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Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 5+6

Die Zeitschrift „Deutsche Luftwacht, Ausgabe Modellflug“ wurde im Zeitraum von 1936 bis 1944 vom Reichsluftsportführer des Nationalsozialistischen Fliegerkorps als Propaganda-Heft für Modellbau und Modellflug herausgegeben, um das Interesse der Jugend an der Luftfahrt und Luftwaffe zu fördern.

Das Heft 5+6/1944 behandelt u.a. folgende Themen
Betrachtungen zum Einfliegen des Leistungs-Benzinmotor-Flugmodells; Verbrennungsmotor-Flugmodell; Leistungsmessungen an Flugmodellmotoren.


Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 5+6

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 5+6

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 5+6

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Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 5+6

Modellflug-Zeitschrift Deutsche Luftwacht 1944 - Heft 5+6


Zeitschrift in Textform

Herausgegeben unter Mit- DEUTSCHE LUFT NrVA CHT Nachdruck nur uiil C«-

teirkung den Reichsluftfahrt-mir. ist eri u mi durch den Korpsfilkrer da National-miitdutUchan Fliegerkorps

Modellflug

SchriftUitung: NSFK-Sturmßihrtr Höret WinkUr

nehmigung gestaltet* Für unverlangte Nieder' tchriflen übernimmt die Sehriflleitung keine Gewähr

MODELLFLUG BANDS

N.5/6 S.49-56

BERLIN, MAI/JUNI 1944

Betrachtungen zum Einfliegen des Leistungs-Benzinmotor-Flugmodells

Von Krtist Hraecker-t Spantvkaic in Pommern

Das LeiEtungg-ßcrizJTimotu »Flugmodell icit'hiiel Jsii-Ii durch großen Höhen gewinn iui Kraftftug und geringe Sinltge-M-hwindigkeit im anarhließendeu Gleitflug aus. Das Verhältnis Krafiti u^zeit : Gteitflugzcit ist somit entscheidend für feine Güte. Ein Plugmodell, das diesen Anforderungen genügt, ist anderseits aber beim Eiaftiegen sehr empfindlich um! zwingt Heu Starter, sirh mit den Fragen grundlegi nd zu befassen, die hier besonders zu berücksichtigen sind. Drr mrliegende Flugmodelilyp verfügt über einen liohen Krafl-über^chuß, und darum werden alle Momente, die auf Grund ilr'sscij auftreten, besonders deutlich und zwingen den \lodill(lii'({er, beim Entwurf den Plug werke« bestimm)»' Gruitil nütze, zu beachten.

K> sei zunächst auf die Auswirkung des Rückdrelnuuineii-tes der fLuftschraube eingegangen, das aus zweierlei Gründen entsteht. Die Massenträgheit der Luftschraube ergibt bei plötzlicher . Drehzahlzunahme, entgegengesetzt zu ihrem Drehsinn, ein Rollmoment des Flugmodells um seine Längsachse. Der Widerstand der drehenden Luftschraubenhlüt ler ruft in gleicher Richtung ein Rollmoment hervor, das sieb mit zunehmender Drehzahl verstärkt und sich zum ersten summiert. Da des Flugmodell durchweg mit Vollgas startet und fliegt, die Luftschraube also keiner Drehzahläudcrung unterliegt, wirkt praktisch nur das Widerstands-Rückdrch-nioment. Die Möglichkeiten, die hier zum Ausgleich herangezogen werden können, sind folgende;

1. Seitliches Versetzen der Motorzugrichlnng.

2. unterschiedliche Flügelein Stellung,

3. Verdrehung des Rumpfes,

t-. ^ ersetzen des Seitenleitwerkes.

Die Möglichkeiten 2 und 3 beheben das Rückdrehmonicnt unmittelbar; 1 und 4 mittelbar.

