SNAP

SNAP

Ich will in diesem Thread einen neuen Pfeil præsentieren und ein paar Daten, Überlegungen und Erfahrungen zur aerodynamischen Auslegung veröffentlichen.
Alles hat damit angefangen, dass Eric Müller, ein alter Freund von mir, sich an mich gewendet hat, mit der Frage, ob ich ihm nicht einen Nurflügler für seine Sommerferien auf dem Hahnenmoos konstruieren könne. Das war wohl so im Januar oder Februar 2013. Richtig interessant wurde es dann, als er erzählte, dass er das Teil gerne in Formen bauen würde und zwar gleich 2-3 Modelle. Also ein ziemlich knapper Zeitrahmen. Erst recht spannend wurde es, als ich herausfand, dass er sich auch noch einen Pfeilnurflügel vorstellte und kein einfaches Brett! Von Anfang an sollte eine eventuelle kommerzielle Vermarktung ins Auge gefasst werden, wenn er den gut fliegt.
Na ja, wurde ja auch wieder mal Zeit sich mit den Schwierigkeiten einer Pfeil Auslegung zu beschäftigen.
Aber erst mal ein Bildchen, was dabei raus gekommen ist:

Snap 1.jpgSnap 2.jpg

Wenn man so ein Teil konstruiert, sollte man natürlich erst wissen, auf welchen Einsatzzweck der Flieger hin ausgelegt werden sollte. Hier war die Aufgabe recht klar: das Teil sollte auf den schnellen Hangflug und leichte Transportmöglichkeit hin ausgelegt werden und damit eine Spannweite von 2 Metern nicht überschreiten. Auslegung auf Hangflug bedeutet, dass man besonders auf geringen Widerstand im Ca-Bereich von 0 – 0,6 und auf gutes, sicheres Handling Wert legen sollte.
Matthieu Scherrer hat in einer statistischen Untersuchung der reel geflogenen CA Werte an Modellen im Hangflug heraus gefunden, dass man die meiste Zeit mit CA = 0,3 unterwegs ist, und man typischerweise zwischen Ca = 0,15 bis 0,6 fliegt. Die sehr interessante Untersuchung gibts hier zu lesen: http://scherrer.pagesperso-orange.fr/matthieu/aero/papers/Which cl our model flies.pdf
Als nächstes wurde geschaut, was es denn so für Pfeile gibt, die dieser Aufgabenstellung nahe kommen und gut gehen. Hier kommt man natürlich nicht um den ZEZE herum, der ganz bestimmt sehr gut geht und über den einige Erfahrungen und Daten vorliegen. Anderseits natürlich auch den Xmess, auch wenn der mehr in Richtung Allround, sprich Thermik geht. Wenn man sich den SNAP ansieht, so kann er nicht verleugnen, dass er sich bei der ZEZE einen Teil seiner Inspiration holt. Anderseits führt aber eine Optimierung eines recht hoch gepfeilten Nurflügels fast immer zu einer rechteckigen Flügelgeometrie, wenn man fast elliptische Auftriebsverteilungen anstrebt. Allerdings fand ich auf dem Internet auch ein Video, dass ein Überziehverhalten des ZEZE zeigt, was nicht vollkommen unproblematisch ist. Hier sollte man bei einem Segler vielleicht etwas mehr Sicherheit einbauen. Der SNAP ist zwar ZEZE inspiriert, aber in vielen Sachen sehr unterschiedlich. SNAP hat mehr Pfeilung, 28 Grad, eine komplett andre Schränkungsverteilung, andere Profile und wohl auch eine andere Wingletauslegung, da ich die vom ZEZE nicht kenne. Hierzu später mehr.
Also kommen wir gleich zum Endresultat…hier ein paar Videos von den ersten Flügen am Hahnenmoos:

https://vimeo.com/72256181

und

https://vimeo.com/72256255
 

Gast_53593

User gesperrt
Hallo Peter
sehr schöner Flügel da könnte man ja neidisch werden , sieht gut aus und fliegt auch gut was man ja im Video sieht :D
Norbert
 

Nobby_segelflieger

Vereinsmitglied
Servus Peter

Interessantes Projekt dieser SNAP.

Die Video's machen Lust wieder mal meine Pfeile zu fliegen.

Erinnert mich einwenig an den Pitbull und den Spin Off vom Pitbullteam, von der Geometrie her.

Gut bei 2m SPW ist er natürlich nicht mit den ~3m spanenden Pitbullern zu vergleichen.

Ich habe noch Beide, wobwei der Spin Off Flugfähig ist, so wie auch mein X-Mess.

Da bin ich mal gespannt wann dieser SNAP käuflich zu erwerben ist.

Das gibt wieder Diskusionsstoff beim Nurflügeltreffen im Spesseart
 
Bevor es weitergeht mit Videos und einigen Infos zum Design, wegen der vielen Anfragen:

Der SNAP wird käuflich bei Insider Modellbau in der Schweiz zu erwerben sein:
http://www.elektroflug.ch/

an einem Vertrieb für den Rest Europas wird gearbeitet. Übrigens wurden auf dem Hahnenmoos schon 8 Flieger vorbestellt...dabei wissen wir noch nicht mal den Preis.

