www.dynamic-soaring.de

                         update 05. März 08

home     Videos     Modelle     Stories     Profile     Bauberichte     Flugtechnik     links     Forum     DS-Speeds     Impressum     Datenschutz

1. Widerstand (CW)

Ein Segler für DS muß insgesamt einen geringen Widerstand haben, damit er schnell fliegen kann - das ist klar!

Einen Einfluß hat der Rumpf, die Anordnung der Flächen und Leitwerke, die Streckung von Flächen und Leitwerken (wegen des induzierten Widerstandes) und der Widerstand Cw des verwendeten Profiles. 

Bei langsamen Thermikseglern ist die Streckung von großer Bedeutung, (höhere Streckung reduziert den induzierten Widerstand), der Profilwiderstand und der Schadwiderstand des Rumpfes dagegen haben nur eine untergeordnete Bedeutung.

Bei schnellen Hangseglern und Modellen für DS oder Pylon sieht es anders aus - der induzierte Widerstand  (siehe 3.3) ist etwas weniger relevant,  bleiben insbesondere der Schadwiderstand und der Profilwiderstand.

Den Schadwiderstand des Rumpfes und die Anordnung von Flächen und Leitwerken gering zu halten - da bieten die Modelle aus F3B. F5B und Pylon (insbesondere E-Pylon / F5D) sicher gute Vorbilder, da gehe ich erstmal nicht näher darauf ein.

Der Profilwiderstand ...... macht im Schnellflug den größten Anteil in der Widerstandsbilanz aus - da lohnt es sich, die passende Auswahl zu treffen!

Nicht ganz außer Acht lassen sollte man auch den Momentenbeiwert eines Profiles, der für die Größe des Höhenleitwerkes entscheidend ist. Bei den Pylonprofilen wird durchaus ein Vorteil mit kleinen Höhenleitwerken erflogen; daher gibt es auch (wieder) T-Leitwerke und Kreuzleitwerke - das Seitenruder muss ja in der Größe unverändert bleiben.

2. Bauweise  ... Profile sind nicht alles!

Vergessen darf man nicht, daß die Stabilität des Modells  wichtiger ist als die Profilwahl. Und statt wochenlang über Profile nachzudenken ist es 1000 mal besser, lieber DS zu fliegen, denn ohne Training nutzt das beste Profil nichts....... !  "Langweilige", immer gleich aussehende Kreise zu fliegen ist genauso schwierig wie genau geradeauszufliegen?!

Eine verdrehsteife Fläche dürfte das Entscheidende sein - erreichbar durch Voll-Gfk-Bauweise, oder besser noch durch den Einsatz von Kohlefaser. Bei höherer Geschwindigkeit würde die Fläche sonst tordieren, die Steuerbarkeit wäre eingeschränkt, und der Speed würde über einen Maximalwert nicht hinwegkommen. Bei den meisten Modellen ist daher auch ab ca. 250 km/h Ende. Wer schneller fliegen will, braucht eine CFK-Fläche. Und das verwendete Profil muß so aufgebaut sein, dass eine gute Stabilität bautechnisch auch erreichbar ist. Weniger gut geeignet sind daher Profile, die sehr dünn sind (HD 47  der Ariane V 10 mit 6.5 % Profildicke, oder solche, die eine sehr lange, dünne Endfahne haben wie das MG 06 von Marcel Gywang - siehe Pike Brio und Miraj.

Das soll natürlich nicht bedeuten, dass dünne Profile nicht funktionieren würden - schließlich werden in allen Bereichen des Hochleistungs-Modellfluges die dünneren, "widerstandsoptimierten Profile" aus den Serien von MH - HD - HQ - RG - HN - und welche auch immer - benutzt. Aber die Anforderungen an einen stabilen Bau werden entsprechend höher - jede Menge Kohlefaser muss es dann leisten! Sollte das Modell nicht zu groß und mit wenig Streckung konstruiert sein, ermöglicht dieses schon eher ein dünnes Profil - siehe z.B. den DS-Blade.

