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Nurflügel mit Ranis

 
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UweH
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MessagePosté le: 03/07/2008 22:48    Sujet du message: Nurflügel mit Ranis Répondre en citant

Hallo Leute,

jetzt fang ich hier mal eine neues Thema an weil es so angeregt wurde und deshalb zum jetzigen Zeitpunkt, damit keiner glaubt, ich hätte seit dem Urlaub auf der faulen Haut gelegen.
Ich hab eine vorbildähnliche Klappluftschraubenrückstellung für meine Horten IIIe gebaut
(Retroplane: "Motorsegler ?[non] : iiiihhhhh Rolling Eyes )
und mich um einen Vollkohle-Thermiknurflügel gekümmert
(Retroplane: "Was für ein Baumaterial? [humm] , [non] [non] [non] [non] Rolling Eyes )
und bin fast an der Horten I verzweifelt
(Retroplane: [humm] [humm] [humm] [humm] ?)

Nach einem für Lothar relativ teuren Telefonat (sorry, ich werd mich revanchieren) halt ich aber an der Horten I fest und erklär hier nach und nach den Grund für meine Sorgen und wie ich mir die Lösung vorstelle. Ein bisschen was ist ja auch schon im
Horten I Projekt-Fred zur Sprache gekommen.

Stephan, ist das O. K., wenn ich die Ranis-Scrennshots hier klein reinstelle, Dir die lesbaren Dateien schicke und Du die dann austauschen tust? Ich benenn die Dateien auch eindeutig...

Das wird keine Ranis-Bedienungsanleitung und keine Konstruktionsanleitung für Nurflügel. Das bekannte Aerodynamikbuch von Michael Wohlfahrt und Karl Nickel (der die Horten-Originale geflogen hat Wink ) hat über 600 Seiten und ist schon vereinfacht. Ich fass mich viel kürzer und erklär noch viel weniger [camembert] Ich möchte nur ein paar grundsätzliche Dinge erklären und über ein paar Märchen andere Märchen erzählen Very Happy .

Jetzt gehts los, und zwar zuerst mit einem Punkt den Johannes angesprochen hat: erzeugt ein Teil eines Nurflügels Abtrieb?
Bei jedem Flugzeug gibt es für den Flügel eine Auftriebsverteilung oder besser Zirkulationsverteilung genannt, damit man sie nicht mit der Auftriebsbeiwertsverteilung verwechselt. Diese Verteilung wird in einem Diagramm dargestellt und wenn die entstehende Kurve eine Ellipse ist, was dem Graph (Sch... Mathe MDR ) von sin1 entspricht, ist der Widerstand von allen denkbaren Zirkulationsverteilungen der gegebenen Flügelgeometrie am geringsten. Das ist beim Nurflügel auch so, also eine Auftriebs- keine Auf-Abtriebs-Verteilung. Die Hebelarme und Kräfte des Auftriebs über die Flügelfläche, gerechnet zum Schwerpunkt, halten sich im Normalflug fast die Waage. Das ist beim Nurflügel so, beim Leitwerkler nicht, deshalb benötigt der Leitwerkler zum Kräfteausgleich noch den Zusatzflügel hinten oder vorne, das Leitwerk eben..und das gilt auch nur ohne Ruderausschlag. Bei voll gezogenem Höhenruder erzeugen sowohl Höhenleitwerk als auch Nurflügelhinterkante Abtrieb.
Da die Funktion des Leitwerks beim Nurflügel in den Hauptflügel integriert ist, wird das Flugzeug schwieriger, weil ein Bauteil mehr Funktionen erfüllen muß. Das Ranis-Programm kann einige dieser Funktionen für Flugzeuggeometrie, Gewicht und Flügelprofile simulieren.
Die wichtigsten sind:
- Auftriebsverteilung
- Momentenhaushalt (Absturz, Pumpen oder Gleitflug), also stabiler Flug (Jippieh Very Happy ) oder nicht (Absturz Sad )
- Einfluß von Rudergeometrie und Ausschlaggröße auf das Flugverhalten
- ungefähre Confused Leistungsdaten

Im Ranis ist das Eppler-Profileprogramm integriert, damit lassen sich theoretische Flugleistungen für einen Flügel ohne Baufehler simulieren, diese dienen als qualitative Kontrolle der eingegebenen Flugzeugdaten.

Aber erstmal beginnt man mit der Eingabe der Flugzeuggeometrie des Vorbilds, z.B. Storch IV von Alexander Lippisch oder Horten I von den Gebrüdern Horten und wenn ich euch nicht zu sehr mit dem Theoriezeugs langweile, mach ich bald mit der Eingabe der Horten I weiter Rolling Eyes

Viele Grüße,

Uwe.



Ein Flügel genügt
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Lothar Mentz
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MessagePosté le: 04/07/2008 06:56    Sujet du message: Répondre en citant

Na Uwe,

dann mach mal... Very Happy

Vor allem, wenn Du eine Lösung hast im Ranis, lass mir mal die Datei zukommen, damit ich das CAD anwerfen kann. Wie man aus dem Ranis Profile rausbekommt, kann ich dann ja im Horten Ib/c Thread schildern. [humm]

Und rede nicht soviel vom Storch, sonst hast ganz schnell den Tiroler auf dem Hals MDR MDR

Gruß

Lothar



http://www.segelbootrefit.de/wordpress/
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Johannes
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MessagePosté le: 04/07/2008 07:14    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Uwe,

Endlich mal einer der es "einfach" erklähren will Very Happy

Da hätte ich eine Bitte: Wenn du in deiner Abhandlung vielleicht auch so einfache Wörter wie - Zirkulationsverteilungen - kurz erklähren würdest
würde ich es auch als Nichttheoretiker besser verstehen können.

