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3D-Detailmodellierung
Jetzt steht viel Modellierungsarbeit an. Diese Seite wird Bild um Bild wachsen so wie ich mit der Detailmodellierung voran komme.
Es besteht die Aufgabe den Motoreinbau zu entwerfen. Dafür muss dass Motorumfeld komplett vorhanden sein. Die Flügel durchdringen den Rumpf mit ihren Holmstummeln und müssen daher modelliert sein. Das Austragen des Flügel und die Erstellung eines Dummyflügelmodells erschien leicht, allerdings hatten es die Flügelspitze und insbesondere das Flächenrädchenhaus in sich.
An den linken Flügel habe ich noch den Holmstummel samst Bolzenlöchern modelliert, gespiegelt und den Holmstummel holmzentral gedreht. Damit ist der Dummy-Flügel fertig und ich finde das sieht schon fast wie ein Flugzeug aus.
Wichtig war mir noch herauszufinden wie stark das Modell von der Realität abweicht. Das Bandmaß (links) zeigt 245 + 2 = 247 mm (Die 2mm weil ein Bandmaß seinen Anschlag innen hat). Die CAD-Messung zeigt 252 mm. Das macht eine Abweichung von 5 mm. Für eine CAD-Fertigung wäre das natürlich ungeeignet, aber für die Einbauplanung ist das mehr als ausreichend.
Jetzt gilt es ein paar wichtige Designparameter einzustellen:
- Blattspitzenabstand über dem Rumpfausleger
- Blattspitzenabstand hinter dem Rumpf
- Motorseitenzug
- Motorstutz
Propellerabstand Seitenansicht
In diesen Bildern ist die Anordnung für einen Blattspitzenabstand von 5 cm über und 10 cm hinter dem Rumpf dargestellt. Der Gesetzgeber fordert in der JAR-VLA 925 einen Mindestabstand von 26 mm radial und 13 mm longitudinal. Diese Werte sind mehr als erfüllt, aber mir stellt sich die Frage wie viel Lärm man reduzieren kann wenn man z.B. statt 10 cm auf 20 cm Abstand zum Rumpf geht.
Weiterhin stellt sich die Frage ob der Motor einen Seitenzug braucht. Im Gegensatz zu einem "normalen" Flugzeug bei dem der verdrehte Propellerstrahl das Seitenleitwerk trifft und ein Giermoment erzeugt, erzeugt das Triebwerk der J5 diesen Effekt nicht. Was aber trotzdem noch da ist, ist das Drehmoment um die Längsachse, welches mit Gegenquerruder ausgeglichen werden muss. Querruder erzeugt natürlich immer auch ein negatives Wendemoment und schon hat man wieder die Notwendigkeit der Korrektur.
Im Gegensatz zu einem Flugzeug mit Traktortriebwerksanordnung ist beim Druckpropeller aber der Hebel zwischen dem Druckpunkt des Flugzeugs und dem des Propellers relative klein und damit die Wirkung eines Seitenzugs limitiert.
Ein weiterer Punkt der eine Rolle für die Wahl der Höhe des Triebwerks über dem Rumpf spielt ist die Überschneidung des Propellerkreises mit dem V-Leitwerk. In der derzeitigen Designkonfiguration ist eine Überscheidung vorhanden.
Zu Berechnen gilt es welchen Durchmesser der Propellerstrahl im Bereich des V-Leitwerks noch hat. Gemäß Bernoulli ist der statische Druck in schnelleren Strömungen verringert, demzufolge muss sich ein beschleunigter Luftstrom zusammenziehen. Im Moment suche ich nach Berechnungsgleichungen hierfür. Parameter sind:
- 1,36 m Propellerdurchmesser (WoodComp Winglet 136)
- 200 km/h Fluggeschwindigkeit
- 30 kW Antriebsleistung
- 2300 U/min Propellerdrehzahl
- 1,5 m Abstand Propeller - Leitwerk
Sollte sich herausstellen dass sich der Propellerstrom auf 80% zusammenzieht, so würde er das Leitwerk nicht mehr treffen.
Es gibt noch eine weitere Konstruktionsgröße damit der Propellerstrahl nicht das Leitwerk trifft. Man kann dem Triebwerk ein paar Grad Sturz geben, was den Propellerstrom nach oben und damit über das Leitwerk richtet. Hierüber werde ich wohl noch einige Sachen lesen und mit erfahrenen Flugzeugkonstrukteuren diskutieren müssen.
Bei allem was man so berechnen kann wird letztlich der Flugversuch zeigen welche Wirkung insbesondere die Winkeleinstellungen haben. Den Hinweis die Konstruktion so zu halten dass man Sturz und Seitenzug mit vertretbarem Aufwand korrigieren kann werde ich beherzigen. Letztlich ist es halt doch ein "Experimental" :-) .
Fortsetzung folgt...
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