verschiedene Schwerpunktwaagen / Systeme bzw. Schwerpunktbestimmung, EWD-Waage + Verwiegung und Wissenswertes:

Hier stelle ich im laufe der Zeit Beiträge und Links ein, die einem die Grundlagen der Modellfliegerei nahe bringen.

Auf den Inhalt der Links habe ich ja keinen Einfluss, da er ja nicht von mir ist.

Siehe Beiträge weiter Unten, Wissenswertes.

Nachtrag:

Aus aktuellem Anlass, da Verkauft, habe ich die Sparte CG-Wizard entfernt.

Dadurch wird mehr Speicherplatz für weitere Fotos frei.

Hier mal die Themen:

- Vorstellung verschiedener Schwerpunktwaagen und Ihrer Spezifikationen anhand meines Equipementes über mechanische und elektronische Systeme.

- meine eigene elektronische SP-Waage für Segler und andere Modelle

- Schwerpunktmessung mit Hype UCANFLY, Mpx Alpina Magic,Mpx Easy Glider Pro und Mpx Kranich

Wissenswertes:

- Berechnung des Antriebs

- Auftrieb, oder warum fliegt etwas

- Turbulatoren

Meine verschiedenen Schwerpunktwaagen, bzw. verschiedene SP Mess-Systeme:

Schwerpunktwaagen (SPW):

Erstmal, wofür braucht es eine Schwerpunktwaage?

Neben der Einstellwinkeldifferenz (EWD) sollte das Modell auch sauber gebaut sein. Dann muss der Schwerpunkt beim Modell stimmen, wenn es gut fliegen soll.

Man kann den Schwerpunkt (SP) laut Anleitung mittels eines Stiftes auf / unter der Fläche auftragen und dann das Modell auf den Fingerspitzen balancieren um zu sehen ob es im Schwerpunkt ist.

Diese Methode ist nicht nur sehr ungenau, sie ist auch ziemlich mühsam, da man das Modell immer wieder abstellt und entsprechend Blei zugibt, oder verschiebt.

Einfacher ist es doch, dass Modell irgendwo aufzulegen und zu sehen in welche Richtung es kippt.

Und daher braucht es eine Schwerpunktwaage.

Da gibt es wiederum zweierlei Systheme:

Mechanisch mittels Wippfunktion, oder elektronisch wo das Modell in bzw. auf der Waage fest steht.

Mechanische SPW:

Eine einfache und günstige (ca.34,-€) SPW ist die von Multiplex.

Sie lässt sich gut zerlegen und platzsparend verstauen, so dass sie auch zum Flugplatz mitgenommen werden kann.

Diese Waage war meine erste SPW und mit der habe ich viele meiner Flugzeuge verwogen.

Das größte Flugzeug war 05.2012 die ASH 26 E von Graupner mit 3,20m Spannweite.

Hier mal die Daten von MPX:

- Sie ist für Modelle von 300 g bis 10 kg Gewicht ausgelegt. Der Messbereich liegt zwischen 30 und 150 mm, d.h. bei einer Rechtecktragfläche (ohne Pfeilung) darf die Flächentiefe bis zu ca. 450 mm betragen, das ist für alle gängigen Modelle ausreichend.

Anmerkend von mir ist, dass man theoretisch Rumpfbreiten bis 310mm verwenden kann, siehe Fotos mit Maßband.

Nachteil dieser Waage ist der, dass das Flugzeug nach hinten kippt und so von der Waage rutscht.

Also muss man das Flugzeug mit einer Hand immer stabilisieren und mit der anderen Hand soweit Blei verteilen bis es in der Waage ist, bzw. leicht nach vorne Kippt.

Hier mal Fotos von der MPX SPW mit Robbe Dash 7 und FlyFly ASK 21:

RMD RSW 45 Pro SP-Waage:

Um eine bessere Standfestigkeit bzw. nicht mehr das Abkippen nach Hinten zu haben, wurde zusätzlich eine SPW aus Aluminium gekauft, die für große Modelle bis 25kg gedacht ist.

Diese SPW ist von Rudolph Modellbau Design (RMD) und hat die Bezeichnung RSW 45 Pro und ist mit 84,-€ eine andere Hausnummer.

