Vandaag ben ik weer eens met XFLR5 aan de gang gegaan. Ik begin het programma langzaam wat te kennen.
Ik heb een aantal variaties op het N60 profiel gemaakt. Het originele profiel heeft 3,85% welving en een dikte van 12,1%, ik heb een aantal profielen gemaakt met 11% en 10% dikte en aflopende welving tot 3%.
De computer heeft inmiddels kramp in zijn transistoren van het uitrekenen van heeeeeel veel polaires met Reynolds getallen van 5000 tot 1,5 miljoen.
Daarna ben ik wat gaan spelen met profielen met onderstaande in mijn achterhoofd:
Planform optimalisatie heeft voornamelijk als doel een verbetering van de handelbaarheid/gedrag van het toestel, en in mindere mate prestatiewinst.
Dan is het handig om te weten waar je naar kan streven!
Een paar vuistregels die ik van Gerald geleerd heb:
1. CL verdeling
CL moet vanuit het centrum richting de tips duidelijk afzwakken!
Dit is redelijk logisch: we willen de tipprofielen niet onnodig hard aan het werk hebben, omdat een stall daar niet mag beginnen. Bij bochtenwerk geldt dit nog sterker.
2. Total angle verdeling
Deze bestaat uit een combinatie van induced angle of attack en geometrische washout. Moet tevens vanuit het centrum richting de tips duidelijk afzwakken!
Beide zijn te bereiken met een combinatie van cambervermindering, diktevermindering en washout.
Allereerst eens gekeken naar de layout van de vorige Elefant: N60 over de hele vleugel, geen washout tot 1,5m (vanaf de wortel), dan in de laatste meter 2 graden washout.
Bij 5 graden (CL ongeveer 0,8, vliegsnelheid tegen de 10 m/s = 35 km/h, dichtbij snelheid voor beste glijhoek) ziet de lokale liftverdeling er dan als volgt uit:
Dan eens proberen met de volgende profielen:
Wortel N60 origineel
1,5m: dikte 12%, welving 3,4% (dikte wil ik hier op 12% houden, anders gaan de rolroerservo's in het buitendeel wel erg moeilijk passen)
2,5m (=tip): dikte 10%, welving 3,0%
Geen washout
Dit geeft een hele vlakke liftverdeling.
Nu met dezelfde profielen, maar enige washout erin
Wortel N60 origineel
1,5m: dikte 12%, welving 3,4%, -0,5 graden
2,5m: dikte 10%, welving 3,0%, -1,5 graden
Die laatste ziet er volgens mij heel fatsoenlijk uit! Er blijft een dip in het midden zitten, maar dat is gezien de layout van de vleugel (koorde blijft toenemen richting de wortel) denk ik niet te voorkomen.
Een grafiek van de total angle wordt een zooitje, ik heb het idee dat het mee gemodelleerde staartvlak hier roet in het eten gooit.
Dan de prestaties van het vliegtuig eens bekijken met bovenstaande configuraties.
Groen = configuratie Elefant I (geen profielvariatie, 2 graden washout in buitenste paneel)
Cyaan = nieuwe profielen, geen washout
Geel = nieuwe profielen, totaal 1,5 graad washout
CL/CD tegen vliegsnelheid:
De cyaan lijn wint bij lage snelheden, geel is bij lage snelheden iets slechter maar bij hogere snelheden gelijk aan cyaan.
Power Factor (maat voor de daalsnelheid) tegen vliegsnelheid:
Hier wint de groene lijn bij lage snelheden, dat zal waarschijnlijk komen omdat de buitenkant van de vleugel meer welving heeft. Bij hogere snelheden zijn de verschillen minimaal, cyaan is daar het beste.
Daalsnelheid tegen vliegsnelheid. De hier berekende daalsnelheid is natuurlijk veel te laag omdat de romp en staartvlakken niet berekend worden. Maar het geeft wel een indicatie.
Bij lage snelheden zijn de verschillen zeer klein, bij hogere snelheden is groen wat slechter, cyaan en geel liggen zeer dicht bij elkaar.
Er zijn verschillen in prestaties tussen de verschillende configuraties, maar die verschillen zijn maar klein. Dan moet je het dus gaan zoeken in de handling. Volgens de regels die Prop-er aandraagt zou de gele lijn de beste liftverdeling geven.
Andere ideeen?
