Segelflugzeuge Aerodynamikfrage

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#1

Hallo zusammen!

Meine Frage ergab sich aus einem Lehrbericht über „…die Beherrschung des Segelflugzeugs in der Grenzsituation des Überziehens…“

Darin berichtet der Autor u.a. über eine „statische Längsstabilität“, die mit zunehmender Schwanzlastigkeit geringer wird. Er empfiehlt immer maximal zulässig kopflastig zu fliegen.

Meine Fragen:
Was ist die „statische Längsstabilität“ bzw. woraus resultiert diese?

Mein Körpergewicht läßt ein Flug ohne Trimmblei gerade noch zu, i.d.R. fliege ich somit auch ohne. Was für Vor- und Nachteile hat dies; ratet ihr mir in Zunkunft mit Trimmgewichten zu fliegen?

Gruß&Dank
Robert

#2

Hallöchen!

Meines Wissens bezeichnet die statische Längsstabilität das (nicht)- kippen des Flugzeugs über eine Tragfläche. Bei dem Unglück mit der Transportmaschine in den USA (wars eine Transall?) konnte man das sehr schön sehen -> überzogener Flugzustand (Schwanzlastig) und dann gings schon in den Acker.
Die Stabilität kann man mit der Profilgeometrie bzw. V-Form, EWD und Schränkung beeinflussen (konstruktiv). Daraus resultiert auch der Stall-Speed.

Mein Körpergewicht läßt ein Flug ohne Trimmblei gerade noch
zu, i.d.R. fliege ich somit auch ohne. Was für Vor- und
Nachteile hat dies; ratet ihr mir in Zunkunft mit
Trimmgewichten zu fliegen?

Kommt darauf an, welche Strecken du fliegen willst. In der Fliegerei nimmt man Ballast z.B. durch Wassertanks mit um die Flächenbelastung und somit die Geschwindigkeit zu erhöhen. D.h. Streckenflug bei gut tragendem Wetter.
Wenn du aber gut ohne Trimmblei und vorallem ohne Probleme fliegen kannst, dann würde ich es weglassen.
Ein unausgetrimmter (Schwanzlastiger) Flieger würde im schnellen Flug die Nase nach unten nehmen (da du im Normalflug nachdrückst und im schnellen Flug eben eine „negativere“ Einstellung des Ruders hast).

Hoffe das stimmt alles. Wenn nicht, dann mag mich ein Profi eines besseren Belehren :wink:

Gruß
Gleylancer

#3

Hallo Robert!

Ich muss zugeben das die Aerodynamik der Segelfliegerei nicht mein Fachgebiet ist,aber die Aerodynamik-Gesetze ändern sich nie.
Segelflugzeuge haben so wie ich sie kenne eine sehr weite Spannweite und damit auch eine sehr hoche „Flügelstreckung“.
Desweiteren bleibt der Einstellwinkel immer gleich und damit ist auch die gesammte Fläche betroffen, wenn sich der dynamische Druck zum statischen Druck verändern tut (Auftrieb).
Kopflastigkeit wird durch das Leitwerk ausgeglichen.Normalerweise wirkt der „Horizontal Stab.“ in Richtung NOSE down.
Da Segelflugzeuge die ich kenne keine Profilmischung haben von „Geometrischer“ Schränkung und „Aerodynamischer“ Schrenkung ist man mit seiner „Performance“ irgendwann am Ende.Deshalb muss ich vor Flugbeginn meinen Schwerpunkt bestimmen, da ich ihn während des Fluges nicht mehr verändern kann.

Wie gesagt,
ich kenne mich nicht mit Segelfliegern aus, aber vieleicht konnte ich ja wenigstens einen Gedankenanstoss bringen.

Mfg
Polaris

#4

Gude!

Mein Körpergewicht läßt ein Flug ohne Trimmblei gerade noch zu, :i.d.R. fliege ich somit auch ohne. Was für Vor- und Nachteile hat :dies; ratet ihr mir in Zunkunft mit Trimmgewichten zu fliegen?

Auch ich brauche zum Teil noch Bleigewichte; allerdings nicht mehr ganz so viel wie zu meinen Anfangszeiten…
Die Frage wieviel, bzw ob überhaupt Gewichte benötigt werden, kannst du klären indem du ins Handbuch sowie in den aktuellen Wägebericht der entsprechenden Maschine schaust.
Ist dein Gewicht (+Fallschirm) grösser als die Mindestzuladung brauchst du kein Trimmblei; du fliegst auf der sicheren Seite.
Kritisch wird es nur dann wenn du unter die Mindestzuladung kommst. Der Flieger ist dann unter Umständen nicht mehr sicher zu beherrschen.

Wie der Autor zu der Empfehlung kommt „maximal zulässig kopflastig zu fliegen“ und was er damit bezwecken will, ist mir ein Rätsel.
Wenn ich mit unserem Duo auf Strecke gehe und die Flächentanks voll habe, brauche ich immer noch Wasserballast im Hecktank damit mir der Flieger nicht zu kopflastig wird. Das stört nämlich dann wenn man in der Thermik möglichst langsam kreisen will. Wäre der Flieger zu kopflastig müsste ich ständig am Höhenruder ziehen was (wie jeder Ruderausschlag) Widerstand bedeutet.

mfg felix

#5

Gude!