-Vn ]< Abb. 1 wird durch A und G ein ausgleichendes Moment gebild«t, die Geeamtauftriebskraft greift also außerhalb der Längsachse an. Im steilen Steigflug, bei dem die für iluu Steigflug verantwortliche Resultierende hauptsächlich durch den Vortrieb gebildet wird (Abb. 2), kommt das Rüik-drehmoment immer mehr zur Auswirkung. Die Erfahrung lehrt, daß sich kleine und leichte Flugmodelle mit starken Motoren in engen Kurveil steil hochschrauben. Es reicht dein-n.'ieh dah geringe Versetzen des Auftriebsaugriffspuiiktcs nicht mehr an. Man muH, um einen annähernd geraden KraflUug zu erreichen, den Flügel noch mehr verwinden oder die Luft-~ehranbetizugrichlung mehr seitlich versetzen. Beides bedeutet aber Kraflverlust, also geringeren Höhengewinn. Ein leichte; Flugmodell, das im Gleitflug geradeausfliegt, kommt bei mit Vollgas laufendem Motor aus der engen Steigflugkurve unter Umständen in den Spiralsturz mit großer Ge-hwiniligkeit herunter und geht meistens bei der Bodcn-herübrunft restlos zu Bruch. Beim Beginn des KraftHuges ist zunächst nur das Rückdrehmoment als unsymmetrisch vi irkende Kraft vorhanden, das bei linkslaufender Schraube (in Flug rieh tutig gesehen) ein Neigen des rechten Flügels und Heben des linken ergibt. Infolge dieser Schräglage über beginnt der Kurvenflug, denn beim Abschmieren nach der Seite wirkt da* Seitenleitwerk drehend um die. Hoch-uchse. lo der Kurve ist aber der äußere Flügel schneller als

Abb. 1. Der Auftrieb A außerhalb der Längsachse

Abb. 2. Kräftespiel beim »teilen Steigflug

Abb. 3. Kr&ftespiel beim Kurvenflug

Abb. 4. Dit Richtung des Lußschräubenstrahles

der innere und damit wandert der Angriffspunkt der Auftriebskraft nach außen (Abb. 3). Das so entstandene Drehmoment, durch /( und S gebildet, verstärkt das Rürkdreh-inoment und erst reebt die Schräglage. Der Spiralsturz ist die letzte Phase, dieser Vorgänge. Man hat immer eine gewisse Sicherheit gegen diese Gefahr, wenn das Flugmodell im Kraftflug „gegen das Drehmoment" kurvt. In jedem Falle muß man aber versuchen, eine möglichst geringe Schräglage im Kraftflug zu erhalten. Darum hat es eich auch bewährt, im Gleitflug durch Flügelverwindüng schwache Rechtskurven, im Kraftflug durch Versetzen der Motorzugrichtung Linkskurven zu fliegen, hei Motordrehsinn: links herum (in Fliig-richtung gesehen).

Bevor nun auf die vorteilhafteste Auslrinimung des Rückdrehmoment es eingegangen wird, soll der Begriff der Strahlrotation erläutert werden. Abb. 4 zeigt, daß der Litf(schrauben« trahl nicht gradlinig nach hinten gerichtet ist, sondern schrauben förmig um die Längsachse rotiert. Er erzeugt am Tragflügel und Höhenleitwerk einen unterschiedlichen An-slellwinkel und verhindert so die symmetrische Auftriebs-bildong (Abb, 5). Die dadurch entstehenden Luftkräfte wirken als Rollmomente, und zwar dem Rückdrehmoment entgegen, sind aber im Vergleich zu diesem ganz gering; denn hr Hebelarm zur Längsachse ist sehr klein. Der Nachteil,

Abb. 5. Veranschaulichung der Auftriebsverteilung

Abb. 6. Wirkung des Seitenleitwerke» im Luftschraubenatrahl

oberhalb der Längsachse angeordnet und liefert dadurch im Kraftflug eine einseitige Luftkraft As, die sich als „Seitenruder rechts" auewirkt und das Drehmoment sogar noch verstärkt! (Abb. 6).

Betrachtet man nun den umgekehrten Fall und bringt die Seitenleitwerkfläche unterhalb der Längsachse an (Abb, 7), so tritt bei linkslaufender Schraube ein Drehmoment um die Hocbachae nach links ein, das auf Grund seines langen Hebelarmes groß genug ist, um das Rückdrehmoment auszugleichen. Die Strahlrotation hat also das Rückdrehmoment beseitigt, wobei die Zugrichtung der Luftseh raube, je nach Größe der Zugkraft, der Seiten leit werk fläche usw., kaum oder nur sehr wenig versetzt zu werden braucht. Im Kraftflug steigt ein solches Flugmodell geradeaus steil empor!

Wie wirkt sich aber das tiefliegende Seitenleitwerk im Gleitflug aus? Die hohe Trogfliigcllage gleicht den geringen Nachteil dieser Anordnung völlig aus. Die Gefahr der Querinstabilität besteht darum nicht; allenfalls dauert es etwas länger, bis sieb nach einer Störung das Flugmodell wieder aufgerichtet hat.

