Neue Technik in der Aerodynamik

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Gelöschtes Mitglied 7691

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AW: Neue Technik in der Aerodynamik

Ein Zoom auf den "normalen" Nutzbereich des Profiles (ca-werte 0,1 bis 0,5) wäre sehr hilfreich.

So wie das aussieht (schlecht zu erkennen) bist du nämlich in diesem Bereich mit dem Cw um einen faktor 1,5 bis 3 schlechter als das Clean-Profil.
Das bedeutet aber umgekehrt, dass ein entsprechender klassischer Vergleichsflügel rund doppelt so groß gebaut werden könnte, um die gleiche Reiseflugleistung zu erzielen, und damit auch automatisch einen deutlich höheren (absoluten) Auftrieb bringen könnte als die 24%, welche du über eine caMax-Steigerung rausholst.
Hier beißt sich die Dimensionslosmachung wieder in den Schwanz; eine ca-max-Steigerung ist nur dann hilfreich, wenn sie nicht mit gravierenden Einbußen des cw im Reiseflug-Ca-Bereich einhergeht.
Alternativ zur Flächenvergrößerung wäre dann auch eine einfache Wölbungserhöhung mit dem selben Effekt verbunden.

Dazu kommt noch, dass deine Kanalverblockung bei jenseits von 30° Anstellwinkel scheinbar VIEL zu hoch zu sein scheint, um aussagekräftige CaMax-Werte zu erhalten. Dazu muss man wissen, dass ein geschlossener Windkanal (feste Kanalwand, Eiffel-Bauweise) GENERELL zu hohe Ca-Werte von sich gibt, und ein Freistrahl (Göttinger-Kanalbauweise) prinzipiell zu niedrige. Der Effekt wird um so stärker, je größer die Kanalverblockung und damit auch der Anstellwinkel ist. In den Windkanälen werden dafür extra sehr aufwendige Messungen zur "Kanalkorrektur" gemacht.

Alles jenseits von 20° ist "Post-Stall" und damit in so eienr Testanordnung sowieso äußerst kritisch zu bewerten. In der Praxis kannst du in einer Normalkonfiguration schon aus praktischen Gründen nicht mit solchen Anstellwinkeln arbeiten.


Noch ne Anmerkung zu deiner Windkanalwaagen-Skizze. Du zeichnest an deinem hinteren Auflager ein freies Moment ein, während beide Auflager nicht als axial verschieblich dargestellt sind. Das würde aber bedeuten, dass deine Anordnung statisch überbestimmt ist, wenn du die Krafteinleitung im Profil punktförmig vorsiehst. Ich gehe mal davon aus, dass das nicht wirklich der Fall ist, jedoch sollte das Moment M2 verschwinden. Es ist üblich, Kräfte so aufzutragen dass sich innere Kräfte aufheben und äußere genauso. Ist eben noch so ein "standard" aus der Statik.

gruß
a.p.
 
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AMeyer76

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AW: Neue Technik in der Aerodynamik

heute möchte ich Euch eine neue Technik vorstellen wie
Fliegen in zukunft energiesparender und noch sicherer wird.
Das Teil dürfte teuer sein, weil es eine Zweimot ist. Man sollte lieber in Technologien investieren, die das Fliegen günstiger machen.
Bei den Preisen über 100 € pro Flugstunde wird die Privatfliegerei immer eine Nische bleiben.
 
freshNfunky

freshNfunky

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AW: Neue Technik in der Aerodynamik

Ein Zoom auf den "normalen" Nutzbereich des Profiles (ca-werte 0,1 bis 0,5) wäre sehr hilfreich.

So wie das aussieht (schlecht zu erkennen) bist du nämlich in diesem Bereich mit dem Cw um einen faktor 1,5 bis 3 schlechter als das Clean-Profil.
meinst du mit den Ca 0,1 - 0,5 Anstellwinkel Alpha oder den Normalisierten wert? oder Cw 0,1-0,5?

Das bedeutet aber umgekehrt, dass ein entsprechender klassischer Vergleichsflügel rund doppelt so groß gebaut werden könnte, um die gleiche Reiseflugleistung zu erzielen, und damit auch automatisch einen deutlich höheren (absoluten) Auftrieb bringen könnte als die 24%, welche du über eine caMax-Steigerung rausholst.
Die derzeit schlechtere Ca leistung bei Alpha <30° ist auf eine zu "weiche" Oberfläche zurück zu führen. Sprich die adaptive eigenschaft reagiert zu stark und verhindert dabei in den eher stationären Betriebsräumen eine effektive Ablenkung der Strömung.
Die nächste Version wird daher etwas härter eingestellte Oberflächeneigenschaften bekommen, so dass ich auch mehr in den grünen Bereich rein komme.
Zudem ist die Verarbeitung des Materials noch ungenau, was den schlechteren Cw bei < 10° erklärt.

