SAL Nurflügel Arcturus

von Bernd Pfeiffer

Es kommt immer wieder die Diskussion auf, ob SAL mit gepfeilten Nurflügeln möglich ist oder nicht. Da aber zu dem Thema alles schon gesagt wurde, gab es nur eine Möglichkeit: Irgendjemand musste es ausprobieren...

Vorgeschichte, Scimitar SAL

Herbert und ich arbeiteten sowieso gerade an einem neuen HLG-Pfeilflügel und obwohl wir schon annahmen, dass ein Flügel in Rippenbauweise nicht stabil genug für SAL sein wird, dachte ich, daß die Informationen aus einem solchen Experimentalflieger doch absolut ausreichend sein sollten. Also wurde die kleine 1,5m Scimitar für SAL modifiziert.

Bei kleinen Re-Zahlen ist Flügeltiefe alles und kann durch nichts ersetzt werden! Die Streckung der Scimitar war also von Anfang an zu hoch, dieser Auslegungsfehler wurde jedoch bewusst in Kauf genommen. Die kleine Scimitar sollte bereits als Vortest für die große -damals noch zu bauende- dienen, daher musste der Maßstab eingehalten werden. Von der Flugleistung sollte und würde dieses Muster niemals mit Leitwerkler HLGs konkurieren können.

Thread im Forum von RC-Network: Scimitar

Winglets oder zentrales Seitenleitwerk

Der SAL-Start birgt mehrere Schwierigkeiten, die größte sind die dabei wirkenden Kräfte. Jede Kraft, die auf die Winglets einwirkt, verursacht wiederum eine Torsion des Flügels. Deshalb sollten die Winglets nach oben und unten symetrische Abmessungen bekommen. Man muß also auf den Winglets landen... diese Schockbelastung bei der Landung ist auch nachteilig für die Haltbarkeit des Flügels, außerdem müssen durch die kleinen Hebelarme der Winglets die Seitenflächen sehr groß sein.

Winglets in geodätischer Bauweise

Zusammenfassend: Winglets machen den Außenflügel schwer, weil man die Statik den Griff kriegen muß. Bei der Scimitar wurden viele Wingletvarianten erprobt, die leichtesten wogen bespannt 12gr pro Stück und einige hatten Festigkeitsprobleme.

Solch riesige Winglets sind aber auch nicht nur schwer, sie dürften aufgrund ihrer Größe einem zentralen Seitenleitwerk, was den Luftwiederstand angeht, unterlegen sein. Wenn man aber ein zentrales Seitenleitwerk baut, kann man doch auch gleich ein Leitwerk hinten dran schrauben... Dann baue ich lieber Leitwerkler. Kommt aber nicht in Frage.

Winglets symmetrisch oder assymetrisch

Ist das kurvenäußere Winglet größer als das innere, trägt dieses aufgrund der größeren Geschwindigkeit auch mehr zur Stabilisierung bei. Deshalb wurde nach den ersten Würfen das äußere Wingelt doppelt so groß wie das Kurveninnere. Bis irgendwann ein windstiller Tag kam und Scimitar wiederholbar zum Bumerang mutierte. Was war passiert?

Malt man sich die Kräfte im Schiebeflug auf, sieht man sofort, daß das kurveninnere Winglet beim Schieben einen deutlich größeren Hebelarm hat als das äußere. Bei dem äußeren Winglet kann der Hebelarm dann fast null werden. Der Einfluß des kurveninneren Winglets ist also doch sehr groß. Also wurden beide Winglets wieder gleich groß.

leichter gehts kaum!

Wurfgriff, Greifen im Schwerpunkt

Alle sagen, ein SAL-Modell muß im Schwerpunkt angefasst werden, deshalb hatte die Scimitar einen Wurfgriff. Nach und nach wurde bei jedem Wurf etwas weiter hinten Richtung Randbogen gegriffen, man konnte vom Werfen keinen Unterschied feststellen. Deshalb ist der Wurfgriff einfach abgesägt worden. Der Nachfolger der Scimitar hat keinen Wurfgriff mehr vorgesehen.

Es war ein langer Weg, bis die Starts der Scimitar problemlos waren, inzwischen sind sie eindeutig unkritisch und gut kontrollierbar. Aufgrund der starken Belastung der Flügelschale wird das Modell aber bald zum Elektrosegler umgerüstet, es ersetzt den in die Tage gekommenen (Prototyp-) Yoda.

Zurück in die Gegenwart: Die Nachfolgerin, Arcturus

Die Arcturus sollte kompromisslos für SAL ausgelegt werden und die Erkenntnisse aus den Flügen mit der Scimitar sollten mit einfliessen. Das Modell hat eine Streckung von 8; um einen großen Hebelarm zu gewährleisten, wird die Pfeilung auf 27° erhöht. Die Flügelwurzel bietet so viel Bauhöhe, daß Akku und Empfänger hineinpassen. Es wurden sehr leichte Winglets in geodätischer Bauweise angefertigt. Der Flügel hat eine CFK D-Box, in die alle Kräfte von den Winglets eingeleitet werden. Wölbklappen werden nicht mehr verwendet, bei diesen Re-Zahlen bringen Wölbklappen weniger Leistung als ihr Gewicht rechtfertigen würde. Das Profil ist aufgrund der Geometrie druckpunktfest gewählt worden, ein Tiefensprung soll ein gutmütiges Abrissverhalten trotz Zuspitzung gewährleisten.

Fixieren der Kerne mit Stäbchen

Kerne mit allen Innereien vorbereitet

Detail: Steckungseinbau

Flugerprobung

Im Moment klappt jeder siebte Start nicht so wie er sollte. Das Modell rutscht noch zu häufig aus der Hand, es fliegt recht gut, außer daß es im Kurvenflug zu sehr durchsackt, das müsste aber über eine Differenzierung der Ruder behoben werden können. Man müsste mehr Zeit zum fliegen haben, es sind im Moment zu viele Baustellen auf einmal... Vorallem die Sinkgeschwindigkeit ist besser als die der Scimitar, auch wird das Modell langsamer. Die aus den erflogenen Werten berechneten kleineren Winglets reichen zur Richtungsstabilisierung. Allerdings ist das Modell zu schwer. Es wird leider ein Rumpf benötigt, außerdem 80gr Trimmblei und die CFK D-Box ist zu schwer geworden. Auf diesem Konzept aufbauend sollte weitergemacht werden, allerdings müssen noch 200gr eingespart werden, dann könnte man sagen, ob man damit wirklich gegen einen Leitwerkler anstinken kann. ;-)

Video und Bewegungsstudie

Zu einem Flug gibt es auch ein Video, Achtung, es ist ca. 3,6MB groß: Video SAL-Start Arcturus (ps: Das Durchsacken im Flug liegt an einer noch falschen QR-Differenzierung...)

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