Ontwikkeling van plankzwevers

Ik hou me al enige tijd bezig met ontwikkelen en bestuderen van plank zwevers en wil graag mijn praktijkervaringen eens toetsen aan vooral meer theoretische inzichten op verschillende aspecten.

In mijn draadje over de Snowboot doken al wat opmerkingen op.
Mijn persoonlijk streven is overigens: prettig en betrouwbaar vliegende modellen te ontwikkelen waar relaxed mee te vliegen is.
Zuivere prestaties (wat dat ook moge zijn) vind ik van minder belang: stabiliteit des te meer.

Tot nu toe gebouwd en gevlogen:

Snowboot: gemodificeerd met een achter-geplaatste vin en glad ononderbroken ribben-oppervlak.

Vliegt naar mijn smaak uitstekend: strak en betrouwbaar (en is efficiënter dan het origineel lijkt het).

Vertigo: gemodificeerd als boven: kreeg ik niet aan het vliegen: een raadsel: verhoudingen leken niet goed maar misschien ook bouwfouten zoals speling op de besturing.

FMT Feger variant: 2mtr schuim/abaci met rechte (d.w.z. niet taps of fantasievorm) vleugel, Quabeck profiel: vloog behoorlijk goed maar helaas door een plurk op de Wasserkuppe finaal aan poeder (letterlijk)gevlogen.

Qboot: Snowboot van snijresten van de Feger: bleek onvliegbaar door het verschijnsel ''wipkippen'' geen echte verklaring (ook niet t.o.v. de Feger) (wel hoge vleugelbelasting)

Hartfeger herbouw van de Feger: Hartmund Siegman HS130 profiel en tapse vleugel: vloog soms goed maar veel minder betrouwbaar: duidelijk kleinere besturingsmarges.

Ximango van Schweissgut: (heeft een soort Jedelski mod profiel) vloog en stuurde slecht en de zware vleugels zijn kwetsbaar.
Omgebouwd tot Holiday: nog steeds slecht.

Klamper (eigen) schuim/abaci
Klamper (eigen) ribbenvleugel
Beiden hellingzwevers met tapse vleugels 1.60 span, profiel pw51: hebben nooit lekker gevlogen: gemene overtrek en wegvallen van de tippen, schudden om de topas bij lage snelheid. (vleugelbelasting boven 26gr/dm)

Klamper thermiek/motor: 2mtr ribbenvleugel met EMX07 vloog af en toe heel goed maar erg wisselvallig: gaf nooit een betrouwbaar gevoel, onrustige besturing.

Klamper 1.20 schuim/balsa PW51: kleine variant van de 1.60 vloog aardig, erg snel maar, alhoewel in mindere mate, de zelfde problemen als de grotere variant.

Frettchen van EPPfun: veel te gevoelig op zwaartepunt, ook hier wegvallen van de tips en schudden om de topas (groter kielvlak helpt niet) kan alleen een snelheid (snel) en constructief: het snel verbaggeren van EPP: daar wordt ik heel vervelend van.

OFA: (eigen) rechte plank (hellingzweef) van 1.50 met PW106, ribbenbouw: vloog vanaf het begin goed: grotere zwaartepuntmarge dan gebruikelijk: beste tot nu toe. (soms lukt er ook wel eens wat)

OFA elektro: ook door meerderen al nagevolgd: ook goed, maar als thermiekzwever voor mij nog iets te veel ''a handfull'', nu in versie met v-stelling en sturend richtingsroer met licht meesturende elevons wel naar mijn zin.

Dit slagveld overziend zou ik tot de volgende conclusies kunnen komen ofwel vragen kunnen stellen:

Tapse vleugels werken voor mij niet, maar ben ik nou zo kritisch of heb ik gewoon gelijk dat taps (en andere fantasievormen) niet ok zijn (en echt niet heel erg taps)
(ook mijn laatste 3 reguliere zwevers hebben een volkomen rechthoekig platform en zijn duidelijk beter dan al mijn vorige zwevers: hetzelfde gold voor (in de oudheid) mijn enige tapse F1b versus mijn anderF1b's): commentaar gevraagd!

Voor planken: Slankheden boven de 6 voor planken zijn duidelijk minder plezierig: vraagstelling: wat is er te zeggen over grotere slankheden versus kleinere slankheden?

Evenzo: vleugelbelastingen bij planken boven de 20gr/dm werken bij mij in het algemeen niet goed.
Iemand iets over te melden?

Het verschijnsel wipkippen: iemand ervaring hiermee en/of een verklaring?

Ik schijn als enige op de wereld minder goede ervaringen te hebben met PW51, maar wel erg goede met PW106.

