Anstellwinkel...?!

[Frank_IVAO]

Original geschrieben von Bengel
Warum ist die Anströmung 45° eingetragen? AoA ist die Anströmung, und die beträgt ja in Deiner Skizze 30°, oder?

Also ich lese da "AoA 30°" in der zeichnung... is doch richtig

[Bengel]

Ja, aber darunter steht "Anströmung = 45°".... dies meinte ich

[Frank_IVAO]

gegenüber der Horizontalen kommt das auch hin. Ich schätze mal so war das gemeint.


EDIT: Hier wurde ja schon viel con DYNAMISCHER und STATISCHER Stabilität erzählt. Für die Leute, die sich da nich so auskennen und das teilweise etwas verwirrent sein mag, hab ich nochmal ne Übersicht eingescannt wo das an sich nochmal ganz gut erklärt ist. Nur nochmal zur Info

[Los Carlos]

Hallo Bengel!

Die von Dir gestellten Bedingungen sind allesamt überflüssig und gehen tatsächlich NICHT in den Auftrieb ein.

Kann sein, dass wir da etwas aneinander vorbei schreiben.

Ich spreche vom Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Anstellwinkel wegen der Frage von Peterle, warum man eine Stallspeed angibt, obwohl der Stall ja eigentlich ausschliesslich Frage des Anstellwinkels ist. Und es gibt einen Zusammenhang, den man aber mit Vorsicht geniessen sollte, weil es viele Faktoren gibt, die da mit hineinspielen.

Gewicht:
Ein vollgetanktes und voll beladenes Flugzeug braucht bei einer bestimmten Geschwindigkeit einen größeren Anstellwinkel als ein leeres.
Kurvenflug:
Ein Flugzeug in der Kurve erfährt eine erhöhte G-Belastung durch die Zentrifugalkraft. Also stellt sich für eine gegebene Geschwindigkeit ein höherer Anstellwinkel ein.
Klappenstellung:
Ein Flugzeug mit ausgefahrenen Klappen hat einen höheren Auftriebsbeiwert, als eines mit eingefahrenen Klappen. Also hast du für gegebenen Geschwindigkeit einen geringeren Anstellwinkel.
Keine Böen:
Fliegst du mit einer bestimmten Geschwindigkeit und bestimmtem Anstellwinkel, und bekommst dann eine Vertikalböe von unten mit, dann ändert das die Geschwindigkeit kaum bis gar nicht, aber der Anstellwinkel kann sich drastisch ändern. Unter Umständen bis in den Stallbereich hinein.
Luftdichte:
Für bei einer geringeren Luftdichte brauchst du bei gleichem Anstellwinkel eine höhere Geschwindigkeit (TAS) Das schöne ist nur, dass unser Fahrtmesser bei geringerer Luftdichte ebenfalls falsch anzeugt, nämlich zu wenig. Die Falschanzeige des Fahrtmessers gleicht dabei die notwendige höhere TAS genau aus, so dass wir mit der gleichen IAS fliegen können, unabhängig von der Luftdichte.
Wenn man nun die IAS korrigiert, obwohl das gar nicht notwendig ist,
ist das natürlich nicht optimal.

[Los Carlos]

Noch eine Frage zur dynamischen Stabilität um die Querachse: Was für bauliche Massnahmen kann man treffen, damit das Flugzeug eine möglichst optimale dynamische Stabilität umd die Querachse hat. Unter letzterem stelle ich mir ein Flugzeug vor, dass nach einer Störung genau einmal zurückschwingt. (ohne Überschwingung)
Ist das ohne Elektronik überhaupt möglich ?

Autos mit guten Stoßdämpfern schaffen doch auch ein Einschwingen ohne Überschwingen.

[Frank_IVAO]

Original geschrieben von Los Carlos
Noch eine Frage zur dynamischen Stabilität um die Querachse: Was für bauliche Massnahmen kann man treffen, damit das Flugzeug eine möglichst optimale dynamische Stabilität umd die Querachse hat. Unter letzterem stelle ich mir ein Flugzeug vor, dass nach einer Störung genau einmal zurückschwingt. (ohne Überschwingung)
Ist das ohne Elektronik überhaupt möglich ?

