Invloed profieldikte (met name bij RES profielen)

Discussie in 'Aerodynamica' gestart door Peter Den, 19 nov 2016.

  1. Peter Den

    Peter Den

    Lid geworden:
    2 dec 2005
    Berichten:
    1.081
    Locatie:
    Voorburg
    Ik gooi het maar eens in de groep, (hopende op commentaar van de ''usual suspects ;) )
    Met name bij RES profielen, maar ook elders zie je de ontwikkeling naar vlakkere en dunnere profielen dan in de oudheid voor zwevers gebruikelijk.
    Het streven moge duidelijk zijn, maar mij valt op dat als je bijvoorbeeld een gerenommeerd profiel als AG35 van de oorspronkelijke 8.7% opdikt naar 10% of 10.5% de Ca/Cw kromme maar heel weinig verslechterd.
    (een Cw toename van 0,01 naar ongeveer 0,012)
    De weerstand neemt in het normale vliegbereik naar mijn interpretatie dus nauwelijks toe, alleen de overtrek wordt met de dikte duidelijk beter.
    (dit alles binnen de te verwachten Reynoldswaarden)
    Aangezien 2% verschil bij deze dikte best constructief relevant is vraag ik me af of ik dit nu verkeerd zie?

    Een voorbeeld:

    upload_2016-11-19_21-57-58.png
     
  2. Rick NL

    Rick NL

    Lid geworden:
    18 apr 2008
    Berichten:
    2.574
    Locatie:
    Gouda
    Een beetje moderne RES met 2 meter span, 33 dm² en 400 gram heeft een minimale daalsnelheid bij 5 à 6 m/s.
    Met een wortel/tip koorde van 200 resp 100 mm komt dit op Re-getallen van 80.000 resp 40.000 bij thermieken.
    Snelvliegen en lieren zal gaan met dubbele waarden of meer.
    We zitten daarmee bij Re-getallen die voor Vrije Vlucht gebruikelijk waren. Ook de dikte van moderne RES profielen zijn vergelijkbaar met de oude (40 tot 50 jaar geleden) én moderne profielen.
    Dat oudere RC zwevers dikkere profielen kregen heeft 2 oorzaken. De belastingen werden groter door duidelijk zwaardere modellen, en daarmee ook de Re-getallen.
    Bij die hogere Re-getallen zijn dikkere profielen maar weinig slechter (qua weerstand, hysterese in Cl-alfa, gelijkmatige momentenlijnen etc.) dan dunnere, en het is makkelijker bouwen, plus ze zijn vaak wat vergevingsgezinder.

    Bij jouw plaatjes met Re = 160.000 zijn de prestatie verschillen inderdaad vrij klein maar bij 40.000 zijn ze dramatisch. AG35-etc.png

    Het BC70 profiel is er een uit een moderne serie samen met BC50 en BC30 voor wortel midden en tip. Speciaal gemaakt voor de 2 meter RES klasse. De BC70 is wat dunner dan de AG35, de 50 en 30 zijn ieder weer dunner.

    AG35-BC30-50-70.png

    Hier zie je wat bij Re=40.000 een daarvoor ontworpen profiel doet in vergelijking met de AG35 en AG35-10.5%

    Zelf ben ik een tijdje geleden ook wezen spelen met profielen voor een 2m RES en kwam toen uit op een (beroemd) oud Verblitzky profiel de BE50 met 7.3% dikte en 4.1% welving. Dit profiel met minder welving, 2.5% leek me optimaal, deed het erg goed. Nu even vergeleken met de BC70, en de BE50-2.5% lijkt zelfs beter.
     

    Bijgevoegde bestanden:

    houtjesplakker, Peter Den en Ariel vinden dit leuk.
  3. Ariel

    Ariel Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.633
    Locatie:
    Hoorn NH
    Hoi Rick, je schrijft 5 á 6 m/s, klopt dat?

    Ik ben benieuwd hoe mij het BC70 profiel bevalt, zonder serie BC50 en BC30 aan de tip.