Da wären noch so einige Wörter deren Begiff mir nicht so eindeutig sind Confused Doch ich frage lieber nacheinander sonst bekommst du noch ne Kriese Embarassed

Der Tiroler hat einen seeeeehr guten Geschmack - ich aber auch! Very Happy
War der Wink mit den Zaunpfahl heftig genug? [humm]

Gruß aus Leichlingen
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UweH
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MessagePosté le: 04/07/2008 09:24    Sujet du message: Erklärungen zur weiteren Verwirrung Répondre en citant

Hallo Johannes,

"einfach" wird es sicher nicht, sonst würden uns mehr Nurflügel im täglichen Leben um die Ohren fliegen [non]
Die Erklärung wird eher "vereinfacht", das heißt um komplett durchzusteigen kommt man nicht um das Nachlesen des ein oder anderen Zusammenhangs in der Literatur rum, denn ich kann in diesem Rahmen nicht mehrere hundert Buchseiten ersetzen Rolling Eyes
Das heißt auch, die aerodynamisch Versierteren mögen mir die eine oder andere grenzwertige Vereinfachung verzeihen.
Ich versuch mich an der Sendung mit der Maus zu orientieren Wink .

Also Erklärungen:
Wenn die Luft um den Flügel herumströmt (Zirkulation), verursacht sie Kräfte, die auf den Flügel wirken. Das sind im Wesentlichen:
Auftrieb, Widerstand und ein Drehmoment um die Querachse, die als gedachte Achse von Flügelspitze zu Flügelspitze geht.
Der größte Teil des Widerstands entsteht durch den Auftrieb selbst (!!!!) und eine Veränderung der Verteilung des Auftriebs auf dem Flügel verursacht auch eine Veränderung des Widerstands.
Bei der Auslegung eines Flügels versucht man die Profile und Geometrien des Flügels so zueinander anzuordnen, daß das Flugzeug mit möglichst wenig Widerstand von selbst, also "Eigenstabil" fliegt.
Bei den Originalnachbauten entfällt dabei die Veränderung der Geometrie, denn die ist ja vorgegeben, außer man schummelt. Wenn das Original ganz schlimm war, kommt man wegen der Modellverkleinerung ums schummeln oft nicht rum.
Je mehr man verkleinert, umso schwieriger wird die Aerodynamik, weil man sich bei Modellen an der Grenze der Chaostheorie (nichtlineare Zusammenhänge) bewegt.
(Habt ihr Euch mal überlegt, warum Insekten kein Quabeck-(Laminar)profil benutzen? Wink )

Für das "Schummeln" und das aerodynamische Konstruieren, benutzt man Vergleichszahlen (z. B. Re-Zahl=dimensionsloser Vergleichsfaktor) und die Diagramme von Rechenverfahren.
Eins davon ist die Zirkulationsverteilung, die die Verteilung der Auftriebskräfte und damit auch die Widerstände aus dem Auftrieb selbst zu einem bestimmten Zeitpunkt des Fluges simuliert und beschreibt.
Zur Festlegung des Zeitpunkts des Fluges für die Simulation spielt der Auslegungs-Auftriebsbeiwert eine große Rolle, sowie Pfeilung und Verwindung usw.. Aber dazu komme ich später am konkreten Beispiel.

Das soll für jetzt erstmal genügen mit der trockenen Kost 24 , bald gehts weiter, alles getreu dem Motto: ...und kannst Du sie nicht überzeugen, dann muß du sie verwirren Laughing

@Lothar: ich hab den verfeinerten Durchlauf noch nicht gemacht, hatte den USB Stick bei der Dienstreise Zuhause vergessen.
Übers Wochenende bin ich unterwegs in Aachen, ich komm also wahrscheinlich erst nächste Woche dazu. Du kannst Dich beim zeichnen ja an einer anderen Horten vergnügen, es soll ja noch welche geben, die Du noch nicht gezeichnet hast Wink MDR

Viele Grüße,

Uwe.

P.S. ICH REDE NICHT VOM STORCH [non] [non]
..hat jemand Bilder vom Stoch IV-Original? MDR MDR



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Johannes
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MessagePosté le: 04/07/2008 13:04    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Uwe,
Citation:
Ich versuch mich an der Sendung mit der Maus zu orientieren .

Jetzt hast du mich verstanden [good] Die Sendung fand ich immer schon am besten Wink
Bei deinen Erklährungen verstehe ich wenigstens die Grundzusammenhänge - und viel mehr will ich auch nicht da mir das Bauen, also die Praxis einfach mehr Spaß als die Rechnerei mit der Theorie, dafür sind ja andere da MDR

Deswegen erst mal vielen Dank für die "einfache" Erklährung [clap]
Gruß Johannes

P.S.: Darf ich noch mehr fragen Confused
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UweH
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MessagePosté le: 04/07/2008 13:41    Sujet du message: Répondre en citant

Citation:
P.S.: Darf ich noch mehr fragen


..ja natürlich Wink .....solange Du keine ernsthafte Antwort erwartest MDR

Aerodynamik ist Praxis, oder warum glaubst Du, daß die Bienen seit der Erfindung von Aerodynamikprogrammen für den Computer zu Fuß gehen?
Es wurde eindeutig theoretisch nachgewiesen, daß Bienen praktisch gar nicht fliegen können Rolling Eyes MDR MDR

Wenn man am liebsten baut, ist Nurflügeln ohne Theorie gar nicht schlecht, man kommt viel zum bauen und wenig zum fliegen.
Das hab ich 15 Jahre so gemacht, ein paar Bauwerke aus der Zeit waren wegen schlechter Flugleistung oder Flugeigenschaften meist entweder in der Werkstatt oder am Boden Confused
Das Ranis-Programm brachte da Licht ins Dunkel weil damit die notwendigen Berechnungen der komplexen Abhängigkeiten schnell und einfach für jeden durchzuführen sind, der ein paar Grundlagen begriffen hat.
Diese Grundlagen will ich anhand des praktischen Beispiels Horten I aufzeigen.

Grüßle,

Uwe.