Zoals Berrie al opmerkte: PW51 lijkt bv als Cl/Cd kromme veel beter dan menig ander profiel (bijvoorbeeld die ouwe E186) maar mijn onderliggende vraag is eigenlijk: bij een gegeven model met een gegeven vleugelbelasting wordt het vliegen bij verschillende Cl waarden bereikt door de elevon: daardoor krijg je een substantieel ander profiel: wat betekend dat eigenlijk voor de krommen van deze s-slagprofielen?
Temeer omdat bijna alle planken die ik ken met ''een beetje up'' vliegen.
Dat is naar mijn mening toch niet zo vrijblijvend als dat is voor een ''regulier'' model.

Ieder die zich geroepen voelt: ik sta open voor zeer kritische vragen en reacties.

 

Beste Peter,

mijn ervaring met plankvliegtuigen is beperkt.

Enkele jaren heb ik een depron Planck gevlogen, aangedreven met een "fietsbel" borstelloze motor en een Gunter propje. Dat toestel zweefde ook nog eens best aardig, en de vliegeigenschappen waren heel fijn. Later heb ik hem verkocht, was er mee uitgespeeld.

Later kreeg ik de Scandere van EPP models. http://www.epp-shape.de/product_info.php?products_id=2

Een snellere zweefvleugel, met glasvezeltape overtrokken en voorzien van koolstof ligger, afgewerkt met Orastick folie. Met deze vleugel heb ik al vele fijne vlieguren beleefd. Vooral voorjaar 2014 in de Vogezen fantastisch mee gevlogen. Later dat jaar kwam de vleugel ook goed tot zijn recht op de hellingen van de Bwlch, in Wales.

De spanwijdte bedraagt 1500mm, wortelkoorde 250mm en tipkoorde 180mm. Ik weet niet welk profiel er op zit, maar de bouwmethode is zo onnauwkeurig dat het me ook niet boeit.

Het lege vlieggewicht van mijn Scandera is 775 gram. Er ligt een ballast staaf van goed 400 gram klaar voor komende herfst. En wie weet wat ik er mee probeer in het voorjaar 2016 in de Vogezen.

Het is mij opgevallen dat de ligging van het zwaartepunt sterk bepaald of je plank meer getrimd is voor thermiek/kleine helling of neutraal is voor het betere scheurwerk langs de hellingen. Nameten/wegen op de werkbank gaf een verschil aan van een millimeter tussen beide trimsituaties! Misschien herken je dit. Overigens bij elk zwaartepuntje een iets anders getrimd hoogteroer.

Grote van de roeruitslagen, en eventueel een beetje exponentieel, maken ook veel verschil. Hoe harder er gevlogen kan worden hoe kleiner de uitslagen moeten worden om het zaakje nog in de hand te houden. Wat dat betreft vindt ik planken bijzonder nerveus op hoogte.

Misschien is bovenstaande relaas niet het antwoord waarop je hoopte. Maar meer weet ik er ook niet van.....

 

Ten eerste een definitie, voor mij is een plank een staartloos vliegtuig met weinig pijlstelling, dwz een toestel dat haar stabiliteit verkrijgt door een profiel met reflex.
De reflex van het profiel doet het zelfde als een stabilo bij een 'normaal' toestel, alleen is de moment arm heel kort.

Dan durf ik te stellen dat een goed presterend plank per definitie een gevoelig toestel is.
Een goedmoedig gedrag krijg je door een relatief voorlijk zwaartepunt met daarbij een sterke reflex (of een sterk 'up' getrimd hoogteroer).
Deze reflex verlaagd de lift en verhoogt de weerstand. De reflex zal een positief moment van het profiel op moeten leveren om de stabiliteit te verkrijgen.

Een goed presterende plank heeft een zwaartepuntsligging nét voor het neutrale punt. Dit geeft een gevoelig vlieggedrag, maar de beste prestaties.
Ike heb in de eerste 2 jaar het zwaartepunt van mijn oude Alula (in mijn definitie een plank) steeds verder naar achteren kunnen leggen door er meer vliegervaring mee op te doen. Nu is het zo dat wanneer ik het zwp 1.5 mm naar achteren leg het ding onstabiel wordt en na een verstoring op z'n rug klapt en doorvliegt. Zie ook bovenstaande post van Berrie.

Nu een aantal opmerkingen aan de hand van de vragen van Peter.

Tapse vleugels werken (voor Peter) niet.
Door de tapsheid zal het Reynoldsgetal van de tip lager liggen dan van het middendeel. Sommige profielen reageren bij verlaging van het Re-getal vrij heftig, andere vrij mild. De prestaties zullen bij lagere Re-getallen altijd slechter zijn, maar ook het pitch moment van een profiel is Re afhankelijk.
Weer even een eigen ervaring, de Weasel heeft een tapsheid van 0.55 (wortelkoorde 330 mm tipkoorde 180 mm) en die vliegt fantastisch, ik vlieg hem bijna altijd met wat ballast en dan kom ik op 18 gr/dm². Dus een wet van meden en persen is het niet.
Maar dan kom ik op een ander aspect van een tapse vleugel en dat is het feit dat de stroming veel meer 3-D is dan bij een constante koorde. De Weasel die uit een soort EPO is gespoten heeft een constant profiel over de spanwijdte, een dwarsstroming zal dus een relatief glad oppervlak blijven zien.
Wanneer je een ribben vleugel taps maakt zal een dwarsstroming over de ribben heen een bult zien. Dit zou bij de bouwwijze van Peter zijn modellen mede een reden kunnen zijn dat hij niet van tapse vleugels houdt.

