Frage:
Wird für den Geradeausflug in einem Segelflugzeug ein vertikaler Stabilisator benötigt?
Tom Finet
2019-05-09 18:53:17 UTC
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Mein Team entwirft ein Segelflugzeug und ich bin mir nicht sicher, ob ich einen vertikalen Stabilisator einbauen soll oder nicht. Die Aufgabe, die der Schirm erfüllen muss, besteht darin, die größtmögliche Verschiebung in einer geraden Linie zu erreichen.

Unser Segelflugzeug kann die Position des vertikalen Stabilisators nicht automatisch anpassen, sodass es für die Dauer des Fluges aufrecht und in einer Linie mit dem Rumpf des Segelflugzeugs bleibt. Da unser Segelflugzeug keine Änderungen seines Gierwinkels erfordert (weil er in einer geraden Linie fliegt), glaube ich nicht, dass dies erforderlich ist.

Sollten wir einen vertikalen Stabilisator einbauen oder nicht ?

Verfügt Ihr Design über ein anderes aktives (Kontrolle) oder passives (Stabilität) Mittel, um Gierstörungen (z. B. Wind, Turbulenzen oder minimale Asymmetrien) entgegenzuwirken? Ist das Design auch ohne Stabilisator in der Giergeometrie stabil?
Ab sofort haben wir nur noch symmetrische Flügel und einen Segelflugkörper, so dass Gierstörungen nur minimalen Asymmetrien entgegenwirken können. Ist es sicherer, den statischen vertikalen Stabilisator einzubauen, um den kleinen Störungen beim Gieren entgegenzuwirken?
Ich gehe davon aus, dass dies unbemannt ist.
Ja, nur ein Gelegenheitsprojekt.
Wirst du uns nicht sagen, ob die Flügel gefegt sind oder nicht? Google "Zagi Segelflugzeug". Die fliegen gut, auch wenn Sie die Flossen abnehmen. Viele Infos fehlen hier. Wenn die vertikale Flosse von einem typischen Segelflugzeug wie beispielsweise einem Glassflugel Libelle fallen würde, wären die Ergebnisse katastrophal. Dies ist leider keine gute Frage.
Unsere Flügel sehen aus wie das [ULM-Tragflächenprofil mit niedriger Geschwindigkeit] (https://www.google.com/search?q=airfoil+wings&rlz=1C1CHBF_en-GBGB846GB846&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=SdAcqKOSgRd2_Mq2G225C22C22C22C22C2M22C22C2M22C22C2M22C22M2222 252Fm% 252F01qgls & vet = 1 & usg = AI4_-kT_rB2jZ3vbK71tOtUJvyGJhRqoYQ & sa = X & ved = 2ahUKEwjT-cTs1Y7iAhVtQxUIHfVmBz0Q_B0wG3g Sg. Unser Segelflugzeug ist nicht wie das Zagi-Segelflugzeug, da es einen langen, dünnen Körper hat, der die Flügel und den Schwanz hält.
Ich weiß nicht viel über Flugzeugdesign, aber wenn Sie mir sagen würden, dass Ihr Boot kein Ruder benötigt, weil Sie es nur für eine gerade Linie benötigen, würde ich fragen, wie Sie vorgeschlagen haben, es auf dieser geraden Linie zu halten, wenn Sie haben kein Ruder, um den Kurs zu korrigieren?
@SolomonSlow Die meisten Boote, insbesondere ältere Holzkonstruktionen, haben über ihre gesamte Länge einen ausgeprägten Kiel, was erhebliche Auswirkungen hat.
@SolomonSlow Boote benötigen wie Flugzeuge nur, dass der Luftwiderstandsschwerpunkt hinter dem Massenschwerpunkt liegt, um in einer geraden Linie weiterzufahren. Je nach Rumpfkonstruktion benötigen einige Boote keine Ruder, um seitlich stabil zu sein. Viele Ruderboote tun dies - einige haben nicht einmal einen signifikanten Kiel, sondern hängen nur davon ab, ob der Rumpf schlank ist oder eine bestimmte dreieckige Form hat.
@MikeBrockington, Der Kiel eines Bootes verringert seine Neigung zum Wenden, bringt das Boot jedoch nicht auf den beabsichtigten Kurs zurück, wenn Wind und Strömungen es vom Kurs abbringen. Ich hatte gehofft, dass das OP mehr darüber nachdenken oder mehr darüber schreiben würde, was die Anforderung, "in einer geraden Linie" zu fliegen, wirklich bedeutet. Benötigt er nur Richtungsstabilität? oder braucht er das Segelflugzeug, um eine konstante Richtung zu halten, oder braucht er es, um einer bestimmten Kurslinie über dem Boden zu folgen?
Neun antworten:
ratchet freak
2019-05-09 20:46:42 UTC
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Der Stabilisator soll die Nase in den Wind zeigen lassen.

