Tragflächenberechnung

[Schorsch]

was ist der/die/das: Oswald-Faktor?

was ist der/die/das: Steiggradient
Danke

Gargelblaster, ich glaube mit Aero-Skripten ist unserem wertem Teilnehmer Marius nicht zu helfen.

Also mal grundsätzlich: Auftrieb ist eine Kraft. Diese Kraft muss genauso groß sein wie das Gewicht. Gewicht ist Masse [m] mal Erdbeschleunigung [g].

Also: Auftrieb A = Gewicht G

In diesem Falle: m=10kg, g=10m/s² (g ist eine Konstante auf der Erde)
Also Gewichtskraft G = 100N (der Volksmund würde 10kg Gewicht sagen, aber der Physiker unterscheidet zwischen Masse und Gewichtskraft)

Folglich Auftrieb A = Gewicht G = 100N

Nun, Auftrieb stellt man gerne da als eine Zahl ohne Dimension, indem man durch Flügelfläche und Luftgeschwindigkeit und Luftdichte teilt.
Der Druck, welcher Luft auf eine Fläche ausübt ist gleich
0.5 * Dichte * (Geschwindigkeit)²
und man nennt es Staudruck.
Staudruck = 0.5 * 1.225 kg/m³ * (14m/s)² = 120 N/m²

Also: CA = Auftrieb / (Staudruck * Fläche)
bzw
Fläche = Auftrieb / (Staudruck * CA)

Firlefanz wie Oswaldfaktor, Steiggraddient, Auftriebsverteilung, CA-Bereich ist alles latte. Aerodynamik kannst Du ein andernmal studieren.

Und nun die Gretchenfrage: Was soll mir dieses CA sagen? Im Prinzip gibt es wieder, wieviel Aufrieb die Fläche produziert. Wenn das CA 2 ist, dann hat man ziemlich viel Auftrieb. Hat man 0.2, dann ist die Fläche relativ wenig belastet. Irgendwo gibt es Grenzen für den Auftrieb, den eine wie auch immer aussehende Fläche produzieren kann. Dies ist ungefähr 4, wobei das schon sehr hoch ist.

Kleine Übungsaufgabe:
Du kannst damit auch ausrechnen, wie hoch das CA eines A380 beim Start ist.
v=75m/s
Rho=1.225kg/m³
F=825m²
Gewicht = Auftrieb = 569,000kg = 5,690,000N (das sind Millionen).

Ergebnis!

 

[Gargelblaster]

naja

ich habe ihm nen schönen Skript geschickt.
Mit recht wenig Aero, eher zum abschätzen.

Die Dinge die Du hier schreibst sind da sicherlich au drin ;)

 

[Schorsch]

naja

ich habe ihm nen schönen Skript geschickt.
Mit recht wenig Aero, eher zum abschätzen.

Die Dinge die Du hier schreibst sind da sicherlich au drin ;)

Gargelblaster, es ist nur, dass der liebe Marius 13 Jahre ist. Da sind quadratische Funktionen gerade ein Novum. Nach vielen Jahren Studium fällt es unsereins zusehends schwer zu begreifen, dass eben nicht jeder CA und Rho und den anderen Kram mal eben schnell kapiert. Mit Deinem Aero-Skript kann er daher wahrscheinlich nur bedingt etwas anfangen. Nicht böse gemeint, einfach nur Wissensgefälle beachten. Ich hätte es mit 13 kaum verstanden.

 

[Marius]

Danke & Bravo

Danke vielmals für die Erläuterungen Schorsch und ich möchte auch noch anmerken das ich die Hilfsbereitschaft die ich von euch allen erfahre und ihr (besonders du, Schorsch) nicht einfach sagt: "Ach vergisses doch einfach, du bist zu jung!", denn ich lerne immer gerne alles mögliche und brüte darüber bis ich es kappiere
Also ein ganz grosses danke und Bravo
Ich schreibe die Lösung sobald ich sie habe;)

Lg Marius

 

[Marius]

Hilfe

Hilfe, ich kanns nicht trotz den supererklärungen:red: :red: :red:

 

[Schorsch]

Hilfe, ich kanns nicht trotz den Supererklärungen:red: :red: :red:

Ist alles halb so wild.

Fangen wir an.

Der Staudruck: q = 0.5 * v^2 * Rho = 0.5 * (75 m/s)^2 * 1.225 = 3445 N/m^2.

CA = 5,690,000N /(3445 N/m^2 * 825 m^2) = 2.00

Na, ein Schelm wer boeses denkt. Da kann sich denken, wie die Fluegelflaeche dimensioniert wurde.

 

[Tüftler]

hey

ich möchte mir auch mal ein Flugzeug selbst bauen (Modellsegelflieger ohne Motor), und dazu müsst ich auch wissen wie man die Tragflächengröße berechnet....ich hab mich hier zwar schon ein bisschen umgeschaut, auch im i-net aber irgendwie find ich nie das richtige, und wenn ich etwas finde dann kapier ich die Berechnung nicht (so wie hier, desshalb das Beispiel)
Schorsch oder jemand anders, könntet ihr die Berechnung an einem Beispiel zeigen, wenn ich jetzt sag dass der fertige Segler am Schluss ca. 5 kg. wiegt, könntet man da jetzt schon die Größe für die Tragfläche berechnen?
:?!