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Johannes
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MessagePosté le: 04/07/2008 19:11    Sujet du message: Répondre en citant

Citation:
Diese Grundlagen will ich anhand des praktischen Beispiels Horten I aufzeigen


hi Uwe,

ich werde deine Abhandlung mit Argusaugen verfolgen Wink
und bestimmt weiterfragen aber nicht meckern denn ich habe ja die schriftliche Freigabe gerade von dir erhalten Very Happy

Nun werde ich den Rechner für 11 Tage ausschalten und mich einer
wichtigeren Sache wittmen - erst in die Alpen und dann zu Retroplane Very Happy

Ein paar von euch sehe ich ja endlich bald wieder
und der Rest? ---- dann passt mal aufs Forum auf!! [nananere]

Nichts für Ungut Johannes
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Walter
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MessagePosté le: 04/07/2008 22:35    Sujet du message: Répondre en citant

...Storch IV??? Hab ich da Storch IV gelesen... [houla]

Ganz spannendes Thema...und ich hab haufenweise Bildchen und einen Plan... [arf]

Ich bin gerade nach zwei sehr heftigen Arbeitstagen nach Hause gekommen und gleich die ersten "UweH Nachhilfeposts" verschlungen - Danke dass Du Dir die Mühe machst [clap]

Ich werde ja nach Retroplane 2008 ein wenig leiser treten und kein "Großprojekt" auflegen sondern meine Zeit ein wenig diesen Dingern ohne nachfliegendes Hinterteil widmen. Es reizt mich auch die fliegerische Seite - aber am Ende sollte ein Flugzeug entstehen dass ich im Flieger mit nach Irland nehmen kann. Und natürlich die Möglichkeit endlich einen Oldiemotorsegler durch einfachen Tausch der "Gondel" zu bekommen.

Jupp Wimmer hat dazu einen Plan gezeichnet den ich ganz interessant finde - allerdings vom Konzept her ganz anders als Horten NF.
Er nimmt ein vereinfachtes S-Schlagprofil (gerade Unterseite) - und da würde mich natürlich brennend interessieren was das Ranis hier auswirft - ich glaub das hat noch niemand gemacht.

Er selber beschreibt das Modell als "Alltagsflieger" mit passablen Flugleistungen. Das kann viel und gar nix sein...
Mit dem Motorrumpf (er hatte einen 6,5ccm Viertakter drin) dachte ich eher dass es mehr in Richtung Motorflieger geht. Allerdings hat er auch gleich einen einfachen (und Widerstandsärmeren) Seglerrumpf gezeichnet der seinen Aussagen nach passable Segeleigenschaften haben soll.

Ich bin das Thema nun einfach von der praktischen Seite angegangen und habe einen Tabu gebaut (Pfeil mit einem S-Schlagprofil innen) um mal zu sehen was da fliegerisch zu erwarten ist und ein wenig Erfahrung zu sammeln.

So - jetzt hast Du den Tiroler am Hals... MDR

Grüße
Walter
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UweH
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MessagePosté le: 05/07/2008 01:00    Sujet du message: Répondre en citant

Moin Walter,

oh Mann, da hab ich ja was angefangen Confused , schön daß wir im Technikbereich und nicht im "Hortenbereich" sind [humm] , deshalb darf ich ungestraft "storchen" Very Happy Laughing MDR

Ich hab da mal was über das "Grunau-Baby ohne Schwanz" gefunden, (vom Grunau-Baby gabs übrigens auch eine Motorsegler-Version), ich kannte den Storch IV seit 20 Jahren nur als Segler aus dem Buch von Werner Thies, wo eine schön vermaßte Skizze drin ist. Aber heute nun das:




Der Storch V Motorsegler... Cool Cool
Der Storch IV und der Storch V haben den gleichen Flügel, der Rumpf und die Endscheiben sind verschieden. Das Bauteil mit dem meisten Arbeitsaufwand ist also gleich, der Rest nach Einsatzzweck austauschbar.

Was man dem Storch auf den ersten Blick nicht ansieht: er ist seiner Zeit in vielen Punkten voraus gewesen und ist selbst unserer Zeit heute noch in Vielem voraus.
- Er hat Endscheiben (neudeutsch: Winglets), die in Form und Position fast Ideal sind (beim Storch IV), weil sie Auftriebsüberlagerungen zwischen Flügel und Endscheibe entkoppeln und damit zu gutmütigem Abreißverhalten und geringem Widerstand führen
- Er hat fast ideale Ruder, die keine Längs-Ruderspalte haben. Klebt man den Quer-Ruderspalt auch noch beweglich ab, hat man absolut spaltfreie Ruder.
- Die Pfeilung ist für die Zeit relativ hoch, deshalb kannst Du die stark gewölbten S-Schalgprofile von "Herrn Fürchtegott" ruhig in der Krabbelkiste lassen. Das bietet Raum für moderneres, vielseitigeres bei der man nicht in der Motorseglerversion mit Verbrenner übermotorisieren muß.

Endscheiben, Querruder und Pfeilung sieht man hier am Storch IV ein bisschen:




Insgesamt krankt das Original lediglich an der falschen Entwicklungsrichtung der Flügelprofilierung mit stark tragendem Innenprofil und stark tragendem Außenprofil, das "falsch rum" eingebaut wurde. Die Differenzen bei Auftriebsbeiwerten und Profilmomenten führen zu leistungsmindernden Konflikten zwischen Innen- und Außenflügel Sad . Das macht man heute erfolgreich anders Wink und nähert die Profile einander an. Man muß dabei aber immer bedenken, daß es an sich falsch ist von Innen- und Außenprofil zu reden, denn bei einem Strak hat man ja einen fließenden Übergang und nur Basisprofile, alles dazwischen hat andere Eigenschaften als die Originale.
Die modernen Wingletpfeile haben meist ein durchgehendes Profil bis zum Winglet, wo sich das Basisprofil dann den Kopf an der Endscheibe stößt, etwa so: [grrr]
..und weil das weh tut, fällt zuerst die Strömung vom Flügel und dann der Flieger vom Himmel (siehe in der Fachliteratur auch: Querströmung am Pfeilflügel und abwandern der Grenzschicht)