Es sei nun im folgenden zu den Wirkungen des V-Loil-werkee Stellung genommen, da vielfach diese Anordnung bei Benzinmotor-Flugmodellen bevorzugt wird und man sich davon etwas ganz Besonderes verspricht! Zunächst die Vur-gänge im Gleitflug: Kommt ein Flugmodell mit V-Leitwerk in die Schräglage, so tritt ein rückführendes Moment am Haupttragflügel auf, denn der hängende Flügel fliegt dabei unter einem größeren Anstellwinkel, der sich aufrichtende unter einem geringeren als im Normalflug. Dieses rück-drehendo Moment ist aber nicht gleich der aufgetretenen Störung, es ergibt nur einen gewissen Widerstand gegen die Störung, und so bleibt die Querlage zunächst noch erhalten. In der Schräglage wirkt aber eine seitliche Resultierende aus L und G, die im Schwerpunkt angreift und das Flugmodell seitlich wegsebieben läßt (Abb. B). Jetzt wirkt

Abb. 7. Seitenleitwerk unterhalb der Längsachse

Abb. 8. Ursache des seitlichen Schiebens bei schiefer Querlage

[M, 9 (1944) Nr. 5/6

Modellflug

bekanntlich da« Seilenleitwerk bei normaler Anordnung drehend um die Hochachse und bringt die Längsachse in die neue Anströmrichtung, die V-Form des Tragflügels bewirkt das Aufrichten beim seitlichen Schieben. -Es ist also keinesfalls so, daß die Projektion des Tragflügels auf die Ebene senkrecht zur Schwerkraftrichtung in der Schräglage die Rückführung bewirkt. Dag V-Leitwerk verhält eich nun genau so wie ein normales Höhenleitwerk mit ohenliegendem Seitenleitwerk. In der Schräglage seihst tritt kein Drehmoment um die Längs, oder Querachse ein; denn beim Hineingehen in diese Lage sind die durch die Austellwinkcl-ve ränderungen hervorgerufenen Auftriehsunterscliicde von il und Ar nach Abb. 9 derartig gering, daß sie eich überhaupt nicht auswirken können. Das V-Leitwerk will also geradeaus unter Beibehaltung seiner Schräglage weiterfliegen! Da nun aber das ganze Flugmodell auf Grund seiner Schräglage seitlich zu schieben beginnt, tritt eine erhebliche Anstellwinkelvergrößerung auf der Seite des V-Leitwerk es ein, die am tiefsten liegt und etwas vorgeschoben ist; nur durch das seitliche Anblasen, und nicht etwa durch die Schräglage, ergiht nun der größere Anstellwinkel eine Vergrößerung von Auftrieb und Widerstand auf der tiefliegenden Seite des Leitwerk!] ügels, eine Verringerung beider Kräfte naturgemäß auf der anderen Seite {Abb. 10). Die so gebildeten Momente, die erstens durch den Auftriehs-untersebied ein Aufrichten, zweitens durch den Widerstandsunterschied ein Eindrehen in die neue Flugrichtung ergehen, wirken stabilisierend, sind aber verhältnismäßig schwach; sie werden bei weitem iibertrolfen durch die seitlich resultierende Kraft (Al — AI), die über einen langen Hebelarm zur Hochachse angreift und das Flugmodell schnell in die gewünschte Flugriehtung bringt. Daa V-Leitwerk verringert also keineswegs die Querstabilitat. wenn es tragend oder symmetrisch profiliert ist (Instabilität ist nur vorhanden, wenn man das V-Lcitwerk ahlricberzeugend profiliert).

Im Kraftflug tritt nun durch die Sirahlrotation wieder die unerwünschte Erscheinung auf, daß durch den größeren Anstellwinkel auf der einen Seite die seitliche Komponente (A,—At) gemäß Abb. 10 und 11 das Rückdrehmomrnt unterstützt und nicht aufheben kann. Ein V-Leitwerk in der üblichen Anordnung bringt für ein Benzinmotor-Flugmodell keine Vorteile, sondern Nachteile, wenn man ,.das letzte herausholen" will.

Wie würde sich aber eine V-Stellung des tragenden Leitwerkflügels nach unten auswirken? Abb. 12 läßt erkenne«, daß hier eine brauchbare Anordnung vorliegt, denn im Krailling wirken dem Rürkdrehmoment entgegen:

1. Der größere Au Fl rieb rechts ah Rollmoment um die Längsachse nach links,

2. die seitliehe Kraft — A3).