Autos mit guten Stoßdämpfern schaffen doch auch ein Einschwingen ohne Überschwingen.

Die Stabilität UM DIE QUERACHSE kannste beeilflussen mit dem Höhenleitwerk (Größe und EINSTELLWINKEL) und dann mit dem Abstand der lage des Schwerpunktes (c/g) zum Aerodynamik center (a/c). Je kleiner der Abstand ist, desto instabiler wird das Fliegzeug um die Querachse.

Die Fläche des Höhenleitwerks lässt sie ja nun schlecht beeinflussen, aber der Eintellwinkel der Höhenflosse lässt sich ja mittels der trimmung verändern. So wirste da im Rahmen des Trimmbereichs der Flosse immer die optimale Stabilität haben.

Sollte ich letzten Absatz was verdrehthaben oder falsch erklärt haben, kurze Mitteilung bitte Aber meiner Meinung nach müsste das passen

[Bengel]

Die Überziehgeschwindigkeit errechnet sich wie folgt:


Stallspeed = Wurzel ( Auftrieb oder Gewicht / ( halbe Luftdichte * Flügelfläche * max. Auftriebsbeiwert) )


Wo gibt "es ... einen Zusammenhang, den man aber mit Vorsicht geniessen sollte, weil es viele Faktoren gibt, die da mit hineinspielen"?

Luftdichte, Auftriebsbeiwert, Flügelfläche und Auftrieb bzw. Gewicht, das ist alles, formal ziemlich einfach zusammengeknetet.

Der max. Auftriebsbeiwert ist - profilbezogen - eine Konstante, die Dichte darf man für den Betrachtungsaugenblick auch als Konstante ansehen, somit ist die Stallspeed ausschließlich von der Gewichtskraft abhängig, und diese muß ja nicht konstant sein (bitte nicht mit Masse verwechseln!). Schon hast Du den Grund, warum bei Kurvenflug (höhere Gewichtskraft wegen Querbeschleunigung) die Stallspeed steigt, oder bei Böen von unten (ist wegen der Trägheit ebenfalls wie Gewichtskraftzunahme anzusehen).

Alles andere sind Störungen, die bedingt durch etwaige Änderung des Anstellwinkels (davon ist ja der Auftriebsbeiwert abhängig, zumeist anfangs linear) das Gleichgewicht stören, aber keine Bedingungen zur Ermittlung der Stallspeed!

[Bengel]

@Carlos,

muß für eine Stunde außer Haus, beantworte Deine Frage abends.....

[Bengel]

......

Was für bauliche Massnahmen kann man treffen, damit das Flugzeug eine möglichst optimale dynamische Stabilität um die Querachse hat.

Okay, beschränken wir uns auf die Querachse, also Stabilität bezüglich Nicken und Änderung des Anstellwinkels.

Kurz folgender Einwurf: eine optimale Stabilität gibt es nicht in dem Sinne, das diese möglichst hoch sein soll, im Gegenteil, man wünscht eine nur schwach stabile oder gar indifferente Stabilität, weil dann die Leitwerksmomente gering sind (Widerstand > Energieverbrauch). Andererseits muß ein -ziviler - Flieger für die Zulassung eigenstabil sein.

Wie kann man nun die -statische - Längsstabilität konstruktiv beeinflußen?

Der mit Abstand wichtigste Aspekt ist die Wahl der Schwerpunktlage. Damit wird zugleich die Auslegung des Höhenleitwerks beeinflußt, welches, nebenbei bemerkt, fast immer Abtrieb und nur ganz selten Auftrieb erzeugt, das Profil ist somit vielfach in Rückenlage angeordnet.

Bei der Stabilitätsbetrachtung muß man nicht nur Auftrieb von Flügel und Leitwerk sowie Gewicht beachten, sondern auch eine Fülle von Momente. Da sind jene Momente, welche durch die Triebwerksanordnung erzeugt werden, dann gibt es aber auch mehrere Momente, die durch Verwölbung und Verwindung entstehen, diese heißen Nullmomente.