Ziel dieser Messungen war vielmehr den Flügel mit einem baugleichen und nicht-adaptiven Profil zu vergleichen. Als erste Referenz
der Eigenschaft. Das ist mir aus meiner Sicht gelungen.
Ich hatte schlechteres erwartet. Daher bin ich mit dem Ergebnis und den gewonnenen Erkenntnissen zufrieden.
Diese werden nun in die nächste Entwicklungsstufe genommen die wiederum weitere Ergebnisse bringen werden.

Mag sein dass für den Reiseflug Ca derzeit noch schlechter dasteht. Sprich es ist noch kein hochleistungs Segelflugzeug. Aber mit einem Gleitschirm kann ich denke ich locker mithalten ;)

Für Windenergie und andere aerodynamische Anwendungen wäre es in dem Zustand bereits auch gut konkurrenzfähig.

Ist immer die Frage für was es im derzeitigen Entwicklungszustand einsetzbar ist. Manchmal habe ich das Gefühl, dass den anderen Diskussionsteilnehmern etwas entgeht, dass es sich hier noch um ein Entwicklungsprojekt mit Potential handelt und noch keine marktreife Technologie. Ich kenne auch keinen, welcher nach 1-2 Jahren Grundlagenforschung behauptet, dass seine Entwicklungen bereits am Ende angekommen sind. Mir kommt es nur ein bisschen so vor als ob mir das indirekt untergestellt wird.

Hier beißt sich die Dimensionslosmachung wieder in den Schwanz; eine ca-max-Steigerung ist nur dann hilfreich, wenn sie nicht mit gravierenden Einbußen des cw im Reiseflug-Ca-Bereich einhergeht.
Alternativ zur Flächenvergrößerung wäre dann auch eine einfache Wölbungserhöhung mit dem selben Effekt verbunden.
eine wölbungserhöhung erhöht die langsamflugeigenschaften, jedoch für höhere Geschwindigkeiten auch hinsichtlich Cw schlecht. Die Krümmung der Tragfläche muß mit dem Downwash konform sein. Damit ich bei langsamen Geschwindigkeiten noch Auftrieb habe brauche ich verhältnismäßig mehr Downwash. bei höheren Geschwindigkeiten weniger. Weil ich will ja keine Loopings fliegen, sondern hauptsächlich geradeaus.
...es sei denn ich baue eine Windenergieanlage.

Dazu kommt noch, dass deine Kanalverblockung bei jenseits von 30° Anstellwinkel scheinbar VIEL zu hoch zu sein scheint, um aussagekräftige CaMax-Werte zu erhalten. Dazu muss man wissen, dass ein geschlossener Windkanal (feste Kanalwand, Eiffel-Bauweise) GENERELL zu hohe Ca-Werte von sich gibt, und ein Freistrahl (Göttinger-Kanalbauweise) prinzipiell zu niedrige. Der Effekt wird um so stärker, je größer die Kanalverblockung und damit auch der Anstellwinkel ist. In den Windkanälen werden dafür extra sehr aufwendige Messungen zur "Kanalkorrektur" gemacht.
Deswegen schrieb ich ja auch in das Diagramm extra "Wall-Effects" damit man sieht, hier spielen die Wandeinflüsse noch eine Rolle.
Ist aber für den Vergleichtest der Perfomance eher von relativer Bedeutung.

Noch ne Anmerkung zu deiner Windkanalwaagen-Skizze. Du zeichnest an deinem hinteren Auflager ein freies Moment ein, während beide Auflager nicht als axial verschieblich dargestellt sind. Das würde aber bedeuten, dass deine Anordnung statisch überbestimmt ist, wenn du die Krafteinleitung im Profil punktförmig vorsiehst. Ich gehe mal davon aus, dass das nicht wirklich der Fall ist, jedoch sollte das Moment M2 verschwinden. Es ist üblich, Kräfte so aufzutragen dass sich innere Kräfte aufheben und äußere genauso. Ist eben noch so ein "standard" aus der Statik.
Das ist zwar richtig dass das System Horizontal überbestimmt ist. Müßte ich hierüber eine Klausur ablegen gäbe das sicher Punkteabzug.
Ich weiß den gut gemeinten Hinweis zu schätzen, das Ganze sollte aber nicht von der Frage ablenken nach welchen Werten wird hier primär gesucht.
Auch was die eingezeichneten Momente angeht ist die Zeichnung sicher nicht Vollständig (war eher als Andeutung gedacht). Denn mir ging es auch um Übersichtlichkeitsaspekte in der Darstellung die sonst etwas darunter gelitten hätte...

