Spannweite

Erhöhung der Spannweite

Die bisher durchgeführten Optimierungen brachten nur geringfügige Performance-Steigerungen zu Tage. Daher interessiert an dieser Stelle, welche Verbesserung eine Erhöhung von ca. 10 % der Spannweite bewirkt.

Hierzu wird das vereinfachte Modell verglichen mit einem Modell, bei welchem die Stützstellen des Flügels um jeweils 10% erhöht hat.

Aufgrund der ermittelten Resultate wurde der Performance-Vergleich ergänzt um das Modell mit dem kleinerem Leitwerk, einem Model mit +20% mehr Spannweite und noch eines mit 10% weniger Spannweite. Weiter wurde noch der Schwerpunkt um 1 mm nach Hinten gesetzt (xs = 91 mm) um den Leistungseinfluss besser beurteilen zu können.

a) Ausgestaltung der Modellgeometrie:

b) Trimm-Geschwindigkeit vTrimm in [m/s]

c) Sinkgeschwindigkeit bei Trimm-Geschwindigkeit: vz(vTrimm) [m/s]

d) Anstellwinkel Flugzeug bei Trimm-Geschwindigkeit: a(vTrimm) [°]

e) Gleitzahl E = Cl/Cd(vTrimm)

f) Modellsinkrate (cw3 / ca2)1/2 bei vTrimm

g) Gleitzahl Emax

h) Modellsinkratemax

i) Leistungssteigerung bezogen auf Gleitzahl bei vTrimm in [%]

  1. Modell vereinfacht mit RG15

  2. Modell vereinfacht mit RG15 und kleinerem Leitwerk

  3. Modell 1 mit 10% mehr Spannweite (und auch 10% mehr Gewicht)

  4. Modell 1 mit 20% mehr Spannweite (und auch 20% mehr Gewicht)

  5. Modell 1 mit 10% weniger Spannweite

  6. Modell 1 mit Schwerpunkt xs = 91 mm

Bei diesem Vergleich wurden mehr Fragen aufgeworfen, als beantwortet. Die Erwartungen dass mehr Spannweite auch mehr Leistung bringt, konnte per se nicht so beantwortet und für nachvollziehbar erklärt werden.

1) Bei der Auslegung des Modells mit +20% Spannweite (2.88 m) passte der Leitwerksträger mit dem verwendeten Höhenleitwerk nicht mehr zusammen, um eine Schwerpunktposition zu finden, bei der die Summe der Momente = 0 geworden wäre.

Performance-Vergleich mit unterschiedlichen Spannweiten

Abbildung 158: Performance-Betrachtung bei unterschiedlicher Spannweiten

Weiter ist eine verblüffende Erkenntnis, dass die Leistungssteigerung bedingt durch eine Erhöhung der Spannweite absolut gesehen richtig ist. Die Maxima der Kurven verhalten sich dementsprechend. Betrachtet man aber die Betriebsposition bei vTrimm, so sieht die Situation doch deutlich anders aus. So ist in diesem Fall die Leistung des Modells mit 10% mehr Spannweite um 2% schlechter als diejenige des Basismodells und gleichzeitig könnte Die Leistung um 12% gesteigert werden, wenn die Spannweite um 10% reduziert würde.

Fazit

Absolut auf die Kurvenmaxima, betrachtet kann durch eine Erhöhung der Spannweite die Performance des Modells gesteigert werden. Bezieht sich aber die Leistung auf den effektiven Betriebspunkt, zeigt sich hingegen, dass sogar eine Reduktion der Spannweite eine Leistungssteigerung bewirkt.

Wird die Spannweite noch mehr erhöht, zeigt, sich, dass die Auslegung, Leitwerksträger-Länge, Leitwerksgrösse etc. nicht mehr stimmen. Daher müsste die Gesamtauslegung bei einer entsprechenden Anpassung insgesamt neu beurteilt werden.

Entsprechend zeigt sich in diesem Zusammenhang eine Verschiebung des Schwerpunktes annähernd so Leistungssteigernd, indem versucht wird, die Grundgeschwindigkeit zu reduzieren. Aus diesem Grund wird keine Anpassung der Spannweite in Betracht gezogen.