waarom vleugel slanker naar de tip?

Waarom zijn de meeste (bijna alle) vleugels smaller naar de tip toe?
Een reden zou kunnen zijn het beperken van de buigbelasting in het midden van de vleugel, maar dat vind ik toch niet zo'n sterke.

Is het niet zo dat een bepaald profiel optimaal functioneert bij een bepaald Reynoldsgetal?
En dat dit getal gelijk is aan koorde*snelheid*constante?
Dan zou je het profile dus optimaal benutten als je de vleugel overal even breed maakt?
Bovendien, een smalle tip betekent een lager reynoldsgetal bij de tip, dus eerder overtrekken aan de tip. Het lijkt me zeer ongewenst dat de stroming bij een stall als eerste aan de tip loslaat, dat geeft een sterke roll van het model.

Wat klopt er niet in mijn redenering?

Ron
 
Zonder de link van Berrie doorgelezen te hebben, mijn 'op mijn gevoel' antwoord:

Ron Gijzen zei:
Waarom zijn de meeste (bijna alle) vleugels smaller naar de tip toe?
Voor een betere 'wind-penetratie' de zwever krijgt een groter snelheidsbereik.

Ron Gijzen zei:
Bovendien, een smalle tip betekent een lager reynoldsgetal bij de tip, dus eerder overtrekken aan de tip. Wat klopt er niet in mijn redenering?
In de RCModelWorld staan altijd artikelen van Alasdair Sutherland. In een heeft hij dit ook eens uitgelegd.
Bottom line is dat jouw opmerking op gaat als de procentuele dikte gelijk blijft. Als de tip juist in procentuele dikte minder is dan de root zal er in veel gevallen minder snel stall bij de tip optreden.
 
Het smaller maken van de vleugel naar de tip is o.a. voor het verkleinen van de geinduceerde weerstand. Een vleugel met een elliptische liftverdeling heeft de minste geinduceerde weerstand. Een vleugel met een elliptische planvorm heeft toevallig ook een elliptische liftverdeling. Hoe 'rechter' de vleugel, hoe meer de liftverdeling van een elliptische verdeling afwijkt, en hoe groter de geinduceerde weerstand. Door een vleugel taps te maken (naar de tip toe kleiner wordende koorde) kom je meer in de buurt van een elliptische vleugel en dus ook meer in de buurt van een ideale liftverdeling.
Doordat zweefvliegtuigen veel met een relatief hoge invalshoek vliegen (langzaam) hebben ze relatief meer last van een 'niet-ideale' liftverdeling. Geinduceerde weerstand is nl het grootst bij hoge liftcoefficienten (langzaam vliegen). Bij snel vliegende vliegtuigen speelt dit allemaal wat minder, daar worden andere weerstandsvormen overheersend.
Het probleem van tip-stall wordt opgelost door de instelhoek van het vleugelprofiel naar de tip toe wat minder te laten worden. De vleugel is als het ware licht getordeerd. Dit heeft als bijkomend voordeel dat je hiermee ook weer dichter bij een elliptische liftverdeling kan komen. Dubbel goed dus.
 
De elliptische liftverdeling is idd de reden. Om een handelbare zwever te krijgen bij hoge liftwaarden maak je de vleugel "overelliptisch". Dat kost een paar % weerstand, maar je hebt een minder kritische vleugel.

Hans zijn opmerking dat dunnere profielen voor een minder stall gevoelig vliegtuig zorgen is niet helemaal waar. Het hang ook van de locale koorde af en de eigenschappen van de profielen bij de lokaal lagere Reynoldsgetallen. Wat wel DE waarheid is weet ik niet.

Zwevers die meer met hogere snelheden vliegen kunnen, in principe, bredere tips hebben. Een profiel met grotere koorde heeft een groter reynoldsgetal en heeft dien tegevolgen minder profielweerstand. Vliegen met hogere snelheden verlangt minder hoge liftwaarden (vanwege de snelheid in het kwadraat in de formule van "liftproductie"). Het stukje geinduceerde weerstand speelt dan dus minder mee. Je kan hier weer voordeel uit lagere profielweerstanden halen. De prijs die je betaald is meer snelheidsverlies in snelle bochten. Daar produceert de vleugel ook veel lift, dus heb je de geinduceerde weerstand weer die om de hoek komt. Al met al schipper je dus tussen diverse belangen en moet je de minst kwade uitvoering kiezen.

