dubbele rand vleugel

Hallo

Ik ben van plan om een cargo vliegtuig te maken, maar die wil ik dat die veel kan tillen en zo kort mogelijk opstijgen en landen (stol).
Dus heb ik wat op internet gezocht om te kijken hoe ik dat voorelkaar kan krijgen, en ik kwam een stukje tegen over een dubbele rand op de voorkant van de vleugel (afbeelding)



Maar mijn vraag is: Is het ook verstandig om dit op een vleugel van een rc vliegtuig te doen?

 

Even een vraag.

Wil je werkelijk dat het vliegtuig veel kan tillen, of kan het werkelijke model veel last dragen en is het niet de bedoeling dat jouw 'soon to be' model veel last kan tillen?

Vriendelijke groet.

 

Deze extra rand (heet een 'slat') wordt op een vliegtuig gebruikt om het drukverloop over de vleugel te beïnvloeden waardoor met een grotere invalshoek gevlogen kan worden (en daardoor langzamer). Deze extra rand is veelal 'uitschuifbaar' zodat de vleugelvorm veranderd kan worden aan de fase van de vlucht.

Voor een modelvliegtuig, waar je met heel andere reynoldsgetallen te maken hebt, vermoed ik dat het zeer weinig uit zal maken, mogelijk zelfs negatief. Als je langzamer wilt kunnen vliegen denk ik dat normale flaps of fowler flaps effectiever zijn.

Daarnaast (en waarschijnlijk het meest effectief): gewicht verminderen! Een lagere vleugelbelasting geeft een lagere vliegsnelheid en vriendelijker vlieggedrag.

Het kan ook helpen om het vleugeloppervlak niet te glad te maken als je langzaam wilt vliegen (de structuur van piepschuim is ideaal), door dit te doen 'plakt' de luchtstroom beter aan het vleugelprofiel waardoor met grotere invalshoeken gevlogen kan worden. (Ongeveer hetzelfde effect als je probeert te bereiken met de extra rand).

Groeten,

Mark

 

Die slat zal op een modelvliegtuig best wel werken, maar het grote probleem is de juiste plaatsing. Je zal dus in de bekende aerodynamica programma's moeten gaan rekenen.

Bij de kleine als ook de grote Fiesler Storch van Hobby-land.de bleken die slats perfect te werken en deze toestellen kunnen dan ook extreem langzaam vliegen. We hebben de kleine ook getest zonder slat en toen moesten we behoorlijk sneller vliegen.

 

veel last kan dragen

 

er zijn wedstrijden hierin, google maar eens "sae aerodesign".
het gaat er geloof ik om, met een bepaalde maximum afmeting van het vliegtuig, en een bepaalde voorgeschreven motor, zoveel mogelijk gewicht de lucht in te krijgen, een circuit te vliegen, en heel te landen. deze vliegtuigen hebben over het algemeen zeer gewelfde/holle profielen. ze krijgen met 10 cc zeker 15 kg de lucht in. interessante ontwerpen

 

Ja er zijn inderdaad leuke filmpjes op youtube van ja

 

Dus dan maar geen slat op mijn vliegtuig :-|

 

Slats en Flaps zijn leuk voor 737's en A380's
De vleugel daarvan is ontworpen om op grote hoogte met hoge snelheid weinig weerstand te hebben. Omdat het onhandig is een vliegtuig met +350km/h te moeten landen hebben ze trucjes om toch meer lift te genereren in de vorm van slats, flaps etc. Dit kost wel veel weerstand.
Als een vliegtuig wordt ontworpen op draagkracht zie je vaak dikkere vleugels met een hoge welving (flink kromme bovenkant)

Slats worden gebruikt om de invalshoek te kunnen vergroten zonder dat de stroming los laat (zie afbeelding) Meer invalshoek is meer lift, maar ook meer weerstand. Er zijn nog meer trucjes voor een grotere invalshoek zoals turbulentiestrips en vortex-generators. Maar een ruwe bovenkant werkt ook.