Fasst man alle Kräfte und Momente zusammen, so kann man einen Punkt finden, an dem das Flugzeug aufgehängt werden könnte (z.B im Windkanal) und wo alle Kräfte und Momente bei unterschiedlichen Anstellwinkeln in der Waage bleiben. Diesen Punkt nennt man den Neutralpunkt.

Das Verhalten des Längsmomentes im Neutralpunkt ist daher unabhängig vom Anstellwinkel (was ich in vorigen Postings auch behauptete ). Das linksdrehende Nullmoment und die Summe der - rechtsdrehenden - Schub-, Auftriebs- und Höhenleitwerksmomente sind gleich groß, es herrscht Gleichgewicht.

Dieser Neutralpunkt ist das A und O der aerodyn. Auslegung, und NICHT, wie man annehmen möchte, der Schwerpunkt oder der Auftriebspunkt, auch wenn alles irgendwie miteinander verwoben ist.

Verschieben sich nun je nach Flugphase Auftrieb und/oder Schwerpunktlage, so bekommt das Leitwerk arbeit, um das Momentengleichgewicht wieder herzustellen. V-Form oder andere Dinge haben keinen Einfluß, lediglich die Pfeilung beeinflußt die Längsstabilität, allerdings bei Airliner mehr theoretisch als praktisch, weil die Pfeilung zu gering ist.

Jetzt müßte man noch den Manöverpunkt besprechen und den Einfluß der Machzahl, wobei wir den Mach-Trimmer wieder antreffen, das würde aber den Rahmen eines Postings sprengen.......

Kurz zusammengefasst: Profil, Pfeilung, ..... sind für die stat. und auch dyn. Längsstabilität nicht entscheidend, wichtig ist die Wahl der Schwerpunktlage und der Bereich, in dem sich diese ändern darf!

[Los Carlos]

Hallo Bengel,

irgendwie reden wir ständig aneinander vorbei.

Was die Sache mit den Anstellwinkeln betrifft, widerspreche ich dir in keinster weise.

Was ich nur sagen will ist:
Es gibt nicht DIE Stallspeed. Es gibt nur eine veröffentlichte Stallspeed, und die gilt nur in einer bestimmten Konfiguration und Flugzustand, in der Klappenstellung, Fluggewicht, Luftdichte, Geradeausflug etc. genau festgelegt sind.
Bist du schwerer, hast du eine höhere Stallspeed.
Setzt du weniger Klappen, hast du eine höhere Stallspeed.
Fliegst du in Böiger Luft, kannst du kurzzeitig eine höhere Stallspeed haben ...

Ich glaube DIR ja, dass du die Zusammenhänge so einfach findest, dass du da nichts mit Vorsicht zu geniessen hast. Aber es gibt Leute, denen das nicht so klar ist. Die lernen alle Geschwindigkeiten aus dem Handbuch auswendig und fliegen dann eine total überladene Kiste in geringer Luftdichte in vielleicht böiger Luft in eine zu Enge Kurve und wundern sich dann, dass schon bei 1,3Vs oder mehr die Stallwarning anspricht.

Deine Kenntnisse bezüglich Stabilität sind auch weit überdurchschnittlich und ich habe den Eindruck, dass du das vielleicht studiert haben könntest. (Ist es so?)

Aaaaber auch hier reden wir wieder aneinander vorbei.
Ich will keine übertriebene statische Stabilität!!!
Das würde neben dem von dir erwähnten Ernergieverbrauch höchstens bewirken, dass die Schwingung um die Längsachse eine höhere Frequenz hätte.

Ich frage nur, ob es bauliche Massnahmen gibt, mit denen man die Schwingungen um die Querachse, die man nach einer Störung hat, wenn man das Flugzeug sich selbst stabilisieren lässt, ob man diese Schwingungen, (deren Amplitude bei dynamisch stabilen Flugzeugen zwar mit der Zeit abnimmt, aber immer noch mehrere Minuten lang dauern können) nicht verkürzen kann. Idealerweise so, dass das gestörte Flugzeug innerhalb einer halben Schwingung wieder in seine stabile Ausgangslage zurück findet.