Stabilitätsanalyse

Da der Schwerpunkt xs vorerst nicht bekannt ist (geschätzt ca. 1/3 der Flügeltiefe l0, dies entspricht ca. 67 mm von der Nase des Profils bei der vorgegeben Profiltiefe l0 =200 mm) wird er auf 0 mm gesetzt und die Analyse gestartet. Hierzu muss sichergestellt sein, dass sowohl die verwendeten Profilpolaren bei entsprechenden Re-Zahlen berechnet und ebenso die Modellgeometrie definiert sind.

Diese erste Betrachtung liefert folgende Erkenntnis für cm0:

a = -2.4°; Cl = 0.01; Cl/Cd = 0.07

Jetzt wird eine Analyse durchgeführt mit unterschiedlichen Positionen des Schwerpunktes. 

Im Neutralpunkt xN des Flugzeuges sind alle Momente Null. Daraus ermitteln sich der Nullauftriebswinkel a0 und das Nullauftriebsmoment cm0. Dazu können unterschiedliche Positionen für  gewählt werden, bis die Kurven der Momente "horizontal" verlaufen. Dort befindet sich der Neutralpunkt xN des Flugzeuges

a0 = -2.59°;  cm0  = 0.07 Nm; xN = 96 mm

 Aus diesen Information wird nun unter Berücksichtigung der Nickdämpfung der Schwerpunkt xs ermittelt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Stabilität s von 8% ausreichend ist.

(1) s = (xNP - xCG) / lE ? xs bei s = 8% = xNP - 0.08 * MAC

wobei MAC oder lE der mittleren aerodynamischen Flügeltiefe entspricht. Dieser kann entweder aus der Modellauslegung ausgelesen werden oder für eine vereinfachte Ersatzgeometrie hergeleitet werden. Die Details hierzu finden sie im Abschnitt Ersatz-Flügel und -Leitwerk. 

Der ermittelte Wert von MAC = 176.48 mm ergibt somit einen Schwerpunkt von 

xs = 82 mm. Daraus werden folgende Schlussfolgerungen aus der Stabilitätsanlyse gezogen:

Für den ermittelten Schwerpunkt xs = 82 mm lesen wir bei  cm = 0 Nm ein  a = -1.57°, ein Cl = 0.1 und ein Auftrieb A = 2.5 N. Entsprechend können wir sagen, dass das Flugzeug fliegt, aber zu wenig Auftrieb erzeugt, um das Eigengewicht von m = 1'350 g zu tragen. Die Abweichung von 11 N müsste durch entsprechenden Hangaufwind kompensiert werden. Aktuell können wir nicht beurteilen wie gut es fliegt. Hierzu muss eine Performance-Analyse durchführen, unter der Annahme dass in jedem Fall die Auftriebskraft 13.5 N für das Eigengewicht des Modells aufgebracht werden. ? Typ 2- Analyse mit fixem Auftriebswert A = 13.5N.