Jede Asymmetrie in den Tragflächen / dem Rumpf führt zu einer Gierneigung. Sie müssen dies ausgleichen. Am einfachsten ist ein fester vertikaler Stabilisator hinten.

AEhere supports Monica
2019-05-09 22:24:02 UTC
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Die zugrunde liegende Funktion eines VTP (nicht des Ruders) besteht darin, die seitlich gerichteten Eigenmodi des Flugzeugs (niederländisches Rollen, Spiraldivergenz und Rollsubvention) zu mildern. Wenn Sie keinen perfekten Start und keinen Seitenwind garantieren können, benötigen Sie eine Art Gierdämpfung.

Für ein konventionell geformtes Flugzeug ist Dutch Roll wahrscheinlich der schlimmste Straftäter, da die Rollsubvention konvergent und spiralförmig ist Die Divergenz ist langsam.

Ein vertikales Leitwerk ist jedoch nur eine Lösung. Andere Dinge, die zur Gierkontrolle beitragen können, sind positiver Flügelschwung und aktive Kontrolle über Spoilerons oder differenziellen Motorschub. Letzteres wird üblicherweise in fliegenden Flügeln verwendet, aber da Ihr Tragflächenprofil kein Reflex ist, gehen Sie vermutlich die konventionelle Route.

quiet flyer
2019-05-09 20:04:38 UTC
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Es ist unwahrscheinlich, dass Ihr Projekt ohne vertikale Flosse erfolgreich sein wird. Ist Ihnen bewusst, dass es unzählige funkgesteuerte Modellflugzeuge und Segelflugzeuge gibt, die eine feste vertikale Flosse, aber kein Ruder haben? Die Flosse ist viel mehr als nur eine Sache, an der das Ruder befestigt werden kann. Das Ruder selbst ist nicht sehr notwendig, wenn das Seitenverhältnis des Flügels nicht zu hoch ist. (Designs mit hohem Seitenverhältnis neigen dazu, unter starkem "nachteiligem Gieren" zu leiden.)

Aber die Vögel scheinen in der Lage zu sein, es abzuziehen, sodass Sie es nie erfahren. Die Verteilung der "Verdrehung" oder Auswaschung im Flügel scheint ein Schlüsselfaktor für sie zu sein.

Die wörtliche Antwort auf die Frage im Titel lautet definitiv "Nein". Viele erfolgreiche Segelflugzeuge wurden ohne vertikale Flossen geflogen. und sie können viel mehr als nur in einer geraden Linie fliegen. Aber sie sehen normalerweise nicht wie ein "normaler" Segelflugzeug aus, dessen Flosse abgeschnitten ist.