Ich hatte auch Technische Mechanik im Studium und weiß daher: Regel der Statik heißt:
Summe aller Kräfte = 0, Summe aller Momente = 0
 

Boogi

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AW: Neue Technik in der Aerodynamik

Hi freshNfunky,

schön, dass es weiter geht!

Neben den schönen Ausführungen von Acanthurus kann ich eigentlich nur noch eins beitragen:
Rechne doch mal Dein Clean-Profil in XFoil und vergleiche es mit Deinen Messungen, dann hast Du eine gute Einschätzung wie gut die Messungen sind und was die hineininterpretieren kannst.

Bei Deiner kleinen Re-Zahl von nur 50000 liegst Du am unteren Modellflugbereich und bekommst in freier Atmosphäre bei guter Bauausführung ein massiges Blasenproblem (v.a. bei einem NACA 6409). Da Dein Windkanal aber stark turbulent ist, sollte eine Rechnung ohne Blasen ganz gut hinkommen. Evtl. muss man einige N-Werte testen um die WK-Werte gut zu treffen.

Viele Grüße
Boogi

PS.: Du hast die 10% Turbulenzgrad gemessen (= Respekt!) oder wie kommst Du da drauf?
 

Boogi

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AW: Neue Technik in der Aerodynamik

So!

Ich habe mal das NACA6409 (steht auf Deiner HP) genommen und bei Re = 50000 durch XFoil gejagt, bei N = (3, 5, 7, 9).



Man sieht misserable Leistungen bei hohen N-Faktoren (Freiflug) aufgrund von lam. Ablöseblasen. Wird der N-Faktor verringert (was mehr Turbulenz in der Anströmung entspricht) so werden die Blasen kleiner und die Leistungen steigen deutlich an.

Da ich mal ganz stark hoffe, dass Du Deine Daten ins Diagramm zeichnen wirst, habe ich die Daten als Textdateien angehängt.

Gruß
Boogi

 
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Boogi

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Es geht weiter...
Jetzt werden Windenergieanlagen entwickelt. Hier sei ein einfacherer Einstieg für ein Startup als in der Luftfahrt möglich.

http://www.felixschaller.com/index.php/refs/design-works

Auf der eigentlichen HP muss man sich aber anmelden:
http://www.af-ax.com/
Wozu ich noch keine Lust hatte.

Na hoffen wir mal, dass das seriöser ist, als gewisse Aktivitäten von anderen "Windenergie-Wunder-Erfindern".

Gruß
Boogi
 
freshNfunky

freshNfunky

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Die Wände haben Ohren ;)

Hi Boogi,

Die Wände haben Ohren :wink: Die erste Publikation unserer Entwicklung steht erst noch bevor und entwickeln erst mal abseits der Öffentlichkeit. Es wird aber gerade emsig an den Inhalten der Homepage gearbeitet.
Zur Info: Bei http.//www.af-ax.com/ Muß man sich nicht anmelden, man kann sich nur für den Newsletter eintragen, wenn man informiert werden möchte sobald die Internetseite offiziell aufmacht.

Ja wir orientieren uns vorerst in Richtung Wind, da hier ein sehr großer Markt vorhanden ist und dementsprechend attraktiver für Investoren ist. Im Bereich General Aviation muss dieser Markt erst noch geschaffen werden, damit es für Investoren interessant gewesen wäre. Zudem sind es bei Wind Energie erst mal Anwendungen die auch nicht vom Himmel fallen können, keine aufwändigen Zulassungen etc. benötigen und zudem in einem überschaubaren Re-Zahl Bereich ablaufen.

In der Tat also ein gutes Milieu um der Technik dazu zu verhelfen flügge zu werden. Das große Ziel bleibt aber nach wie vor die Luftfahrt.