Een geschikte 'vleugel' die ik op school ben tegengekomen is dit Eppler profiel.



Het heeft een goede lift ten opzichte van de weerstand. Het helpt ook om de spanwijdte te vergroten en de koorde te verkleinen, zo werkt de vleugel efficienter.
Als je echt zin hebt om te optimaliseren kan je gaan zoeken op: Taper ratio, wing twist, winglets etc.

Hier een foto van een vliegtuig met een gelijk doel. Je ziet dat het een gekromd profiel heeft wat zelfs hol is. Super efficiënt voor het zware werk maar niet geschikt voor hoge snelheden.



Post je wel je schetsen en foto's tijdens de bouw, dan kunnen we misschien nog wat tips geven.

Groeten, Ron

 

@calmatosport: aangezien dit postings zijn in het theorieforum toch nog maar even je opmerkingen tegen het licht:

Ik hoop dat ik Dirk Schipper met zijn instemming mag citeren uit het draadje ''Holle vleugel" en ailerons" :

Een hogere welving ten behoeve van meer draagkracht bij lagere snelheid: accoord, maar waarom dikkere profielen?

 

Dikkere profielen hebben voornamelijk voordeel voor de constructie. Een vleugeldikte van ~12% geeft vaak een hogere Cl dan bijvoorbeeld 4% en laat soms een iets grotere invalshoek toe. Een te dikke vleugel geeft ook overbodige weerstand die exponentieel oploopt met de snelheid.

Het noemen van hol en bol is puur het aangeven van een zichtbare vorm. Enkel het noemen van de welvingslijn geeft geen informatie over het uiterlijk van het oppervlak.

Als een vleugel een 'holle' onderzijde heeft geeft wel degelijk iets aan over de welving.
Hol en bol valt misschien niet perfect in de aerodynamische vocabulaire maar dat maakt het niet minder geschikt om een (voor iedereen) duidelijke uitleg te geven.

 

Om constructie sterke een beetje te snappen een vergelijking met palen

De antenne van lopik is een dunne paal die met spandraden ver uit elkaar blijft staan.

Hoogspannings masten hebben geen spandraden buiten hun constructie, maar wel veel verbindingen tussen de staanders (een vleugel heeft "liggers" )

Een lantarenpaal heeft alle materiaal aan de buitenkant zitten, maar heeft daar wel veel materiaal nodig.
Een lantarenpaal zou lichter kunnen al je een stok met draden gebruikt, of als een open vakwerk conctructie zoals een hoogspanningsmast. Gelukkig Hoeft een lantarenpaal niet te vliegen.


Nu weer vliegtuigen:
Veel spandraden zie je bij bleriot of fokker spin. Kijk eens naar het hoogte verschil van de spandraden bij de romp. Dunne vleugel Met veel welving
Tweedekkers waren in het Begin periode een goed compromis tussen sterkte en aerodynamica.
Moderne vliegtuigen zijn lantarenpalen.

Dat dikke vleugels (met platte lnderkant) meer lift leveren komt puur door meer welvings lijn.

 

NACA 4 Digits Series

Vergelijk eens profielen met dezelfde welving (camber) maar verschillende dikte
4408 (hol), 4412 (platte onderkant) 4416 (bol)

Of vergelijk 2408 en 4412 met elkaar
Allebei platte onderkant, maar 4412 dik en 2408 dun
Werkelijke verschil voor lift zit in de welving

 

Natuurlijk mag dat. Als ik voor privé gebruik publiceer, doe ik dat wel op mijn eigen Windows bureablad ...
Maar of je dat nog 'publiceren' kunt noemen ...