Den Vögeln fehlen zwei Dinge, die Modellflugzeugen (oder echten Flugzeugen) fehlen: Extrem flexible Flügel, die große Giermomente erzeugen können (je nach Bedarf nachteilig und rückwärts), und eine halbautomatische Stabilitätssteigerung durch das Gehirn des Vogels. Das erklärt, warum sie keine Vertikale brauchen.
@PeterKämpf Auch ich habe beobachtet, dass Vogelschwanzfedern auf viele Arten artikuliert werden, einschließlich des Angelns als Gruppe, um scheinbar Gier und Ufer zu erzeugen (und vermutlich aufzuheben).
Bis zuletzt drehen sie definitiv ihre Schwänze, um den Auftrieb zu steuern und einen ruderartigen Effekt zu erzielen. Wenn Sie genau hinschauen, ist es nicht offensichtlich, dass die resultierenden "Eingaben" dieselben sind, die ein Segelflugzeugpilot mit dem Ruder beim Einfahren in eine Kurve oder beim Verlassen einer Kurve usw. vornehmen würde.
Der V-Schwanz Bonanza hatte keine Flosse.
@copper.hat ja, es hat tatsächlich zwei.
Mike Brockington
2019-05-10 14:44:53 UTC
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Ich komme aus einem ganz anderen Hintergrund - ich bin ein begeisterter Bogenschütze.

Es ist üblich (wie bei Flugzeugen), Flossen (Fletches) auf der Rückseite des Pfeils zu haben, um ihn gerade zu halten. Es ist aber auch ein normaler Teil des "Tunings", diese Fletches von einem oder zwei Pfeilen zu entfernen und sie "Bareshaft" zu schießen.

Der Punkt dieses Tests ist, dass sie weniger verzeihen, aber weil alle Pfeile haben eine schwere Spitze, der Schwerpunkt liegt vor dem geometrischen Zentrum, was bedeutet, dass der gesamte Schaft als Stabilisator fungiert, und bei guten Bedingungen fliegt der Pfeil immer noch gerade (und dies ist größtenteils ein aerodynamischer Flug) anders als beim ballistischen Flug einer Kugel).

Wenn ich zu dem zurückkehre, was ich zuvor gesagt habe, wäre es schwierig vorherzusagen, wie viel Störung sie überleben könnte, aber ein einfacher, langer gerader Rumpf ohne Stabilisierung Flossen überhaupt, wird ziemlich gerade fliegen, es sei denn / bis die Tubulanz eine kritische Schwelle überschreitet. Um fair zu sein, gilt dies auch für ein Segelflugzeug mit "normalen" Flossen. Es ist nur so, dass die kritische Menge an Turbulenzen viel höher ist.

Eine Frage, die anscheinend nicht erwähnt wurde, ist "Was" ist die Strafe für das Scheitern? ' - In einem bemannten Fahrzeug wird das Nichtgeradeausfliegen als "eine schlechte Sache" angesehen. Wenn Ihrem Modell jedoch mehrere Flüge gestattet sind, können sich einige Fehler lohnen, wenn der Kompromiss verringert wird.

faszinierendes Zeug !!
wolfv
2019-05-10 13:54:36 UTC
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Einige Kehrflügelkonstruktionen haben keine vertikalen Flächen, z. "Horten" oder "fliegender Flügel" oder "Alsomitra". Albion Bowers von der NASA präsentierte die jüngsten Fortschritte in "Warum Vögel keine vertikalen Schwänze haben" und "Auf dem minimalen induzierten Widerstand von Flügeln".

Entwerfen eines Die optimale Auswaschung für einen Kehrflügel ist ein fortgeschrittenes Thema. Das einfachste Design ist ein herkömmlicher Segelflugzeug mit einem geraden Flügel und einem vertikalen Stabilisator am Heck. Finden Sie einige einfach zu bauende Segelflugzeuge, indem Sie suchen: Freiflug-Segelflugpläne

Ein längerer Schwanz und mehr Dieder lassen den Schirm gerader fliegen.

Zeiss Ikon
2019-05-09 22:27:38 UTC
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In Bezug auf Funksteuerungsmodelle gab es viele, die keinerlei vertikale Flosse haben. Der Klingbergflügel (aus den 1980er / 1990er Jahren) ist ein gutes Beispiel; Es ist ein reines R / C-Segelflugzeug. Es wurden auch menschlich tragende Segelflugzeuge gebaut, die in ähnlicher Weise gebaut wurden (im Allgemeinen ein von Horten abgeleitetes Layout) und ohne jede vertikale Oberfläche gut flogen.