    Johannes
     
  4. HansL

    HansL

    Lid geworden:
    28 jul 2011
    Berichten:
    1.816
    Locatie:
    Tisselt (België)
    Een relatieve toename van 20%
     
  5. Peter Den

    Peter Den

    Lid geworden:
    2 dec 2005
    Berichten:
    1.081
    Locatie:
    Voorburg
    Rick zal (lucht) vliegsnelheid bedoelen. (en Evgueny Verbitsky)
    @Rick NL , ik ga hier even close naar kijken, alvast erg bedankt voor je reactie!
     
    Laatst bewerkt: 20 nov 2016
  6. Rick NL

    Rick NL

    Lid geworden:
    18 apr 2008
    Berichten:
    2.574
    Locatie:
    Gouda
    Ja inderdaad Peter en Johannes, De minimale daalsnelhid van zo'n moderne 2m RES zal ongeveer 0.25 à 0.3 m/s zijn bij zo'n 5 m/s vliegsnelheid.
    In de praktijk zal je misschien een fractie harder vliegen om iets marge te hebben tov overtrek.

    @Peter en Evgueny, excuses voor de l die ik te veel schreef.

    Het BE50-2.5% is in thermiek een fractie beter dan BC70, maar bij wat sneller vliegen is de BC70 aan te bevelen.
    @johannes, BC70 over de hele vleugel levert (volgens de berekening) < 2% slechtere minimale daalsnelheid en bij hogere snelheden rond 10 -15 m/s wordt het verschil groter.
    Bij de laagste snelheden is de berekening altijd wat minder betrouwbaar en zou het verschil ook wat groter kunnen zijn.

    De berekeningen zijn gedaan zonder turbulatoren, dus met een goede profielcontour.
    Windtunnelmetingen aan de BC70 geven aan dat een turbulator daar kan helpen bij lage snelheden en geen nadelige invloed heeft bij hogere snelheden. Zie het al eerder op het forum aangehaalde onderzoek:
    http://www.uni-stuttgart.de/akamodell/Windkanal_RES.pdf
     
    Ariel vindt dit leuk.
  7. Peter Den

    Peter Den

    Lid geworden:
    2 dec 2005
    Berichten:
    1.081
    Locatie:
    Voorburg
    Mijn dilemma’s.

    Mijn nieuwe RES kist krijgt hetzelfde platform als de SQARES hier in mijn avatar.

    Motivatie: een constant koorde vleugel van 20cm koorde, omdat ik weg wil blijven van al dat veranderende Reynolds gedoe over de spanwijdte, een hele goede tipovertrek karakteristiek zonder allerlei kunstgrepen als verlopende profielen en tip-verdraaingen: straight and clean.

    De huidige SQARES vliegt met een goede stabiliteitskarakteristiek bij een Ca van 0.5 a 0.6 volgends Schwerpunkt52 .

    Om op een Reynolds van 80.000 en een vliegsnelheid van 5,7m/sec te komen krijg ik een vleugelbelasting van 12.5gr/dm2 ofwel een gewicht van 500gr, of ik moet gaan vliegen bij een vleugelbelasting van bv 18gr/dm2 bij een Ca van 0,9.

    Ca0.9 valt al buiten het efficiënte deel van de krommen en is mij veel te dicht bij overtrek, dus de enige manier om binnen je (Rick) envelop te komen is dus gewicht.

    Ook daar stuiten we op een heikel punt: de RES klasse (zoals bekend) is bedoeld om met eenvoudige (zelf) te construeren modellen die kostenmatig niet uit de hand lopende wedstrijdjes te kunnen doen die voor iedereen leuk zijn.

    De materiaal en spanwijdte limieten bewaakten dit.

    Zoals nu al blijkt is eigenlijk het enige waarmee je grote stappen kan scoren: gewicht maar dat levert direct minder praktische modellen op en of het nu het beste idee is om lichte konstructies op te ballasten als dat nodig is?

    In Duitsland is er een discussie gaande om een minimum gewicht in te stellen maar dat stuit op fel verzet met het merkwaardige argument dat een (te) licht model in normale wedstrijdomstandigheden alleen maar nadelig is en een limiet dus niet nodig is.

