Aeroelastik, auch ein Thema für uns

[Robert]

Da viele Canards, Hydroplanes und noch andere Powerboate dieses Phänomen vereint, dachte ich, rege das mal an. Finde dieses Phänomen sehr interessant, und vielleicht kennt der ein oder andere es noch nicht

Zuerst ein Video. Die Brücke wird wohl jeder kennen, der anschließende Versuch geht in Richtung Modellbau.
http://www.youtube.com/watch?v=aZQlmxrmjXQ&feature=related

und das:
http://www.youtube.com/watch?v=DU7c0XgfqKE&feature=related

und noch eins:
http://www.youtube.com/watch?v=kQI3AWpTWhM&feature=related

Die Aeroelstik wurde recht spät entdeckt, nachdem ein Flügel der Fokker nach unten brach, und nicht wie man dachte, nach oben.

Bei unseren Geschwindigkeiten die wir im Powersektor, vorallem SAW fahren ist eine Überlegung über dies denk ich wert. Gibt einige Grundlegende Auslegungsvorkehrungen, das Flattern zu vermeiden, und die Divergenzgeschwindigkeit hoch zu setzen.

Hoffe auf rege Teilnahme:).

Schönen Abend
Gruß
Robert

[Hans]

Hallo Robert,

der erste Link funzt nicht in D.
"Dieses Video enthält Content von Sony Music Entertainment. Es ist in deinem Land nicht mehr verfügbar."

Die mir bekannten Leitwerke und Spoiler sind sehr stabi, oft auch aus Heli-Rotorblättern gefertigt, weswegen aerodynamische Divergenzen bei den "lächerlichen" Geschwindigkeiten der Boote kaum auftreten dürften.
Wenn jemand allerdings solche Teile aus ABS fertigt....:rolleyes:

Gruß Hans

[Robert]

Hmm, bei mir geht der erste Link einwandfrei. Vielleicht kann jemand anders noch was sagen, obs bei ihm geht.

Rotorblatt ? Na ja, beim Rotor des Hubschraubers wirken zentrifugalkräfte zusätzlich, welche die Divergenzgeschwindigkeit extrem hoch setzen. Eigenfrequenzen werden hochgeschraubt. Beim boot haben wir diese Kräfte nicht.

Beim ersten video wurde eine tragfläche eines normalen Modellsegler genommen. Die hats bei 110km/h zersetzt, durch Flattern. Vor ein par Tagen im Windkanal der ETH haben wir Naca profile getestet. Länge so 200mm, tiefe 50mm. Reltav weiche dinger, damit man sie nicht gleich kaput macht bei den versuchen. Dort waren geschwindgkeiten um 40km/h.
Für die erste Abschätzung könnten wir ja mal nen frontflügel eines Hydroplanes nehmen.
Formel: qdiv = G * J * PI² / (4*a*eps*c²*l²)
wobei: G = Gleitmodul des Materials
J = Torsionsträgheitsmoment 2ten Grades, aus Geometrie des Flügels
a=2*PI = Auftriebsanstieg
eps = Schubmittelpunkt der Geometrie des Flügels
c= Flügeltiefe
l = Flügellänge
und qdiv selbst: = Rho * 0.5* v²
Rho = Dichte der Luft= 1,204kg/m³
Nun kann man nach v = Geschwindigkeit auflösen.

Müsste noch abklären, ob diese Form, die eigntlich für einseitig eingespannten flügel(also canard z.b., auch für beidseitig eingespannt geht.



Im SAW-Bereich ist das sicherlich ein Thema. Das ABS ist kein Problem, da flattert auch nix, wenn man entsprechend par Dinge beachtet.