Hieronder een plaatje van een juist uitgekomen zwever. (een zelfde profielverdeling pas ik ook toe op mijn nieuwbouwzwever)

visionsport11.jpg


Een zwever die wel naar buiten dunnere profielen heeft is deze:

sharon_zeichnung2.gif


aan de rooth zit een SD7037 verlopend naar RG15 aan de tip.
 
Beste Ron,
Nog even een paar toevoegingen:
Redenen om een vleugel naar de tip toe te versmallen:
a) de fraaiere liftverdeling zodat er minder geinduceerde weerstand is, echter indien te smal werkt dit averechts, inderdaad vanwege het Renoldsverhaal.
b) constructief een betere krachtenverdeling
c) naar smaak: een mooier/eleganter gezicht

Redenen om een vleugel recht te houden:
a) eenvoudiger constructie, vooral bij ribbenmodellen.
b) aanzienlijk betere tip-overtrek eigenschappen
c) als je er van houd ziet het er ook best wel stoer uit: dus alweer een kwestie van smaak!

Overigens is er ook nog de gedachte dat een flinke rechte en hoekige tip weliswaar een flinke geinduceerde weerstand levert, maar ook een dusdanig scherpe en duidelijke wervel introduceerd dat die een extra gunstig effect heeft op de tipovertrek en de uiteindelijke weerstand.

In de praktijk vallen de verschillen in uitwerking tussen de vleugelvormen overigens erg mee en moet je je van een keuze voor bijvoorbeeld een erg gekompliceerde vorm, van het effect niet te veel voorstellen (mits niet te extreem gespitste tippen)
 
't is een beetje :offtopic: maar toch:

Waarom hebben modelzwevers vaak een elliptische voorlijst (althans, F3K en F3J zwevers) en hebben 1:1 zweefkisten allemaal een rechte voorlijst, soms zelfs een pijlstelling naar voren.

Die 1:1 kisten zien er bijna allemaal hetzelfde uit: Rechte voorlijst, T-staart. Saai hoor :(
 
Leon, ik moet bestrijden dat alle 1:1 zwevers rechte voorlijsten hebben. Zie hier een mooi voorbeeld:
Discus.jpg

Bij de discus (en meer types van deze fabrikant) zitten 2 knikken in de voorlijst. Dat de voorlijst niet helemaal een mooie gebogen vorm heeft zoals veel f3j kisten heeft constructieve redenen. Het is erg moeilijk om zulke grote dubbel gekromde oppervlakten te maken van composietmaterialen. De belastingen op een 1:1 zwever zijn ook iets anders dan bij een modelkist. De grote broers hebben veel grotere vleugelbelastingen en dus ook veel grotere mechanische belastingen op de vleugel.
Overigens is het simpelweg taps maken van een vleugel (tipkoorde kleiner dan wortelkoorde) ook al een benadering van een elliptische vleugel t.o.v. een niet-tapse vleugel. Dit gebeurt wel heel veel. Bij de open klasse vliegtuigen met spanwijdtes van 25m+ wordt niet zoveel tapsheid meer toegepast. Maar hier is de slankheid van de vleugel zo gigantisch groot dat daardoor de geinduceerde weerstand al heel laag is. De weerstandswinst door het buitenste deel van de vleugel dan ook nog een elliptische vorm te geven is dan heel minimaal, terwijl het wel constructieve problemen oplevert.
Het feit dat door vrijwel elke fabrikant een t-staart wordt toegepast heeft ook te maken met de weerstand. Een t-staart heeft minder weerstand dan een conventionele staart doordat je wat minder interferentieweerstand hebt (moeilijk verhaal dat ik ook niet helemaal begrijp) en doordat er geen 'tip' meer zit aan het kielvlak. Vleugeluiteinden geven altijd weerstand door wervelingen, het stabilo op het kielvlak voorkomt deze wervelingen nu. Een t-staart is constructief gezien wel lastiger dan een conventionele staart, maar blijkbaar weegt de weerstandswinst hier tegenop. Volgens mij heeft een v-staart nog minder weerstand, maar ik weet niet waarom dat vrijwel niet wordt toegepast in 1:1 zwevers.

