Berrie,
Wat leuk je zo weer te ontmoeten. De modelzweefvliegwereld is (erg) klein.
Daar gaat ie dan ...
0. Leer denken in standaard SI-eenheden (meter, kilogram, Newton, m/s, ...).
1. eenheden in formules:
S = surface = oppervlakte [m2]
c = chord = koorde [m]
s = seconde
V = snelheid [m/s]
ρ = rho = dichtheid van de lucht [kg/m3]
(varieert met de hoogte,
op zee-niveau 1,225 kg/m3,
op mount Everest 0.425 kg/m3)
η = eta = dynamische viscositeit [kg/m/s]
(van lucht 0.0000179 kg/m/s)
Cl = liftgetal
(dimensieloos, heeft dus geen eenheid als meter, kilogram, ...)
Cd = weerstandsgetal
net als Cl dimensieloos, maar gaat nu over de (profiel)weerstand.
Lift = een kracht (geen gewicht!) dus in Newton [N]. Om 1 Kg omhoog te houden heb je (op aarde) een kracht van 9,81 N nodig.
Leerzame site :
http://www.auf.asn.au/groundschool/contents.html
3. Het Reynolds-getal (Re) staat voor de aerodynamische koorde. Het is een combinatie van de koorde en de vliegsnelheid.
De officiële formule Re = (ρ/η).V.c = (1,225 / 0.0000179).koorde.snelheid (koorde in [m], snelheid in [m/s] )
Benadering: Re = 68000.c.V
Modelbouwers benadering: Re = 70.c.V (c in [mm], V in [m/s] ).
Voorbeeld:
koorde = 25 cm = 250 mm
snelheid = 14 m/s
Re = 70.250.14 = 245000
-> Hoe bepaal je waar de vleugel overtrekt?
Daar gebruik ik Profili voor (
http://www.profili.com).
Een profiel levert bij een zekere invalshoek met de lucht een bepaalde lift. Die wordt uitgedrukt in een dimensieloos getal (Cl). Die Cl varieert met de invalshoek (globaal 0,1 per graad), en er is een maximum invalshoek, daarboven treedt overtrek op. Bovendien varieert de Cl met het Reynoldsgetal. Hoe groter Re, hoe groter de max. Cl. Dit verband is niet lineair, en kan eigenlijk alleen door meten vastgesteld worden (windtunnel). Maar tegenwoordig bestaat er een rekenkundig alternatief: xFoil. xFoil is ingebouwd in Profili. Het levert heel redelijke benaderingen van de werkelijkheid, en heeft als grote voordeel dat je profielen onder 100% identieke omstandigheden kunt vergelijken (een rekenkundige windtunnel kent geen turbulenties of temperatuurschommelingen).
xFoil zit overigens ook in XFLR5 ingebouwd. De "application" 'XFOIL direct analysis' in XFLR5 is een Windows-schil om xFoil heen.
Met profili kun je voor een profiel, bij een of meer Re's de max. Cl bepalen.
Als je je vleugel in XFLR5 hebt ingevoerd, en de gebruikte profielen, en van die profielen alle polars hebt uitgerekend (typen 1, 2 en 3), kun je in 'wing design' de locale lift van een vleugel zien.
Daar waar die waarde groter wordt dan de max. lift uit profili begit de overtrek.
-> Wat is je mening over profielen welke beter toepasbaar zouden zijn daar waar diepe ailerons aanwezig zijn?
Daar is geen eenduidig antwoord op. HQ-profielen (oldie en HQW) zijn geoptimaliseerd voor een flap-/rolroer-koorde van 22,5% van de vleugelkoorde. Andere profielen hebben andere waarden.
Je kunt profili heel goed gebruiken om te kijken welke roer-koorde heet best geschikt is. Een vuistregel is: snelle (zweef!!!)kisten: kleine uitslagen en grote koordes (sommigen gaan wel tot 30%), langzamere kisten grotere uitslgen en iets kleinere koordes (18-20%).
Kies in Profili ""Tekenen van Polars, vrije criteria (type 4 - gevorderden". Daar kun je een klep-uitslag en klep-koorde opgeven. Doe dat voor 1 profiel, 8 verschillende koordes, dezelfde uitslag en hetzelfde Re-getal. Beoordeel op effct is Cl en Cd.
-> Als de circulatieverdeling is zoals op onderstaande afbeelding. Wat zou dat volgens jou zeggen over de vleugel?
Dat zegt mij dat die vleugel redelijk over-elliptisch is. Hij zal gevoelig zijn voor overtrek aan de tippen.
Dat zou je kunnen verbeteren door meer welving naar de tip toe te gebruiken. De hoek waarbij geen lift optreed (nul-lift-hoek) ligt bij normale profielen onder nul (negatief), hoe groter de welving, hoe negatiever.
Als je het verschil in nul-lift-hoek gebruikt in een verdraaiing (rekening houdend met lokale Re-getallen) dan creëer je een aerodynamisch rechte (onverdraaide) vleugel. Met een meer gewelfd profiel aan de tip heb je een stuk Cl-reserve ingebouwd.
Houdt er rekening mee dat dikke profielen een hogere Cl lijken te kunnen genereren. LIJKEN, want dikkere profielen zijn (veel) gevoeliger voor kleiner Re's. Dus aan de tip altijd 1-2% dunnere profielen gebruiken. M.n. bij grotere schaalkisten met kleine tip-koordes.
4. Voor wat betreft XFLR5 en de resultaten beoordelen:
Dat lukt me niet om dat zo 123 hier op "papier" te zetten.
Hoe je eea. moet invoeren:
- klik in XFLR5 bovenin op het "?" van help, en kies "guidelines".
- §5.14 "Session example - Wing analysis".
5. "Als de LLT niet werkt":
Dat is mij ook overkomen, ik heb heel lang naar de instelling gezocht, en niet gevonden. Gewoon een nieuw project starten. profielen invoeren, analyseren, .... Wing invoeren en onderzoeken ...
Bij het aanmaken van een operating point kun je opeens weer kiezen voor LLT of VLM. Houdt er rekening mee dat LLT niet (of nauwelijks) met negatieve lift overweg kan. Dat kan best wel eens de oorzaak zijn waarom wij beiden in een project ooit die LLT mogelijkheid zijn kwijtgeraakt.
Mijn gevoel: LLT levert uitkomsten die meer met de werkelijkeid overeenkomen. Maar LLT is ook kritischer in gebruik, en dat is lastig als je geen afgestudeerd aerodynamicus bent.
Groeten, en succes,
Dirk.
