Landung

Es gilt das Prinzip: Landungen erfolgen immer unter widrigen Umständen, wie z.B. Seitenwind. Deshalb wird das folgende Experiment so angesetzt, dass bei einem Querwind von 5 Grad von links die Geschwindigkeit gesucht wird, bei der mit ausgefahrenen Landeklappen mit einem Ausschlag von 30 Grad und einem Anstellwinkel von 10 Grad alle Ruderausschläge so bestimmt werden, dass alle Drehmomente verschwinden und der Auftrieb das Gewicht der Flug-Ente egalisiert.

Um einen Eindruck zu erhalten, was man aufgrund der perfekten Transparenz von Luft nie zu sehen bekommt oder eventuell nur dann, wenn man im einem realen Windkanal mit Rauchfahnen arbeitet, zuerst ein Schnitt in der xz-Ebene in einem gewissen Abstand zum Rumpf, uzw. um die Strömungen um die ausgefahrene Landeklappe und zugleich um das Ruder am Vorflügel zu veranschaulichen. Bild H11V5GLTKL zeigt die Strömungsgeschwindigkeit in Farbe und deren Trajektorien sowie quasi die Wirbelgröße der Turbulenz als Konturen. Es ist sofort ersichtlich, dass sich bei 10 Grad Anstellwinkel hinter den ausgefahrenen Lande- und Vorflügelklappen sich Wirbel bilden, die stromabwärts sich als Wellen fortpflanzen. Erfahrungsgemäß beginnt bei 10 Grad Anstellwinkel für das gewählte, nicht laminare Profil sich die Strömung abzulösen. Der Auftrieb kann auch durch Erhöhung des Anstellwinkels nicht mehr wesentlich vergrößert werden. In einem weiteren Bild H11V5GLTKV für den identischen Schnitt wird wie vorher als Konturen jetzt die vertikale, turbulente Energie gezeigt. Daraus ergibt sich im Bild H11V5GLTKLAV ein vertikaler Diffusionskoeffizient als Kontur zusammen mit der Wirbelgröße in Farbe. Diffusionskoeffizienten sind dann die Auslöser für die Bildung einer Grenzschicht und damit relevant für Auftrieb und Luftwiderstand.
 
Die Bilder H11V5GLV1 und H11V5GLV2 zeigen für den identischen xz-Schnitt wie oben bzw. nahe am Randbogen, Strömungsgeschwindigkeit, Trajektorien und den Druck als Konturen. Wichtig hier ist die Feststellung, dass die Strömung in Rumpfnähe sich bereits nahe einer Strömungsablösung befindet, während aussen unterstützt durch eine Schränkung von 3 Grad inkl. der 3,2 Grad Anstellung des Querruders die Strömung noch schön anliegt. D.h., es ist zu erwarten, dass bei einer optimistischen Betätigung des Höhenruders bei z.B. einer Landung die Flug-Ente zuerst durchsackt, bevor sie seitlich wegkippt.

Abschliessend die wichtigsten Ergebnisse: Das Experiment wurde so angelegt, dass für eine zu suchende Geschwindigkeit alle Klappenstellungen errechnet werden, für die sich dann alle Drehmomente um den vorgegebenen Schwerpunkt zu Null ergeben. Folgende Graphik zeigt die Optionen, welche Größen gesucht werden können und darunter die Ruderausschläge, die für ein Verschwinden aller 3 Drehmomente erforderlich sind. Es ergibt sich, dass bei ausgefahrenen Landeklappen das Höhenruder am Vorflügel mit ca. 15,5 Grad nach unten ausgefahren, das Qerruder mit 3,2 Grad nach links und das Seitenleitwerk mit ca. 8,3 Grad nach rechts bewegt werden muss. Dann würde die Flug-Ente geradlinig fliegen. Die 15,5 Grad Ruderauschlag am Vorflügel sind das eigentliche Ergebnis dieser Simulation. Da beim Ausfahren der Landeklappen man in der Fernsteuerung die Vorflügelklappen zumischt, geben die 15,5 Grad einen Anhaltspunkt dafür, wie die Landeklappen mit denen am Vorflügel gekoppelt werden müssen, aus Sicherheitsgründen etwas weniger, damit man die Sinkgeschwindigkeit noch mit dem Höhenruder kontrollieren kann.