Ich komme ja ursprünglich aus der Wingletfliegerszene und hab den Intensivkurs bei den Hortens erst gemacht, als ich Lothar kennengelernt habe (leider noch nicht persönlich, aber der August ist nicht mehr weit).
Ich möchte Lothar ganz arg für die Motivationsschübe und den extrem fruchtbaren Gedankenaustausch danken [clap] [clap] [clap] , denn die haben für beide Fraktionen gegenseitig neue Erkenntnisse gebracht, sowohl fliegerisch Lothar-Uwe, als auch konstruktiv Winglets-Horten Wink
Ich hoffe das geht in Zukunft so positiv weiter [fouet] [good]

Jedenfalls, um für heute zum Ende zu kommen, ich werde nächstes Jahr wohl doch keinen Habicht bauen, der Storch gefällt mir als Retroplane besser Very Happy . Die Horten I ist vorhin aerodynamisch fast fertig geworden Wink und dann möcht ich mal schauen, was man heute aus dem Storch so rausholen kann [humm] , ohne die Optik nachteilig zu beeinträchtigen Confused
In diesem Beitrag kann ich dabei auch gleich noch die Unterschiede zwischen Horten und Wingletpfeil am praktischen Beispiel erläutern, ich hätte eh drauf eingehen müssen, wenn ich den Fred Ernst nehme.

Holz als Werkstoff ist sehr schön und als Baumaterial für ein Flugzeug einfach wunderbar [amen]

Viel Grüße und Gute Nacht,

Uwe Zzz Zzz Zzz Zzz Zzz Zzz Zzz



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Jörg
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MessagePosté le: 05/07/2008 06:10    Sujet du message: Répondre en citant

Juhu dann freu ich mich schon mal Gedanklich auf das bauen udn versuch mich mal in papferfliegerm auf Fehmarn Cool

Gruß

Jörg



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Walter
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MessagePosté le: 05/07/2008 08:01    Sujet du message: Répondre en citant

Shocked...das ist "Projektnapping"... MDR

Hi Uwe,

...interessant was Du hier schreibst. Man liest ja dass der Storch IV außerordentlich gutmütig gewesen sein soll.
Die Geschichte mit dem "umgedrehten" Außenprofil sieht man gut bei der Zeichnung von M. Simons - ich hab sowas noch nie gesehen und der Sinn hat sich mir noch nicht erschlossen (was allerdings bei meinen rudimentären bzw. "intuitiven" Wink Kenntnissen nicht verwunderlich ist... Rolling Eyes )
Interessant finde ich auch die Profilierung der Winglets - Außenseite gerade, Innenseite zum Flügel hin gewölbt. Ich dachte mir dass das vielleicht einen stabilisierenden Effekt gibt - andererseits denke ich mir dass an den Winglet ja durch diese Profilierung eine seitlich gerichtete Kraft ergibt die auf die Strömung des Außenflügels Auswirkungen (im Sinne einer "Störung") haben müßte... [humm]

Nachdem Texte mit Bildchen immer interessanter sind....





Auch spannend - ich habe viele verschiedene Versionen gefunden. Angefangen von einem Storch Schulgleiter bis zum bodenstartfähigen Storch IV mit Motor vorne. Blöderweise sind viele meiner Bilder als Bidmap vorhanden - ich hab mich noch nicht damit beschäftigt wie man das ins jpeg Format umwandeln kann... Rolling Eyes

Bautechnisch gibt der Storch einiges her - v.a. die Nasenbeplankung. Nur ein sehr schmaler Streifen vorne und 2 Holmpaare. Also ist Torsion sicher ein Thema das man beim Nachbau angehen muß. Soweit ich gesehen habe wurden beim Orginal die Rippen kreuzweise innen verspannt. Ein Teil der Kräfte wurde wohl auch durch die Streben abgefangen. Man findet sowohl V-Streben als auch 2 parallele Streben in den verschiedenen Zeichnungen...

Auch wenn der Storch auf den ersten Blick "einfach" aussieht - ich glaube da gibt es bei der Konstruktion bzw. bei der Umsetzung einige Nüsse zu knacken. Jupp Wimmer hat das wie ich meine ganz elegant gemacht - nachdem mir seine Philosophie sehr gut gefällt vermute ich dass man da nicht wirklich was falsch machen kann. Insofern würde mich ein Ranis Vergleich seiner Konstruktion mit einer "UweH"-Version sehr interessieren.

Du siehst also - viel Arbeit - also ran an den PC [fouet] ....hast ja jetzt Zeit während wir unsere vielen Baustunden über den Felsen werfen... Confused

Wink
Walter
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Stephan
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MessagePosté le: 05/07/2008 09:12    Sujet du message: Répondre en citant

« UweH » a écrit:
... , schön daß wir im Technikbereich und nicht im "Hortenbereich" sind [humm] , deshalb darf ich ungestraft "storchen" Very Happy Laughing MDR

... dürft ihr nicht [arf]. Ich fände es gut, das allgemeine Ranisthema vom Storchenthema zu trennen. Sagen wir so, sind es nur ein paar wenige Threads ist es egal. Wollt ihr das Thema intensiver angehen, dann ist es der Übersichtlichkeit wegen besser beides zu trennen. Ich schau mal zu und dann handle ich [humm] oder auch nicht Laughing
Stephan
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UweH
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MessagePosté le: 05/07/2008 10:07    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Stephan,

das Thema heißt Nurflügel im Ranis, glaub ich Rolling Eyes , und da die Horten und der Storch zwei der drei wichtigsten Entwicklungswege bei den Nurflügeln zeigen (der 3. Weg sind Brettnurflügel), würde ich mich gern bemühen anhand der beiden Flugzeuge die wichtigsten Parameter und Unterschiede der aerodynamischen Konstruktion aufzuzeigen [humm] .

Wenn die Aerodynamik steht, sollte man dann den neuen Thread für den Storch aufmachen. Den für die Horten I gibts ja schon Wink

Einverstanden?

Ich bereite aber zunächst den Storch im Ranis vor, da hab ich noch nichts gemacht und dann gehts richtig los, das wird noch ein paar Tage dauern Very Happy Lothar bekommt aber schon mal den aktuellen Stand der Horten I zur Kontrolle.