Laat ik het eens visueel maken.
Ik heb een HQ-profiel met welving 3% en een HQ-profiel met welving 1,5% met elkaar vergeleken, en beide ook nog eens in twee dikte-varianten: 10% en 13%:



Je ziet dat iin de linker grafiek de zwarte en grijze lijnen duidelijk hoger komen dan de groene lijnen. Meer lift dus (bij gelijke condieties [snelheid en koorde en vleugelopp.] ).
De verschillen in weerstand zijn vrijwel identiek: de 10% dikke profielen komen pakwek evenver naar links, de 13% dikke ook, alleen staan de 10% dikke profielen pakweg 1 stippellijn meer naar links dan de 13% dikke. Minder weerstand voor de '10%' dus.

Op de rechter grafiek zie je dat bij een bepaalde invalshoek de lift van de 3% gewelfde consequent zo'n 0,2 hoger is dan de lift van de 1,5% gewelfde profielen.
Wel zie je dat de dikkere profielen in e buurt van de max. lift veel rustiger overtrekken dan de dunne profielen. Delift stort niet zo abrupt in elkaar. Daar hoort wel één hele grote maar bij: dikke profielen hebben veel meer last van een laag Re-getal dan dunne profielen. Bij Re=100.000 (ipv. de 200.000 uit de grafieken).
Ik laat dat niet in een grafiek zien, omdat Profili (XFoil) daar niet goed mee overweg kan.




Wat kun je hieruit nu concluderen:

• Welving bepaald de maximaal haalbare lift.
• Dikte kan de hoogst haalbare lift nog iets verhogen, maar alleen als er voldoende Reynolds aanwezig is.
• Die extra dikte is tijdens het vliegen niet van belang, want je vliegt niet continu tegen de overtrek aan. Dan kun je nl. ook niet meer sturen. Immers bij de eerste de beste roeruitslag overtrekt de vleugel (overigens ook bij de eerste de beste windvlaag die de invalshoek vergroot).
• Dikte bepaalt wel de weerstand: met een dunner profiel kun je harder omdat de profielweerstand lager is.
• Dikte bepaald de mechanische sterkte van de vleugel. Een dikkere vleugel is buig- en torsiestijfer dan een dunnere variant met verder identieke bouwwijze.

Dirk

 

Bedankt voor de nuttige informatie! Maar ik vraag me af of het ook zou werken op een rc vliegtuig?

Sorry ik ben niet meer van plan om dit vliegtuig te gaan maken :neutral: Momenteel denk ik er over om een quadcopter te gaan maken in plaats van een Stol vliegtuig

 

ah ook een goed idee, maar een nadeel kan zijn dat waarschijnlijk vrije val intreedt als er een storing is.

over profielen: soms kan het nuttig zijn de boven- en onderkant hol/bol heid afzonderlijk onder de loep te nemen voor specifieke eigenschappen.
bijvoorbeeld zonder welfkleppen, kan een iets dikker gelijk gewelfd profiel een groter snelheidbereik hebben, doordat de ondekant "boller" is. het kan ook met minder welving als parameter, maar dan wordt de bovenkant bolling minder met als resultaat dat de reserve van die zijde afneemt (beschouw de bolling als luchtafbuiger, volgens wet naar keuze ) en de langzaam vlieg capaciteiten verminderen. een flap kan dat compenseren door de bovenkant boller te maken als het nodig is. (zoals DLG's doen).
het is leuk de bovenkant van profiel A te nemen, en die langzaamvliegeigenschappen,
en de onderkant van profiel B, en van die de snelvlieg eigenschappen te krijgen.
zo bekeken zijn welving en dikte dan een gevolg van eigenschappen.
soms zelfs, werkt een gegeven boven/onderkant slechts bij een klein bereikje van "bolheid", en neemt de weerstand van die zijde toe als men afzonderlijk de welving of dikte van het gegeven profiel teveel aanpast. dikker en meer welving of dunner en minder werkt dan wel (voor de onderkant), voor de bovenkant meer welving en minder dikte, of minder welving en meer dikte, voor een gegeven "bol" of "hol"heid.

waarschijnlijk is op deze manier meer uit een profielidee te halen dan abstract welving of dikte aanpassen.

 

Bedankt Dirk, mooie voorbeelden.

