stabiliteit vs manoevreerbaarheid

Ik zal XFLR5 wel eens downloaden en wat mee experimenteren. Niet alles zit nog even fris in het geheugen (ik ben ondertussen ook alweer meer dan 10 jaar geleden afgestudeerd), maar er komen me toch heel wat dingen bekend voor.

 

Beter kan ik het niet zeggen!!!

 

In het document 'XFLR5 and Stability Analysis.pdf
http://www.xflr5.com/docs/XFLR5_and_Stability_analysis.pdf

komt op een bepaald moment de definitie van het 'Tail Volume' (TV) ter sprake. Een van de parameters is hier LAelev. Deze wordt gedefinieerd als de afstand tussen de het punt 25% koorde (MAC?) vleugel en 25% koorde(MAC?) stabilo.

Ik heb gesuggereerd in m'n eerste post of die afstand niet afstand zwaartepunt 'drukkingspunt' kon zijn. Voor het type toestellen waar ik die analayse voor zou maken is het namelijk zo dat niet alleen het stabilo, maar ook de romp voor een belangrijk stuk lift genereerd.

En dan gaat het met name over indoor acro/3d toestellen met een 'kruisvormige romp': een romp van 2 depron platen. De horizontale 'rompplaat' en vertikale 'rompplaat' zijn vrij breed/hoog om voldoende torsiestijfheid van de staart te garanderen. De verticale rompplaat wordt dan nog eens extra hoog gemaakt ivm met voldoende draagkracht voor meskant vliegen...

In beide richtingen heeft de romp dus een aanzienlijk aandeel in de lift die door de staart wordt gegenereerd. Dat zou je dus kunnen meenemen in de stabiliteits analyse door het zgn. drukkingspunt als eindpunt voor LA(elev) te nemen ipv 25% koorde stabilo... het tailvolume TV wordt dan niet enkel bepaald door het stabilo (alsof er geen romp zit tussen vleugel en stabilo), maar ook de invloed van de romp wordt meegenomen...

 

Bij motorkisten en old-timer zwevers (vliegtuigen met een forse romp) heb je waarschijnlijk gelijk met je opmerking dat er van de romp een aanzienlijke invloed uit gaat. Vwb. F3B en F3J en schaalmodellen van noderne kisten vermoed ik dat die invloed maar heel marginaal is.

 

En dan zijn we terug bij af...

Waarom zou je in dat geval (vliegtuigen met een 'forse romp') ook niet bij het bepalen van de statische stabiliteit de voorgesteld afstand nemen ipv 25% koorde vleugel 25 % koorde stabilo

Akkoord dat dit niet hoeft wanneer de invloed van de romp 'te verwaarlozen' is...

 

Ondertussen beetje tijd gehad om het document ivm XFLR5 en stabiliteit door te nemen.
Mij was de term 'Tailvolume' niet bekend, maar het idee erachter is niks nieuws: pitching moment van de vleugel moet gecompenseerd worden door hefboom stabilo (liftcoëfficiënt stabilo x arm).

Heeft wel als gevolg dat m'n originele stelling van toepassing blijft op modellen - met een niet te verwaarlozen invloed van de romp - langs de topas (dwarsstabiliteit).

Aangezien in de bepaling van het TV het volledige vleugelprofiel in rekening genomen wordt (omwille van het pitchting moment), zou het drukkingspunt voor de neerwaardse projectie moeten bepaald worden zonder projectie van de vleugel (dus enkel neussectie en staart sectie). Bij modellen met een niet te verwaarlozen invloed van de romp moet volgens mij niet LA,elev gebruikt worden voor de bepaling van het TV, maar de afstand tot het drukkingspunt van de volledige neus- en staart sectie.

Wanneer de projectie van de vleugel wordt meegenomen, wordt het effect van de vleugel 2 x in rekening gebracht.

Zoals terecht in dat document wordt aangehaald is TV alleen niet voldoende voorwaarde voor langsstabiliteit... Het geeft enkel een verhoudig tussen Cm,vleugel en Cl,elevator. Je kan verschillende combinaties vinden, waarvan maar een deel van de combinaties ook vliegend zijn...

Wat wordt er conventioneel gebruikt als waarde voor Cm?
Neus oprichten is een + waarde of een - Cm waarde?

 

Ja. Tenminste in XFLR5 betekent positief: nose-up, en negatief: nose down.
Of dat ook in bv. FLZ-Vortex zo is, weet ik niet. FLZ werkt met de Eppler-code (niet met Xfoil) en ik meen mij te herinneren dat bij Eppler voor Cm het teken omgkeerd was.

Dirk.

 

Puur wiskundig gezien is in het geval van een zgn. "rechtsdraaiend" assenstelsel nose down een positieve waarde.

Bij een 2D voorstelling: als de waarde op de X-as van links naar rechts oplopen en de waarden van de Y-as van onder naar boven, dan zit de positieve Z-as naar je toe gericht.
De rechterhandregel zegt dan: duim van de rechtse hand in de richting van de positieve Z-richting: vingers geven de positieve draairichting aan... (nose down dus)

Het - teken bij de formule van TV (Cm, wing = -TV x Cl, elev) geeft idd aan dat bij XFLR5 net het tegengestelde van toepassing is: nose up is +. Dit is echter conventioneel... maar wel van belang als je er andere zaken bij gaat betrekken.

Probeer momenteel de 'thin airfoil theory' en TV principe te integreren om te kijken of dat bruikbare rekenresultaten oplevert. Thin airfoil theory kan volgens mij als goeie benadering dienen in het geval van dunne depron vleugeltjes... en Cl en Cm zijn heel eenvoudig te bepalen met een rekenbladje...

Over de thin airfoil theory nog het volgende: center of pressure en aerodynamic center liggen samen op 25% MAC, dus Cm,wing = 0 wanneer CG daar ligt, en dat voor elke invalshoek. Bij CG op 25% MAC betekent dat dus: meest effectieve elevator...

 

Dat lijkt me toch sterk afhangen van of het vlietuig van rechts naar links of van links naar rechts vliegt.

Mee eens, maar ook het meeste sturen, want er is geen enkele eigen-stabiliteit meer.

Dirk

 

Met het vliegen niet, dan draait het lokale coordinaten stelsel met de vliegrichting mee...

Ik ga er wel van uit dat de neuslijst op een x-coordinaat ligt die kleiner is dan die van de achterlijst. Maw. Als de X-as van links naar rechts oploopt, ligt de neuslijst links en de achterlijst rechts.