vraagstelling: wat is er te zeggen over grotere slankheden versus kleinere slankheden?
Er zijn weer twee zaken die hier een rol spelen, ten eerste de prestaties, ten tweede de stabiliteit/bestuurbaarheid.
1. De absolute prestaties worden bij lagere slankheden slechter de glijhoek neemt af en de daalsnelheid neemt toe. Dit treed vooral op bij hogere liftcoëfficiënten, de geïnduceerde weerstand neemt toe met kleine slankheden. Hierover in een latere post mogelijk meer.
2. Bij een toestel met lage slankheid zal de effectieve staartlengte groter worden. De stabiliteit wordt hierdoor niet direct beïnvloed, maar het toestel wordt met hoge slankheden nerveuzer rond de dwarsas omdat alle bewegingen met een hogere frequentie zullen plaatsvinden dan bij een vliegtuig met lage slankheid. Daarom is de laatste makkelijker te vliegen. Dit te meer omdat bij hoge slankheden het gedrag om de topas en langsas juist trager worden. Dat geeft een niet erg harmonieus vlieggedrag bij planken met hoge slankheden.

Planken werken niet goed bij hogere vleugelbelastingen.
Ik denk niet dat dit in algemene zin juist is. Alleen moet je planken bij relatief lage liftcoëfficiënten vliegen, dus bij ook voor de vleugelbelasting hoge snelheden.
Dit kan alleen wanneer je die snelheid maken kan. Voor een helling kist dus bij voldoende wind en een voldoend grote (steile) helling.
Ik heb in Californië een Weasel gezien met een stalen voorlijst en verde met dik carbon bekleed die de dag tevoren was gevlogen op de beruchte DS berg bij LA. Ook dit toestel dat dik over de 80 gr/dm² kwam vloog met 7 Bft wind en die berg, uitstekend.
Op de Maasvlakte en zeker aan de lijn is een lage vleugelbelasting van minder dan 20 gr/dm² wel belangrijk.

Wipkippen.
Ik denk dat je hier het verschijnsel dat in het Engels "porpoising" (in Nederlands ook wel dolfijnen) heet. Een snel op en neer bewegen van het toestel met flinke invalshoek verandering.
Bijna iedere plank doet dit wanneer je hem uitmelkt. Het komt doordat bij hoge invalshoek de stroming aan de bovenzijde van het profiel loslaat waardoor de reflex niet meer werkt en het toestel voorover pitcht. Dan gaat de stroming weer aanliggen en je gaat weer omhoog, dit gaat dan door tot je het hoogteroer loslaat.
Wanneer je een profiel gebruikt dat kritisch is treed het verschijnsel eerder op, en ook bij een te voorlijk zwaartepunt waarbij je met te veel 'up' moet vliegen zal dit eerder ontstaan.

PW51 vs PW106.
Als ik de polaires van deze profielen bereken zullen ze beide een uitgeslagen hoogteroer nodig hebben om stabiel te vliegen, zelfs met een zwp vlak bij het neutrale punt.
De PW51 heeft een sterker verloop in de momenten lijn dan PW106. Dit zou een verklaring voor het verschil kunnen verklaren.
Ook lijkt PW51 (berkend zonder uitgeslagen klep) een wat vriendelijker overtrek gedrag.

Profieleigenschappen met uitgeslagen klep.
Het is belangrijk te vermelden dat de overtrek situatie bij een plank nooit met een niet-uitgeslagen klep zal plaats vinden. Ik heb getracht hier wat simulaties aan te doen maar de laatste XFLR5 versie 6.11 is onstabiel bij berekenen van polaires.
Op basis van de X-Foil berekeningen zou ik voor PW1211 gaan dat bij zwp liggingen vlak bij het NP geen klepuitslag nodig heeft voor een vlotte vlucht.

Hiermee genoeg voor vandaag.
Het is duidelijk dat antwoorden vaak nog meer vragen oproepen.

Rick

 

Dank voor de reacties,

Natuurlijk had ik moeten beginnen met een definitie of omschrijving wat ik bedoel met plank, maar dat heb je me netjes uit handen genomen Rick!


Ik ben er wel van overtuigd dat een plank een gevoeliger toestel is dan een ''normaal' concept, de vraag voor mij is echter; bij welke mate van gevoeligheid spreek je nog van een goed vliegen, zeg maar een gezond concept en wanneer vliegt het eigenlijk performance wise misschien iets beter, maar vliegtechnisch eigenlijk te slecht.

Ikzelf leg die grens waarschijnlijk minder ver dan iemand die veel beter vliegt dan ik, maar toch vind ik dat vliegen geen wanhopige balanceeract moet zijn.