Technische Daten RSW45Pro   

Mit dieser SPW habe ich meine nachfolgenden Modelle verwogen und war sehr zufrieden damit.

Die Fotos zeigen die SPW und als Modelle die Cessna 182 und MPX Kranich.

Im Zuge der Anschaffung elektronischer SP-Waagen wurden die mechanischen SP-Waagen Verkauft.

die elektronische SPW:

Elektronische SPW sind nicht nur um ein vielfaches Teurer wie mechanische SPW, sondern sie bieten auch besondere Vorteile.

Auf diesen SPW liegen bzw. stehen die Modelle unbeweglich auf / bzw. im Halter und man kann sofort auf dem Display oder der App am Tablet / Handy sehen wo der aktuelle SP ist.

Nun kann man das Blei oder den Akku so positionieren das der in der Anleitung angegebene SP passt.

Bei den elektronischen SPW gibt es ebenfalls zwei Systeme:

- Einmal für Segelflugzeuge, wo das Modell in den Halter gelegt wird ( dieses System wird genauer Beschrieben, da ich es Anwende )

- und beim Zweiten steht das Motormodell mit dem Fahrwerk auf den Sensoren Bspw. CG-Wizard.

Ein langjähriger Fliegerkammerad und Freund (Wolf) hat das System für Segelflugzeuge und wir haben es an meinem MPX Kranich getestet.

Und ich muss sagen, wow, was für ein "geiler Scheiß" :-))

Endlich mal in Ruhe ohne lästiges hin- und her Gekippele die Gewichtsverteilung vornehmen.

Diese Art der Messung hat mich so überzeugt, dass ich mir auch für meinen MPX Kranich und eventuell zukünftig folgende Modelle, noch eine elektronische Schwerpunktwaage für Segler mit verschiedenen Aufnahmen gekauft.

Siehe nächsten Bericht.

Wolf hat seine Tangent Vortex und Tangent Kult mit der elektronischen Waage ausgewogen und hatte da Differenzen zur manuellen Waage.

Nachdem die Flieger neu eingestellt wurden, haben sich die Flugeigenschaften wesentlich verbessert.

Ergo war es eine gute Anschaffung von Manuell auf Elektronisch zu wechseln.

Nachtrag:

Auch bei mir wurden meine sämtlichen Flieger neu verwogen und die Flugeigenschaften sind perfekt.

Ich würde Jedem eine elektronische SP-Waage empfehlen.

Auch wenn man Bspw. nur ein Modell hat.

Allein wenn man eine Reparatur hat, oder den Akkuhersteller wechselt, muss man ja wieder zur Sicherheit den SP Kontrollieren.

Man muss sie ja nicht neu, wie ich, kaufen, sondern kann sie auch gebraucht erwerben.

meine eigene elektronische SP-Waage für Segler und andere Modelle:

Ich habe meine manuellen Schwerpunktwaagen verkauft, und mir eine neue elektrische SPW für Segler für 150,-€ gekauft.

Diese SPW wird von Jemanden per Eigenbau vertrieben und punktet mit vielen verschieden Großen Bügeln zur Aufnahme der Modelle.

Hier mal die Technischen Daten:

- verwogen können Modelle bis 8kg Gesamtgewicht

- 5 paar verschieden breite Bügel für Rumpfbreiten von 42, 62, 82, 148 und 205mm und 58, 72 , 72, 118, und 160mm Rumpftiefen

- Kalibriergewicht von exakt 1000g

Das Kalibrieren mit beiliegender Schritt für Schritt fotografischer  Anleitung ist ein Kinderspiel.

Um das Equipement auch sicher und aufgeräumt transportieren zu können, wurde ein Outdoorkoffer in entsprechender Größe für 49,99€ gekauft.

Damit es nicht nur schwarz im Koffer ist, wurde neuer fester heller Schaumstoff gekauft und Zugeschnitten.

Fotos sind unten dazu angehängt.

Leider hat sich beim Fotografieren ein Fehler eingeschklichen:

Oberhalb des Grundgestelles fehlt ein Auflegepad beim kleinsten Ramen. Dieses ist natürlich da und wurde später eingesetzt.