Da wir unsere Entwicklung mit Hilfe von universitären Einrichtungen voran treiben wollen gilt für uns als Voraussetzung für die Zusammenarbeit die bestmöglicher Seriosität nach wissenschaftlichen Standards. Nur so wird uns das Institut auch zusagen. Allerdings machen es uns aktuelle Ergebnisse in Sachen Seriosität schwer, da die Leistungsausgabe mit der neusten Generation der aeroflexiblen Oberfläche derzeit recht genau auf dem idealen Leistungsbeiwert liegt. Hier suchen wir gerade nach weiteren Möglichkeiten eine noch höhere Dichte an Messpunkten zu generieren um damit eine fundierte Aussage über die Zuverlässigkeit dieser Messungen zu bekommen.

Zusätzlich sichern wir uns damit ab, dass wir mit dem selben Messaufbau auch original Rotorblätter ausmessen und vergleichen. Auch wenn unsere Windmessung nicht genau sein sollte, so kann dennoch ein Vergleich zwischen den einzelnen Rotor-Blatt-Typen stattfinden. Aktuell besteht der Unterschied im Vergleich darin, dass wir zwei baugleiche Rotorblatt-Sätze haben. Der eine Satz bleibt original, der andere wird mit der aeroflexiblen Oberfläche "beklebt". Es wird sich am Ende bei der aeroflexiblen Oberfläche also um ein Nachrüstsatz handeln, den sich der ein oder andere Anlagen Besitzer dann auf seine Rotorblätter nachrüsten kann. Wenn alles klappt, kann das eine Preisgünstige und damit attraktive Lösung werden, die sich - sollte alles bei aktuellen Ergebnissen bleiben - mehr als rechnen sollte.

Hier eine kleine Sneak Preview wie wir derzeit unsere Rotorblätter ausmessen: http://www.kleinwindanlagen.de/Forum/cf3/topic.php?p=45415#real45415
 
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Gelöschtes Mitglied 7691

Guest
Hoi..

"Fahrversuche" sind schon mal ein Weg in die richtige Richtung.
Ein paar Dinge solltet ihr dabei nicht vergessen:

- Verdrängungswirkung der Fahrzeugkabine - damit teilweise höhere effektive Einströmgeschwindigkeit als der Tacho anzeigt, und somit auch mehr Leistungsausbeute. Das nimmt euren Ergebnissen die Konservativität, was Wirkungsgrade angeht, und macht es schwierig, das nachzuweisen worauf du aus bist.
- Das vertikale Anströmprofil (Geschwindigkeitsverlauf) bei der Fahrt ist quasi invers zur natürlichen Bodengrenzschicht einer freien Anströmung. Inwieweit das Auswirkungen hat mag ich aus der Ferne nicht zu bewerten.
- Der Turbulenzgrad der Anströmung ist im Fahrversuch geringer als unter EInbaubedingungen (unter der Annahme, dass die Kabine keinen Einfluss hat). Bei aerodynamischen Kniffen, welche direkt was mit der Grenzschicht zu tun haben, kann das erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse haben - verschlechternd oder verbessernd, je nach Re-Zahl und Rezeptivität.

Und ganz allgemein: Die Adaption auf einen "Drehflügler" bringt ganz neue Probleme mit, wenn man mit Lamellen rumspielt (Schräganströmung, Fliehkraftwirkung auf Lamellen, Unwucht, Flattern etc...)

Sehr wichtig wäre wirklich, die seriöse Bewertung einer "neutralen Organisation" anzuvertrauen. Spätestens seit "Fritz U." ist die Skepsis, gerade bei Windkraft, berechtigtermaßen hoch. In meiner Institutszeit wurde ich öfter mal mit Anfragen bezüglich Mitwirkung beim Bahnbrechen von vermeintlichen Durchbruchverhelfern konfrontiert; da ist soooo viel Schrott und Unsinn dabei gewesen dass einem die Bereitschaft zum Engagement eher vermiest wurde.
Aus ein paar Postings hier im Forum mag ich mir da keine echte Meinung bilden (auch Fritz habe ich - länger als nötig - ernst genommen), aber entscheidend ist die Bereitschaft, eine eigene Idee kritisch beleuchten zu wollen und ggf. auch einzusehen, dass Fakten über Träumen stehen können.
Man möge es mir verzeihen, aber Skepsis ist mein Zweitname (meine Kollegen können ein Lied davon singen).

Da es bezüglich der Polardaten noch jede Menge offene Fragen gibt (seit 2014) und prüfbare Daten nach wie vor nicht vorliegen, ist Skepsis durchaus angemessen - der Schritt zur praktischen Anwendung imho eher verfrüht.



gruß
a.p.
 
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