht viel. Die charakteristischen Punkte auf der Polare (geringstes Sinken, bestes Gleiten,...) werden bei unterschiedlicher Flächenbelastung dennoch mit der selben Wölbklappenstellung erflogen.
Ich würde meinen, dass jeder Steigung auf der Polare eine bestimmte WK-Stellung zugeordnet ist - unabhängig von der Flächenbelastung. Ich habe ein Handbuch eines Wölbklappenfliegers, und die darin abgedruckten Polaren sehen für mich so aus, als würde das stimmen.

was mich mal interessieren würde :
was ist es was die neuen Schirme so gut macht.
Ist es die Verrippung, dadurch weniger Leinen nötig?

Meinst du die Diagonalrippen?
Die tragen sicher wesentlich dazu bei, den Gesamtwiderstand durch die eingesparten Leinenmeter zu verringern!

Beim Motorflug wird in einer Steilkurve nach Möglichkeit Leistung nachgesetzt. Wenn genug (nicht zuviel und nicht zuwenig ) nachgesetzt wird, wird sich weder die Geschwindigkeit noch der Anstellwinkel groß verändern.

Meiner Meinung nach vergrößert sich der Anstellwinkel beim Motorflieger bei einem ausgeleveltem Kurvenflug sehr wohl! Die vergrößerte Motorleistung kompensiert das erhöhte Sinken. Sie kann jedoch nichts dran ändern, dass der vergrößerte Gewichtsvektor nur durch einen erhöhten Anstellwinkel kompensiert werden kann. (wenn man, wie du, von gleicher Geschwindigkeit spricht.)
Gleiche Geschwindigkeit und gleicher Anstellwinkel geht nach meinem Verständniss auch mit Motor nicht. (es sei denn, es ist so ein Kipprotor-Flugzeug )

Zu deiner Grafik:
Dass man mit Motorschub langsamer fliegen kann, als ohne, liegt für mich daran, dass man den Flieger bei hohem Anstellwinkel einfach "an den Prop Hängen" kann. Schließlich hat der Schubvektor bei großem Anstellwinkel eine ordentliche senkrechte Komponente. Wenn der Motor nur stark genug ist, geht die Geschwindigkeit auch auf Null runter.
Der Anstellwinkel ist dann aber fast 90Grad.

Grüße

Pipo

[JHG]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

@Pipo

1. Stimmt der Anstellwinkel muß sich vergrößern, geht physikalisch gar nicht anders. Was aber immer wieder gerne verwechselt wird ist der Anstellwinkel und der Winkel der Flugzueglängsachse gegenüber der Horizontalen. Nur weil die Nase nach oben zeigt muß noch kein großer Anstellwinkel gegeben sein. Die Höhenrudertrimmung bestimmt einerseits den Anstellwinkel und über den Anstellwinkel auch die Geschwindigkeit. Zusätzlich zugeführte Leistung wird also sofort in Steigen/vermindertes Sinken umgesetzt und hat nur geringen Einfluß auf den Anstellwinkel oder die Geschwindigkeit. Deshalb auch die Aussage keine große Änderung. War aber zugegebenermaßen schlecht formuliert. Praktisch ist es bei GA Flugzeugen aber so, daß sie über 45° Bank kaum die zusätzlich notwendige Leistung aufbringen können, daher wesentlich mehr ziehen müssen, was dann zu einer deutlichen Anstellwinkelvergrößerung und Geschwindigkeitsreduzierung führt.

2. Strimmt auch. Eine DA 40-180 zB: kannst Du mit 35-40 Knoten (ohne Flaps) in einen Full Power Stall hängen. Der Knüppel ist dabei voll durchgezogen, die Maschine ist im Levelflug und quietscht fröhlich vor sich hin. Anstellwinkel schätze ich mal auf rund 20°. Solange Du kein Querruder gibst kein Problem. Ohne Power würde ich das nicht versuchen. Dabei macht die senkrechte Komponente des Propschubs gar nicht soviel aus sondern vielmehr der Propwash. Also die Luftmenge die durch den Prop über die Flächen geschaufelt wird. Die ist ja deutlich schneller als am Fahrtmesser angezeigt.
Warum Du Dich aber damit auf die Grafik beziehst ist mir nicht klar.

@Joachim

Da bist du leider auf dem Holzweg. Das Profil mit der höheren Flächenbelastung gibt die Geschw. vor. Damit das leichtere Profil die gleiche Geschw. erreicht (gleiches cw) muss es mit niedrigerem Anstellwinkel fliegen also auch kleineres ca. Beim E193 haben wir da einen 0,7 kleineren ca bei gleichem cw.

Du vergißt dabei daß der Cw aufgrund des höheren Gewichts auch steigt. Das war ja genau die Diskussion auf den ersten 3 Seiten. Im Prinzip müßte man ja für jedes Gewicht eine Polare in das Power vs. Speed Diagramm einzeichnen. Mehr Gewicht bedeutet die Polare wandert nach oben und nach rechts.

Wenn Du Dir die Polare anseihst erkennst Du daß zwischen 40 und 80 mph kaum ein Leisungszuwachs nötig ist. Bei Deinen Versuchen tippe ich darauf, daß Du einmal links am IW raufgelaufen bist = zu leicht und daher zu langsam und andrerseits am parasitären W = zuschwer und daher zu schnell. Dazwischen liegt ein relativ großer Bereich wo sich nicht viel tut.

[dicker-moench]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Hallo Leute,
ich habe letztens eine Flashanimation oder ähnliches im Netz gefunden, bei der man mit den Polaren etwas rumspielen kann. Wie verhält sich das ganze bei Gegenwind und Rückenwind mit mehr oder weniger Sinken usw. Leider finde ich es nicht mehr. Hat einer einen Tip von euch. Ich bin mir nicht einmal sicher ob das hier im Forum war. Bisher war meine Suche erfolglos.
Würde mich freuen, wenn jemand weis wo ich das finden kann.

[harald e. wolf]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

schau mal:

http://www.5c1.net/Glider%20Performance%20Airspeeds.htm