profielkeuze van een vliegtuig

Discussie in 'Aerodynamica' gestart door robertboxhoorn, 8 apr 2011.

  1. robertboxhoorn

    robertboxhoorn

    Lid geworden:
    10 sep 2009
    Berichten:
    1.970
    Locatie:
    emmeloord
    hallo medemodelbouwers

    ik kwam een tijdje geleden een website tegen waar enorm veel profielen in staan
    het gaat om deze website:
    Airfoil Investigation Database - Welcome
    ik vraag me af wat de grafiekjes betekenen die bij de vleugelprofielen staan.
    ik weet dat een clark y profiel bij trainers vaak word gebruikt en een naca vaak bij jets en staart vleugelprofielen
    maar wat betekenen deze grafiekjes van dit profiel?
    Airfoil Investigation Database - Showing CLARK Y

    [​IMG]

    [​IMG]

    ik wil dit graag te weten komen omdat ik weet dat hier veel meer achter zit waardoor ik beter mijn eigen vliegtuigen kan ontwerpen

    alvast hartelijk bedankt
    Robert Boxhoorn
     
  2. lecraM

    lecraM

    Lid geworden:
    9 aug 2009
    Berichten:
    1.185
    Locatie:
    Gelderland, Winterswijk
    nou, hoe meer naar links hoe minder weerstand, hoe meer naar boven hoe meer lift.
    ieder punt van de lijn geeft de weerstand bij een bepaalde lift weer.
    de lift en weerstand worden gegeven in coefficienten, die je met een formule naar echte kracht bij een gegeven snelheid, oppervlakte, en luchtdichtheid kunt omrekenen. http://en.wikipedia.org/wiki/Lift_force (ineens deed die nasa link het niet meer, hmmmm..)

    bij dat onderste grafiekje heb liftcoefficient en momentcoefficient vs. de invalshoek.
    daarbij geven de kleuren dat bij verschillende reynoldsgetallen weer (een verhouding tussen viscositeit en traagheid)
     
    Laatst bewerkt: 10 apr 2011
  3. robertboxhoorn

    robertboxhoorn

    Lid geworden:
    10 sep 2009
    Berichten:
    1.970
    Locatie:
    emmeloord
    hartelijk bedankt!

    dus zo heeft dit profiel minder weerstand maar ook minder lift
    daardoor zou ik dit profiel dus eerder in een snel model moeten gebruiken als in een langzaam model.

    maar kun je dan dus ook een soort makkelijke berekening maken van
    mijn vliegtuig weegt 500 gram
    het profiel levert op 50 km per uur 500 gram lift per 50dm2
    de motor moet dan dus 400 gram trek kracht hebben om het model in de lucht te houden

    deze mate zoog ik wel even uit mijn duim maar hoe kun je die lift getallen en weerstands getallen omrekenen naar gewone getallen cm dm gr kg ?

    Airfoil Investigation Database - Showing MH 43 8.5%

    [​IMG]



    [​IMG]
     
  4. lecraM

    lecraM

    Lid geworden:
    9 aug 2009
    Berichten:
    1.185
    Locatie:
    Gelderland, Winterswijk
    jazeker, echter een vleugel is niet oneindig (niet 2D qua spanwijdte), dus de stroming rond de tippen beinvloeden het geheel, maar vanaf een spanwijdte 5x de gemiddelde koorde (slankheid, AR) komt het genoeg in de buurt.
    dan is best makkelijk álles ongeveer te berekenen.
     
  5. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Hoi Robert,

    Wat Lecram heeft geantwoord is waar, toch wil ik iets basaler in de materie duiken.

    De lift van een profiel is afhankelijk van snelheid, grootte van de vleugel (oppervlakte), koorde, aanstromingshoek, en van het profiel zelf. Omdat men niet voor elke vleugel aparte grafieken wil maken, maar liever één grafiek die voor elke vleugel is te gebruiken, heeft men het een tikkie anders aangepakt.