Ofwel: wanneer je het over de beste prestaties hebt, wat betekend dat dan eigenlijk, hoeveel scheelt dat dan in de praktijk.


In mijn zoektocht naar een goed vliegende, redelijk tot goed presteren plank zie ik grote verschillen; voorbeeld: Snowboot versus Frettchen.

Een Snowboot met profiel e186 heeft duidelijk een veel groter marge voor het cg bereik en is kan als op rails lopen.

Het Frettchen was voor mij enorm wisselvallig, inderdaad een paar mm verschil en het vloog gewoon niet; van ondersnijden tot pompen en waggelen met 6 mm zwaartepuntrange?! Dat vind ik gewoon niet goed.

Maar op zijn goede momenten: wat leverde het t.o.v. een ouderwets concept als de Snowboot nu eigenlijk op: sneller ja (maar ligt dat niet gewoon aan de veel grotere vleugelbelasting) maar beiden snel genoeg tot windkracht 5.

(en omdat je dus meer chashed en hij zwaarder is uiteindelijk veel sneller verbaggerd dan een klassiek-constructie)


Helemaal eens met de opmerkingen over kleine roeruitslagen (hoogte) en expo.

@Berrie: een trigger voor mij was je opmerking over de krommen pw51 versus e186: ik heb maar het gevoel dat daar iets niet helemaal goed gezien wordt, maar daarover later.

Ben wel erg benieuwd hoe je de 400gr extra ballast ga ervaren, is toch zoiets van 20gr naar 30gr/dm?

En ja antwoorden roepen vragen op dus; de items:


Tapse vleugels: In mijn lijstje staan 7 gladde vleugels versus 6 ribbenbouw vleugels, mijn observatie geld voor alle tapsen.

Verder; het zijn allemaal 1/3-2/3 taps vleugels in hoeverre is daar sprake van dwarsstroming zoals je hier bedoeld?

Hoewel ik het niet uit vliegervaring kan beoordelen is mijn observatie wel dat de Weasel een stuk prettiger is dan het, er toch veel op lijkende Frettchen; hoe dat komt weet ik niet.

Voorlopig denk ik: tapsheid (en ellipsen e.d.) werken stabiliteitswijs minder dan rechte vleugels,maar soms valt het mee en bij mij meestal tegen.


Slankheid:

Mijn redenering: als eenzelfde gewicht gedragen moet worden waarom wordt de geïnduceerde weerstand groter bij grotere cl?

Ik denk dat je gelijk hebt over de hogere slankheid in verband met de stabiliteit en strookt ook wel met mijn ervaringen.

Ik denk dat in dat opzicht een trend naar slankere plankvleugels kritisch bezien moet worden.


Vleugelbelasting: Ook hier denk ik dat je gelijk hebt, maar toch werken voor mij de hogere vleugelbelastingen niet.

Wellicht speelt daar echter meer de combinatie zwaardere en tegelijk ook slankere vleugels een rol.

Porpoising; inderdaad vreemd is hier wel dat ik modellen (bv alweer de Snowboot en de OFA) heb die niet aan het wippen te krijgen zijn, en het voor het model wat dat wel deed bijna de normale vliegtoestand was: dat of duiken, wat ik ook aan de afstelling probeerde.

Dat terwijl de zelfde vleugel als 2mtr vleugel (met dezelfde koorde, dus dubbele slankheid) een van de betere was.


Wat de opmerkingen over de profielen betreft ben ik nog wat huiswerk aan het doen, dus daarover later.

 

Mijn ervaring met planken is beperkt tot 2 scratch built modellen; Plankie en Lula. Het zijn al jaren mijn favoriete kisten.


Plankie is het bekende MBF project van 1.5 meter met de PW1211 profielen en 4 kleppen. Geweldig kistje, zonde dat er niet meer van rondvliegen. Ik ga er iig. nog eentje van bouwen deze winter.

Plankie was al lollig om mee spelen op het veld maar is vooral geweldig gebleken aan de helling. Ik heb hem vorig jaar gevlogen aan de hellingen van Hahnenmoos (Zwitserland) met matige wind. Ondanks z'n bescheiden vleugelbelasting kon het prima meekomen met de stoere carbonkisten. Vliegen met windkracht 6 op de Maasvlakte was daarentegen niet te doen.

Dit jaar heb ik hem voorzien van wat ballast (50 en 100 gram) waarmee de vleugelbelasting van 20g/dm2 naar resp. 22 en 24g/dm2 is gegaan. Een bescheiden verhoging maar wat een verbetering van snelheid en vlieggedrag! Het komt er op neer dat de planken snel gevlogen willen worden. Pas dan komen ze tot hun recht. Het leverde wel een merkwaardig vliegbeeld op tijdens het thermieken. Ik vloog Plankie nu soms 2x zo snel als de andere kisten in de bel en intussen ging het minstens net zo goed omhoog.