3. Auftriebsbeiwert (Ca) und Widerstand (Cw)

Um ein Profil auszusuchen oder zu entwerfen, muß man wissen oder festlegen:

A. die Größe des Modells und der Geschwindigkeitsbereich - also den Rezahlbereich:

(Reynolds number)

Beispiele:

Opus mit 0,185 m Profiltiefe (in der Mitte) bei 100 m/s (360 km/h) ergibt eine Rezahl von ca. 1.300.000 !

Opus mit 0,185 m Profiltiefe (in der Mitte) bei 140 m/s (500 km/h) ergibt eine Rezahl von ca. 1.800.000 !

Opus mit 0,185 m Profiltiefe (in der Mitte) bei 78 m/s (280 km/h) ergibt eine Rezahl von ca. 1.000.000 !

Kunstflug-Fox mit 0,3 m mittlerer Profiltiefe bei 48 m/s (173 km/h) ergibt eine Rezahl von ca. 1.000.000 !

B. in welchen Auftriebsbereich (Ca) das Modell fliegen soll

.... dann braucht man ein Buch mit Formeln,

z.B. das von Martin Simons - "Flugmodell-Aerodynamik" - oder mal hier schauen:  Formelsammlung Team Ariane

Normalflug       Looping

n (flacher DS-Kreis) = (V²/r * g)

Ich gehe von einer Zeit von ca.  3 bzw.  2,5 Sekunden pro Kreis aus; solche Zeiten sind noch zu steuern, noch schnellere Kreise wären schwierig  - folgendes kommt dabei heraus - Werte gerundet:

Opus mit ca. 2 kg Gewicht, Flächeninhalt ca. 0,32 m². ca. 3 Sekunden pro Kreis:

ca. bei 3 Sekunden pro Kreis

ca. bei 2,5 Sekunden pro Kreis

Geschwindigkeit

Auftriebswert

Looping Radius

Geschwindigkeit

Auftriebswert

Looping Radius

Bei 120 m/s ergäbe sich ein Wert für die Lastvielfache von ca. 30,6 !

Diese Ergebnisse sind eigentlich überraschend. Man könnte meinen, bei den schnellen Flügen und den engen Kreisen wäre ein Profil mit sehr hohem Auftrieb im Vorteil ......... ...........es wirkt beim DS-Fliegen, als ob die Flächen schon am Rande der Leistungsfähigkeit laufen würden - das muss also täuschen; außerdem ist ja auch durch plötzliches Höheziehen ein äußerst schneller Richtungswechsel möglich - also hatte das Profil der Fläche durchaus noch Auftriebspotenzial.

Kleiner Vergleich......

• Opus mit 2 kg in Normalfluglage bei 20 m/s - ergibt ein Ca =0,35
• Opus mit 2 kg in Normalfluglage bei 30 m/s - ergibt ein Ca =0,16
• Opus mit 2 kg in Normalfluglage bei 50 m/s - ergibt ein Ca =0,06
• Opus mit 2 kg in der Wende (Radius 20 m)  bei 50 m/s - ergibt ein Ca =0,47
• Opus mit 2 kg in der Wende (Radius 12 m)  bei 50 m/s - ergibt ein Ca =0,61
• Opus mit 1,5 kg in der Wende (Radius 20 m)  bei 50 m/s - ergibt ein Ca =0,35

aber auch möglich:

• Opus mit 2 kg im DS (Radius 10 m)  bei 120 m/s - ergibt ein Ca =1,01 ... das Profil kann diesen Auftrieb leisten, der Flügel wird dann mit  n (Lastvielfache) = 146 belastet ......... harte Wenden führen also schnellstens zum Bruch der Flächen, denn ein Modell für n = 150 zu bauen, ist nicht so ganz einfach (aber möglich).

C. induzierter Widerstand (Cwi) - Formel:

  dabei ist ∆ = b ² / F

Es ist  erkennbar: um so niedriger der geflogene Ca-Bereich, umso unerheblicher wird die Streckung bzw. der induzierte Widerstand. Aber ein Einfluß ist natürlich vorhanden!