Bin drauf gekommen, weil ich ja selbst grad was schnelles mit flügel bau. Und bei den angestrebten 200km/h und nem Flügel muss man die Aeroelstik beachten, sonst gibts Schrott, und das ohne wasserkontakt....Für den Bau der Urform noch egal, bei der Auslegung der Faserverbundstruktur(und Holme-Strebe) für de späteren Rumpf aber enorm wichtig. Glaube da ist im Powerboatbereich noch viel aufholbedarf, bezüglich auslegung und kontruktion mit GFK/CFK, als auch die rückkopplung aerodynamisch. Da spielt die aeroelstik rein.:)

Wegen Divergenz und Flattern, das sind zwei völlig verschiedene Phänomene ! Treten bei stark unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf !. Das eine ist reine Biegeschwingung, das andere eine Kombi aus Torsion-Biegung = Vogelflugprinzip

[seewolf-49]

Hallo Robert,

der erste Link funzt nicht in D.
"Dieses Video enthält Content von Sony Music Entertainment. Es ist in deinem Land nicht mehr verfügbar."

Gruß Hans

Stimmt.
In Helvetia hat offensichtlich auch Sony weniger Rechte als in D.

Gruß
Wolfgang

[Robert]

Hab hier nochmal n andere Version des ersten Videos. Vielleicht geht das bei euch.

http://www.youtube.com/watch?v=fqkck0_q6XA&feature=related

Gruß
Robert

P.s: Mir fällt grad ein, unser Ruder ist ja auch nen perfektes Opjekt für die Betrachtung. Weiß nur nicht, wie ob man bei wasser noch was beachten muss, dämpfung, etc.

[Isomar]

Hallo Robert,

das Ruderflattern ist aber nichts neues, zB. bei Hotliner oder Speedflieger ist das ein Problem.
Ich denke das es bei den Powerbooten nicht so ins Gewicht fällt, einzig bei Hydros mit Flügel wäre es denkbar. Die sind aber meist so befestigt das fast keine Resonanz aufkommt. Auch der Flügel selber ist wesentlich Stabiler ausgeführt, schon wegen der Gefahr eines Crashes.

Gruß Franz

[Robert]

Nix neues ? Das Thema ist erst 50 Jahre alt, und die ansätze das theoretisch zu lösen ist noch in den Kinderschuhen. Selbst Boing hat noch vor ein par Jahren erst nachrechnen können, das es nicht bei ihnen flattert, mei hatten die nen Glück.:D Jetzt kann man es im vorherein schon berchnen, das ein Meilenstein. Aber es fehlt noch sehr viel verständnis in diesem Bereich. Zum Beispiel ein Flügel ohne Klappen, der sich selbst so verwinden kann in seiner inneren struktur, das er auftrieb, etc. anpasst. Auf deutsch nen normaler Vogel. Mei sind wir noch blöd heute, die par Milionen Jahr evolution nicht in 50 Jahren nachzuholen*g*....

Das es bei uns nicht ganz so kritisch wird kann sein. Bauen ja wesentlich schwerer unsere Dinger, da wirst du recht haben. Nur das jetzt so hinzunehmen wäre doch schrecklich:D. Wichtig ist es viel mehr, gezielt Steifigkeiten an bestimmten Stellen einzubauen, um Flattern und die divergenz nach oben in höhere regionen wegzuschieben. Bin mir sicher, das es Probleme geben wird durch flattern, wenn man jenseits der 200 unterwegs ist. Denn für den Bereich müssen die Dinger auch leicht sein, und somit kommt alles ins rollen. Klar, für nen Rigger oder nen Mono ist das eh wurscht, aber das eh beides nix für "mehr" an Geschwindigkeit. Sobald Flügel reinspielen, wirds interssant. Und ohne die werden wie eh nicht schneller, glaubts mir:D....wir werden sehen. :prost:

Mir fällt grad noch was ein. Die flügel bei den Hydroplanes werden doch entwder per servo oder durch irgend ne Wellenaritierung gehalten, oder ? Das natürlich grausig bezüglich der Torsionssteifigkeit. Da bringt einem der steifste flügel nix, wenn da nen 3mm Stahdraht zur Anlekung drann hängt, oder ne 3mm welle mit Klemmring da ist. Sieht man schön an dem Video mit dem gelben flügel, was bei so locker(weich) angelenkten klappen passiert....