Summa Sumarum, knapp 210,-€ die für mich sehr gut Angelegt sind.

Schwerpunktmessung mit Hype UCANFLY, Mpx Alpina Magic, Mpx Easy Glider Pro und Mpx Kranich:

Die Hype UCANFLY wurde von mir neu Restauriert und ein zweites paar Flächen mit Landeklappen versehen.

Die erste Verwiegung fand auf der elektronischen Seglerwaage statt und dort wurde auch entsprechend Blei zugegeben, da die Landeklappenservos hinter dem Schwerpunkt liegen.

Danach wurde die UCANFLY auf der CG-Wizard ( mittlerweile verkauft ) verwogen, und das SP-Ergebniss war Indentisch.

Super Sache.

Ebenso wurde meine MPX Alpina Magic verwogen und der Schwerpunkt hat super gepasst. SP liegt bei 85mm laut Anleitung.

Nach Crash im Baum wurde die Alpina mit neuen Flügeln ausgestattet und neu am 10.04.21 Verwogen, siehe Fotos.

Ein zweiter Mpx Easy Glider hat es vorübergehend ( da in Auftrag gekauft und dann Verwogen ) in meinen Hangar geschafft, und er wurde am 03.06.21 verwogen. SP liegt bei 70mm laut Anleitung.

Fazit:

Diese Anschaffung hat sich gelohnt, allein deswegen weil nichts mehr kippelt beim Auswiegen.

Was ist die EWD?

Erstmal die Aufklärung der Abkürzung:

EWD bedeutet Einstell-Winkel-Differenz zusammengeschrieben Einstellwinkeldifferenz ;-)

Je nach Flugzeugtyp unterschiedlich, ist es unbedingt erforderlich, dass für den Flug
Tragfläche‐ und Höhenleitwerk in ganz bestimmten Winkeln zueinander stehen, dass nennt sich eine Winkeldifferenz.

Die Differenz aus dem Einstellwinkel (man könnte auch lapidar sagen: die Lage) der Tragfläche und dem Einstellwinkel des Höhenleitwerks ergibt die Einstellwinkeldifferenz (EWD). Gemessen wird sie zwischen der Profilsehne der Tragfläche in Rumpfnähe und der Profilsehne des Höhenleitwerks.

Warum ist die EWD zusätzlich zum richtigen Schwerpunkt so wichtig?

Beispiel welches die Folgen einer zu groß gewählten EWD sind:

Bei einer zu groß (zu hoher + Bereich) eingestellten EWD wird das Modell beim Werfen die Nase hochziehen und es benötigt bereits beim Start ein beherztes Eingreifen des Piloten, um die Nase mittels "Drücken" wieder runterzubringen.

Danach wird man die EWD-Fehlstellung mit der Trimmung auf "Tief" kompensieren.

Eine korrekte EWD erleichtert also nicht nur das Steuern und Trimmen, sondern schont insbesondere die Nerven.

Da ja nicht nur die Tragfläche Auftrieb erzeugt, sondern auch das Höhenruder, klingt es im ersten Moment etwas Verwirrend wenn bei einer zu großen + EWD am Höhenruder der Flieger die Nase hochzieht.

Da diese Aerodynamischen Gegebenheiten zu Erklären die Seite sprengen würden, nehmt es als gegeben hin, oder googelt danach :-)

Also wie man sieht, machen korrekter SP und passende EWD vor dem Erstflug und auch beim Flug richtig viel Sinn und ersparen einige hektische Momente.

Ein Höhenleitwerk besteht ja aus fester Fläche und beweglicher Fläche, dem Höhenruder.

Jetzt gibt es noch das Pendelleitwerk, dass nur aus einer Fläche besteht.

Der Unterschied zwischen beiden Arten ist die Einstellung der EWD.

Beim Höhenleitwerk wird mittels unterlegen oder Entfernen die Einstellung unternommen.

Beim Pendelleitwerk wird nur durch verstellen der Trimmung bzw. des Servomittelpunktes am Sender die EWD eingestellt.