@Walter: Das mit dem umgedrehten Außenprofil hab ich bei einem Flieger von Franz Schuster mal mit meinem alten S1510-Zweckmodell vergleichen können. Größe und Flächenbelastung waren gleich, trotzdem konnte ich bei nachlassendem Wind am Braunkohleloch in Inden noch 8-10 m Startüberhöhung erfliegen, als sich Franz nicht mehr halten konnte.
Der Sinn ist der gleiche wie bei einer Schränkung: Außen Verringerung des Auftriebs im Vergleich zum Innenflügel. Da Alexander Lippisch stark gewölbte Innenprofile verwendet hat, die einen hohen negativen Profilmoment haben, mußte er stark schränken um Momentengleichgewicht herzustellen. Er hat das nicht nur geometrisch durch verdrehen des Flügels getan, sondern auch durch anders rum gewölbte Außenprofile, die dadurch einen positiven Profilmoment bekommen.
Die Sendung mit der Maus Laughing :
Die Luft will den Profilschnitt außen mit der Nase hoch drehen wenn das Profil auf dem Kopf steht, in Normalposition Innen drehts die Nase nach unten und das gleicht sich beim Fliegen aus.

Ich hoffe nicht, daß jemand nach dem Treffen ganz dringend ein neues Bauprojekt haben muß Rolling Eyes .
Ich wünsche hier schon mal den Urlaubern einen wunderschönen Urlaub und dem Treffen ein gutes Gelingen [good] , viel Spaß und Holm und Rippenbruch.

Uwe.



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Stephan
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MessagePosté le: 05/07/2008 12:44    Sujet du message: Répondre en citant

« UweH » a écrit:
Wenn die Aerodynamik steht, sollte man dann den neuen Thread für den Storch aufmachen. Den für die Horten I gibts ja schon Wink

Einverstanden?

Ok, leg los [good]
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Walter
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MessagePosté le: 05/07/2008 22:10    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Uwe,

...ich hab´s geschnallt...sogar ohne "mit der Maus"... Laughing
Ich staune wie das der Lippisch hinbekommen hat...also das Momentengleichgewicht durch Verwindung und "verkehrtes" Profil herzustellen. Ich vermute die Grenzen zwischen zuviel und zuwenig liegen recht nah zusammen.
Und das zu einer Zeit wo 1. "zu Fuß" gerechnet wurde und 2. vieles noch nicht bekannt war...

Bleibt also noch die Wingletgeschichte. Wird das nicht bei den Modernen auch so gemacht? Also Profilwölbung nach innen - ich meine sowas mal bei Quabeck gelesen zu haben... [humm]

Meine Bitte - auch die Fürchtegott Variante mal im Ranis rechnen - als Vergleich sicher interessant. Ich erzähl da so was ich alles wissen möchte und hab dabei keinen blassen Schimmer ob die Eingabe ins Ranis viel Zeit braucht... Rolling Eyes

Naja - ich denke Du wirst es mich wissen lassen wenn es zuviel is... Wink

Grüße
Walter
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UweH
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MessagePosté le: 06/07/2008 22:58    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Walter,

um das Flugzeug mit der Kombination zum Fliegen zu bringen brauchts gar nicht soooo viel [non] , aber damits auch wirklich gut und leistungsfähig fliegt Confused ....dann baut man halt ein paar mehr Versuchsflieger, deshalb gibt es so viele Lippisch-Störche und Horten Versuchsflugzeuge Wink .
Wir habens heute etwas leichter, denn wir können auf die Erfahrungen von damals zurück schauen und den Rest machen Computer. Zum Glück gehört zum Fortschritt aber auch noch ein bisschen Bauch-Innovation und das macht auch wieder Spaß Very Happy

Die profilierten Winglets sollen im Kreisflug durch ihren Auftrieb das Flugzeug "stützen", also zu mehr Flugstabilität und Gesamtauftrieb im Kreisflug führen. Dadurch werden die notwendigen Ruderausschläge verkleinert und Widerstand gespart.
Leider steht der Auftrieb der Winglets mit dem Auftrieb des Flügels im Zusammenhang Confused : die beiden überlagern sich und führen gerade bei modernen Wingletpfeilen gerne mal zu Auftriebsüberlastungen im Außenflügel am Wingletfuß, was zu erhöhtem Widerstand und Strömungsabrissen führen kann [beuuh] .
Bei Lippisch war das mit dem umgedrehten Außenprofil sicher kein Problem und vermutlich deshalb der Storch so gutmütig. Die Hortens gehen dem Problem ganz elegant aus dem Weg und lassen das Winglet einfach weg, aber ich bin eher dazu geneigt zu sagen, daß die Hortens das Winglet um 90° nach unten umklappen und in Spannweitenrichtung an den Flügel ansetzen. Der Leistungsverlust der Hortens wurde lt. Reimar Horten damals einfach dadurch kompensiert, daß man das Flugzeug mit mehr Spannweite baute, also ist das mit den umgeklappten Winglets vielleicht gar nicht so weit her geholt?

Am meisten Zeit im Ranis benötigt die Eingabe der Geometrie und das variieren der Parameter zur Optimierung [humm] Einen bereits eingegebenen Flügel mit einem anderen Profil zu testen ist eine Sache von wenigen Minuten. Allerdings brauchts dazu das Profil als .dat - Datei, sonst gehts gar nicht. Hast Du die Profile von Jupp Wimmer als .dat -Datei oder wie hast Du die? Rolling Eyes

Ich geb die Geometrie des Storch diese Woche mal ein und dann schaun mer mal. Einen sehr großen Widerstandsanteil hat bei dem Flugzeug der Rumpf und das Wichtigste dabei ist das Ross und Reiter zusammen passen. Ross=Flügel mit richtigem Profil, Reiter = fetter Rumpf. Das ist schwer zu simulieren, aber da hilft Bauchgefühl und das ist Johannes sicher symphatisch.