    Er bestaat het zgn. 'getal van Reynolds'. Op de pagina waar de url naar verwijst vindt je detail info, voor onze toepassingen kun je het Reynoldsgetal eenvoudiger uitrekenen: Re = 70 x k x v
    k = de koorde in mm's
    v = de snelheid in m/s
    Dus een vleugel met een koorde van 20 cm die vliegt met 36 km/h vliegt met een Re van 70 x 200 x 10 = 140000.
    Middels het getal van Reynolds is dus de vliegsnelheid en de vleugelgrootte (koorde) al ingebakken.

    Terug naar die grafiek. De lift van een profiel is ook nog afhankelijk van de aanstromingshoek waaronder het profiel door de aanstromende lucht wordt geraakt, en ... dat geldt ook voor de weerstand. We kunnen dus twee grafieken maken waarin we op de X-as de aanstromingshoek plaatsen en op de Y-as de lift c.q. weerstand.
    Om de eigenschappen van een profiel te beoordelen is de benodigde aanstromingshoek voor een 'lift x' niet zo belangrijk. Wel later als je het vliegtuig daadwerkelijk wilt gaan bouwen, maar niet nu bij de keuze van een profiel. En aangezien bij elke lift-Y-waarde via die invalshoek ook een weestand hoort, is het slim om beiden in één grafiek te combineren, en de invalshoek weg te laten. Dus zetten we op de x-as de weerstand, en op de y-as de lift. Zo'n grafiek noemen we de lift-weestands-polaire (of op z'n Engels een lift-drag-polar).

    De tweede grafiek die jij meegaf, bevat twee grafieken in één: de al door mij genoemde aanstromingshoek op de x-as, en de lift op de y-as, de andere grafiek bevat wederom de aanstromingshoek maar nu tegen het moment.

    Over het moment wil ik nu even niet meer kwijt dan dat een normaal uitziend profiel (niet een s-slag-type) de neiging heeft om de neus naar beneden te draaien. De grootte van dat draaimoment wordt in de grafiek weergegeven. Negatief = nose-down, positief = nose-up neiging.

    Er zit nog één venijnigheidje is die polaire: die kun je nl. niet meteen vertalen naar jouw vliegtuig. Middels het hoogteroer/stabilo kun je de aanstromingshoek van de vleugel regelen. En bij een andere aanstromingshoek hoort een andere lift. Bij een andere lift hoort een andere vliegsnelheid (want de massa van je vliegtuig verandert niet [hoop ik voor je] ). Maar bij een andere vliegsnelheid hoort wel een andere Reynoldsgetal (want je koorde verandert ook niet zomaar).
    Kortom, bij een vliegtuig hoort uiteindelijk een zgn. dynamische polaire die de lift en weerstand weergeeft bij de bij die lift behorende snelheid (vertaald in een Reynoldsgetal). De polaire die je meestal ziet, en ook die jij in je post hebt meegegeven is de zgn. statische polaire. Immers een dynamische polaire is weer specifiek voor een enkel vliegtuig en een statische is vliegtuigonafhankelijk.

    Ik hoop dat je er wat aan hebt.
    Gr. Dirk.
     
  6. robertboxhoorn

    robertboxhoorn

    Lid geworden:
    10 sep 2009
    Berichten:
    1.970
    Locatie:
    emmeloord
    phoe daar heb ik zeker wat aan ja!

    hartelijk bedankt ik zal dat eens goed gaan doornemen :D
     
    Laatst bewerkt: 11 apr 2011
  7. Ron Gijzen

    Ron Gijzen

    Lid geworden:
    28 nov 2006
    Berichten:
    277
    Locatie:
    Liempde
    Hoi Robert,

    Goede vraag, je boort in één keer het hart van de aerodynamica aan :)
    Voor een goed begrip kun je het beste een boek over het onderwerp kopen.
    Als je engels een beetje redelijk is, is dit een heel goede: 'Model aircraft aerodynamics' van Martin Simons. ISBN 1-85486-190-5

    Misschien dat anderen nog wel een goed nederlands boek kennen.