Het feit dat alle vliegtuig zo op elkaar lijken duidt er m.i. op dat dit toch echt de ideale vorm redelijk benadert. Vroeger was de variatie in vormen bij zweefvliegtuigen (ook bij aandere soorten vliegtuigen trouwens) veel groter. Alles is steeds meer op elkaar gaan lijken omdat dit nu eenmaal de beste vorm is.
 
De eerste 1:1 zweefvliegtuigen met een eliptische vleugel worden ook al gemaakt, de Antares bijvoorbeeld:
Antares-18S-3Seiten.jpg


Ik denk dat de V-staart bij 1:1 zwevers niet veel wordt toegepast door zijn kwetsbaarheid bij buitenlandingen in hoog gewas. Bij DEZE buitenlanding van mij vorig jaar in vrij hoog koolzaad had een V-staart de landing waarschijnlijk niet overleefd. Dat er tegenwoordig alleen nog T-staarten met het stabilo bovenop het kielvlak worden gemaakt heeft deels dezelfde reden, verder lijkt het me dat een hoge T-staart meer buiten de turbulente stroming van de vleugel/romp ligt en dat het vliegtuig daardoor beter reageert op hoogteroeruitslagen.
 
mooie buitenlanding :wink: :wink:
is de vleugel van de Antares echt eliptische of is deze zoals zo veel zwevers met hoeken in de voorlijst, of hoe zeg je dat
als ik goed opgelet heb bij mijn theoriecursus zweefvliegen zijn er even veel punten die voor extra weerstand zorgen bij een V en een T staart maar heeft de T staar enkele voordelen, zoals DeltaMike al zij bij buitenlandingen en ook dat een T staart minder complex is en een beter vlieggedrag vertoont.

verbeter mij als ik fout ben
 
D'r is nog een nieuwe 1:1 zwever die een elliptische leadingedge heeft. Ik ben de naam kwijt, maar vorig jaar (of dat jaar daarvoor?!) deed die zwever het erg goed op het WK zweefvliegen.

Sorry dat ik niet duidelijke ben, maar misschien kunnen jullie mij aanvullen!
 
Berrie zei:
D'r is nog een nieuwe 1:1 zwever die een elliptische leadingedge heeft. Ik ben de naam kwijt, maar vorig jaar (of dat jaar daarvoor?!) deed die zwever het erg goed op het WK zweefvliegen.

Sorry dat ik niet duidelijke ben, maar misschien kunnen jullie mij aanvullen!

Inderdaad, de nr1 op het WK was een Diana II, ook met elliptische voorlijst. (Over "die zwever deed het erg goed": de zwever is qua prestaties vergelijkbaar met de 'oude' topkisten in die klasse, de ASW27 (en min of meer de Ventus2a). De Diana II werd alleen gevlogen door een poolse topvlieger. In 2005 werd de Diana II met dezelfde poolse vlieger op het EK nog verslagen door een Nederlandse vlieger in een ASW27, de verschillen zijn dus allemaal erg klein.)

De Antares heeft in ieder geval een elliptische voorlijst, vorig jaar nog naast die kist gestaan. Diana II lijkt ook wel een echte elliptische voorlijst te hebben, geen 'gehoekte'
DSC01526.JPG


Groeten,
Bart
 
de eindleisten van echte zwevers zijn doorgaans recht, omdat de roeren er dan veel makkelijker aan te maken zijn. er kan gewoon een lang scharnier zijn. (twee jaar geleden van Loek Boermans gehoord)

Groeten Halmar
 
Back
Top