Schon mal im voraus Danke

Mit freundlichen Grüßen
Tüftler

 

[Taliesin]

Benutzt du denn ein gegebenes Profil, zum Beispiel aus der NACA Reihe, oder einen kompletten Eigenbau?

Wie Schorsch schon richtig geschrieben hat, ist Auftrieb gleich Ca * 1/2 Rho V² * S
Man könnte natürlich ein Ca und die Landegeschwindigkeit annehmen, zB Ca=1,5 und V=12m/s und die Gleichung nach S umstellen.
Dann ist S gleich (5kg*9,81m/s²) / 1,5 * 0,5 * 1,225kg/m³ * 144m²/s² = 0,37m²

Es kann aber auch sein, dass es für den Modellbau Auslegungsformeln gibt, die für Ca und V bessere Werte annehmen, damit kenne ich mich aber nicht aus.

 

[Taliesin]

Ist alles halb so wild.

Fangen wir an.

Der Staudruck: q = 0.5 * v^2 * Rho = 0.5 * (75 m/s)^2 * 1.225 = 3445 N/m^2.

CA = 5,690,000N /(3445 N/m^2 * 825 m^2) = 2.00

Na, ein Schelm wer boeses denkt. Da kann sich denken, wie die Fluegelflaeche dimensioniert wurde.

Dass du mit einer A380 bei einem MTOW von 569t nicht direkt wieder landen kannst und schon gar nicht bei 145 Knoten ist dir zwischenzeitlich hoffentlich klar geworden ;) Ein Ca von 2 würde in der Tat darauf schließen lassen, dass die Tragfläche etwas unterdimensioniert ist. Allerdings hat dein Beispiel mit Dimensionierung und Design nicht mehr viel zu tun ;)

 

[gero]

Hallo Tüftler,

ich möchte mir auch mal ein Flugzeug selbst bauen (Modellsegelflieger ohne Motor), ...
Schorsch oder jemand anders, könntet ihr die Berechnung an einem Beispiel zeigen, wenn ich jetzt sag dass der fertige Segler am Schluss ca. 5 kg. wiegt, könntet man da jetzt schon die Größe für die Tragfläche berechnen?

verrate doch bitte ein wenig mehr über Dein Projekt. Bauweise, Einsatzzweck (Hang, Thermik, Winde, Gummiseil, F-Schlepp)... 5kg für den Segler können sehr viel sein. Wie schon weiter oben geschrieben: Erst die Randbedingungen klären, dann Auslegen, und dann ...

gero

 

[Tüftler]

Ich würde gerne ein kompletten eigenen entworfenen Segler fliegen wollen.
Naja den Rumpf würd ich ein bisschen von anderen Modellseglern kopiert ;-)

 

[gero]

Hallo Tüftler,

Ich würde gerne ein kompletten eigenen entworfenen Segler fliegen wollen.
Naja den Rumpf würd ich ein bisschen von anderen Modellseglern kopiert ;-)

5kg erfordern schon einige Infrastruktur zum "in die Luft kommen" (Hang, Winde, Schlepper). Wenn Du mit Deinen Randbedingungen frei bist, würde ich mich fürs erste auf etwas leichteres Konzentrieren. Die RC-Komponenten sind heute so leicht und bezahlbar, daß ein kleiner "Schmeißgeier" vielleicht eine Überlegung ist. Ist schneller gebaut und all die kleinen (Einsteiger-)Fehler fallen nicht sooo ins Gewicht. 300-400g Lebendgewicht ist eine gute Obergrenze...

gero

 

[Tüftler]

die 5 kilo sollten nur mal als beispiel gelten, wie schwer der am schluss sein wird weis ichauch noch nicht so genau

So fertige Segler hab ich auch n paar Stück (3-4) aber mir macht eher das Bauen an einen flieger spaß, weil bei den fertigen Fliegern muss man ja nur die Tragflächen zusammenstecken sowas macht dann auch keinen spaß bzw. weniger als selbst einen zu bauen...finde ich jedenfalls.

Klar wenn man Anfänger ist bringens die kleinen fertigen schon (bin auch noch anfänger), dann würd ich jetzt mit dem bauen anfangen und wenn ich dann richtig gut fliegen kann is dann der "Hausgemachte" auch fertig

MfG. Tüftler

 

[gero]

Hallo Tüftler,

So fertige Segler hab ich auch n paar Stück (3-4) aber mir macht eher das Bauen an einen flieger spaß, weil bei den fertigen Fliegern muss man ja nur die Tragflächen zusammenstecken sowas macht dann auch keinen spaß bzw. weniger als selbst einen zu bauen...finde ich jedenfalls.

ich meinte schon selbst bauen/entwerfen, aber leichter und kleiner. Fang am beste mit einer Anforderungsliste an:

Was will ich?
- Hangflug/Thermikflug
- Transportierbar wie?