    Groeten,

    Ron
     
  8. Ariel

    Ariel PH-SAM

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.820
    Locatie:
    Hoorn NH
    Laatst bewerkt door een moderator: 19 nov 2015
  9. robertboxhoorn

    robertboxhoorn

    Lid geworden:
    10 sep 2009
    Berichten:
    1.970
    Locatie:
    emmeloord
    Na een lange tijd veel gebouwd te hebben en toch heb gevonden dat zweven echt mijn ding is kwam de gedachte weer op borrelen om mijn zwever door te rekenen:

    [​IMG]

    Er hing in mijn achterhoofd dat iemand ooit mij helemaal heeft verteld hoe het werkte en daar de tijd voor heeft genomen om het te typen maar toen was ik een stuk minder ver als nu.

    Zeg maar van depron delta's naar 3d geprinte negatiefmallen met vacuum getrokken vleugels :cool:

    Hier de info over de zwever en de liftformulle die ik heb gekregen van mijn earo docent

    Mini dlg earodynamica

    0.128m2 wing

    125,75mm=gem. Koorde
    1000mm=span

    Ar=7.95

    Mass=113gr

    Airfoil=ag12
    http://airfoildb.com/foils/1524

    V=5.5m/s=20km/h

    Re=70xk125.75xv5.5= 48510

    Re<40000=laminair

    Lift=1/2rho X V2 X CL X S

    0.5 bar x5,5^2 x 0.2 x 0.128=0.3872(?)
    Alpha=0

    0.5 bar x5,5^2 x 0.9 x 0.128=1,7524(?)
    Alpha=6

    Rho is dichtheid van de lucht
    V is de snelheid
    CL liftkrachts coëfficiënt
    S is vleugeloppevlak
    De cl waarde heeft een directe relatie met de invalshoek
    Drag=1/2rho X V2 X Cd X S

    Nu is het probleem dat er nergens de reynoldsgetallen in voorkomen dus hoe is de nauwkeurigheid? En in welke eenheid heb ik de lift getallen? Ik heb het vermoeden van kg maar weet het niet zeker

    En waar is die 70 vandaan in die reynoldsformulle van dirk? En is die hierop toepasbaar?

    Ik hoop dat jullie me verder kunnen helpen :)
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 17 nov 2015
  10. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
  11. Fotor

    Fotor Forum veteraan

    Lid geworden:
    10 sep 2006
    Berichten:
    5.899
    Locatie:
    Hillegom
    ....
    (per ongeluk dubbel gepost)
     
  12. Fotor

    Fotor Forum veteraan

    Lid geworden:
    10 sep 2006
    Berichten:
    5.899
    Locatie:
    Hillegom
    Robert, je gebruikt op zich de juiste formules, maar niet helemaal op de juiste manier.

    Eerst een paar korte opmerkingen
    Dichtheid rho is niet 1 bar (dat is een druk, geen dichtheid), maar 1,225 kg/m^3.
    De uitkomst van de liftformule is een kracht, die wordt dus gegeven in Newton. Jij denkt in kg, dan heb je het over massa. 1 Newton komt op Aarde ongeveer overeen met 0,1 kg.
    De 70k in de formule van Dirk is een benaderingsgetal. Het Reynolds getal is naast de snelheid en grootte van het profiel ook afhankelijk van de luchtdichtheid en de 'stroperigheid' van de lucht. Als je daarvoor waardes invult voor 'standaard' lucht op zeeniveau kun je de uitkomst goed benaderen met de '70k-formule'.

    Jij probeert een liftkracht uit te rekenen uitgaande van een bepaalde snelheid en invalshoek. Maar dat werkt in de praktijk wat anders. Tijdens een stationaire rechtlijnige vlucht is de lift gelijk aan het gewicht van het vliegtuig. Je vliegtuig weegt 113 gram, dus de lift is ongeveer gelijk aan 1N (ik rond het voor het gemak even af). De CL waar je mee vliegt hangt af van de snelheid waar je mee vliegt. Hoe sneller je vliegt, hoe kleiner de CL moet zijn om 1N te leveren (in de formule neemt V^2 toe, dus CL moet afnemen om op 1N lift uit te komen). Met je hoogteroer regel je de invalshoek, daarmee de CL, en daarmee dus ook de snelheid van het vliegtuig. Tijdens een stationaire (dus niet versnellende/vertragende) vlucht is alles met elkaar in evenwicht.