Mit dem Drehmoment wirkt allein der größere Widerstand -crhls. Da dieses Moment in Wirklichkeit vernacblässigbar .sring ist, kann man dieser LeitWerkanordnung für den "Kroftflug nur Vorteile zuerkennen. Im Gleitflug wirkt nach Abb.12 z. B. beim seitlichen Schieben nach links der größere Auftrieb auf der Außenseite infolge der negativen V-Form entgegen der Stabilität, ebenso der größere Widerstand. Wie aber bereite gesagt, wird durch die Kraft A, — A« mit ihrem langen Hebelarm trotzdem die Stabilität gewährleistet. Die Verhältnisse ändern Bich allerdings, wenn das V-Lcil-»erk «r'hmal und lang gebaut ist. Bei Benzinmotor-Flugmodellen kommt dagegen ein tiefes Leitwerk kleiner Spannweite in Frage (6*/F ~ 3).

Fs geht aber hieraus hervor, daß der Winkel, den die beiden Leitwerkfliigcl miteinander hilden, nicht zu groß gc-wiililt werden darf. Da man zudem hei einem Leistungs-ncnr.inwolor-Flugmodell immer die Parasolanordnung vorziehen sollte und wahrscheinlich in Zukunft dazu gezwungen -ein wird, um konkurrenzfähig zd sein, kann man ohne Gefahr ein solches negatives V-Leitwerk mit auftrieher7cugcn-dem Profil verwenden. Es stellt bei richtiger Überlegung eine Vereinfachung der Leitwerk form von Abb. 7 dar. Ich möchte aher betonen, daß sieh diese. Anordnung nur bei Mnlorfliigmndellen bewähren kann, die über einen hohen Kraftülicrschuß verfügen und daß man sirh beim ModellentwurF vorher gründlich überlegen muß. ob jene selhfitütige Stabilisierung wirklieh notwendig ist, da sie unter Umstanden die Flugeigenschaften beeinträchtigen kann (z.H. bei Segel Flugmodellen).

Abb. 9. Wirkung des V-Leitwerkes bei schiefer Querlage im Gleitflug

5 %

Abb, 10. Die Kräfte am V-Leitwcrk im Luftschraubenstrahl

Abb. 11. Wirkung des Krn/tsspieij der Abb. 10

Abb. 12. Kräftcspiet am negativ-V-förmigen Leitwerk

Verbrennungmotor-Flugmodell mit Druckschraube

Von Unteroffizier H. Klenow, Stargard

Geschätzt« Gteltzahl

Geschätzte Sinkgeschwindigkeit

Verhältnis von Kraftflugzeit!Gleitflugzeit

Spannweite

Länge über altes

GriBter Rumpfquerschnitt

Profil des Tragflügels

Profil des Höhenleitwerks

1:10 0,9 ml» 1:2,8 1560 mm 1135 mm 153 cm* Clark Y NACA 0012

Einsteltwinkel des Tragflügels im Verhältnis zum Höhenleitwerk 3" Verwendung des Tragflügels (zwischen Flügelwurzel- and Endprofil) 1° V-Form des Tragflügels in % der Spannweite 6 %

Flächeninhalt des Tragflügels 35 dm*

Fluggewicht H 900 g

Flächenbelastung 25,7 g

Motormarke und -Leistung „Dyno f, 0,09 PS

Zylinderinhalt 2,04 cm*

Drehzahl 1000 Ulmin

Art der Zündung Selbstzündung

Triebwerkgewicht, flugfertig 240 g

Leislungsbelastung 10 kgjPS

Luftschraubendurchmesser und -Steigung 300mm 0, ISOmmSlelgung Einsfettwinkel für die Zugrichlung der Luftschraube

in Bezug zur Ebene der Längs- und -Querachse 0 8

Einstellwinkel für die Zugrichtung der Luftschraube

In Bezug zur Ebene der Hoch- und Längsachse 0°

Werkstoff für Rumpfwerk Kiefernleisten, Sperrholz

Werkstoff für Tragwerk Kiefernteisten, Sperrholz

Durchschnittliche Rippenstärke 1 mm

Durchschnittliche Spaniens tathe 1 mm

Querschnitt der Rumpfholme 2 x2,2 x5 mm

Querschnitt der Tragflügelholme 2x6, 3x5, 2x6 mm

Sonstige Besonderheilen: Anordnung des Motors mit Druckschraube Ober einen Leitwerkslräger

Hd.Y 11911) Nr. ,1/6

Modellflog

53

Mein Verbrennungsmotor-Flugmodell

Von bhi lernffixier Ii. Kienou; Staigard i. P.

