Der maximale Auftrieb entsteht an einem elliptischen Flügelgrundriss. Dies verleitet mich zur Berechnung eines idealtypisch ausgelegten Referenzmodells mit elliptischen Flächen.
Aus der Entwurfstheorie wurden folgende Annahmen für die Auslegung des Modells übernommen. Ansonsten wurde es vergleichbar zum vereinfachten Berechnungsmodell ausgelegt.- Stabilität ca 8%
- Fläche des Leitwerks ca. 10% der Flügelfläche
- gerade t/4 Linie
Die elliptische Fügel- und Leitwerksgeometrie wurde in Excel aufbereitet, wie auch die Berechnung, welche analog zu dem vereinfachten Berechnungsmodell durchgeführt wurde. Die Auslegung wurde nachfolgend in XFLR5 übernommen und die Stabilitäts- und Performance- Analyse durchgeführt. Der Vergleich der Berechnung zur Simulation bestätigt die bereits gewonnenen Erkenntnisse aus der Betrachtung des vereinfachten Berechnungsmodells. Erschwerend war hier der Umstand, dass XFLR5 Probleme in der numerischen Berechnung von auf 0-auslaufenden Flügelenden hatte. Aus diesem Grund musste eine minimale Flügeltiefe in der Auslegung berücksichtigt werden.
Nun wurden die Leistungsmerkmale des vereinfachten Berechnungsmodells mit dem idealtypisch ausgelegten elliptischen Referenzmodell verglichen. Hier wurden nur geringfügige Abweichungen zu Gunsten des elliptischen Referenzmodells erkannt. Deutlicher wurden die Unterschiede bei der Auftriebs- und Widerstandsbetrachtung in einem vergleichbaren Flugzustand. Hierzu wurden diese Werte unter optimalen Gleitflugbedingungen verglichen.
Deutlich ist hierbei der Anstieg des induzierten Widerstandes auf den äussersten 10 cm des Flügels beim vereinfachten Berechnungsmodells und der damit erhöhte Gesamtwiderstand der in diesem Bereich mehr als doppelt so gross ist wie für den Rest des Flügels.
Abschliessend kann aus diesem Vergleich festgehalten werden, dass die initiale Flügel-Auslegung mit leicht überelliptischer Auftriebsverteilung eine gute Performance bietet und sich Massnahmen wie z.B. Profilanpassung insbesondere am Aussenflügel mehr Einfluss auf die Performance haben als die Anpassung der Flügelgeometrie. Als nächste Schritte werden daher die Betrachtungen am CAD Modell von Luzi 2 durchgeführt mit anschliessenden Optimierungsversuchen.
Ursprünglich veröffentlicht um 08.02.2012 12:12 von Martin Tobler
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