eMotion - OUV

Entwurf eines Selbstbauflugzeugs
3.12 Massen-Schwerpunkts-Diagramm
Eine vordere Schwerpunktlage schränkt den verfügbaren Höhenruderausschlag ein. Es
ist darauf zu achten, dass noch genügend Höhenruderwirksamkeit vorhanden ist. Die
hintere Schwerpunktlage wird so festgelegt, dass das Flugzeug gerade noch stabil fliegt.
D.h. die hintere Schwerpunktlage muss vor dem Neutralpunkt (siehe nächstes Kapitel)
liegen.
Generell liegen die vorderen und hinteren Schwerpunktlagen der Profile im Bereich von
15 – 40% MAC. Bei einer mittleren Flügeltiefe von 0,949m sollte der
Schwerpunktbereich unseres Flugzeugs dann zwischen 14cm (=0,15*0,949m) und
38cm (= 0,40 * 0,949m) hinter der Flügelvorderkante liegen. Der zulässige
Schwerpunktbereich wird letztlich vom Konstrukteur festgelegt.
Bei der Weight & Balance Berechnung definieren die vorderen und hinteren
Schwerpunktlagen zusammen mit dem Gesamtgewicht einen zulässigen Bereich
(envelope). Gemessen von einem eindeutigen Bezugspunkt (hier: Propellerflansch)
werden zunächst alle Einzelgewichte (Flugzeug-Leergewicht, Pilot, Gepäck usw.)
zusammen mit den dazugehörigen Hebelarmen multipliziert und somit die Momente
berechnet. Die Summe der Einzelgewichte darf dabei nicht das zulässige Abfluggewicht
von 240 kg überschreiten. Die Gesamtschwerpunktlage ergibt sich nun nach der
Division von Gesamtschwerpunkt durch Gesamtgewicht. Die Tankfüllung bleibt in
unserem Falle unberücksichtigt, da der Motorantrieb mit geladenen Batterien erfolgt,
die ihr Gewicht während des Fluges beibehalten. Es findet also während des Fluges im
Gegensatz zu Verbrennungsmotoren keine Schwerpunktverschiebung noch eine
Gewichtsveränderung statt.
Gewicht Hebelarm Moment
[kg] [cm] [mkg]
150 131 197
240 131 314
240 154 370
150 154 231
240 154 370
Tabelle 6: Definition des zulässigen Schwerpunktbereichs
In unseren Beispielen auf den nächsten Seiten ist mit unterschiedlichen Gewichten des
Piloten und des Gepäcks gerechnet worden.
Nach der näherungsweisen Überprüfung der geschätzten Leermasse, kann diese
weiterhin als 150 kg angenommen werden. Die minimale Zuladung soll 55 kg betragen
und die maximale 90 kg, wobei diese im Falle eines Piloten, der diese Masse
unterschreitet, durch zusätzliches Gepäck im Stauraum hinter dem Sitz ergänzt werden
kann.
Version: 01-2012 Projektname: eMotion Seite 43