Der „Selbstzünder" hat schon seit einiger Zeit seine volle Eignung für den .Modeliflug bewiesen. In den EHibzeit-sihriften häufen sich die Beschreibungen von Flugmodellen, die, mit Sclbstzunderinotoren ausgerüstet, beachtliche Flugerfolgt erzielten. Ich denke da z.B. an die Koitslruk I innen vnit Suh. Kermeli usw. Überhaupt ist durch den Stilist-/iiniler der Flugmodellbau mit einem neuen ninl inlrr-e-saiilcii Eulwichluiigsgebiel bereichert worden.

hh möchte an dieser Stelle von einem Flugmodell berieb-lijii. das zwar entwiirfsmäßig keine ausgesprochene Nruhrit du rate] Ii. Jas aber durch den Einbau des Selbstzüudcrs ,.Dy»n ]'' und dessen besondere Anordnung über dem Flügel in Verbindung mit einer Druckschraube versebiedene konstruktive und auch fliegerische Vorteile brachte. Dct Entwurf enlstand aus dem Gedanken, ein Flugmodelt mit gut geschütztem Triebwerk zu schaffen und dabei gleichzeitig auf eine gute aerodynamische Durchbildung des Flugwerkes /u achten. Diese Forderungen sind hei dem hier zur Sprache ^lebenden Flugmodell weitgehend erfüllt worden*

Bisher beschritt mau, um die erstgenannte Forderung erfüllen zu können, ilcu Weg. daß mau das Flugmodell als I )op|>e)rnjnpf-F'lugiuodell ausführte oder es mit zwei Leitwerk-, trägem ausrüstete. Dieser Lösungsweg verursacht aber eine uroÜc haulichc Mehrarbeit und noch andere Nachteile, auf die hier nicht naher eingegangen seh So enlsrhloB ich mich, nur einen Leitwerksträger zu benutzen und diesen tiilerhiilh des Luf lschraiiheiikrcia.ee anzuordnen. Dieser Leil-v. crkslrügcr ließ sich trotz seine» kleineu Querschnil [es feit igkeitsmäßig gut aus rühren.

Durch seine Anwendung ergab sirh gleichzeitig ein weiterer Vorlcil: das snusl erforderlieb gewesene hohe Fuhrwerk

konnte durch ein zur Hälfte in den Rumpf eingebautes Landerad und zwei seitliche Stützrollen ersetzt werden, wie es aus der Üliersieblszeichuung ersichtlich ist.

Die Befürchtung, daß durch den sehr weit * hinler dein -Si liwerpunkt eingebauten Motor die F'lugstabililäl im Krafl-flug ungünstig beeinflußt werden könnte, erwies sich als unbegründet. Vom ersten Einfliegen an zeigte das Flug muilell im Kraft- und Gleitflug sehr gute Slahililülseigeii-si haften um ulje drei Achsen.

Es konnte weiterhin festgestellt werden, daß die Zugrirh-lung des Motors zur Stabilisierung der Kraftfluglape nicht besonders eingestellt zu werden brauchte. Die Einsletluug der Motomipriehiung sowohl zur Ebene der Längs- und Querachse als auch zur Ebene der Längs- und Horbach*!' betrügt also 0°.

Durrb den weil nach unten gezogenen Kuinpf wurde die Gefahr einer von der Motoranorilnuug bewirkten hohen Si hwerpunktlage umgangen. Trotz der geringen Tiagflügel-V-Eorm ist die Ouerstabilität hervorragend.

Hinsichtlich der Flugleistiiugeu ergaben etwa 30 Flüge folgende günstigen Werte: Die durchschnittliche Steigleistung betrug ISO m/min. Bei der Sinkgeschwindigkeit von 1 m/s entstand ein KrafL-GleitMugverhältnis von 1 : 2.5,

Bei Weitgeheuder Verwendung von BaUaholz, das mir leider nicht zur Verfügung stand, würde sich das Flnggewii'hi noch stark herabsetzen lassen, womit das Kraft-Gleilllugver-hältnis noch weseullieh verbessert werden konnte.

Die Hauptdateu meines Flugmodells sind aus den Angaben der Hb. ■rsieh tszcirhiiung zu entnehmen.