Viele Grüße und Gute Nacht,

Uwe. Zzz Zzz Zzz

P.S.: Am Wochenende eine dreiviertel Flugstunde Horten IIIe, trotz keine Thermik, und trotz heiklem Start bei viel turbulentem Wind in Aachen alles heile...auch schöööön Very Happy ...und die neue vorbildähnliche Stahlfeder-Klappluftschraubenrückstellung funktioniert einwandfrei Very Happy Very Happy



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UweH
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MessagePosté le: 13/07/2008 22:31    Sujet du message: Répondre en citant

So Leute,

genug der Party auf dem Retroplane-Treffen, jetzt werden die Ärmel hochgekrempelt und gearbeitet [fouet] Laughing ....ich hoffe es ist alles heil geblieben und ihr habt viel Spaß gehabt. Bin auf die Berichte schon sehr gespannt Wink

Nun zum Programm von Frank Ranis, dem ich an dieser Stelle zuerst einmal herzlich für diese tolle Software danken möchte, die er frei zur Verfügung stellt [clap] [clap] [clap]

Die Screenshots machen so einige Schwierigkeiten wegen der Lesbarkeit bei der möglichen Dateigröße und Stephan wegen jedem Bild zu bemühen würde einen großen Umstand bedeuten. Deshalb versuch ichs mit Ausschnitten und die Interessierten sollten sich das Programm eh herunterladen.

Hier der Link zu den Zanonia-Nurflüglern und auch ein großes Dankeschön an Herbert Stammler für die Pflege und Downloadmöglichkeit des Programms [clap] [clap] [clap] .

http://www.zanonia.de/ranis.php

Wie gehts nun nach der Installation los?
Also, man bekommt von Lothar eine CAD-Zeichnung mit dem komplett fertigen Flieger und überprüft ob er alles richtig gemacht hat Laughing

Nein, es geht natürlich zunächst mit der Geometrie los. Lothar hat mir einen CAD-Grundriß mit den Rippenabständen des Originals geschickt.
Diese Daten müssen zunächst eingegeben werden.
Die Grundeinstellung im Ranis bei "neuer Flügel" ist ein 1 m Rechteckflügel mit 0,2 m Flügeltiefe und 1 kg Gewicht, der zu einer Horten I bzw einem Storch umgeformt werden muß.
Am besten nimmt man die Geometriedaten des geplanten Modells, obwohl man auch das Original eingeben und herunterskalieren könnte. Bei Eingabe der Modelldaten kann man gleich ein bisschen Runden um nicht hundertstel Milimeter-Maßzahlen für den Bauplan zu bekommen. Das würde auch nicht zu einem Retroplane passen, obwohl früher auch sehr genau gearbeitet wurde wo es drauf an kam.

Die gesamte "Eingabe"-Oberfläche sieht so aus wie unten. Es ist zwar nix zu lesen, aber ihr sollt ja nicht alles wissen Laughing , zur Orientierung wirds reichen.





Die Eingabe der Geometrie ist links in der Mitte des Fensters der "Eingabe"-Oberfläche, ganz unten sind die Klappen, ganz oben ist es kompliziert, aber das kommt später Wink

Das Feld sieht so aus:





Hier fehlt jetzt noch die Spannweite, das Eingabefeld ist direkt rechts daneben, das findet sich schon. Eingabe in m, bestätigen der Eingabe mit Enter.

Als nächstes wird die Pfeilung und die Flügeltiefe eingegeben, symmetrische Eingabe ist voreingestellt, aus Lothars Zeichnung sind 23° Pfeilung ersichtlich. Flügeltiefe innen 0,7 m, am Randbogenansatz 0,175 m. Verwindung und Profil kommt später, erst müssen Zwischenrippen da rein. Am besten fängt man mit wenigen an, ca. 3-5 die an der gleichen Position wie beim Modell liegen sollten. Man gibt die Entfernung von der Flügelmitte bei "Balkenposition" ein und bestätigt mit Enter. Damit das eine Rippenposition wird, muß unten in der Mitte die Knickstelle mit "setzen" bestätigt werden. Hier:




Das macht man dann mit den restlichen Knickstellen, am Randbogen macht man ein paar mehr mit größer werdender Pfeilung, dann entsteht die Annäherung des Bogens in Form eines Vielecks.
Das sieht im Ausschnitt dann so aus:





..und im Gesamten so:





..na, sieht doch schon wie eine Horten I aus. Außen die Ersten Rippen enger zu setzen macht bei Hortens Vorteile, weil sich die Schränkung dort stärker ändert als in der Mitte der Halbspannweite. Hat man ein Hortenschwänzchen, werdens in der Mitte auch am Anfang schon viele Rippen, bei der HI reicht die Breite der Kabine für die Rippe 2, die hier noch nicht drin ist.

..und wenns dann so aussieht, wirds keine Horten [non] , oder was meinst Du Walter? MDR :

Um die Eiform der Querruder beim Storch zu bekommen sind auch wieder Vieleckrippen einzubauen. Das ist wie auf der Werkbank, nur ohne Holz Very Happy






So das wars erstmal für heute, im nächsten Post gehts um die Vorauswahl der Flügelprofile und was damit zusammen hängt.

Die Sendung mit der Maus...
ist aus, Crying or Very sad
doch heute ist nicht alle Tage,
ich komm wieder, keine Frage
MDR MDR MDR


Viele Grüße,

Uwe.