Lula is een lompe 1.2 meter vleugel met PW51 profielen. Ik had het destijds ontworpen met een wat dikker profiel en een klein beetje voorwaartse pijlstelling om het geschikt te maken voor een beginner (=ik). Daardoor is het niet te overtrekken maar heeft een beperkte energie retentie (dikke profiel, lelijke tippen, hoekige romp).

Net als met Plankie, probeerde ik Lula in het begin zo licht mogelijk te houden en langzaam te vliegen. Daar ben ik nu grotendeels van genezen. Het komt er op neer dat een langzaam gevlogen plank per definitie niet efficiënt vliegt door de grotere reflex voor de nodige invalshoek. Lift neemt af en weerstand neemt toe. Bij hogere snelheden komen ze tot leven doordat de glijhoek enorm verbeterd wordt door verminderde profielweerstand. Daarnaast is de gebruikte PW51 profiel niet gemaakt voor lage Reynolds getallen.

Oorspronkelijk was Lula voorzien van een 120W motor en een 3s1300mAh accu. Nu heeft'ie een nieuwe, zware romp met een 450W motor. Er gaan accu's in van 4s1800 tot 3s4500mAH. Vleugelbelasting is van 27 g/dm2 naar rond 46 g/dm2 gegaan en het vliegt nu beter dan ooit.


Een paar indrukken:

• Planken moet je optimaliseren op de beste glijhoek en niet op minste daalsnelheid.
• Planken zijn niet geschikt om langzaam rondjes te draaien in een thermiekbel.
  
• Thermiek opsporen met een plank is moeilijker. De subtiele veranderingen van vliegstand zijn op afstand moeilijk waar te nemen door het ontbreken van een lange staart en een stabilo.
  
• Planken zijn vooral goed voor hogere snelheden aan de helling door hun lage luchtweerstand.
  
• Een neuslastig vliegend plank wordt vanzelf een wipkippende baksteen. Een staartlastig plank is niet te vliegen.
  
• Grotere aspect ratio en/of weinig pijlstelling maakt een plank minder stabiel rond de z-as. Lula met zijn voorwaartse pijlstelling begint soms lichtjes te oscilleren rond de z-as.
  

Gegevens van mijn planken:

Plankie
Vleugelontwerp van Peter Wick
Profiel: PW1211 reeks
Span: 1.5m
Aspect ratio: 9.3 (root 179mm)
Opp.: 24 dm2
Vlieggewicht: 480g zonder ballast (Ballast 20, 50 of 100 gram)
Vleugelbelasting: 20g/dm2 (leeg) tot 24g/dm2 (met 100g ballast)
Power: 7x4.5 prop, 3s 7A 74W, 1150 rpm
Accu: 3s1000mAh

Lula
Eigen ontwerp (geïnspireerd door SuperAlulah project op MBF)
Profiel: PW51 (mod 12%)
Span: 1.2m
Aspect ratio: 5.5 (root 265mm, tip 169mm)
Opp: 26 dm2
Vlieggewicht: 1100g tot 1250g afhankelijk van de accu (oorspronkelijk 710g)
Vleugelbelasting: 1200/26 = ~46 g/dm2 (oorspronkelijk 710/26 = ~27 g/dm2)
Power: Himax C3516-1350, 9x6 prop, 42A, 460Watt (Uit een MPX Blizzard)
Accu: 4500-3s 365gram, 1800-4s 210g (oorspronkelijk 1300-3s 110g)

 

@PapaHotel; je ervaringen bevestigen grotendeels ook mijn observaties.

De aardigste blijft voor mij dat het ontzettend leuk is om, met een goed lopende plank met name helling te vliegen.


Het Plankie moet ik nog steeds eens in de praktijk zien (en uiteraard kritisch bekijken)


Wat vleugelbelasting betreft: ik kan voorlopig ook geen reden aanvoeren waarom hoger of lage vleugelbelasting veel zouden uitmaken.
Blijf ik alsnog met de observatie zitten dat voor bepaalde modellen een verhoging van de vleugelbelasting juist een flinke verslechtering in vlieggedrag veroorzaakte.
Jij lijkt de omgekeerde ervaring te hebben; een standpunt, ''streef naar lage vleugelbelasting'' zit er dus even niet in.

Wat je indruk punten betreft:
Het streven voor beste daalsnelheid door langzamer te vliegen is inderdaad niet een goede tactiek: waar zouden we dat in profielgrafieken terug kunnen vinden?

Neuslastig/staartlastig in de zin van voorlijk/achterlijk zwaartepunt helemaal mee eens.

Grotere slankheid t.o.v. richtingsstabiliteit: dat lijkt nu wel een consistente observatie te worden.

