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9: Einbindung eine Excel-Tabelle zur Rudermomentberechnung

 

FLZcalc ist auch dazu gedacht, daß die Anwender eigene Excel-Anwendungen einbinden und aus FLZ-Vortex mit Daten versorgen. Anhand einer guten Anwendung zur Berechnung von Rudermomenten, wird hier gezeigt, wie man das macht und sich für die Zukunft Tipparbeit erspart.

 

Als Beispiel soll Kräfte an Rudern und Klappen von Bernhard Rögner dienen (siehe auch: RUDERMOMENTE ). Der Artikel dokumentiert ausführlich die theoretischen Hintergründe für das zugehörige Excel RUDERMOMENTRECHNER.

 

Die hier gezeigt Einbindung wird nicht mit ausgeliefert, weil das die Interessen des Autors verletzen könnte. Anhand dieser Anleitung sollte aber ein mäßig geübter Excel- / OOcalc-Anwender in der Lage sein, diese Anleitung für seine privaten Zwecke nachzuvollziehen.

 

Zuerst laden wir 'RUDERMOMENTRECHNER.xls' von der angegebenen Internetseite und speichern eine Kopie davon auf der Festplatte.

Den Rudermomentrechner bauen wir in FLZcalc ein; dazu öffnen wir FLZcalc mit Excel / OOcalc und speichern es vorsichtshalber unter einem geänderten Namen ab, z.B. 'FLZcalc_0-8a.xls'. In dieser Datei arbeiten wir weiter und legen als erstes eine neue Tabelle 'RM' an.

 

In 'RUDERMOMENTRECHNER.xls' wird die ganze Tabelle 'NÄHERUNGSFORMEL' markiert (auf das rot markierte Feld oben links in der Tabelle klicken) und kopiert.

 


 


 

In 'FLZcalc_0-8a.xls / RM' wird die Kopie in Zelle 'A1' eingefügt. Die Datei 'RUDERMOMENTRECHNER.xls' kann jetzt geschlossen werden.

 


Mit dieser Kopie verschwindet der störende Kennwortschutz, der es bisher nötig machte bei Änderung eines Wertes in einem Eingabefeld das Kennwort 'CALC' einzugeben. Also löschen wir den entsprechenden Hinweis in Tabelle 'RM'.

Excel nimmt die Graphiken nicht mit, das Problem läßt sich aber leicht mit OOcalc lösen. 'RUDERMOMENTRECHNER.xls' mit OOcalc öffnen, alles markieren, kopieren und in eine neue leere OOcalc Tabelle einfügen. Jetzt lassen sich die Graphiken einzeln kopieren und in die Excel-Datei übertragen.

 

 

Jetzt werden die Eingabefelder an den Export von FLZ-Vortex angeschlossen. Für die Berechnungen sind die Segmente 5 bis 9 heranzuziehen. Das kann man sich recht einfach machen, nämlich wie im folgenden Bild gezeigt. Das hat aber den Nachteil, daß man den Anschluß für jedes Flugzeug neu machen muß.

 


Die elegantere Methode sieht so aus:

Wir ermitteln das Segment in der die Wölbklappe zu finden ist mit einer Formel, der sich nicht bei jedem Flugzeug ändert und greifen darüber auf die Daten zu. Voraussetzung für diese Methode ist aber, daß man in FLZ-Vortex Wölbklappen in der Gruppenbezeichnung immer „Wölbklappen“ nennt und die Querruder immer als „Querruder“ bezeichnet. Diese Begriffe sind hier die Schlüssel.

 


Die Formel für die Segmentnummer der Wölbklappen:

=SVERWEIS("Wölbklappen";INDIREKT("'AF1'!Q" & 'AF1'!$K$1+Seg_root & ":V" & 'AF1'!$K$1+Seg_tip);SPALTE('AF1'!V:V)-SPALTE('AF1'!P:P);FALSCH)

Die Funktion INDIREKT berechnet die Matrix für den SVERWEIS. Die Tabelle ist 'AF1', die Spalten sind hardcodiert 'Q' und 'V', die Zeilen errechnen sich aus der ersten Daten-Zeile des Segmentbereichs – Inhalt der Zelle AF1!$K$1 - plus 'Seg_root' (Zelle AF1!I1), sowie Inhalt der Zelle AF1!$K$1 plus 'Seg_tip' (Zelle AF1!J1).

 

Die Formel für die Segmentnummer der Querruder:

=SVERWEIS("Querruder";INDIREKT("'AF1'!Q" & 'AF1'!$K$1+Seg_root & ":V" & 'AF1'!$K$1+Seg_tip);SPALTE('AF1'!V:V)-SPALTE('AF1'!P:P);FALSCH)

 

 

Und so greift man auf die gesuchten Daten zu:

 


der SVERWEIS liefert die prozentuale Klappentiefe!