Sollten die EWD-Angaben seitens des Herstellers fehlen, können folgende grobe Richtwerte verwendet werden:

0 - 1 Grad: Kunstflugmodelle
0,5 - 1,5 Grad: Hotliner
1 - 4 Grad: Thermiksegler oder langsame Modelle

Vorsicht: Eine negative EWD lässt das Modell unweigerlich instabil werden!

Ich möchte hier die Einstellung der EWD am Höhenleitwerk meiner Graupner ASH 26 vorstellen:

Die EWD (Einstellwinkeldifferenz) beträgt laut Plan 1,5°.
Ich habe eine EWD-Waage von Robart und einen Digitalen Pitch Logger bei dem ich das Digitale Element abbauen kann.

Als erstes wird die Robat Waage an der Fläche befestigt und der Flieger mittels eingebauter Wasserwaage in Position gebracht.

Jetzt zeigt die manuelle Anzeige 0° an, und den digitalen Logger setzen wir oben drauf und Nullen ihn ein.

Jetzt kommt ein sehr wichtiger Teil, der Flieger darf sich nicht mehr bewegen, also darauf achten dass er Standfest ist.
Gegebenenfalls neu Ausrichten und festklemmen.

Bei mir war der Flieger fest, und jetzt wurde die Robartwaage am Höhenleitwerk befestigt.

Wichtig ist, dass sich das Höhenruder nicht bewegen kann, gegebenenfalls mit einer Leiste und zwei Spannklemmen feststellen.

Bei der ASH ist das nicht von Nöten, da durch die "ums Eck Anlenkung" das Höhenruder fest ist.
Auf die manuelle Waage wurde wieder die Digitale gestellt, und sie zeigte 1,5° an.
Zur Sicherheit habe ich die ganzen Vorgänge ein zweites Mal gemacht, mit dem gleichen sehr guten Ergebnis.
Eine kleine Faustregel bei der EWD: je höher die EWD, desto stabiler / zahmer / langsamer wird der Flieger.
Kunstflugmaschinen haben eine EWD von 0° und sind entsprechen heikel zu fliegen, da der Fokus auf Schnelligkeit und wendigkeit liegt.
Ich bevorzuge zahmere Flieger ;-)

Nachtrag:

Am 27.05.23 erfolgte der sehr erfolgreiche Erstflug mit der ASH 26 E.

Es musste nichts Nachgetrimmt werden, so dass die gemessene und von Graupner vorgesehene EWD von 1,5° Perfekt ist.

image016_2

image017

image018

image019

image020_1

image021

image022

Wissenswertes:

Berechnung des Antriebs:

Da ich kein Elektroingenieur bin, brauche ich verschiedene Programme um meine Antriebskonfigurationen zu berechnen.

Hier habt Ihr zwei Programme die einem weiter helfen.

Mein Favortit ist eCalc, da man sehr viele Werte eingeben kann und das Ergebnis sehr nahe an die Realität kommt.

Ich habe eCalc als Bezahlversion, und die knapp 10$ pro Jahr tun mir nicht weh.

https://www.ecalc.ch/motorcalc.php?ecalc&lang=de

ebenso habe ich mir die Hubschrauberversion von eCalc gekauft:

https://www.ecalc.ch/helicalc.php?ecalc

Ferner kann ich auch den Drive Calculator empfehlen, da man bei diesem Programm zum gewählten Motor sich automatisch die passenden Propeller und umgekehrt anzeigen lassen kann.

http://www.drivecalc.de/

Auftrieb, oder warum fliegt etwas:

Das Thema Auftrieb ist ziemlich Komplex und andereseits kann man es auch einfach erklären.

Die Heutzutage am meisten verwendete Erklärung wird vom schweizer Mathematiker Daniel Bernoulli aus dem 18.Jahrhundert verwendet.

Bernoulli, der nicht im Traum an fliegende Maschinen dachte, entdeckte eine grundlegende Beziehung zwischen der Geschwindigkeit einer strömenden Flüssigkeit und dem Druck, den diese ausübt. 

Kurz gesagt, lautet Bernoullis Prinzip: je schneller der Fluss (etwa in einem Rohr), umso geringer der Druck (auf die Wände des Rohrs).