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MessagePosté le: 14/07/2008 23:35    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo,

hier wie angekündigt nun die Vorgehensweise bei der Auswahl der Flügelprofile. Das ist ein sehr kompliziertes Thema und bedarf vieler aerodynamischer und flugtechnischer Kenntnisse und viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl, vor allem zwischenmenschlich.....also:

Man geht Samstags auf den Modellflugplatz Horten IIIe fliegen. Nach 3 Motorsteigflügen mit sofortigem noch schnellerem Absaufen wie das Raufkommen ruft man: "Im nächsten Leben bau ich mal nen leistungsfähigen Nurflügel" Dann überspielt man unauffällig den Thermikanschluß mit Steigen auf 250 m mit rufen wie "schau mal da unten, da geht ein Geier" und landet mit Anflug knapp über den Bäumen und gerade so den Anfang des Platzes treffend.
Dann geht man zu dem, im Gegensatz zu einem selbst, wirklich aerodynamikkundigen Modellfliegerkollegen und fragt, ob er nicht ein schönes Nurflügelprofil für einen Pfeilflieger mit Kleiderschrank als Rumpf hat? Man weiß ja schon lange, wer Profile strickt oder häkelt, und läßt sich den absichtlich krumm eingestellten neuen Leiterkler mit provozierten Tipps und absichtlich schlechtem Steuern grade richten.
Montags im Büro flucht man, daß das neue Profil immer noch nicht im Email-Postfach ist und schickt eine liebenswürdige Erinnerungsmail mit "wo bleibt die Kurve, Du Ecke"
1 Stunde später dann nur das Innenprofil,...... ja weiß denn der Plastikflieger nicht, daß man außen am Pfeil nicht 16 % Dicke einbaut? Grrr, ...nächste Erinnerungsmail..."Hast Du nicht auch was passendes in 10 oder 12 % Dicke, bester Freund?"
30 Minuten später steht der Strak und kann ins Ranis eingegeben werden und wie das geht erzähl ich Euch das nächste Mal, aber das wird ein paar Tage dauern.

Gute Nacht,

Uwe. Zzz Zzz

P.S.: Danke Alex, falls Du hier mitliest, für die tolle Kurve. Für den Storch ist die sehr gut und sichtbar besser als das S5010, vom HS 3,4-12 und dem CJ5GU ganz zu schweigen. Für die HI mit dem Strak auf symmetrisch ist das Selig wegen der größeren Wölbung und dem größeren Maximalauftrieb besser geeignet.



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Walter
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MessagePosté le: 16/07/2008 22:37    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Uwe,

... [humm] ...das letzte Bild gefällt mir eigenartigerweise am Besten... Wink - könntest Du da bitte hurtig weitermachen...? MDR

Hab natürlich gestern obwohl bereits angeschlagen... Zzz ...Deine posts gelesen - was bitte sind "Vieleckrippen"... [humm]

Ich werde mich gleich mal an den Storch ranmachen - ich will für nächstes Jahr jeden Streß vermeiden. Wenn jemand noch Bilder, Zeichnungen oder was auch immer dazu hat - ich kann alles gebrauchen.Besonders die Flügelaufhängung wird eine knifflige Sache - vielleicht gibt es Detailinfos wie das beim Orginal gemacht wurde...

Grüße
Walter
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UweH
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MessagePosté le: 20/07/2008 22:59    Sujet du message: Profile Répondre en citant

Hallo,
bevor ich mich über das unendliche Thema Profile in stark gekürzter Form hermache, erstmal Walters Frage:
Citation:
was bitte sind "Vieleckrippen"...


Das Ranis kann keine Bögen berechnen. Wenn man also einen Bogen am Flugzeug hat, kann man den nur annähern. Man macht ein paar mehr (Vieleck-)Rippen rein und mit der Verbindung zwischen Nasen und Endleistenpunkten wird ein Vieleck aus dem Bogen.

