Hallo,

ich bin dabei mir ein Flugzeug zu konstruieren und zu bauen. Die OUV unterstützt mich dabei, das Projekt ist angemeldet und nach Abschluss aller notwendigen Berechnungen und Simulationen erfolgt der Abschluss des ersten Baugutachtens.

Die Simulationen laufen über Xflr5 und trotz vieler Versuche mit unterschiedlichen Profilen und auch Tragflächengeometrieen, komme ich nicht auf die benötigte Stall Geschwindigkeit.

Auffällig ist, dass es nahezu keinen signifikanten Unterschied ohne und mit Klappen gibt - egal welches Profil ich auswähle.

Bin für jede Hilfe sehr dankbar!

Gruß

Christian

Möchtest Du das hier diskutieren? Hast Du ein wenig mehr Info? Wie sieht Dein Flügel aus? Welche Bezugsflügelfläce? Welches Profil? Wie rechnest Du? Modellierst Du nur das Profil, oder den gesamten Flügel?

Hallo Malte,

ich fasse mal die wesentlichen Daten zusammen und ein paar Bilder dazu:

Ultraleicht Tiefdecker aus Faserverbundmaterialien

Spannweite 7,92m Doppeltrapez

MTOW 600 kg

Motor Subaru Turbo 250 PS

Vne = 400 km/h

Vso = 83 km/h (mit Klappen)

Bisher durchsimuliert wurden

FX 71-L-150/30

LWK 80/120/K25

LWH 80/150/K25

NACA 2212

NACA 23014

NACA 2414

Die Tragfläche wurde mit Flaps versehen und die Polare für Klappenstellung 15° und 30° sind ebenfalls berechnet.

Das Problem ist offensichtlich der sehr große Geschwindigkeitsbereich in dem das Profil arbeiten muss, speziell Stall. Da komme ich ohne Klappen bei halbsymmetrischen Profilen auf 87 km/h und wenn ich dann die Klappen setze, verändert sich die Vso nur noch marginal, sprich unter einem km/h.

Entweder hab ich bei der Dateneingabe einen Fehler gemacht, oder die Profile können diesen Bereich einfach nicht abdecken. Das LWK 80/150/K25 wird bei der Silence Twister eingesetzt und hat einen relativ großen Arbeitsbereich mit Vso 65kmh und Vne 300 km/h bzw. VD 330 km/h. Da hatte ich eigentlich gehofft, dass dieses Profil geeignet wäre.

Ich hoffe dass sich ein Fachmann findet, der mir hier weiterhelfen kann, und wenns nur der Tip für ein alternatives Profil ist.

Vielen Dank

Christian

Hallo Christian,

verstehe ich das richtig, daß xflr5 (nur) die Laplace-Gleichung löst?

Dann würde ich generell keine hohen Erwartungen in Ergebnisse mit großen Klappenstellungen (oder Anstellwinkeln) stecken.

Ich kenne einen Betreiber einer Subaru-Konversion, der damit sehr zufrieden ist. Einen. Er hat allerdings auch u.a. eine Temperaturüberwachung für das Riemengetriebe angebaut ... den Kontakt kann ich gerne vermitteln [Edit: ich sehe schon, Motoren sind bei Dir geritzt].

Kategorie ungebetene Ratschläge: bei einer VNE von 400 km/h unterstelle ich mal, daß Du max cruise von ungefähr 360 km/h/200 kts anpeilst. Mit einem Rotax 915 statt dem Subaru wären das grob 315km/h/170kts. Die JMB VL3 entspricht bis auf den Motor genau Deiner Konfiguration und hat auch exakt obige Leistungsdaten. Ob ich mir neben Konstruktion und Bau auch noch die Nickeligkeiten einer Motor-Konversion aufbürden würde ...

https://issuu.com/saflyermagazine/docs/sa_flyer_magazine_23_05_v1 ; S 34-47
https://www.flyingmag.com/we-fly-the-jmb-aircraft-vl-3/

Nebenbei sind diese beiden Artikel Paradebeispiele für die Qualitätsspanne im Luftfahrtjournalismus

Hallo Christian,

XFOIL/Xflr5 tun sich (sehr) schwer, sobald es in den Grenzbereich von Flugzuständen geht, und/oder Klappenausschläge groß werden. Um das hinreichend aussagekräftig simulativ zu erfassen, hilft üblicherweise nur geballte Rechenpower mit entsprechender Software, weil das ein kompexes 3-D Problem ist. Aber auch da ist immer ein ? dahinter-> Wie bei Simulationen üblich: Shit in Shit out, was besagt, dass das Ergebnis nur maximal so gut sein kann wie deine Annahmen.