Leistungsmessungen an Flugmodellmotoren

Von Helmut Glockmann, DarmstatU

Seit längerer Zeit beschäftige ich mich damit, die Eingleist tili gm unserer Verbrennungsmotor-Flugmodelle berrils bei der Konstruktion einigermaßen genau voranbziiberechnen. Naebdeni nun die Messungen des Herrn Ing. Schmilz veröffentlicht worden sind, schien dies auch möglich geworden zu sein. Es lagen jedoch keinerlei Anhaltspunkte über den Wirkungsgrad der von uns verwendeten Luf(schrauben vor. Aus diesem Grunde habe ich versucht, hier etwas Klarheit zu schaffen. Leider stand mir bisher wenig Zeit zur Verfügung, so .!;?!.'. die gemessenen Werte nur einen erst annähernden fjhcrlilirk darstellen, der noch nach allen Hieb hingen bin erweilert und ausgebaut werden muß. Es wurde zunächst ie Leistungskurve der gebräuchlichsten Moloret) ermittelt und dann versuehl, mit einfachsten Mitteln einen ungefähren \iili;ills|>iinkt über den Wirkungsgrad der iut Handel erhältlichen Luftsrhrauhen zu bekommen.

Da sieb ein direkte* Abbremsen der kleinen Motoren als praktisch unmöglich erwies, wurde folgendes Verfahren angewandt: Es wurden acht verschiedene Luftschrauben her-gi.slellt- Von diesen wurde die Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Drehzahl gemessen; und zwar wurde ein ein ElektroinotormiltelsSehiehewiderstand mit der zu messenden Luftsrh rauhe auf eine Drehzahl eingestellt, dann dicLufl-■.rhraiihi* abgenommen und dcrMotor auf die gleiche Drehzahl in der üblichen Weise abgebremst. Die Abmessungen der ver-neiide1e.ii Luftschrauben seien nachstehend wiedergegeben:

Unter Gewicht ist hei allen Motoren das Gewicht des Ausfertigen Motors eingesetzt worden. Also bei den Benzinmotoren einschließlieh Luftschraube, Zündanlage und Batterie, und bei den Dieselmotoren einschließlich Luftschraube.

Nachdem wir nun die Motorleistung bestimmt haben, wenden wir un6 der Luftschraube zu. Zunächst einige theoretische Überlegungen:

Na

■h dem Impulssatz ist: S — Q ■ M'„ ,

Bd. 9 (1914) Nr. 5/6

Modellflug

55

Hierbei bedeuten: S es Luftschraubenzug, Q — die sekundlich dureh die Luft sehr aubenkreisebene tretende Luftmasse, ii,-.. — die Gescbwindigkeitsdifferenz vor und hinter der Luftsehra uhe.

Da nun weiter naeh der Sc hra üben strahl theo rie die Geschwindigkeit in der Luftschraubenebene gleich dem Mittelwert der Geschwindigkeiten vor und hinter der Luftschraube ist, so wird die Durcbtrittsgeschwindigkeit der Luft durch die Schraubenkreisebene:

i Dun hlrillflgescbwiudigkeit der Luft dureh dir Schrau-Lcnkreisebene, vtl — Geschwindigkeit vor der Luft geh raube, l'[|/i*'u — Geschwindigkeit hinter der Luftschraube. Damit wird:

<? = K.Ä-JP-aj^+ "°)n.

V — das sekundlich durch die Schrauhenkr eisebene tretende Luftvolumen, R = Luflschraubenradius, Q = Luftdichte.

Wenn man nun weiterhin die vereinfachende Annahme macht, daß der Auftrieb an den Luftschraubenbliiltern direkt proportional dem Anstellwinkel ist, so sind wir in der Lage, die Zugkraft 5 als Funktion von v0 rechnerisch zu ermitteln. Diese Annahme entspricht sicher der Wirklichkeit, da bei den Luftschrauben, wie sie für Flugmodellmoloren vergeudet werden; sehr kleine Anstellwinkel vorliegen.

Da nun im Stand va = 0 ist, so ist die Strahlgeschwindig-keil, die wir mit dem Staurohr messen können, gleich ie'„. Im Fluge ist dann bei der Geschwindigkeit v0 — it>'„ die Geschwindigkeitsdifferenz vor und hinter der Schraube w„ ----- 0 und damit S =0. Bei den Zwischen werten ist: w„ — u>'tl - ru. also: Vd + M)n = tv'a ~= eoust, Der Schraubenzug wird damit: % 2

Weiter ist

S= rP

H-f)

s = w-

s = fr

„. Dies eingesetzt, ergibt-2

{<*+ T SV«-

Hiü von der LufUi'hraube abgegebene Leistung int min:

Die« differenziert und gleich Null gesetzt, ergibt für das Maximum die Bedingung: V$ — tu

Wenn wir alle Geschwindigkeiten in m/s und den Luftschraubenradius in m einsetzen, so erhalten wir Ln iu mgk/s. Wir müssen also noch durch 75 teilen, wenn wir P-S haben wollen.

