Trimmung: Sebart Katana S 50E V.2

Der erste Schritt im Leben eines fertig gestellten Modellflugzeugs ist die Festlegung des Schwerpunktes. Für die nachfolgenden Experimente im virtuellen Windkanal ist es ebenfalls notwendig, den Schwerpunkt und damit Drehmomente und die sich daraus ergebenden Ruderausschläge zu deren Neutralisation zu bestimmen. Wie in der Realität wird man dazu bei hoher Geschwindigkeit mit entsprechender Motorleistung versuchen, aus der Trimmung des Höhenruders abzuleiten, wohin der Schwerpunkt gelegt werden sollte. Dazu wurde für die Katana S 50E durch Vorgabe eines von der Geschwindigkeit abhängigen Schubs - die Daten dafür wurden aus dem ecalc-Werkzeug, das unter www.hacker-motor-shop.com zur Verfügung gestellt wird, extrahiert - der Druckpunkt gesucht. Gefordert ist, dass der Schub über die Dreiecksbeziehung mit der Fluggeschwindigkeit gleich dem sich daraus ergebenden Luftwiderstand und der Auftrieb gleich dem Gewicht von 2,75 Kg ist. Im Ergebnis wurde eine Geschwindigkeit von 25,03 m/s = 90.11 Km/h und ein Anstellwinkel von 5,16 Grad bei einem Schub von 1,458 Kg ermittelt. In der Horizontalen liegt der Druckpunkt dann 125 mm hinter der Nase der Tragfläche am Rumpf vergleichbar zur Angabe in der Gebrauchsanweisung mit 120 bis 130 mm. In der Vertikalen liegt der Druckpunkt 4 mm unterhalb der Sehne des Tragflächenprofils. Siehe Bild KatTrimmUVPxy (horizonaler Schnitt auf Höhe des Höhenruders für Trajektorien, skalare Fluggeschwindigkeit in Farbe und Druck als Isolinien).

Für den Fall Horizontalflug bei voller Motorleistung wurde die Fluggeschwindigkeit und der Anstellwinkel so gesucht, dass Auftrieb = Gewicht und Schub = Luftwiderstand ist. Bei diesem Experiment wurden die Parameter des virtuellen Windkanals so kalibriert, dass das Drehmoment um die Querachse - zu finden unter "Y-Torque" in der grafischen Oberfläche - mit 0 Gramm * Meter ausgewiesen wird.

Weitere Ergebnisse:

• Das Bild KatTrimmUVPxz1 zeigt den Schnitt in der xz-Ebene mittig durch den Rumpf der Katana für Trajektorien, skalare Windgeschwindigkeit und Druck.
• Das Bild KatTrimmUVPxz2 zeigt den Schnitt in der xz-Ebene auf Höhe der Radverkleidung für Trajektorien, skalare Windgeschwindigkeit und Druck.
• Das Bild KatTrimmLKvxz2 zeigt einen Schnitt in der xz-Ebene auf Höhe der Radverkleidung für die simulierte Wirbelgröße (Variable "L" in den partiellen Differentialgleichungen) und vetikalen, turbulente kinetische Energie der Wirbeln (Variable "Kv" in den partiellen Differentialgleichungen).
• Das Bild KatTrimmAvxz2 zeigt einen Schnitt in der xz-Ebene auf Höhe der Radverkleidung für die simulierte Wirbelgröße (Variable "Av" in den partiellen Differentialgleichungen).
• Das Bild KatTrimmBxy zeigt die horizontale Verteilung des Auftriebs. Da dieses Bild das Ergebnis ist aus Differenz des Drucks, der von oben und von unten auf das Modell wirkt, zeigt das Bild KatTrimmBuntenxy den Beitrag von unten und Bild KatTrimmBobenxy den Beitrag von oben.
• Das Bild KatTrimmFyz zeigt die Verteilung des Luftwiderstandes in der yz-Ebene.