Ein sehr einfacher Weg und erprobter Weg ist das über die Handbuchmethoden (Raymer etc.) abzuschätzen. Das ist wenig Aufwand und die Ergebnisse sind üblicherweise (ausgenommen extreme Konfigurationen) gut nutzbar. Wenn es ordentlich gemacht ist, kommst du im Ergebnis in den Bereich von +/-5% Therorie vs. Praxis (eigene Erfahrung).

Insbesondere bei der Stall-Speed ist es auch sinnvoll zu schauen, was konkrete ähnliche Konfigurationen in der Realität für Specs haben (Masse, Fläche, Klappenart, Klappenwinkel). Nur vorsicht bei den Daten von ULs -> diese haben nicht unbedingt die gleiche Daten-Qualität wie bei CS23 Flugzeugen. Es ist zum Beispiel ein großer Unterschied, ob man in der Flugerprobung die Mindestgeschwindigkeit durch dynamisches Überziehen oder durch einen festgelgten Geschwindigkeitsgradient erzeugt.

Übrigens: Wenn du schnell fliegen willst, und nicht unendlich Motorleistung zu verfügung hast, dann verwende nicht NACA sondern dafür ausgelegte Profile.

Besseres als die Althaus/Wortmann Leitwerksprofile muss man erstmal finden.

Hallo Alexander,

vielen Dank für deine Rückmeldung, ja die VL3 stand schon auf meiner Liste, aber da ich grundsätzlich kein Fan von Side by side und Rotax Motoren bin, ist sie rausgefallen. Die Tarragon war lange mein Benchmark, aber wegen des Rotax Motors wurde auch die rausgefiltert.

Tja was will ich eigentlich. Ein sehr schnelles Reiseflugzeug in CFK Technik und moderne Motorentechnik in Verbindung mit Turboaufladung. Bis FL100 kein Leistungsverlust (Höhenjäger ;-) - also 250 PS.

Bei uns gibts den Spruch in der Familie: "...und wannses net gibt, dann machmas selba!" Ich arbeite seit 24 Jahren mit CFK und als ich den Slogan der OUV - träumen, bauen, fliegen - gelesen habe, war für mich klar wo der Weg hingeht.

Ich weiß dass dieser Weg einige Jahre dauern wird, aber das nehme ich gerne in kauf.

Viele Grüße

Christian

Nee, ich wollte nur aufzeigen, dass man die Messwerte für ÜBerschlagsrechnungen gut von der VL3 auf Dein Projekt übertragen kann, weil die Eckpunkte praktisch gleich sind.

Hallo Len,

vielen Dank für deine klare Antwort. Ich hatte schon vermutet, dass die Software hier ein falsches Ergebnis liefert. Bei 15° Klappenstellung rechnet diese noch, aber mit deutlich weniger alpha, bei 30° Klappe steigt die SW bei allen Profilen aus.

Meine erste Wahl war das Wortmann FX71 - 150/30. Ein sehr gutes Laminarprofil dass ohne Klappen eine Stallgeschwindigkeit von 24m/s erreicht. Drum war ich sehr zuversichtlich, dass ich mit Klappen die gewünschten 21 m/s erreichen kann. Als das weder mit dem Wortmann, noch mit dem Twister Profil funktioniert hat, bin ich auf die alten NACA Profile umgestiegen. Das 2414 von der Me109, sogar das RAF34 der Spitfire.....überall das geiche negative Ergebnis. Jetzt ist mir klar warum....die Software kann das einfach nicht.

Wenn ich die Werte aus der Praxis nehme, dann bringen die Klappen bis zu 25km/h Verringerung der Stallgeschwindigkeit.

Vielen Dank, das hat mir sehr geholfen.

Gruß

Christian

Mehr theoretischer Hintergrund zur Methode:

https://www.mh-aerotools.de/airfoils/jf_analysis_panel.htm

sobald es Strömungsablösungen gibt, kann das nicht mehr so einfach mathematisch erfasst werden, sondern da wird es eben komplex.

Auch nicht die neuste Schöpfung aber mal für genau den Zweck entworfen:

https://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=ls413-il

Messdaten sind soviel ich weiß auch im Stuttgarter Profilkatalog zu finden.

oder auch:

https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19790005847/downloads/19790005847.pdf

Danke Len,

ich les mich da mal ein. Der Prof. Hepperle hat mir mal bei der Auswahl eines Flügelprofils für ein Rennauto geholfen, das ist aber schon über 20 Jahre her. Macht der selbst noch was? Von dem würde ich mir sehr gerne helfen lassen.

Viele Grüße

Christian

Prof. ist er soviel ich weiß nicht, aber nach wie vor beim DLR, Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik.

Danke Len,

na dann schreib ich Ihn mal an.

Viele Grüße

Christian