    Ondertussen is er wel , bij de aanbieders van RES modellen een strijd aan de wie de lichtste aanbied.

    Naar mijn gevoel kan dit leiden tot uiteindelijk het instorten van de klasse omdat de wedstrijden dan bij steeds minder wind afgelast gaan worden en er verder voor de dagelijkse praktijk steeds minder geschikte modellen in omloop komen.

    Mijn streef vleugelbelasting is dan ook minimaal 18gr/dm2, mijn bewering is dat dit bij normale wedstrijdcondities van BF2 tot en met BF4 niet zal onderdoen en een veel praktischer model oplevert.

    (het helpt wel dat ik verder totaal geen wedstrijdambities meer heb).

    Dus de waarden die nu als ‘’modern’’ gehanteerd worden deel ik hierin niet: een RES model ontwikkelen die ik een enkele keer per jaar en bij een enkele wedstrijd die nog doorgaat kan vliegen interesseert mij niet zo.

    Zou overigens graag zien dat in bovenstaande redenatie gaten geschoten worden!


    On topic: bij mijn voorlopige uitgangspunten lijkt het er op dat in dat geval de verschillen tussen de normprofielen en iets opgedikte versies wel meevallen.

    De wake-up call dat het wel over een relatieve 20% gaat is wel geland: maar ik kan niet overzien wat dat dan in de praktijk oplevert aan ‘’schade’’?

    @Rick, ik had eigenlijk nooit zo gekeken voor dit onderwerp naar de lagere Reynoldsgetallen, maar het valt mij wel op dat naast de uitvergroting van de verschillen , alle profielen een steeds naargeestiger kromme vertonen: is dat nu een argument voor mijn betoog voor hogere snelheden/vleugelbelastingen of toch niet?)
     
    houtjesplakker vindt dit leuk.
  8. Ariel

    Ariel Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.633
    Locatie:
    Hoorn NH
    Wat mij betreft hoeft geen minimum gewicht worden ingesteld. Niet vanwege het argument dat een (te) licht model in normale wedstrijdomstandigheden alleen maar nadelig is.

    Nee, ik wil juist zien hoe vindingrijk modelbouwers zijn en oplossingen vinden voor een super lichte constructie.
    Wedstrijden zijn juist bedoeld om grenzen te verleggen en daardoor de ontwikkeling van de modelbouw versnellen.

    Johannes
     
  9. HansL

    HansL

    Lid geworden:
    28 jul 2011
    Berichten:
    1.816
    Locatie:
    Tisselt (België)
    Ik ben geen expert, maar ik heb begrepen dat profielen "symmetrisch verdikken" rond de camberline geen drastische verandering van de aerodynamische eigenschappen met zich zou brengen, behalve een verhoging van de profielweerstand dan uiteraard (wat zich vertaalt in andere Cl/Cd verhouding, andere optimale glijhoek, enz...)

    Dat symmetrisch verdikken is allicht beperkt. Ik kan me voorstellen dat je een concaaf profiel (hol) zodanig symmetrisch vervormt dat het een profiel met vlakke onderzijde of zelfs een dubbel bol (convex) profiel wordt, met beduidend andere eigenschappen als gevolg. Maar daar zullen de kenners wel wat meer rond kunnen vertellen.
     
  10. Peter Den

    Peter Den

    Lid geworden:
    2 dec 2005
    Berichten:
    1.081
    Locatie:
    Voorburg
    @Ariel, Naar mijn opinie (gesteund door enige theoretische achtergrond) worden de globale eigenschappen van een profiel bepaald, in volgorde van relevantie;
    a) de vorm van de skeletlijn
    b) de dikteverdeling om de skeletlijn
    c) de neusradius
    d) de dikte

    Volgens mij dus zullen profielen globaal grote overeenkomst hebben als slechts de dikte (symmetrisch) wordt gevarieerd (dit natuurlijk binnen de grenzen van het redelijke)
    Dit houd ook in dat ik als zodanig eigenlijk geen concaaf profiel beschouw, maar een meer of minder dik profiel om een bepaalde skeletlijn.
    Hier volgt dan uit dat ik er ook van uit ga dat als je een concaaf profiel symmetrisch opdikt tot een convex profiel ik , tot nader bewijs dat dit niet het geval is, de eigenschappen niet drastisch veranderen (behoudens natuurlijk de genoemde weerstandsverhoging)
    Dus ook als een concaaf profiel door symetrische verdikking omklapt naar een convex profiel verwacht ik geen grote verandering van karakteristiek.
    Een hol of vlak profiel zegt mij eigenlijk niets.