4. Profile

Welche Profile in der Zukunft die Nase vorn haben werden, ist offen. Hier nun eine kleine Liste mit geeigneten Profilen - sorry, diese Liste ist natürlich alles andere als vollständig ...

Bitte die Rezahlen (siehe Tabelle unten) immer im Auge behalten - ein Spezial-Profil für DS ist u.U. vorn am Hang die Katastrophe...!

Das RG 14 (Rolf Girsberger) ist meiner Meinung nach absolut top für Hangflug und DS, da es ausreichend Auftrieb liefert (Wölbung 1,58 %). Mein subjektives Gefühl ist, daß das RG 14 mit hoher Flächenbelastung geflogen werden kann. Der Durchzug ist sehr gut. Noch ein Vorteil sehe ich in der einigermaßen großen Profildicke mit 8,47 %, und insbesondere die recht große Bauhöhe im Bereich des Endleisten-Steges, die beim Bau eine gute Klappen - Torsionssteifigkeit ermöglicht. Die Wirkung auf Verwölbung ist durchaus gegeben, ganz leichtes Hochwölben - dann läuft es noch etwas ruhiger (wohl durch das dann reduzierte Moment) - mäßiges bis starkes Verwölben nach unten - die Thermikleistung steigt.

Meinen 4-Klappen-Opus fliege ich im Geradeausflug mit minimal hochgestellten Quer- und Wölbklappen (höchstens 1 mm), per Snap-Flap /Höhe  gehen die Ruder beim DS-Kreis in den Strak, nur bei stärker gezogenem Höhenruder gehen die Klappen leicht nach unten (Querruder max. 1 mm, Wölbklappen max. 2 mm).

Sehr gute Modelle mit RG 14:  Wizard F3B,  Opus,  die Hangfeile und viele andere ....

Mir fällt noch ein Modell mit RG 14 mod. ein:

F5B-Pilot Thomas Pils mit seinem Modell Verminator, (www.shredair.com - Dieter Mahlein) - es war bei der F5B-WM 2003 ein kaum zu schlagendes Modell - Profil  DD928416. Es ist eine Modifikation des RG 14  aus Delft, Niederlande.

Xfoil ist zufrieden mit dem RG 14, es hat nur bei hohen Rezahlen nur geringfügig schlechtere Polare wie modernere Profile (z.B. das MH 30); ein Aufdicken auf ca. 9,5 % belohnt Xfoil mit fast genauso guten Werten, im reinen Geradeausflug und bei scharfen Wenden ist das dickere Profil sogar im Vorteil.

F3F ist die Paradedisziplin für das RG 15 (Rolf Girsberger), aber auch F3J und F3B - das RG 15 ist immer eine gute Wahl. Und für DS? Na klar - auch dafür gut geeignet! "Schön dick",  stabil herzustellen. Die Liste der Modelle mit RG 15 dürfte endlos sein, hier eine kleine Auswahl:

SRTL, Pike F3B, Pike F3J, Pike WR, Mini Ellipse, Ellipse, Caracho, Blade.......usw.!

Der SRTL hat ein unverdünntes RG 15, nur außen am Randbogen ist es leicht verdünnt. Dadurch ist der SRTL recht stabil baubar.

Der Caracho (Vektor Modelltechnik)  bzw. Blade haben das RG 15, aber kontinuierlich zu den Randbögen hin auf 7 % dünner werdend und in der Wölbung reduziert. So eine Fläche muß dann durch diese "Schlankheitskur" mit sehr viel mehr Kohle gebaut werden, um noch für DS geeignet zu sein. Für F3B scheint es super zu funktionieren.

Den Blade zum Beispiel (mit halt diesem verdünnten RG 15) muß schon recht ordentlich gebaut sein, um den Belastungen stand zu halten. Durch das Reduzieren der Wölbung kann man den Blade auch nicht groß aufballastieren, der sackt sonst  bei nachlassender Thermik durch. Mit Wölbklappen gehts dann natürlich schon wieder besser.  Von wegen Wölbklappen - manche Profile laufen besser, wenn man die Wölbklappen leicht hochstellt - beim RG 15 ist davon nichts zu merken, es fliegt im Strak am besten!