Der Wirkungsgrad ist nun aber das Verhältnis der auf/u» wendenden Leistung zur nutzbaren. Wir müssen also noch eine angenäherte Formel für die Abhängigkeit des Lcistungs-bedarfes einer Luftschraube von der Fluggeschwindigkeit aufstellen. Hier liegt nun die Hauptschwierigkeit unserer ganzen Berechnung, da dies eigentlich nur durch genaue Vermessung der Luftschrauben im Windkanal möglich ist. Immerhin können wir mit einiger Genauigkeit den kleinsten Leisluugsbedarf unserer Luftschrauben, der etwa bei r„ -- ter„ liegt, abschätzen, und dann die genaue Widerslaiids-kurve durch eine Gerade ersetzen, um zunächst einmal einen l'herhlitk über die vorliegenden Verhältnisse zu bekommen.

Zunächst ist der Leis tun gabedarf gegeben durch die Formel:

L = W.v'.

Hierhci bedeuten: W -~ Luftwiderstand der beiden Lnft-srhrauhcnblätter, v' =a mittlere Bahngeschwindigkeit der

Luftschraubenblätter (im allgemeinen etwa das 0,7fache der Suitzengeschwiu digkeit).

i kann wegen des sehr kleinen Fortschrittsgrades unserer Luftschrauben als unabhängig von v0 betrachtet werden. Der Widerstand ist gegeben durch:

W = Cw-F-q', *

wobei t

q' = (j/2 ■ u' ist.

Im Bereich der Beynoldsschen Zahlen, in denen unsere Luftschrauben arbeiten, fällt das Widerstandsminimum fast genau mit dem Anstellwinkel für Nullauftrieh zusammen und bat eine Größe von etwa cw — 0,04. Eine Umrechnung auf das Seitenverhältnis erübrigt sich, da für c0 — 0 auch der induzierte Widerstand gleich Null wird. Hieraus läßt sich das Widerstandsminimum bei dor Fluggeschwindigkeit t'u = w'a berechnen:

w,llin = 0,04. f ■ <,:

Der Leist nngsbedarf der Luft seh rauhen ist also bei dieser Geschwindigkeit

Lwiii = 0,04 F q' v' - 0,04 ■ F ■ qß • v'3. Wenn wir v in m/s und F in m- einsetzen, erhalten wir L:l;:l in mkg/s und müssen zur Umrechnung in PS durch 75 teilen. Als zweiter Werl steht uns der hei der Geschwindigkeit tr,, = 0 gemessene Lei et nngsbedarf zur Verfügung. Wir ersetzen nun die genaue Kurve zwischen diesen beiden Werten in erster Näherung durch eine Gerade, und erhalten für den Leistun gsbedarf:

L = n

mit und

'■o

Mit Hilfe dieser soeben entwickelten Formeln sind wir nun in der Lage, nach einer einfachen Strahlgeschwindigkeits-messuug im Stand den Verlauf der Zugkraft iu Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit zu ermitteln. Außerdem können wir, wenigstens näherungsweise, die Lage und den Betrag des besten Wirkungsgrades ermitteln.

Es wurde die Strahlgeschwindtgkeit mit einem einfachen Staurohr in Verbindung mit einem Mikromanometer gemessen.

neu. Vir wühlen dafür den Eisfeld-Dieselmotor l)V 2. Wir luüMn. unseren Motor mit der Luftschraube Nr. 3 laufen, obwohl diese eigentlich schon etwas zu klein tat. Wir nahen nach Tabelle 3 oder nach Kurve 13 hei einer Drehzahl von 7 100 U/min eine Leistung von 0.145 PS zu erwarten. Noch Kurve 16 haben wir eine Lu ftech ra üben slrah Ig esc Ii windigkeit von etwa IT m/s. Die von der Luftschraube abgegebene Leistung wird also:

zweitens liegt die Geschwindigkeit des besten Wirkungsgrades mit etwa 12 m/s für ein gewöhnliches Flugmodell recht hoch. Es wäre also, um die Strahlgeschwindigkeit herabzusetzen, eine kleinere Steigung zu nehmen. Um weiterhin die

0,13« ■ 3,14 - 0,125 J^'-0,0067 | 145 —-|-jt>„.