    @Ariel of topic,
    Een prijzenswaardige instelling, maar laat ik nu denken dat juist RES bedoeld was om tot een wedstrijdvorm te komen die zou ontsnappen uit de wetmatigheid van de race naar ''het beste''.
    Die race naar het beste leid er toe dat er uiteindelijk een klein groepje experts in een klasse overblijven, nauwelijks nieuwe aanwas is omdat de instapdrempel (ook financieel) te hoog is.
    Ook ligt de nadruk bij de ontwikkeling altijd op ''betere'' kisten alsof men bang is dat investeren in persoonlijke vaardigheid te kort zal schieten.

    Res is ontstaan uit de behoeft aan een klasse waar je, met relatief eenvoudige middelen gewoon leuke wedstrijden kan hebben met een lage instapdrempel.
    Heeft iemand hogere ambities dan is dit gewoon niet de klasse maar kan je weloverwogen doorstappen naar een ambitieuzere klasse en die zijn er al volop.
    Nu al zie je ook, ondanks alle voorzorg door eenvoudige beperkingen, dat men zo graag van eigen onzekerheid af wil dat er toch alles aan doet om aan de eenvoud te ontsnappen.
    RES wordt dan een F3B ultra light en als er dan te veel modellen kapot gaan , waarom dan niet de ''exotische materialen'' vrijgeven, de maximum windsnelheid bepalen op 2bf, waarom dan eigenlijk alleen maar R E S toestaan, beetje welfkleppen ailerons enzovoort moet toch ook kunnen? Waarom eigenlijk 2mtr: een ernstige beperking in hoe slank er gebouwd kan worden.
    Uiteindelijk wordt het dan weer de zoveelste klasse voor experts met koopmodellen .
    Bij de verhoopte RES wedstrijd Oosterland was er al een deelnemer die bij voorbaat stelde: 3BF is echt te hard, ik haak af.
    @Ariel, superlichte konstruktie: dus het moet toch van het (koop)model komen en niet van het vliegen.
    Ik ben bang dat je te optimistisch bent over vindingrijkheid van de individuele instappers om superlichte constructies te realiseren.
    Het gaat er mij niet om dat lichte modellen wel of niet bruikbaar zijn, het gaat mij om de psychologie die er achter zit: nu al wordt er gedacht dat je toch wel een X of Y van fabrikant moet hebben, want dat is toch maar het beste (lichtste) of misschien toch lazer gesneden massieve vleugels die dan voor belachelijke prijzen uit Oostenrijk moeten komen. (bekijk de lijst van Oosterland maar eens en hoeveel zelfontwerpers daar tussen zitten)
    Een te lang ''of topic'' betoog, misschien te warrig, ik weet het, maar dit gaat me echt aan het hart.
     
    houtjesplakker vindt dit leuk.
  11. Ariel

    Ariel Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.633
    Locatie:
    Hoorn NH
    Peter, je ziet het goed, de race naar “het beste” is al volop aan de gang! Misschien gaat het gebeuren dat er uiteindelijk een klein groepje experts in de RES klasse overblijven. Zeker zullen fabrikanten inspelen op deze klasse en RES toestellen voor stevige prijzen aanbieden. Er zijn altijd modelvliegers die willen winnen en het zich kunnen permitteren te betalen wat er gevraagd wordt. De gedreven wedstrijdpiloten weten ook zeer goed dat het juiste model niet vanzelfsprekend betekent, een wedstrijd ermee te kunnen winnen.