    De minimale mogelijke snelheid wordt bepaald door de maximaal mogelijke CL, deze is afhankelijk van het profiel (en het Reynolds getal).

    Het Reynolds getal gebruik je niet in de liftformule. Waarom is het dan toch zo belangrijk? De grafieken die de eigenschappen van het profiel bepalen (CL-invalshoek, CL-CD) varieren nogal met het Reynolds getal. Als je een profiel in een windtunnel test bij verschillende Reynolds getallen komen er voor elk Re-getal andere grafieken uit. Bij een laag Reynolds getal is het verband tussen CL en invalshoek dus anders dan bij een hoog Reynolds getal, idem voor de relatie CL-CD.
    Over het algemeen kun je zeggen dat een profiel beter gaat presteren bij hogere Reynolds getallen, in het bijzonder de verhouding tussen CL en CD verbetert, maar ook de overtrekeigenschappen kunnen beter worden. Onder een zeker Reynolds getal worden de prestaties (verhouding CL-CD) vaak heel fors slechter, het Re getal waar dat gebeurt noem je het kritisch Re getal. Deze waarde is per profiel verschillend. AG profielen hebben over het algemeen een erg laag kritisch Re getal, deze worden dus ook vaak gebruikt bij kleine en lichte modellen (laag Re getal), zoals de MiMi. Er zijn ook profielen met een hoog kritisch Re getal, deze zou je alleen moeten gebruiken op grotere en zwaardere modellen (groter Re getal). Onder het kritisch Re getal zal een profiel nog steeds vliegen, maar de glijprestaties zijn dan slechter.

    Je zegt dat bij Re<40.000 de stroming laminair is, maar dat is geen vast gegeven. Was het maar zo eenvoudig.... Wanneer de stroming overgaat van laminair naar turbulent verschilt per profiel, per invalshoek en ook nog eens met het Reynolds getal.

    Hopelijk wordt eea zo al wat duidelijker. Maar kom gerust met verdere vragen.
     
  13. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Hoi Robert,

    Raymond heeft het Re-getal al aardig uitgelegd.
    Hier gedetailleerder informatie.

    Daar staat ook de formule (de echte).
    De waardes voor [​IMG], [​IMG], en [​IMG] zijn redelijk constant voor ons. Die variëren niet essentieel tussen 0 en 1000m hoogte (voor een Boeing 747 op 10 km hoogte wel!). De uitkomst van die dingen is afgerond 70.000. Maar omdat wij onze koordes doorgaans niet in standaard SI-eenheden weergeven, maar in mm's (1000x groter) nemen we 70.000 / 1000 = 70. :D

    "[​IMG] = Karakteristieke lengte (in het geval van stroming door een buis is dit de diameter) [m]"
    Bedenk je dat het Reynoldsgetal uit de stromingsleer (-kunde) stamt, en zowel voor vloeistoffen als gassen geldig is. Het gebruik voor vloeistoffen (in buizen) komt vaker voor.
    Wij nemen gewoon de koorde. En ook hier: als je heel precies bent, neem je de lengte van het traject vanaf het stuwpunt (scheiding boven of onderlangs) van de lucht bij een bepaalde invalshoek, en dan meet je over de vleugelhuid tot aan de achterlijst. Dan blijkt het Re-getal voor boven en onder ook nog eens verschillend, en varieert ook nog eens met de invalshoek.

    Dirk
     
  14. robertboxhoorn

    robertboxhoorn

    Lid geworden:
    10 sep 2009
    Berichten:
    1.970
    Locatie:
    emmeloord
    Allerbij super bedankt voor de verheldering! :)
    Ik ga er deze week weer mee bezig maar ik heb eerst xflr5 op mn ipad gezet dus ben daarmee aan het stoeien, leuk en duidelijk programma!
     
  15. ron van sommeren

    ron van sommeren Forum veteraan

    Lid geworden:
    31 aug 2002
    Berichten:
    29.332
    Locatie:
    halverwege Tiel & Nijmegen, tussen Maas & Waal

Deel Deze Pagina