Modellberechnung

1. Ersatz-Flügel und -Leitwerk

Der ausgelegte Flügel wird vereinfacht und durch einen Dreifachtrapezflügel ersetzt, welcher einen elliptischen Randbogen besitzt. Dieser lässt sich dann unter Berücksichtigung der Vorgaben in einen rechteckigen Ersatzflügel umwandeln, der die wichtigsten Betrachtungen vereinfacht durchführen lässt.

Anschliessend erfolgt diese Betrachtung analog auch für das Leitwerk. Hierzu muss aber berücksichtigt werden, dass es sich um ein V-Leitwerk mit einer projizierten Fläche handelt.

Details zu dieser Berechnung erfolgen in einer separaten Seite.

2. Statische Stabilität

In erster Linie interessiert die statische Längsstabilität des Modells. Dabei geht es darum, bei einer Störung das Modell mittels Rudereinsatz wieder in die Gleichgewichtsfluglage zu bewegen. Die Gleichgewichtsfluglage ist erreicht, wenn alle Momente null sind. Daher existiert am Modell ein sogenannter Schwerpunkt. Diesen gilt es nun abhängig von der Modellgeometrie und von den Profilkennwerten her zu ermitteln. Dabei spielt auch HLW eine wesentliche Rolle.

Bei der Ausbalancierung einer Störung kommt auch die Nickdämpfung ins Spiel die ein Schwingen verhindert. Später werden auch die Rollmomente und die Seitenwindeffekte betrachtet.

Die Details zur Stabilitäts-Betrachtung sind in separaten Seiten für den Neutralpunkt des Flugmodells und im Anschluss für den Schwerpunkt des Modells erfasst.

3. Flugleistungen

Ziel der vorgehenden Berechnungen ist es einen optimalen Modellentwurf zu ermöglichen, welcher optimale Gleiteigenschaften, minimales Sinken, geringsten Widerstand ein hohes Geschwindigkeitsspektrum und alles bei gutmütigen Flugeigenschaften ausweist. Die Informationen sind unter Leistungsparameter zusammengefasst.

4. Festigkeitsberechnungen

An dieser Stelle sollen auch die Festigkeitswerte der gewählten Auslegung überprüft werden. Zuerst wird hier der Flächenverbinder und die Holmauslegung des Flügels überprüft.

Die initial durchgeführten Überschlagsrechnungen sind absolut ausreichend um eine Dimensionierung vorzugeben. Eine detailliertere Betrachtung fördert aber wichtige Erkenntnisse zu Tage. daher habe ich die Berechnungen etwas erweitert.

Details zu diesen Berechnungen erfolgen in einer separaten Seite.

5. Querruderdimensionen

Wie gross müssen oder sollen Querruder ausgelegt werden. Die geometrische Bestimmung der optimalen Querruderbreite anhand einiger grundlegender Annahmen.

Details zu der Dimensionierung der Querruder ist auf einer einer separaten Seite ausgeführt.

5. Ruderkräfte

Nun werden die Ruderkräfte untersucht. Das Modell soll ja in der Lage sein schnell zu fliegen und der Flügel hat mit ca. 8% Dicke auch nicht das Potential die fetten Servos aufzunehmen. Daher geht es in der Betrachtung zuerst darum, ob die vorgesehenen Servos die Rudermomente aufnehmen können und im folgenden wird sowohl ein lineares als auch ein RDS-System auf deren Eignung geprüft.

Details zu den Querrudermomenten erfolgt in einer separaten Seite.

6. RDS-Anlenkung

Nachdem nun die Rudermomente bekannt sind und ein lineares Anlenkungssystem (LDS) betrachtet wurde, soll nun ein Rotary Drive System (RDS) untersucht werden.

Details zu dieser Anlenkung erfolgen in einer separaten Seite.

7. HLW-Anlenkung

Nachdem nun die Rudermomente bekannt sind und ein lineares Anlenkungssystem (LDS) betrachtet wurde, soll auch die Ruderkräfte am V-Leitwerk und die Knickung der Schubstangen untersucht werden

Details zu Anlenkung des V-Leitwerks erfolgt in einer separaten Seite.

8. Lastauslegung

Da es für Modellflugzeuge keine Vorgaben welche eingehalten werden müssten, muss man entsprechende Vorgaben bezüglich der Struktur selber vorgeben. Ich habe mich hier an den manntragenden Vorgaben mit den unterschiedlichen Lastfällen angelehnt. Dazu findet man mit ein wenig Recherche doch gute Hinweise, was in etwa zu berücksichtigen ist.

Details zu dieser Lastauslegung erfolgen in einer separaten Seite.

9. Torsionsbetrachtung

Bei der Auslegung des V-Leitwerkes ist aufgefallen, dass die in der Festigkeitsberechnung ermittelten Torsionskräfte nicht sonderlich hoch waren. Die Auslegung sollte hier möglichst Leicht realisiert werden und daher interessierte an dieser Stelle die analytische Bestimmung der Torsionsbelastung.

Diese Berechnungen zeigen eindeutig auf, dass die Torsionslast einzig durch die Schale aufgenommen und mittels Torsions- oder Positionierstifte in den Rumpf übertragen werden können. Die Details der Torsionsbeurteilung ist mit einem generischen Berechnungsmodell dokumentiert.