@apachedemo: wat bedoel je hier nou met of ‘’het’’

Verder: jammer dat je je ambities opgeeft voor een eigen onderzoek en expiriment naar een stol vliegtuig en liever een gelopen traject gaat doen (quadcopter is zooo 2012)
Om toch even op je originele vraag terug te komen: theoretisch mag je veronderstellen dat slats niet erg positief zullen werken a) vanwege de kleine reynoldsgetallen waaronder de slat zelf opereert en de kritische optimale plaatsing die erg moeilijk op onze schaal te testen/uitproberen is.
De kans op meer weerstand dan positief rendement is groot.
Aan de andere kant kan het ook allemaal wel meevallen en was het een leuk initiatief geweest om er eens wat mee te proberen.

@Lecram: over profielen:

Wat ik nu juist probeer over te brengen (en ik denk Dirk ook) is dat deze manier van beschouwen niet de meest productieve manier is om naar profielen te kijken en beoordelen.
Ter zake is, dat de variaties die je beschrijft beter te beschrijven zijn in de termen skeletlijn bolling, dikte en dikte verloop t.o.v. die skeletlijnbolling.
Ook bij wat er gebeurt als je ailerons stuurt of flaps uitzet zou je moeten blijven beschouwen vanuit het ontstane profiel en niet vanuit: o ja nu is ie ineens hol of zo iets.
De voorbeelden van Dirk laten dit goed zien: geen enkele noodzaak om te beschrijven wat er gebeurt als je iets doet met de onderkant of bovenkant apart: daaruit ontstaat alleen maar warrige en onvolledige argumentatie.
Bijvoorbeeld:

: wat bedoel je nu: de skeletlijnbolling of de bovenkantbolling.
In het eerste geval is het juist in het tweede geval ontkoppel je zomaar de onderkant als medebepalend hoe de stroming zich gedraagt en ik krijg nu net de indruk dat je het laatste bedoeld.

 

inderdaad speelt de onderkant ook een rol voor de bovenkant (kijk maar bij de tekeningen, zijn 2 met een gelijke bovenkant, donkergroen en zwart, die verschoven zijn door de verschillende onderkant. maar qua luchtbuiger bedoelde ik in dat zinnetje de bovenkant.

je kunt ook een dikker profiel, zien als een dunner profiel met zowel wat extra welving klep naar beneden aan de bovenkant, en wat reflex aan de onderkant, en de tussenruimte opgevuld, dan heb je een dikker profiel, met een breder liftbereik.
niet zoveel maximum lift, en ook niet absoluut de minste weerstand als een dunner profiel met flap weliswaar.

ik wil met een vriend uit de buurt een soort mini REF 1,5 meter houtbouw kistje maken (bijna zoals oldschool HLG),
ingedekt tot de ligger, waarvoor ik wat profielen heb geprobeerd en getweaked, en mh33 aangepast met 1,7% welving, en 9,5% dikte, heeft een zeer mooi lift bereik,
uit het hoofd minimum weerstand bij Cl 0,2, die voorbij nul en negatief niet erg toeneemt, en met een beetje welving/flap tot Cl1,1 gaat. wat ik wil is een kist met bijna de Cl van een AVA (volgens javafoil beter), maar vooral veel betere penetratie (ja ahem ) voor wind en helling. ik hou rekening met een iets onvriendelijker overtrek gedrag maar met wat welving en effectieve verdraaiing omdat de tips "clean" zijn moet het wel meevallen denk ik.

edit: het grootste verschil in dit opzicht zit hem vergeleken met een ava, in een dikkere bollere onderkant eigenlijk, als ik zou zeggen meer dikte en minder welving zou daar misschien niet meteen de naar beneden uitgebreide "dragbucket" uit blijken, daarom prefereer ik ze soms apart te nemen

 

en wat daarna volgt.
Met alle respect, dit bedoel ik; ik kan hier dus helemaal niets mee.

 

ik kan het wel uitschetsen maar nu geen zin, het is wel heel logisch wat ik typ