Wenn man versuchen würde, den Caracho im DS auf über 300 km/h zu bringen - dann müsste man den dermaßen mit Kohle verstärken ........... die Caracho, die ich bisher gesehen habe im DS, fliegen zwar superruhig, würden aber wohl bei 300 km/h zerbrechen, die Streckung ist zu groß. Jens Kleinert allerdings hat eine superharte Version des Caracho und ist bei nächster Gelegenheit gewillt, anderes zu beweisen! Ich werde mit der Kamera dabei sein! Anfang November 2004: da war es soweit: einigermaßen Wind am Minihügel - und Jens mit seinem DS-Caracho - ca. 3 Sekunden pro Kreis .......... Jens erreicht durch sauberes Fliegen 298 km/h - und das mit einem 3,10 m Caracho (in DS-Ausführung mit Kreuzleitwerk)! Hier das Video Jens - Caracho mit 298 km/h. Dann Mitte November 2004 - fliegt Jens mit seinem DS-Caracho sogar .........:  Video Jens - Caracho mit 317 km/h .......... etwas ins Flattern gekommen ist der Caracho dabei schon ....... aber - er hält!

Xfoil: hier sieht die Widerstandsbilanz im Schnellflug (Ca von 0 bis 0,3) bei sehr hohen Rezahlen eigentlich gar nicht so toll aus - was solls - in der Praxis sind  z.B. der SRTL und der Pike imposant schnell........... den SRTL müssen wir mal auf über 350 km/h bringen (wo bleibt eigentlich der Herbststurm 2004......) - ob er dann gegen eine Wand fliegt? ........... ich meine nicht einen Springbaum oder irgendeinen Acker, ich meine die Xfoil-Wand ...) Neee - die Xfoil-Wand war nicht da an einem Tag im November! Mein DS-SRTL fliegt mit Pilot Michael Kislat 325 km/h und ich mit 323 km/h - sehr leise dabei, kaum ein Biegen, absolut kein Flattern - der ging einfach nur vorwärts! Video Michael 325 km/h + Video Artur 323 km/h.

27.11.04: .........da gibt es doch eine Möglichkeit, den Auftriebsbereich 0,1 bis 0,5 deutlich zu verbessern - laut xfoil sollten die Klappen ca. 1 bis 2 % nach oben gestellt werden (also recht wenig) - und schon ist der Widerstand absolut im "Grünen Bereich"; also bringt das Hochstellen doch etwas?? Muß ich mal probieren! Ausserdem bekommt mein DS-SRTL nun doch Wölbklappen (das Landen ist mir sonst zu schwierig) - und dann kann man ja auch mit den Klappen experimentieren - oder man nutzt das RG 15 halt  zum Kurvenfliegen mit Ca ab 0,5 - da ist es absolute Sahne (F3F)!

RG 15 oder RG 14 ?

Schaut man sich die Xfoil-Polaren bei RE 1.000.000 von beiden an, dann ist das RG 14 bis Ca = 0,7 besser; der geringere Momentenbeiwert des RG 14 erlaubt kleinere Höhenleitwerke; der Endleistensteg ist beim RG 14 dicker, also stabiler - insgesamt sehe ich daher Vorteile beim RG 14.

Ich kenne nur ein Modell mit diesem Profil, den Wizard Compact. Dieses Profil hat sehr günstige Eigenschaften für den Schnellflug, die Wölbung/größte Dicke liegt weit hinten, der Rudersteg hat sehr viel Bauhöhe; der Auftrieb ist noch stärker als beim RG 14 - der Widerstand ist gering - ein super Profil für DS! Eine Tendenz zum Unterschneiden ist beim Fliegen nicht  festzustellen. Eine Veränderung des Profiles im Schnellflug bzw. DS durch hochwölben bringt keinen Vorteil, herunterwölben - klar - dann steigt die Thermikleistung.