Kommt darauf an, welche Strecken du fliegen willst. In der Fliegerei nimmt man Ballast z.B. durch Wassertanks mit um die Flächenbelastung und somit die Geschwindigkeit zu erhöhen. D.h. Streckenflug bei gut tragendem Wetter.

Ich glaube du vermischst zwei Dinge: Trimmgewicht und Ballast. Das Trimmgewicht wird benutzt um bei leichten Piloten die Mindestzuladung zuerreichen. Das Ballastwasser in den Flächentanks dient nicht dem Austrimmen des Fliegers, sondern wie du schon geschrieben hast der Erhöhung der Flächenbelastung.

Ein unausgetrimmter (Schwanzlastiger) Flieger würde im schnellen Flug die Nase nach unten nehmen (da du im Normalflug nachdrückst und im schnellen Flug eben eine „negativere“ Einstellung des Ruders hast).

??
Ein Flieger mit hinterer Schwerpunktlage neigt immer, also unabhängig ob schnell oder langsam, dazu die Nase hochzunehmen (schwanzlastig eben).

mfg felix

#6

Hallo zusammen

Ich würde mal vermuten das damit die Tendenz des Abkippens und anschliessenden Trudeln gemeint ist. Denn je weiter hinten der Schwerpunkt ist, um so leichter kann ein Flugzeug einen einseitigen Strömungsabriss „produzieren“ (egal ob Segler oder Motorflieger). Wenn es zum abkippen kommt, ist ein anschliessendes Trudeln immer warscheinlicher, je weiter hinten der Schwerpunkt ist. Bei manchen Flugzeugen ist es mit zuweit hinten liegendem Schwerpunkt auch nicht mehr möglich das Trudeln zu beenden!

Wenn aber der Schwerpunkt weit vorne liegt, nehmen viele Flugzeuge selbst die „Nase runter“ wenn sie zu langsam fliegen (pumpen) kippen aber nicht ab, und ein Trudeln ist (wenn überhaupt) nur „mit Gewalt zu erzwingen“.

Gruss
Christian

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#7

Erstmal ein Dankeschön an alle, die mir geantwortet haben.

speziell zu Christian’s Artikel noch eine Detailfrage:

Stimmt meine Annahme, dass bei weit hinten liegendem Schwerpunkt eine
größerer Anstellwinkel bis zum Strömungsabriss geflogen werden kann?
und in Folge dessen die stabilisierende V - Form des Flügels weniger wirkt; das Flugzeug zur Seite abkippt?

Gruß Robert

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#8

Hallo Robert

Ich denke nicht zwingend, denn:

Der Strömungsabriss ist einzig vom Anstellwinkel und dem verwendetetn Profil abhängig. Die Strömung reisst ab sobald einer der beiden Grenzwerte bez. Profil oder Winkel überschritten wird.
Die V-Form kann nur solange wirken, wie auf beiden Seiten Auftrieb erzeugt wird (Strömung anliegt), sie hat also bei einem einseitigen Strömungsabriss keinen Einfluss (Das Flugzeug muss so einfach wegkippen…)
Interessant wird es jetzt wenn einseitig nur auf einem Stück des Flügels die Strömung abreisst (innen) und das Flugzeug dadurch die Nase nach unten nimmt um Fahrt zu holen (Schwerpunkt vorne). Ich könnte mir vorstellen das hier noch einge Effekte mehr mitspielen :smile:)

Gruss
Christian

Erstmal ein Dankeschön an alle, die mir geantwortet haben.

speziell zu Christian’s Artikel noch eine Detailfrage:

Stimmt meine Annahme, dass bei weit hinten liegendem
Schwerpunkt eine
größerer Anstellwinkel bis zum Strömungsabriss geflogen werden
kann?
und in Folge dessen die stabilisierende V - Form des Flügels
weniger wirkt; das Flugzeug zur Seite abkippt?

Gruß Robert

Hallo zusammen

Ich würde mal vermuten das damit die Tendenz des Abkippens und
anschliessenden Trudeln gemeint ist. Denn je weiter hinten der
Schwerpunkt ist, um so leichter kann ein Flugzeug einen
einseitigen Strömungsabriss „produzieren“ (egal ob Segler oder
Motorflieger). Wenn es zum abkippen kommt, ist ein
anschliessendes Trudeln immer warscheinlicher, je weiter
hinten der Schwerpunkt ist. Bei manchen Flugzeugen ist es mit
zuweit hinten liegendem Schwerpunkt auch nicht mehr möglich
das Trudeln zu beenden!

Wenn aber der Schwerpunkt weit vorne liegt, nehmen viele
Flugzeuge selbst die „Nase runter“ wenn sie zu langsam fliegen
(pumpen) kippen aber nicht ab, und ein Trudeln ist (wenn
überhaupt) nur „mit Gewalt zu erzwingen“.

Gruss
Christian