Je opmerking relatie hogere snelheden/lagere weerstand deel ik niet: waar die lagere weerstand vandaan moet komen weet ik zo net nog niet.
Je zou kunnen beweren dat als je conventionele kisten bij zulke lage Cl waarden gaat vliegen ze ook snel worden (en kleinere zwaartepunt en stuurmarges krijgen)

Over wat je zegt over thermiekvliegen: heb ik wel aanmerkingen maar dat gaat meer over thermiekvliegen in het algemeen en dat valt een beetje buiten de discussie.
Snel in het kort: op thermiek ingerichte planken ( de ''Amerikaanse deuren'') kunnen zeker langzame rondjes in een bel draaien maar of dat in het algemeen ook voor conventionele modellen en voor de meeste omstandigheden de juiste tactiek is bestrijd ik.
Ook, of thermiekvliegen het moet hebben van een observatie op afstand van subtiele veranderingen in de vliegstand en hoe daarop te reageren bestrijd ik ook.
(Maar wel met de bemerking dat de meesten het met mijn opmerkingen over thermiek vliegen in het algemeen niet eens zijn, dus of je je hier iets van aan moet trekken?)


Nu mijn gedachten ofwel vragen over profielen: ik heb maar het idee dat we appels met peren vergelijken en ook dat de normale Cl/Cd krommen voor s-slag profielen niet voldoen.
Ik heb eens provisorisch in de profielen PW51, PW106 en E186 een skeletlijn getekend en dan kom je tot een aantal observaties.

(het is duidelijker als je op de link klikt)
PW51 is duidelijk boller dan de anderen (!?) en E186 is vlakker dan je in eerste instantie van een ouderwets profiel verwacht.

PW51 heeft duidelijk weinig (ik vind nauwelijks) s-slag, Pw106 gaat wel en E186 heeft een forse s-slag die ook onder de koorde duikt.

De vraag dringt zich op: Hoe is de stabiliteit van het PW51 profiel eigenlijk als ie zonder ''ietsje up''

wordt gevlogen; wordt PW51 eigenlijk wel zo gevlogen/ is dat vliegbaar en wat zegt dat dan nog over de Cl/Cd kromme met originele s-slag?

Wat zegt dat dan als we de kromme van E186, (die met zijn originele s-slag redelijk stabiel is) vergelijken met die van PW51?
Oftewel : hoeveel s-slag moet je eigenlijk in Pw51 bijstoppen om een vergelijkbare stabiliteit te halen als die van E186 en hoe zien de krommen er dan uit?
(en maakt het per profiel veel uit waar dan de scharnierlijn ligt?)

Mijn tweede vraag: bij een s-slag profiel bepaalt de mate van (extra) s-slag de vliegstand/invalshoek en daarmee de cl waarde.
Het domweg kantelen in de stroming van een s-slag profiel naar verschillende invalshoeken in een grafiek zegt mij daarom nog even weinig.
Dit is toch essentieel anders dan bij een conventionele opstelling waar immers het stabilo geen invloed uitoefent op de profielvorm?
Ofwel: om met een bepaalde Cl waarde stabiel te vliegen heb je een daarbij behorende s-slag nodig die daarmee de profielvorm bepaald.

Zie ik dit nu helemaal verkeerd ?

 

Een paar kleine toevoegingen van mijn kant:

Rick schreef al: een plank is een vleugel met een relatief groot stabilo heel dicht achter de vleugel. Voor de vleugelbelasting (van het liftgevende deel) zou je het reflex-gedeelte dus eigenlijk niet mee mogen rekenen (je rekent het stabilo immers ook niet mee bij een staartkist). Als je datr doet worden de vleugelbelastingen opeens heel anders (en in overeenstemming met de (verwachte/beoogde) vliegsnelheid ...

ZW-punt.
Een plank is daar gevoelig op. een paar mm maakt veel uit. Logisch als je de mate van stabiliteit bekijkt. Er is echt wel een verschil tussen een staartboom van pakweg een meter of van 15 cm ...

Slankheid.
Hogere slankheid kan wel, maar dan moet de kist groter. Te kleine koordes geven al snel een bagger airodynamisch gedrag met dito gevolgen igv. een plank.

Tipstall.
Er zijn voldoende planken met behoorlijke tapsheid te vinden die (denk ik) goed presteren en niet moeilijk te vliegen zijn. Mits je rekening houdt met een hogere vliegsnelheid dan je op het oog zou verwachten (zie ook eerste alinea). Ten tweede ben ik er 99% van overtuigd dat die kisten aan de tip een ander profiel hebben (en mogelijk een tikkie tipverdraaiing).
En al die kisten hebben een (beetje) voorwaartse pijlstelling (kwart-koordelijn is naar voren gepijld) en dat ontlast de tippen ...

Just my 4 cents ...

 

Ja, hier ga je de fout in, naar mijn mening.
Die S-slag bepaalt het moment van het profiel, het oprichtend vermogen. Hoeveel oprichtend vermogen je nodig hebt hangt af van hoe voorlijk je et ZW-punt hebt gelegd. Het "domweg kantelen van een (S-slag)profiel" is ook geen reële vliegsituatie. Het geeft alleen de Cl, Cd, Cm weer bij die hoek en dat Reynolds-getal. en daarin is het niet anders als elk ander (een gewoon) profiel.
Bij een staartkist verander je die invalshoek door het stabilo te sturen. Bij een plank doe je dat ook. Alleen is het stabilo onderdeel van het profiel.