Der Wizard hat die Eigenart, erstmal nicht so richtig in Schwung zu kommen bei mäßigen Bedingungen am Hang - aber bei hoher RE-Zahl - da ist der Wizard nicht zu bremsen - das SD 2030 ist halt ein Speedprofil! Vielleicht sollte man mal mit Turbulatoren  auf der Oberseite etwas für die niedrigen RE-Zahlen tun? Immerhin ist die Wölbung sehr weit hinten, die Gefahr für eine Blase ist groß. Die optimale Position ausfindig zu machen dürfte allerdings etwas dauern.

Wer das Pylonprofil RK40 (Ralf Kornmann) - F5D Teufelchen, Avionik D99 -  kennt, der sollte es mal mit dem SD 2030 vergleichen..... die beiden ähneln sich. Die Anforderungen an ein Pylonprofil sind denen eines DS-Profiles auch sehr ähnlich (stabil zu bauen (bei geringem Gewicht) + hoher Auftrieb + geringer Widerstand). Weiteres zum RK 40 siehe weiter unten.

Die Xfoil-Polaren (bei RE 1.000.000)  zeigen bis Ca= 0,35 mäßige Widerstandswerte, dann aber bis in den Bereich Ca= 0,7 schlägt es alle anderen Profile , die hier aufgeführt sind! Die größere Wölbung hilft dabei!

Ein Profil von Dr.  Martin Hepperle aus Braunschweig, entwickelt für Pylon. Glänzt mit super xfoil-Polaren im unteren Rezahlbereich des Hangfluges und DS..  Widerstandsärmer als alle anderen hier beschriebenen Profile (äääh -nur das SD 2030 ist ab CA= 0,35 besser) im Bereich von Ca = 0 bis Ca = 0,6 - schön weit hinten liegende Wölbung!

Ein wenig dünn - aber in  guter Kohle-Bauweise (Xfoil hat aber auch gegen ein leichtes Aufdicken nichts - die Polaren werden nur sehr wenig verändert) wäre einen Versuch wert! Dann könnte es auch besser sein als das RG 14?

Wer ein DS-Modell mit diesem Profil hat - oder kennt - oder plant - bitte melden: Kontakt

Die anderen, teils auch für DS interessanten MH - Profile bitte selbst anschauen:  Dr. Martin Hepperle

Das Profil ähnelt einem verdünnten und in der Wölbung reduzierten RG 15, hat aber die Wölbung weiter hinten, dadurch läuft dieses Profil vielleicht bei höheren Rezahlen noch besser als dieses. Xfoil rechnet bei RE 1.000.000 Vorteile des HQW gegenüber dem RG 15 aus bis Ca =  0,5; auch darüberhinaus ist das HQW nur geringfügig schwächer; Punktsieger per Xfoil - das HQW 1,5/08!

Noch dazu sind die HQ-Profile als Wölbklappenprofile entworfen - durch geschickten Einsatz von Snapflap dürfte die Leistungsfähigkeit nochmals verbessert werden! Einen noch "dünneren" Vertreter findet man mit dem HQW 1,5/07 beim Erwin.

Das gleiche Profil etwas molliger:

Das ist doch was!! Hat im Super-Flinkflug (RE 1.000.000) bei Ca von 0,05 dem HQW 1,5/08 eine Kaninchen-Näschenlänge und dem RG 15 eine Pinoccio-Nasenlänge voraus ....... (aber bitte immer nur geradeaus fliegen, keine Höhe ziehen (höchstens Rückenflug, da ist das HQW 1,5/09 auch der absolute Sieger)...

Dann kommt die nächste Kurve, wo der Dicke sich hineinlegen soll ...was das wohl wird? Auch kein Problem - nur gaanz wenig mehr Widerstand als der Dünne (HQW 1,5/08) bis Ca = 0,6; ab dann liefert das HQW 1,5/09 mehr Auftrieb! Über Ca = 0,5 ist das RG 15 gleichwertig, darunter ist es laut Xfoil den beiden HQW deutlich unterlegen! Weiteres zum "armen" RG 15 siehe oben!

Die HQ-Profile sind als Wölbklappenprofile entworfen - durch geschickten Einsatz von Snapflap dürfte die Leistungsfähigkeit nochmals verbessert werden!