    Zelf ben ik van mening dat de RES klasse nog steeds laagdrempelige is en ook zal blijven.
    Zolang het bij houtbouw blijft zijn de kosten laag, wat voor de meeste modelbouwers haalbaar is. Jammer vind ik dat een koolstof ligger en/of een koolstof staartboom zijn toegestaan. Volledig houtbouw is mijn voorstel. Dit voorstel zullen de fabrikanten mij niet in dank afnemen, :)

    Het mooie van deze klasse is, dat de modelbouwer zelf zijn winnend toestel kan bouwen en uiteindelijk zullen de eigen creaties de wedstrijden domineren.
    De individuele instapper zal inderdaad niet meteen met een superlichte constructie op een wedstrijd verschijnen.

    De psychologie die erachter zit is wel duidelijk, het zijn allemaal eigenwijze modelvliegers die hun ego hoog in het vaandel dragen.

    Wat een discussie, er is nog niet eens een officiële RES wedstrijd in Nederland gehouden.
     
  12. Rick NL

    Rick NL

    Lid geworden:
    18 apr 2008
    Berichten:
    2.574
    Locatie:
    Gouda
    @Peter, je hebt een heleboel stellingen geponeerd over ontwerp en profielen en vrijwel allemaal kan ik volledig onderschrijven.
    B.v.: Skeletlijn en dikte (beide met de verdeling) zijn essentieel, of daardoor de onderkant nu bol of hol wordt is niet relevant. Bij dikte verdeling zit impliciet ook de neusradius.
    Je criteria voor je vliegtuig ontwerp zullen een goed en fijn model opleveren dat bij even goede piloten waarschijnlijk net iets voorbij wordt gevlogen door een voor het weertype van de wedstrijd geoptimaliseerd model.
    Ja, het naargeestige verloop bij lage Re-getallen kan door jouw opzet worden verminderd of misschien wel worden voorkomen. Maar de alinea hierboven blijft relevant.

    Waar ik het niet met je eens ben zijn de opmerkingen over de wedstrijdklasse RES.
    Iedere, maar dan ook iedere wedstrijd klasse kent zijn ambitievolle en tegelijk hopelijk pretentieloze test van jouw model/vliegen ten opzichtte van een ander.
    Iedere, maar dan ook iedere wedstrijd klasse kent de fase waarbij alles uit de kast wordt gehaald om te winnen.
    Iedere, maar dan ook iedere wedstrijd klasse kent de fase waarbij er een roep is tot versimpelen, of waarbij het doodbloed.
    De RES klasse zal geen uitzondering zijn.
    Door een paar van de regels zal het mogelijk altijd simpeler worden dan de huidige Vrije Vlucht modellen, maar er komen optimalisaties.

    In landen of streken ver van kusten zal dat gaan in de richting van erg tot zeer lichte modellen, in onze streken zullen ze wat zwaarder worden.
    In meer klassen zoals bv ooit bij 7Cellen (NiCad) Electro zweef, dat de nederlandse modellen in Zwitserland niet mee konden tegen de vederlichte locale toestellen en dat die Zwitsers er hier in nederland niets van bakten in onze wind.

    Als internationale wedstrijd vlieger in de RES klasse, maar ook in F5J heb je dus de keuze òf je modellenreeks goed kiezen òf je wedstrijden goed kiezen.

    @Ariel, Je keuze voor puur hout kan ik me voorstellen, maar de toegestane koolstof delen zal het maken van een mooi RES model niet moeilijker maken. De toegepaste producten zijn makkelijk te verkrijgen en voor vrijwel iedereen goed te bewerken.
     
    houtjesplakker en Berrie vinden dit leuk.
  13. Ariel

    Ariel Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.633
    Locatie:
    Hoorn NH
    Koolstof maakt het makkelijker lichter te bouwen. De meeste RES modellen hebben een koolstof hoofdligger.
    Ook het bouwen van zo een vleugel is relatief eenvoudig en gaat lekker snel.
    Bij puur houtbouw kom je snel bij de grens van wat nog kan, qua sterkte en gewicht van de constructie.

    Johannes
     

Deel Deze Pagina