Toch geeft die Cl, Cd, Cm over de invalshoeken wel een indruk van de eigenschappen van dat profiel. Beter zou zijn een zgn. gemodificeerde T2-polaire te maken gerelateerd naar de hoek van de roeruitslag. Je zou dan voor een aantal roeruitslagen (bv. -5 tot +10 gr) de polaire moeten bepalen, en alle punten waarvoor geldt Cm=0 in één grafiek moeten plaatsen. Complicerend is dan dat elke uitslag een ander Re-getal heeft, die moet je ook nog eens kennen. Lastig is dus voorzichtig uitgedrukt.

 

Peter en Dirk,

Op de site KN-Airfoils van Klaus Niegratschka http://www.nuricom.de/Airfoils/ staat heel veel interessante informatie over vliegendevleugels. Met oa. voorbeeldberekeningen en ontwerpinformatie voor diverse vleugelvormen.

Zo ook is er een tabel met polairen voor een profiel waarbij de flap uitslag varieert van +2° tot -6° met de daarbij behorende Cl, Cd, Cmo en Re waarden. Dirk is dit wat bedoelt je met je opmerking over de gemodificeerde T2- polaire?

Daarnaast zijn veel tabellen voor diverse profielen te vinden met Cl/Cd/Cmo met flapuitslagen van 0° en-5°.

(Helaas lukt het me niet om deze tabellen in goed in de tekst te krijgen vandaar de verwijzing.

Mvrgr.

Houtjesplakker

 

H, wat een mooie informatieve site is dat !!!

Ga hem eens goed bestuderen.

Rick

 

Ha Dirk,
Waar ik nu volgens jouw de fout in gaat snap ik niet helemaal, want ik denk dat we gewoon hetzelfde bezwaar tegen de eenvoudige Cl/Cd kromme uiten.

Hier ben ik het dus me eens! Ik denk alleen dat dit voor het beoordelen van een s-profiel je erger op het verkeerde been zet dan jij inschat.

Hier denk ik dus van niet.

Inmiddels heeft Houtjesplakker een wonderschone link aangereikt die hierop in lijkt te gaan en voorlopig een flinke dosis studiemateriaal oplevert: daarvoor dank!
Ik ga hier eerst maar eens doorheen ploegen, want veel van mijn vragen lijken hier goed onderbouwd aan bod te komen.

 

Ik zal die mooie site van Hans eens bestuderen. Wanneer ... Ben een beetje erg druk de laatste tijd.

 

Ik ga gewoon eens in leesvolgorde reageren:

Hij geeft een vuistregel voor de ontwerp-Cl van een plank : Cl-ontw = Cm0/StMarge. Vervolgens adviseert hij de StMarge op 10% te houden. Dat resulteert in Cl-ontw = 10 x Cm0.
10% StMarge lijkt mij HEEL erg veel, gezien deze waarde bij de meeste planken (naar mijn mening) tussen de 2% en 4% ligt.
Het zal best vliegen, maar erg hard. Te hard denk ik om in NL een handstart voor een maiden te kunnen uitvoeren.

De vuistregels voor het bepalen van de vleugel-typen 1, 2, en 3 lijken me redelijk, maar .... Ik mis de typen 4 en 5. Dat zijn klonen van de typen 2 en drie, alleen omgekeerde pijlstelling (voorlijst recht & haaks op vliegrichting, achterlijst naar voren lopend). Die voorwaartse pijlstelling ontlast de tippen. Daardoor is die tipverdraaiing niet meer nodig (of kan veel kleiner blijven, 0 tot -1 gr ).

Het effect van de roeruitslag op de Cl-max is niet anders dan bij elk ander profiel. Het verlaagt de Cl-max omdat je het profiel erdoor ontwelfd. Door een omhoog uitgeslagen roer komt het hoogste punt van de welvingslijn immers minder hoog boven de (rechte) koordelijn uit.
Een S-slag-profiel heeft al een kleinere Cl-max dan een 'gewoon' profiel (omdat het eigenlijk een gewoon profiel is met al een iets omhoog uitgeslagen roer). Ga je dat roer nog verder omhoog bewegen, dan wordt de Cl-max nog kleiner.

Wat ik mis (hij zegt het zelf ook al met zijn opmerking "in der Vor – Computer-Ära") zijn de mogelijkheden van XFLR5.
Ik zou het meer zoeken in:

1. profielverloop:
   1. van dikker aan de wortel naar (1%-2%) dunner aan de tip,
   2. meer welving aan de wortel dan aan de tip (0,5% verschil),
   3. max dikte aan de tip 3%-4% meer naar voren aan de tip,
   4. max welving 1%-2% meer naar voren aan tip,
2. minder tipverdraaiing:
   1. geen tipverdraaiing voor snelle kisten
   2. hooguit 1 graad voor thermiekkisten
3. Zwaartepunt minder naar voren, maw. kleinere StMarge. 5% max.