Wenn das Segelflugzeug für den freien Flug gebaut ist (dh unkontrolliert), Es wird im Allgemeinen eine Art Vertikale benötigt, um die Spiralstabilität aufrechtzuerhalten. Dies liegt jedoch hauptsächlich daran, dass Freiflugmodelle im Allgemeinen so eingestellt sind, dass sie im Kreis fliegen, damit sie den thermischen Auftrieb erfassen können und nicht einfach so wegfliegen sobald sie gestartet sind. In Ihrem Fall jedoch, in dem der Schirm eine maximale Geradeausfahrt fliegen soll, ist eine Konfiguration ähnlich einem Klingberg-Flügel (überstrichener Flügel, durch Längsdrehung in Längsrichtung stabilisiert) wahrscheinlich eine der effizientesten. P. >

Der Klingbergflügel ist eigentlich identisch mit einem Hortenflügel und seine Gierstabilität wird durch Sweep erreicht. Sweep kostet im Allgemeinen Leistung, ebenso wie Seitenschlupf, für den beide sehr anfällig sind, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit.
Robert DiGiovanni
2019-05-09 23:58:05 UTC
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Es kann sein, dass Sie nicht die richtige Größe haben, ob Sie eine benötigen oder nicht.

Theoretisch kann man ohne ein Delta-Flügel-Papierflugzeug entwerfen. Die Seiten des Rumpfes hinter CG wirken als vertikaler Stabilisator (machen sie flach).

In der Praxis ist es jedoch für den freien Flug (unkontrolliert) fast unmöglich, den Flügelwiderstand perfekt aufeinander abzustimmen Für lange, effiziente Tragflächen mit hohem Seitenverhältnis gehen die Flossen weiter, aber wo?

Viele Segelflugzeuge haben Flügel, die länger als der Rumpf sind. Eine Flosse kann an jeder Flügelspitze oder herkömmlicherweise oben auf dem Rumpf angebracht werden. Die Flügelspitzenrippen haben einen längeren Drehmomentarm, da dieser kleiner sein kann. Die konventionelle Heckplatzierung hat jedoch einen Trick, der den Luftwiderstand spart und den vertikalen Stabilisator auflegt. Dies nutzt den Widerstand des T-Hecks für die Abwärtskraft, anstatt den Aufzug abzulenken. Und natürlich können Sie Hstab und V-Stab kombinieren und einen "V" -Schwanz bilden.

Entwerfen Sie also eine vertikale Flosse und testen Sie sie in verschiedenen Größen. Wenn es ohne einen großen funktioniert! Wenn nicht notput es (sie) dort. Genau das tat die Luftwaffe, als sie den propellergetriebenen B35-Flugflügel auf diesen strahlgetriebenen B49 umstellte.

Juan Jimenez
2019-05-10 14:55:02 UTC
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Ja, aber Sie benötigen alternative Methoden zur Richtungssteuerung beim Gieren. Der Differentialwiderstand kann mit geteilten Querrudern, Spoilern oder Spoilerons funktionieren. Andere Optionen können entwickelt werden, aber sie werden wahrscheinlich viel mehr Gewicht hinzufügen, was Sie bei einem Segelflugzeug vermeiden sollten.

Gewicht ist bei einem Segelflugzeug kein grundlegendes Problem. Es bedeutet nur, dass Sie schneller fliegen müssen, um den optimalen Gleitwinkel zu erreichen. Tatsächlich legen die Vorschriften bei bemannten Segelflugwettbewerben das * maximal * zulässige Gewicht in einer Klasse fest, und die Teilnehmer tragen normalerweise Ballast (Sandsäcke), um das Gewicht zu maximieren und schneller zu fliegen.
Ballast ist eine Sache, permanentes zusätzliches Gewicht ist eine andere.
Dave Gremlin
2019-05-10 16:29:14 UTC
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Hängegleiter und Gleitschirme verwenden einen Pendeleffekt, um Gierstörungen zu mildern. Bei Gleitschirmen so sehr, dass eine markierte Anhedr erforderlich ist, damit der Pilot

steuern kann


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