Hier am Beispiel des Walter Storch
Wink




Zu den Profilen:
Bei Leitwerklern nimmt man im Allgemeinen Flügelprofile, die einen negativen Nullmomentenbeiwert haben (cm0 oder neuerdings cm0,25, ist aber das Gleiche). Das bedeutet, die Luftkräfte versuchen den damit ausgestatteten Flügel stark auf die Nase zu drehen. Dagegen macht man in großem Abstand vom Flügel ein Höhenleitwerk dran, das diesen Kräften entgegenwirkend mit der Endleiste nach oben abgebracht wird. Damit entsteht ein Kräftegleichgewicht, der Flieger verhält sich im Flug um die Querachse stabil.
Bei einem Nurflügel hat man keinen langen Rumpf mit Leitwerk dran, das erforderliche Gleichgewicht muß irgendwie anders hergestellt werden.
Hier gibt es 2 Wege.
1. Pfeilnurflügel:
Bei diesen wird der Flügel zurück gepfeilt. Damit vergrößern sich geometrisch die Flächen vor und hinter dem Schwerpunkt. Durch verdrehen des Flügels (schränken, verwinden) kann man ebenfalls die Endleiste des Flügelteils hinter dem Schwerpunkt gegenüber der Nasenleiste des Flügelteils vor dem Schwerpunkt anheben. Durch die entstehende Winkeldifferenz entsteht eine Auftriebsdifferenz vor und hinter dem Schwerpunkt, die ins Gleichgewicht gebracht werden kann. Der Flügel fliegt alleine ohne Höhenleitwerk stabil. Der baubare Hebelarm ist allerdings sehr klein, dadurch können nur geringe Verdrehkräfte ausgeglichen werden.
Man verwendet deshalb an Pfeilnurflügeln Profile mit geringem negativem oder leicht positivem Nullmomentenbeiwert.
Dieser geringe Momentenbeiwert ist bei Profilen durch geringe Wölbung und/oder geringe Wölbungs- und Dickenrücklage zu erreichen.
Leider hat eine geringe Wölbung einen geringen Maximalauftrieb zur Folge und eine geringe Wölbungs- und Dickenrücklage verursacht mehr Widerstand als eine größere Rücklage. Deshalb sind gute Nurflügelprofile nicht so leistungsfähig wie gute Leitwerklerprofile.
Das macht den Widerstandsvorteil des Rumpf- und Leitwerksverzichts wieder zunichte.
Bei Hortens kommt noch dazu, daß der Flügel außer dem Verzicht auf das Höhenleitwerk auch noch den Verzicht auf das Seitenleitwerk ausgleichen muß. Die Verdrehung des Flügels nennt man geometrische Schränkung. Bei Hortens kommt für den Seitenleitwerksverzicht noch die aerodynamische Schränkung dazu. Man verändert dabei die Profilwölbung von innen nach außen auf Null, also symmetrisch. Wie und warum das gemacht wird, erklär ich beim Thema Schränkungsverlauf zur Hortenglocke.
Typische Vertreter dieser Pfeilnurflügelprofile sind das z. B. MH 45, MH 64, S5010, S5020, E182, E228, HM50, PW51, PW75, PW98 usw. (mehr auf www.aerodesign.de)
2. Brettnurflügel
Diese haben keine oder sehr geringe Pfeilung und sehen aus wie eine Schaltafel. Deshalb müßten sie eigentlich Schaltafelnurflügel heißen Rolling Eyes Diese Form verhindert, daß ein hinterhereilender Flügelteil entsteht, der zu dem vorauseilenden Flügelteil einen Hebelarm zum Verdrehausgleich des Flügelprofils erzeugen kann.
Das anheben der Endleiste zum Verdrehausgleich kann nur innerhalb des Profilschnitts erfolgen. Man hebt also die Endleiste des Profils an, der sogenannte S-Schlag entsteht. Diese Profile haben einen positiven Nullmomentenbeiwert, der Verdrehausgleich ist schon im Profil eingebaut. Weil dabei der Hebelarm noch kürzer wird als beim Pfeilnurflügel, können auch nur ganz geringe Verdrehkräfte ausgeglichen werden. Diese Profile haben einen sehr geringen Maximalauftrieb, das Flugzeug fliegt damit meist mit recht schneller Grundgeschwindigkeit, dabei auch recht Leistungsfähig (z. B. Fauvel). Will man durch ziehen am Höhenruder langsam fliegen, werden Sink- und Gleitleistung schnell schlechter weil damit die Wölbung aus dem Profil genommen wird.
Eine Erhöhung der Profilwölbung zur Vergrößerung des Maximalauftriebs muß durch eine größere Anhebung der Endleiste wieder ausgeglichen werden. Deshalb fliegen S-Schlag-Profile mit großer Wölbung nur deshalb langsam, weil sie durch das anheben der Endleiste so hohen Widerstand haben, daß es einfach nur bremst. Das sinnvolle Wölbungsmaximum von Brettprofilen liegt bei ca. 1,8 %.
Deshalb würde ich den Storch von Jupp Wimmer nicht mit der Brettauslegung mit dem CJ5 bauen, das GU für gerade Unterseite macht die Sache noch schlimmer. Ich zitiere hier den Modell-Aerodynamik-Fachmann Hartmut Siegmann zum CJ5 Wink
"Gleitzahl und Durchdringungsvermögen gleichen einer toten Kuh. Wenn man irgendwo dringend wegfliegen muß, hängt das Modell wie angenagelt am Himmelszelt fest. Wer Spaß daran hat, sein Modell in unzugänglichen Waldgebieten oder endlosen Maisfeldern zu suchen, wird für diese Unternehmungen kein besseres Profil finden. Das CJ-5 garantiert mit seiner hervorragenden cw-Bilanz viele Ausflüge dieser Art MDR
Fazit: Bitte nicht verwenden!"
Dem ist im Moment nichts mehr hinzu zu fügen.
Typische Vertreter der Brettprofilzunft sind CJ5, CJ3309, Phönix, EMX07, jwl065, PW51, PW75, PW98, PW106, HQS....
Die PW-Profile sind bei den Pfeilen und bei den Brettern genannt, weil sie für sehr schnelle Bretter entworfen wurden. Eigentlich sind sie nicht Eigenstabil genug für Bretter, aber für Pfeile schon. Da der Profilentwickler und Brettfachmann Peter Wick das Haupteinsatzgebiet der Bretter im sehr schnellen Hangflug sieht, haben die Profile dabei auch den geringsten Widerstand. Leicht gebaut gehen sie aber auch mit hochgestellten Rudern für mehr S-Schlag in der Thermik ganz gut.

Bei Brettprofilen ist noch zu beachten, daß die Endleiste sehr genau gebaut werden muß, um unangenehme Flugeigenschaften zu vermeiden. Die Endleiste ist das Leitwerk des Flugzeugs und das ist beim Brettnurflügel nur wenige mm breit. Wer hier Fehler macht, baut im übertragenen Sinne schnell ein viel zu kleines Leitwerk oder die falsche Einstellwinkeldifferenz ein.

Das ist für heute erstmal genug trockene Theorie, vielleicht gibt es von Euch Fragen und Anregungen, Ergänzungen? Das nächste mal gehts darum, wie und warum man welches Profil in die Ranis-Simulation einbaut.

Viele Grüße und Gute Nacht,

Uwe. Zzz Zzz Zzz

P.S. @Walter: Ich möchte diese Woche die Storch-Aerodynamik fertig machen. Wenn Du Bilder, besonders von Storch-Flügeln im Rohbau oder Zeichnungen mit Nasenkastenbreite, Rippenabständen usw. hast [humm] , dann mach doch jetzt bitte einen neuen Projekt-Thread damit auf, ich hab fast nichts dazu. Ich setz dann die Aerodynamik im neuen Thread drauf und mach dann mit dem CAD weiter Wink



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Walter
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MessagePosté le: 20/07/2008 23:32    Sujet du message: Répondre en citant

Hallo Uwe,

...dachte schon dran einen Storch Fred aufzumachen. Ich werde das morgen machen und meine Bilder und 3-Seitenansichten reinstellen.

Ich habe auch schon einige Überlegungen zur Statik angestellt und werde das dort mal zur Diskussion stellen.

Grüße
Walter
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MessagePosté le: 21/07/2008 08:29    Sujet du message: Répondre en citant

Danke Walter,
ich hab mir auch schon Gedanken zur Statik gemacht, bin mal gespannt wo wir nachher rauskommen. Ein Problem wird die Beseitigung des negativen Wendemoments. Negative V-Form, also nach unten, wie man es heute bei modernen Pfeilflügeln macht würde am Storch-Nachbau sicher beknackt aussehen [humm]
Mehr dazu dann im Storch-Thread.

Viele Grüße,

Uwe.



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