Was kann ich?
- Bauweise (Balsa/Styro/GfK/...)
- wie gutmütig soll das Teil am Ende sein?
- wie reparierfreundlich

Was hab ich?
- Anlage?
- wieviel Zeit kann ich da reinstecken
- Werkstatt/Werkzeug

Damit bekommst Du dann ein Gefühl dafür, was gehen könnte.

Beispiele für Einstiegsmodelle "Eigenentwurf"
- HLG "Schmeissgeier" in Balsa/Styro - Bauweise, 300g-400g, 1.80m Spannweite
- Thermiksegler mit E-Starthilfe 800-1200g 2m-2.50m Spannweite
...

Beispiele gibt es zu hunderten, Vielleicht mal ein wenig Baupläne schmökern.

Die Aerodynamik-Auslegung und das Tragflächenprofil ist dabei interessanterweise gar nicht so entscheidend, bei vernünftig (geringem) Gewicht bekommt man fast jedes Modell mehr oder weniger gut zum Fliegen (wenn die wirklich wichtigen Parameter Einstellwinkeldifferenz und Schwerpunktlage stimmen und am Anfang jemand den Sender in der Hand hat, der was davon versteht).

Viele Grüße,
gero

P.S. Vielleicht paßt dieses Thema dann aber besser in die RC-Ecke...

 

[Tüftler]

Hallo Tüftler,



verrate doch bitte ein wenig mehr über Dein Projekt. Bauweise, Einsatzzweck (Hang, Thermik, Winde, Gummiseil, F-Schlepp)... 5kg für den Segler können sehr viel sein. Wie schon weiter oben geschrieben: Erst die Randbedingungen klären, dann Auslegen, und dann ...

gero

Hallo Gero,

ich habe im Internet so eine Seite gefunden ( http://www.rengels.de/misc/planes/motorplane.de.html ) da wird erklärt, wie man ein Flugzeug bauen kann....es würd mich reizen so eins mal nachzubauen(vllt. ohne motor), zwar steht da das die Tragfläche ca. 1 Meter groß wird (dazu bräuchte ich jetzt nicht so eine Tragflächenberechung aber was noch nicht ist, kann ja noch werden).
Wenn ich jetzt einen Segler baue... wir haben in der Nähe einen Berg da kann man den ja "runterschmeisen" und wenn das nicht funktioniert hat mein Freund noch so ein Verbrennerauto da könnte ich den Segler dann so auf eine Art Anhänger drauflegen (Marke Eigenbau) und dann würde das Auto den Flieger nach oben ziehn (ob das geht weiß ich selbst noch nicht...war eigt. mal so eine "Schnapsidee")
Achja, noch ne Frage: Wenn man ein Flugzeug baut solltet man da zuerst die Tragfläche oder zuerst den Rumpf bauen?
MfG. Tüftler

 

[Gelöschtes Mitglied 7691]

Hi..

Um ein Flugzeug "richtig" zu entwerfen bedarf es VIEL mehr als nur die Wahl der "richtigen" Flügelgröße (mit dem Raddurchmesser ist ein KFZ ja auch nicht fertigkonstruiert).
Wie man das "richtig" macht wird dir hier niemand so mal schnell zwischen Tür und Angel erklären können, und ohne grundsätzliche Kenntnisse bleibt dir eigentlich nur der Weg, dir ein Vorbild (ein anderes Modell) auszusuchen und dich an dessen Parametern zu orientieren.

Wenn du angemessen einsteigen willst, wirst du nicht umhin kommen, einige Zeit in die Theorie zu investieren. (Lektüre zur Abschreckung, was dich da so erwarten wird: www.aerodesign.de - dort findest du auch Hinweise auf weiterführende Literatur)

Viele Leute, die Modelle erfolgreich entwerfen, nutzen heutzutage auch etwas komplexere Entwurfstools. Derzeit aktuell und recht umfangreich dürfte xflr5 sein:

http://xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm

Dazu muss man sagen dass ein solches Werkzeug eben nur dann nützt, wenn man weiß, wie es richtig einzusetzen ist.

Als Mittelweg zwischen "null Ahnung" und "Theorie Overkill" wäre noch folgender Weg drin:
-Grobe Größenabschätzung mittels der hier im Thread angegebenen Formeln
-Wahl eines "gängigen" Profils (www.aerodesign.de) und einer gängigen Flügel- und Leitwerksgeometrie
-Berechnung von EWD und Schwerpunkt.. dazu gibts hier ein wenig einfach anzuwendende Software: http://www.mfg-steinberg.de/sonstiges/downloads
-BAUEN! und keine riesigen Erwartungen an die Leistungsfähigkeit stellen.

gruß
a.p.

 

[Tüftler]

hey
DANKE, ein paar von diesen links sind echt nützlich!
MfG. Tüftler