SIMCON Drake - Dokumentation - OUV

SIMCON Drake KAPITEL 2. FLUGZEUGGEOMETRIE
v : Strömungsgeschwindigkeit
MAC : Mean Aerodynamik Chord, Bezugsflügeltiefe
ν : kinematische V iskosität der Luft in m 2 /s
Die Strömungsgeschwindigkeit entspricht der gewünschten Fluggeschwindigkeit.
Die MAC ist die Flügeltiefe eines Rechteckflügels mit der gleichen Fläche und den selben
aerodynamischen Eigenschaften des Originalflügels. Sie berechnet sich aus der Flügelzuspitzung
(Taper Ratio) und der Flügeltiefe an der Flügelwurzel 3 oder kann in XFLR5
direkt ausgegeben werden. Wir haben hierfür zunächst mit Hilfe der gegebenen, benötigten
Fläche und der Streckung von Vergleichsflugzeugen einen plausiblen Wert angenommen.
Auf Grund der Abhängigkeit von der MAC mussten wir die Untersuchungen für den
Canard und den Flügel getrennt durchführen.
Die kinematische Viskosität variiert mit der Höhe. Wir entnehmen sie der Tabelle aus
[Ray99] S. 787 für die ISA.
Es wurden folglich die Profile für den Canard und den Hauptflügel für die Reynoldszahl
im Designpunkt bei vcruise, νcruise und Hcruise sowie für die im Stall simuliert. Für den
Stallfall bei vstall, νstall und Hstall wurden zur Standardisierung die Dichte (und damit
Flughöhe und kinematische Viskosität) auf Meereshöhe angenommen.
Kriterien für die Profilauswahl waren das Abrissverhalten, der Widerstandsbeiwert, der
maximale Auftriebsbeiwert und die maximale Gleitzahl. Das Profil sollte so gewählt werden,
dass im Cruise mit vertretbarem Anstellwinkel nahe am Optimum des Profils geflogen
werden kann. Wir fanden heraus, dass relativ dicke Profile das gewünschte, gutmütige Abrissverhalten
zeigen und legten uns daher auf Profile mit einer maximalen Profildicke von
12% und 15% (bezogen auf die Länge der Profilsehne) fest.
Die Profile NACA 2412, 2415, 3412, 3415, . . . ., 7415 erschienen uns als geeignet. Die Bezeichnung
der NACA Profile setzt sich zusammen aus:
� 1.Ziffer: Maximale Wölbung des Profils in Prozent der Länge der Profilsehne
� 2.Ziffer: Ort der maximalen Wölbung auf der Profilsehne in Prozent der Profilsehne
geteilt durch zehn
� 3. & 4.Ziffer: Maximale Profildicke in Prozent der Länge der Profilsehne
Das Profil 2415 hat also eine maximale Wölbung von zwei Prozent, die bei vierzig Prozent
liegt. Seine maximale Dicke beträgt 15 Prozent (jeweils bezogen auf die Profilsehne
(Chord)).
Die Profile unterscheiden sich unwesentlich im Widerstandsbeiwert. Die Untersuchungen in
XFLR5 zeigten, dass Profile mit größerer Wölbung einen leicht erhöhten maximalen Auftriebsbeiwert
liefern und eine etwas bessere maximale Gleitzahl haben. Allerdings haben
sie auch einen höheren (negativen) Nickmomentenbeiwert und Nullauftriebsanstellwinkel.
Es war möglich, aus den Polaren dieser Profile Rückschlüsse auf das zu erwartende Cl zu
ziehen. Die genauen Eigenschaften der Profile in Abhängigkeit des Ortes (z.B. im Downwash
des Canards) und deren Auswirkungen wurden im Anschluss in den Simulationen
der dreidimensionalen Flügel des ganzen Flugzeuges genauer untersucht und ausgewertet.
3 nach [Ray99] S. 56
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