 

Liste der verwendeten Formeln

WK Ruderklappentiefe innen

=E22/100 * SVERWEIS($G$3;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!M:M);FALSCH)

WK Ruderklappentiefe außen

=E23/100 * SVERWEIS($G$3;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!N:N);FALSCH)

WK Ruderklappenspannweite

=SVERWEIS($G$3;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!C:C);FALSCH)*1000

WK Flügeltiefe an Ruderklappe innen

=SVERWEIS($G$3-1;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!D:D);FALSCH)*1000

WK Flügeltiefe an Ruderklappe außen

=SVERWEIS($G$3;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!D:D);FALSCH)*1000

 

QR Ruderklappentiefe innen

=F22/100 * SVERWEIS($G$4;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!M:M);FALSCH)

QR Ruderklappentiefe außen

=F23/100 * SVERWEIS($G$4;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!N:N);FALSCH)

QR Ruderklappenspannweite

=SVERWEIS($G$4;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!C:C);FALSCH)*1000

QR Flügeltiefe an Ruderklappe innen

=SVERWEIS($G$4-1;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!D:D);FALSCH)*1000

QR Flügeltiefe an Ruderklappe außen

=SVERWEIS($G$4;INDIREKT("'AF1'!A" & 'AF1'!$K$1 & ":V" & 'AF1'!$L$1);SPALTE('AF1'!D:D);FALSCH)*1000

 

Fluggeschwindigkeit

=V_max

WK & QR Ausschlagwinkel, Ruder- & Servohebellänge

manuelle Erfassung

 

Die Formeln für

Verhältnis mittlere Ruderklappentiefe zu gemittelter Flügeltiefe

Ruderklappenmoment (Scharniermoment)

Servomoment

Servodrehwinkel erforderlich für ζ

bleiben unverändert. Aus der Spalte 'E' werden sie in die Spalte 'F' für die Querruder kopiert. Die Zellen 'E31' und 'F31' bekommen ein bedingtes Format:

 


 

Die Zellen 'B32' und 'C32' werden verbunden....

 


...und die ursprüngliche Formel =WENN((E28/E29)*SIN(E25*PI()/180)<1;"";"ACHTUNG: ÄNDERE HEBELLÄNGE! - Ausschlaggröße nicht erreichbar!")

wird ersetzt durch =WENN(ODER(E31="ACHTUNG!";F31="ACHTUNG!");"ACHTUNG: Ändere Hebellänge! - Ausschlaggröße nicht erreichbar!";"")

und die Zelle bekommt ein bedingtes Format.

 


 

Bereich 'Unter Berücksichtigung des Auftriebsbeiwerts'

Auftriebsbeiwert

=CA_max

Ruderklappenmoment (Scharniermoment)

Formel bleibt unverändert. Aus der Spalte 'E' wird er in die Spalte 'F' für die Querruder kopiert.

Servomoment

die originale Formel =E37*E39/E38

wird ersetzt durch =E37*E29/E28

Servodrehwinkel erforderlich für ζ

die originale Formel =WENN((E38/E39)*SIN(E25*PI()/180)<1;ARCSIN((E38/E39)*SIN(E25*PI()/180))*57,3;"ACHTUNG!")

wird ersetzt durch =WENN((E28/E29)*SIN(E25*PI()/180)<1;ARCSIN((E28/E29)*SIN(E25*PI()/180))*57,3;"ACHTUNG!")

Die Formeln aus 'E40' und 'E41' werden nach 'F40' und 'F41'; die Formate von 'E30' bis 'F31' werden nach 'E40' bis 'F41' kopiert.

 

 

Die Zellen 'B42' und 'C42' werden verbunden.... (siehe oben 'B32' und 'C32')

....und die ursprüngliche Formel

=WENN((E38/E39)*SIN(E25*PI()/180)<1;"";"ACHTUNG: ÄNDERE HEBELLÄNGE! - Ausschlaggröße nicht erreichbar!")

wird ersetzt durch

=WENN(ODER(E41="ACHTUNG!";F41="ACHTUNG!");"ACHTUNG: Ändere Hebellänge! - Ausschlaggröße nicht erreichbar!";"")

….und die Zelle bekommt ein bedingtes Format.

 


 

Die Zeilen für die Ruder- und Servohebellänge können jetzt gelöscht werden.

Und jetzt sieht es so aus:

 


 

Von diesem Stand ausgehend sind beliebige Erweiterungen möglich, eine soll hier noch gezeigt werden. Folgende Zeilen werden eingefügt:

 




 

Auf die Zellen 'E20' und 'F20' wird eine Gültigkeitsprüfung gelegt.

 


In die neu eingefügten Zellen werden folgende Formeln eingetragen:

'E21': =SVERWEIS(E20;Servo!$A$3:$P$14;SPALTE(Servo!K:K);FALSCH)

'F21': =SVERWEIS(F20;Servo!$A$3:$P$14;SPALTE(Servo!K:K);FALSCH)

'E34': =E21/E33

'F34': =F21/F33

'E43': =E21/E42

'F43': =F21/F42

 

Auf die Zellen 'E34', 'F34', 'E43' und 'F43' wird die gleiche bedingte Formatierung gelegt.

 


 

Jetzt können Servos aus einer Liste gewählt werden, die Drehmomente der gewählten Servos werden angezeigt und es wird ein Sicherheitsfaktor berechnet, der aussagt, ob die gewählten Servos geeignet sind.


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