Die größte Leistung wird abgegeben bei einer Geschwindigkeit:

1,73

= 9,8 m/s.

Lud diese betragt: Z,„ = 0,0067 (145-

-48) 9,8 = 6,35 rakg/s = 0,085 PS.

0,7 -0,26 -3,14-

= 68 m/s .

Zur genauen Ermittlung des Wirkungsgradrs berechnen wir nun die Leiatungsabgäbe unserer Luftschraube für verschiedene Warte von u0. Außerdem müssen wir noch die Leistungsaufnahme bei diesen Geschwindigkeiten berechnen. Der Wert von Lrral war in unserem Falle gleich 0,145 PS. /Cur Berechnung von LBin erprittetn wir erst einmal tri

n 60

.A u Berti ein wird:

F = 0,025 " 0,26 m* = 0,0065 m'.

Dies eingesetzt, ergibt: !.„,;., = 0,04 - 0,0065.0,0625 ■ 68" = 5,05 mkg/s = 0,068 PS.

Wir erhalten also für den Leistungsbedarf unserer Luftschraube in Abhängigkeit von »( folgende Gleichung: ^ 0,068—0,145

0,0045 ■ ■!■,, 0,145.

Xii'i können wir auch die Leistungsaufnahme unserer Luft-ii hrmihe in Abhängigkeit von «o berechnen. Es ist dies aber gar nicht unbedingt erforderlich; denn da unsere Kurve ja eine Gerade ist, brauchen wir nur die beiden Werte /j„lfr/ und Lmfa in die Kurvendaratellung einzuzeichnen und diese durch ein« Gerade zu verbinden. Wir können dann alle benötigten Zwischenwerte direkt ablesen.

Nachstehend folgt eine Tabelle der für unser Beispiel berechneten Werte: Wir sehen, daß die Schraube ungünstig gewählt wurde. Denn erstens arbeitet der Motor nicht in der Drehzahl, bei welcher er seine: höchste Leistung abgibt, und

Drehzahl zu verringern, müßte man den Durchmesser oder (und) die Blattbreite vergrößern. Allerdings liegen in Wirklichkeit die Verhältnisse noch etwas komplizierter, du die Drehzahl nicht konstant bleibt. Denn der Motor'antwortet auf jede Verminderung der Leistungsaufnahme mit einer Erhöhung der Drehzahl. Es wäre also bei Berücksichtigung dieser Tatsache zu empfehlen, daß der Motor im Stand etwa 500 bis 1000 U/min weniger läilft als der größten Leistung entspricht. Nach diesen Gesichtspunkten tat die Luftschraube für den Flu gm od eil-Verbrennungsmotor auszuwählen.

L =f

0,145

Neue deutsche Modellflug-Höchstleistungen

nach dem Stand vom 1.4.1944

/ vollständige Line im nächsten Heft) %

Klasse Nurflügel-Flugmodellc mit Verbreuuiingsmotor Ilodenstart-Strecke: C. G. Neubert, Dresden 32 200 m

Uodenstart-Dauer: C. G. Neubert, Dresden 24 min 24 s

Klasse Drehnugel-HallenflugmodeHe Handstart-Daiier: A. Oswald, Stuttgart 1 min 59s

Inhalt des Schriftteils

Seils

Betrachtungen zum Einfliegen des Leistung«-Benzinmotor-Flugmodells. Von Ernst Broecker . ... . . . 49

Mein Verbrennungsmotor-Flugmodell, Von Unteroffizier

IL Kienow ................53

l.eistungsmessungen an Flugmodetlmotoren. Von Helmttt

Glockmann................53

Bauplan im Doppelformat: NurßUgel-Segelßugmodell „AO-S IO" von Gefr. Arthur Osteoid.


Hinweis zum Urheberrecht
Erlaubnis zur Retro-Digitalisierung und Veröffentlichung auf der Digitalen Luftfahrt Bibliothek am 2. Mai 2022 erteilt durch die Maximilian Verlag GmbH & Co. KG. Die Zeitschrift „Deutsche Luftwacht - Ausgabe Modellflug“ wurde von 1944 bis 1944 über den Verlag E. S. Mittler & Sohn, Berlin, vertrieben. Rechtsnachfolger ist die Koehler-Mittler-Verlagsgruppe, heute ein Unternehmen der Tamm Media, Hamburg.


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