Uiteraard eea. uitgebreid analiseren in XFLR5.

Dirk

 

In het algemeen helemaal eens met Dirk zijn opmerkingen. Vooral die over stabiliteitsmarge. Met 10% en langzaam vliegen heb je veel reflex (in profiel of omhoog geslagen roer) nodig wat de prestaties verpesten.

Bij vleugels die voldoen aan de plank definitie is de ontlasting van de tip bij voorwaartse pijlstelling of vice versa heel erg gering. Daarom zijn tipverdraaiingen niet nodig. De 3D stroming om de tip zal bij de relatief lage slankheden weinig tipovertrek risico opleveren.
De profielverloop suggesties zijn mogelijk relevant voor planken met vrij hoge slankheid (>8) maar voor lagere slankheden is een constant profiel naar mijn overtuiging niet wezenlijk te overtreffen.

Maandag a.s. heb ik gelegenheid om XFLR5 eens flink te laten werken. Suggesties voor simulaties zijn welkom.

Rick

 

Hoi Rick,
Als je toch gaat rekenen. Al enige tijd denk ik om thermiek electro-plank van ca 190 a 200cm spanwijdte met een koorde van 30cm en een positieve pijlstelling van 10° per zijde te bouwen. De vleugels bouw ik op de klassieke wijze. D-doos en ribben. Ik zit nog met de volgende vragen profielkeuze, ja/nee pijlstelling, winglets of centraal kielvlak?

Groet,

Houtjesplakker

 

Hans,

Is zoiets niets voor jouw? Nou is dit een behoorlijk snelle versie, maar thermiek varianten zijn ook mogelijk!

 

@houtjesplakker
Wat de laatste afweging betreft, lijkt me een kielvlak te prefereren. Winglets veroorzaken eerder 'yaw-effect'.

Kleine toevoeging:
...tenzij de peilstelling zo groot wordt dat het bouwtechnisch erg veel makkelijker wordt winglets te plaatsen. Maar ja, topic gaat over plankzwevers.

 

Ik heb wel een suggestie, maar kan niet op de naam van de "vliegende bijl" komen. Een jaar of drie, vier geleden hebben we schik gehad op de Weiherberg om een zware snelle vliegende vleugel te laten vliegen. Dat lukte niet echt. Alleen maar als je keihard vloog.....

Er is een bouwdraadje van op het forum. Ik vraag even na, en dan weet ik het hopelijk snel.

 

Gevonden! http://www.modelbouwforum.nl/threads/hermes-bouw-van-een-plank.123827/

Als referentie de extreme hoek in wellicht een interessante simulatie.

 

Voor de duidelijkheid wat mijn motivatie is:QUOTE="Peter Den, post: 3615472, member: 4515"]Mijn persoonlijk streven is overigens: prettig en betrouwbaar vliegende modellen te ontwikkelen waar relaxed mee te vliegen is.
Zuivere prestaties (wat dat ook moge zijn) vind ik van minder belang: stabiliteit des te meer.[/QUOTE]
Ik ga er maar even met gestekt been in
In dat kader is het wel leuk dat de Hermes hier weer opduikt.
In mijn opinie is dit nu typisch een voorbeeld van over-ambitie bij het ontwerp wat daardoor falikant mislukt.

Wat mij daar opvalt is dat Rick in dat draadje ook wel wat kritiser is wat betreft de effecten van hoge vleugelbelasting.
Quote"'Ik wil je absoluut niet afpraten van de plank, ze kunnen heerlijk dynamisch vliegen, maar het lijkt me bij de heel hoge vleugelbelastingen een flinke uitdaging. ''

Rick NL, 27 nov 2010 Meld
Iets wat ik mis bij beschouwingen vanuit de theoretische hoek is dat er dikwijls ontbreekt wat het in de praktijk ''brengt'' qua kwaliteit en kwantiteit.
Zo geloof ik bv niets van een zinnig effect van profielverloop op vleugeltjes van bv 2mtr of een significant effect vanuit een kleine negatieve pijlstelling.
Tipverdraaing op planken: hellingplanken zijn over het algemeen ingericht om ook rugvlucht te kunnen vliegen, dus dat is een beetje contraproductief maar als we aan de ene kant stellen dat ''up'' geven de cl verminderd waar komt dan de angst voor tipovertrek vandaan: oftewel: wat moet dat dan opleveren?
Wat wordt hier eigenlijk verstaan onder tipontlasting?
Als het hierover gaat(?): de verslechtering van vlieggedrag (tipovertrek) van tapse en elliptische tippen wordt dikwijls weggewuifd met tipverdraaing maar in feite levert dat een nog onrendabeler tip op: wat is de zin van dat alles?
Verder: hoe relevant is eigenlijk Clmax in deze verhalen, want a: het is heel onverstandig en oncomfortabel om dicht bij Clmax te vliegen en alweer: ''wass bringt dass den"?