Openingshoek V-staart

Rick NL

PH-SAM
In het draadje van de Orlice:
orlice-3-1-van-wanitschek
is het aan de orde gekomen en ik ben even verder gaan nadenken over de openingshoek van een V-staart.

Normaal wordt een stabilo-oppervlak beschreven met het zgn staartvolme, dwz het horizontaal staartoppervlak (Sh) maal de staartboomlengte (Lh)(van ¼ koorde vleugel tot ¼ koorde stabilo).
Dit moet in verhouding staan met het vleugel volume voor pitch stabiliteit te weten vleugeloppervlak (S) maal gemiddelde aerodynamiche koorde (mac).
De verhouding (Sh x Lh) / (S x mac) ligt tussen de 0.5 en 0.4 voor beginners resp. gevorderden toestellen.

Het zelfde voor het kielvlak maar daar wordt niet de koorde genomen maar de spanwijdte (b). De vergelijkbare formule wordt dan voor het verticale vlak:
(Sv x Lv) / (S x b) en dit ligt tussen de 0.025 en 0.02 voor modellen met een slanke romp voor het zwp, en tussen de 0.04 en 0.03 voor modellen met een hoge romp voor het zwp.

Als we van de bovenstaande waarden even de gemiddelden nemen kunnen we stellen dat (Sh x Lh) / (S x mac) = 16 x (Sv x Lv) / (S x b)
Hierin strepen we S en Lh weg want deze zijn voor een V-staart gelijk en houden dan over:
16 x Sv/b = Sh/mac

Dit kunnen we schrijven als:

Sv/Sh = (b/mac)/16 waarbij b/mac gelijk is aan de slankheid AR.

Dus Sv/Sh = AR/16

In het draadje over de V-staart en de X-staart v-tail-x-tail-het-verschil
zagen we dat het effectieve:
verticale oppervlak Sv gelijk is aan Stotaal x sin²ß
horizontale oppervlak Sh gelijk is aan Stotaal x cos²ß


Dus in de formule voor de hoek valt Stotaal weg en houden we over:

Sin²ß/cos²ß = AR/16 ofwel Tan²ß = 16/AR

Hiermee kunnen we de hoek uitrekenen. Met voor de openingshoek alfa = 180 - 2 x ß kunnen we met het gemiddelde voorbeeld een rijtje maken:

AR > Openingshoek
6 > 117°
8 > 109°
10 > 103°
12 > 98°
15 > 92°
18 > 87°
21 > 82°
24 > 78°
27 > 75°
30 > 72°​

M.a.w. De openingshoek van een V-staart is vooral afhankelijk van de slankheid, maar ook van het zijdelings oppervlak voor het zwaartepunt.

Bij een ontwerp van een model met V-Staart bepaal je eerst de benodigde oppervlakten alsof het een normaal ontwerp is met behulp van de in de 2e en 3e alinea gegeven criteria.
Je telt dan de beide oppervlakken Sh en Sv op en dit is het totale staart oppervlak.
De hoek tov horizontaal bepaal je dan door de wortel uit Sv/Sh te nemen, en dit is de tangens van de hoek.
Dus ß = Atan(Sv/Sh)½
Of gebruik voor de hoek het bovenstaande rijtje voor gemiddelde toestellen.

Rick
 
Laatst bewerkt door een moderator:
Ik ben eens aan het rekenen gegaan met de gegeven formule voor een kielvlak(geen V in mijn geval) over mijn bestaande modellen.
Blijkt dat ik mijn kielvlakken systematisch te klein zou maken (wellicht mijn vv verleden).
Valt mij op dat er in de formule geen rekening gehouden word met V-stelling (dit ivm 2-assers).
Klopt dit en heeft dit dus weinig invloed?
 
Ik ben eens aan het rekenen gegaan met de gegeven formule voor een kielvlak(geen V in mijn geval) over mijn bestaande modellen.
Blijkt dat ik mijn kielvlakken systematisch te klein zou maken (wellicht mijn vv verleden).
Valt mij op dat er in de formule geen rekening gehouden word met V-stelling (dit ivm 2-assers).
Klopt dit en heeft dit dus weinig invloed?

Dat klopt, de formule houdt daar geen rekening mee net zoals de de-stabiliserende invloed van de romp.
Deze factoren moet je in rekening brengen door de waarde van het kielvlak volume (Sv * Lv) / (S * b) groter te kiezen bij veel V-stelling of een hoge romp voor het zwp.

Bij een (te) klein kielvlak krijg je last van Dutch roll, bij een te groot kielvlak kans op spiraal instabiliteit.
Bij VV modellen is het laatste erger dan het eerste.
Bij RC kan je de spiraalinstabiliteit vaak wel met de knuppel opvangen.

Rick
 
Hier, onder de sectie files, vindt je twee excelsheets. Eeen voor kruis-/T-staarten, en een voor V-staarten.
Voor zover ik weet zijn die mbv. Mark Drela, of adhv. zijn formules ontwikkeld. Ze hebben hun correctheid ondertussen meer dan bewezen wat ik uit rcgroups opmaak.

Dirk.
 
Heren, thnx.
De Exelsheets kom ik niet in maar is geen probleem.
Als ik goed interpreteer zijn van enkele van mijn modellen de kielvlakken zo'n 25% te klein. (oa van het model in mijn avatar).
Had over dezen nog niet een lekker gevoel qua besturing.
De opmerking Dutch roll kan zeker kloppen: had dat echter nog niet als zodanig geinterpreteerd.
Ga dan ook als een speer de kielvlakken oppatchen naar meer oppervlak en van de week zo snel mogelijk proefvliegen.
 
Back
Top