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9.11: Segment splitten

Klicken Sie auf den Registerbutton 'Splitten'.
Mit dem Button 'Splitten' kann man das aktive Segment in zwei einzelne Segmente teilen.


Hier ein Flügel mit zwei Segmenten.
Das linke Segment soll geteilt werden.



Nach dem Betätigen des Buttons 'Splitten' sieht der Flügel dann so aus.
Es gibt nun drei Segmente.

Oft ist gewünscht, ein Segment an einer genau definierten Position zu teilen. Diese Position gibt man in das Feld 'Pos.Y [m]' ein und betätigt dann den Button 'Splitten Pos. Y'.

 

 

Bei geschränkten Flügeln tritt eine geometrische Besonderheit auf.

Sämtliche Rippenschnitte zwischen den beiden Flügelrandprofilen werden durch die Verwindung des Flügels verkürzt, je stärker die Verwindung desto ausgeprägter ist dieser Effekt.

Folgender Gedankengang soll dies veranschaulichen.
Man nehme zwei Holzleisten, die die Randprofile des Flügelsegmentes darstellen sollen und befestige dann je einen Faden vorne und hinten an der Stirnseite der Leisten als Nasen- und Endleisten des Flügels.
Nun drückt man eine Leiste mit der Hand auf den Tisch und benutzt die zweite Leiste zum Simulieren der Verwindung.
Bei einer Verwindung von max. 180 Grad kreuzen sich der Nasen- und Endfaden und die Profiltiefe wird im Kreuzungspunkt 0.

Bei den Verwindungen von 0° bis 15°, die im Flugzeugbau auftauchen ist die Verkürzung der Rippenschnitte zwar nicht so gravierend, aber durchaus meßbar.

Das hat Konsequenzen sowohl für den Bau des Flügels als auch auf die Aerodynamik.
Beim Styroporschneiden ist dieser Effekt kaum zu vermeiden, die Zwischenprofile werden sich sowohl in der Tiefe als auch bei der Profilhöhe verkleinern.
Bei einem Rippenflügel kann man eine entsprechende Vorsorge treffen, um die Profiltiefe konstant zu halten, hat dann aber eine Kurve in der Nasen- / Endleiste oder in beiden eingebaut.
Für die Aerodynamik hat dieser Effekt vor allem Auswirkungen auf die Re-Zahl und den Flächeninhalt, beide werden also bei Verwindungen verkleinert.

In der Karte Splitten gibt es aus diesem Grund zwei Radiobuttons.
Mit dem einem kann man die Profiltiefe und mit dem zweiten die Nasen- und Endleiste konstant halten.


Folgende Bilder , übertrieben dargestellt :

Wir haben bei einem Basis-Flügel am linken Segment eine Verwindung von -45° (stark übertrieben) eingebaut, die Breite des Segmentes ist hier z.B. 0,5m.

Die Nasen und Endleiste sind hier gerade , wenn die Flügelhaut aus Gummi bestehen würde , sähe der Flügel nach einer Verwindung der Außenrippe auch so aus.



Wir haben aber leider keine Gummihaut.


Das hier aktive Segment (Breite ist 0,5m) soll nun alle 100mm gesplittet werden (mit der Funktion 'Splitten y_pos.) ,also an den Positionen -0,4m , -0,3m , -0,2m und -0,1m .


In der 2D-Grafik , links oben , sieht das nun so aus , gewählt wurde die Option 'Profiltiefe linear halten' .

Alle neuen Zwischenrippen habe die gleiche Profiltiefe .




In der 3D-Grafik , rechts oben , sehen wir nun aber deutlich den Effekt , einer gebogenen Hinterkante .





Nun wählen wir beim Splitten die Option 'Hinterkante gerade' .

Die 3D-Grafik zeigt nun nach dem Splitten folgendes Bild .

Die Nase und Hinterkante sind gerade , ohne Krümmung.



In der 2D-Grafik sehen wir nun was mit den Profiltiefen der Zwischenrippen passiert , wenn man gerade Nasen und Endleisten haben möchte dann müsen sich die Profiltiefen ändern.

So wie oben im Gedankenmodell dargestellt.

Und wenn sich die Profiltiefem ändern und das Profil seine Kontur (und Eigenschaften) beibehalten soll , dann wird der Flügel an den verkürzten Stellen dünner.

Beim Styropor schneiden eines verwundenen Flügels tritt genau diese Effekt auf.

Möchte man dann eine kostante Profiltiefe haben , muß man viele kleine Segmentstücke schneiden , dann hat man aber eine gebogen Hinter- oder Nasenkante.


Ein weitere Effekt ist hier eine Nichtlineare Verwindungsverteilung.


Noch schlimmer wird es , wenn wir Fügel mit einer linearen Verwindung betrachten , dann ist überhaupt nichts mehr gerade.





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