Damit, so argumentieren viele Schulbücher, ließe sich auch der Flugzeugauftrieb verstehen: 

Über die gekrümmte Oberseite eines Tragflügels müsse die Luft einen längeren Weg zurücklegen als unter dessen flacher Unterseite; ergo fließe sie oben herum schneller, dadurch entstehe über dem Flügel ein geringerer Druck, und diese Druckdifferenz hebe das Flugzeug an.

Hier mal ein Link zu einem Youtube Video, der es leichtverständlich Erklärt:

https://www.youtube.com/watch?v=kltgsh9hp8I

Turbulatoren:

Turbulatoren sind bauliche Veränderung an/auf der Fläche um die Luftströmung zu verändern, so dass es später oder so gut wie gar nicht mehr zum Strömungsabriss kommt.

Warum es Autrieb gibt, habe ich ja weiter oben beschrieben.

Jetzt gehen wir etwas in die Tiefe und beschäftigen uns mit laminaren und turbulenten Strömungen.

Hört sich etwas kompliziert an, ist aber ganz einfach :-) .

Wenn sich das Flugzeug vorwärts bewegt entstehen ja auf der Fläche Verwirbelungen , die ja den Auftrieb erzeugen.

Mit Veränderung der Geschwindigkeit mal mehr mal weniger.

Da ja die meisten Flächen, übertrieben gesagt, spitz zulaufen, wird am Ende der Fläche weniger Auftrieb erzeugt wie am Anfang.

Da die meisten Flächenoberflächen ja ziemlich glatt sind, hat die Luft kaum eine Chance Wirbel zu Erzeugen.

Wenn die Luft ohne großartigen Wiederstand über die Fläche huschen kann, nennt man das eine laminare Strömung.

Um jetzt auf der glatten Oberfläche die Luft zum wirbeln zu bringen, also turbulent zu werden, gibt es die Möglichkeit von Turbulatoren..

Das sind dann die Turbulatoren.

Ein Turbulator ist ein Bauelement zur Störung der laminaren Luftströmung. Da eine laminare Strömung weniger Energie in der Grenzschicht besitzt, kann schon durch kleine Störungen (Querruderausschlag oder hoher Anstellwinkel) ein Strömungsabriss in Form einer laminaren Ablösung verursacht werden.

Eine laminare Ablösung ist vereinfacht gesagt, jetzt wird kein Auftrieb mehr hergstellt.

Turbulatoren können vielfältig aussehen:

Da gibt es das Zackenband, was vor dem dicksten Profil der Fläche aufgeklebt wird, siehe auch im kapitel Tips und Tricks Teil 2 an meiner DC-3.

Dann haben wir Grenzschichtzäune:

Ein Grenzschichtzaun ist ein aerodynamisches Hilfsmittel, um das Strömungsabreißverhalten an Flugzeugtragflächen zu verbessern. Der Grenzschichtzaun ist ein an der Tragfläche in Anströmrichtung angebrachter Steg, der die Querströmung in der Grenzschicht und damit ein Abfließen der Strömung zur Tragflächenspitze verhindert. Der Grenzschichtzaun wird hauptsächlich bei stark gepfeilten Tragflächen eingesetzt, um den Strömungsabriss am Außenflügel im Bereich der Querruder zu verhindern, der zu einem Abkippen des Flugzeugs führt.

Und zu guter Letzt kann man auch durch Auftragen von Haarspray eine Verwirbelung erzeugen.

Vorteil von Turbulatoren ist, dass wie schon gesagt der Strömungsabriss minimiert wird und man dadurch langsamer fliegen kann.

Der Nachteil ist, dass durch diese Veränderung das Flugzeug nicht mehr so schnell wie vorher fliegt.

Ich persönlich bevorzuge ein Flugzeug dass sich im langsamen Bereich (also wie bei einer Landung oder einer Kurve) unkritischer verhält und verzichte daher ganz gerne auf maximale Geschwindigkeit.

Gerade wie Bspw. bei einer DC-3 (außer die DC 3 mit 1,85m SPW aus EPO) die ja eine Zicke ist, kann man mit dieser Masnahme auch beim Start eine Sicherheit durch besseren Auftrieb/Anströmung erreichen.