Ein Allroundprofil erster Güte! Ab Ca = 0,2 wird es richtig gut - ab Ca = 0,6 hat es fast das SD 2030 eingeholt - und ab Ca = 0,7 hat dieses Profil Spitzenwerte! Das gleiche Profil in mollig wäre das HQW 2,0/09 - das hat dann fast die gleichen Werte, im Bereich Ca = 0,7 und höher ist es leicht im Vorteil. Also - auch klasse für DS! ... und hier gibt es DS-Profile (HQS) für Nurflügler von Helmut Quabeck:    http://www.hq-modellflug.de/hqs-profile.htm

Dieses Profil wird für Elektropylon eingesetzt (inzwischen modifiziert in das RK 1,7/7,5 (siehe Aufwind 4/2004 Seite 24 - Hartmut Siegmann); die Empfindlichkeit des RK 40 beim Landen und Starten dürfte für größere Modelle weniger problematisch sein wegen der deutlich größeren Profiltiefe als bei F5D-Modellen üblich. Das RK 40 ist recht dick, der Endleistensteg ist schön hoch - also ein stabil zu bauendes Profil! Die hohe Wölbung bringt  sehr guten Auftrieb in den Wenden, die weit hinten liegende Wölbung sorgt für sehr gute Xfoil-Polare im hohen Rezahlbereich. Die Wirksamkeit von Wölbklappen wie bei den HQW ... bringen vielleicht weniger Vorteile, dafür ist das Profil wohl nicht konstruiert. Xfoil bescheinigt dem RK 40 gute Werte bis Ca = 0,2, und Spitzenwerte bis über Ca = 1.

Besondere Beachtung gilt dabei dem sehr kleinen Momentenbeiwert - da kann ein T-Leitwerk oder Kreuzleitwerk mit minimiertem Widerstand (kleineres Höhenleitwerk bei gleichem Stabilitätsmaß) zu einem hervorragend geringen Gesamtwiderstand führen!! Insgesamt ein sehr interessantes Profil für DS!

Eine Reduzierung der Wölbung auf ca. 1,5 % könnte ich mir auch sehr gut vorstellen!

Andere Pylonprofile sind herunterzuladen bei Hartmut Siegmann: Profile light (12) ... alle bereits im .dat-Format.

Wenn man dieses Profil am Hang einsetzen will - dafür ist es laut Xfoil schlecht geeignet, dieses Profil braucht sehr hohe Rezahlen - sonst bleibt der Flieger stehen !

Was soll das nun?? Ein Profil für einen Kunstflugsegler!?

Auf der Suche nach guten, rundlichen Profilen (dieses Profil ist ja in der Kunstflugszene sehr beliebt) habe ich mal per Xfoil das SD 6060 mit sehr hohen Rezahlen gerechnet  - und siehe da ........ dieses dicke Profil hat echt was drauf! Es ist den HQW 1,5/08 und HQW 1,5/09 ebenbürtig - und dem RG 15 in nahezu allen Bereichen überlegen! Bei Ca kleiner 0 ist da merkwürdigerweise ein stärkerer Widerstandszuwachs ........ als wäre das Profil im Rückenflug nicht besonders ............ naja  - vielleicht sollten DS-Modelle mal mit dem SD 6060 und Kunstflugmaschinen mit dem HQW 1,5/09 fliegen .... (alles für Mega-Speed RE 1.000.000 berechnet........)

Interessant bleibt festzuhalten, dass auch ein megadickes Profil im DS funktionieren müsste, mit all den Vorteilen des stabilen Baues und des Einsatzes von entsprechend dickeren und kräftigeren Servos.

Wölbungsreduzierte Profile würden für DS sicher gut funktionieren - also so ca. 1,2 oder 1,5 % - und das bei einer Dicke von 8,5 bis 9,5 % - allerdings wäre mit solchen Spezial-DS-Profilen nicht unbedingt auch guter Hangflug möglich - alles geht halt nicht! Zudem wäre ein "gutes" und stabiles DS-Modell für zackigen Hangflug viel zu schwer.

4. sonstiges ......