Wann der erhältlich sein wird...hmm schwer zu sagen. In Anbetracht allerdings, dass die Formen klar sind, der Flieger gut fliegt und wir vielleicht eine Kufe zum besseren werfen anbieten werden, sollten die Produktionsmodelle vor allem deutlich leichter werden. Hier ist bei den Prototypen wohl recht geklotzt worden. Anzustreben sind so zwischen 1400 und 1500 gramm.

SNAP ist mit seiner vergleichsweise hohen Streckung von 10,25, der Flügel alleine, und 12,72 mit Winglets darauf hin ausgelegt, dass die Wölbklappen gute Wirkung bei kleinen Ausschlägen zeigen. Das heisst der SNAP ist nicht auf möglichst hohes Ca max. ausgelegt, sondern mehr auf Wenden, die mit mässigem Ca geflogen werden, dafür aber mit weniger Widerstand. Mit dieser Auslegung beträgt die Wurzeltiefe nur 20 cm, was bei vergleichsweise dünnen Profilen, die natürlich zur obigen Auslegung passen, an der Grenze, was bei einem solchen Pfeil möglich ist. Immerhin muss in der Wurzel ja auch noch Platz für einen anständigen Holm, Ballaststange, Fernsteuerung und Blei (hoffentlich nach her nicht mehr so viel!!) sein.

liebe Grüsse
Peter
 

UweH

User
sollten die Produktionsmodelle vor allem deutlich leichter werden. Hier ist bei den Prototypen wohl recht geklotzt worden. Anzustreben sind so zwischen 1400 und 1500 gramm.

Hallo Peter,

was wiegt denn der Prototyp im Video?

Der SNAP läuft im Video gut und rollt auch gut, Glückwunsch zu dem offensichtlich sehr gelungenen Entwurf ;)

Gruß,

Uwe.
 
Weiter gehts mit ein paar Info zur aerodynamischen Auslegung.

IMG_1217.jpg

Das Hauptprofil hat in Flugrichtung 7,95% Dicke und 1,58% Wölbung. Das orthogonale Profil erhält man via eine Division mit dem cosinus von 28 Grad. Das Profil lässt sich gut mit dem bb12 vergleichen. Das SNAP Profil hat in etwa den gleichen Momentenbeiwert, hat aber bei etwas höheren Re zahlen (ab so ca. 300´000) im Bereich von Ca=0 bis Ca=0,5 weniger Widerstand als das bb12 (gemäss Xfoil Rechnungen). Dies wurde durch eine etwas stärker ausgeprägte Beschleunigungsstrecke auf der Oberseite erreicht. Unten ist das Profil eh fast zu 100% laminar umströmt. Dies kostet etwas höhere Widerstände in diesem Ca Bereich und kleineren Re zahlen. Das Ca max ist ähnlich.
Auf den innersten 9cm wird dieses Profil auf 10% aufgedickt. Dies hat keine aerodynamischen Gründe, sondern dient dazu an der Wurzel etwas mehr Platz für die Fernsteuerung zu bekommen und demFlügel etwas mehr Biegefestigkeit zu verleihen, da an der Wurzel die Biegemomente am höchsten sind. Die erhöhte Dicke gibt auch die Möglichkeit einen etwas steiferen Verbinder einzubauen. Der Verbinder hat 12mm.

Profilvergleich.JPG

Ganz aussen ist die Aerodynamik des SNAP ganz auf das Winglet hin ausgelegt. Der Flügel verjüngt sich auf den letzten 15cm Spannweite von 20cm Tiefe auf 15cm. Das erhöht zwar die Ca Belastung in diesem Bereich, dies wird aber durch eine expotenziell zunehmende Schränkung zum Winglet hin aufgewogen. Diese nicht linear zunehmende Schränkung konzentriert die Schränkung auch dahin wo sie den grössten Einfluss auf den Momentenhaushalt des Pfeiles hat. Zusätzlich habe ich auch ein etwas spezielleres Aussenprofil konstruiert (7,64% / 1,60%) um der kleineren Re zahl durch die geringere Tiefe Rechnung zu tragen. Dieses Profil ist sehr unkritisch ausgelegt und bietet relativ viel Ca max vor dem Übergang zum Wingletbogen. Diese Zuspitzung des Hauptflügels dient dazu einen relativ fliessenden Übergang zum Wingletbogen zu schaffen, ohne dass Tiefensprünge auftreten.

das ist gut 2.JPG
das ist gut 4.JPG
das ist gut 5.JPG

Die fantastische CAD Arbeit, dazu später noch mehr, hat mein Freund der Rainer Moosmayer, http://raceled.com/index.php/da/ gemacht. Mit ihm zusammen habe ich mittlerweile einge Modelle konstruiert, und deshalb gebührt ihm auch ein richtig grosses Lob, da es eine Sache ist ein aerodynamisches Design zu machen, ein CAD und das Fräsen aber wieder was ganz anderes und das Einfliegen und Einstellen etwas Drittes. Ohne eine enge Zusammenarbeit geht da gar nichts.

Für das Winglet habe ich dann zwei weitere Profile konstruiert, welche beide gewölbt sind, da das Winglet bei allen positiven Anstellwinkeln Auftrieb in Richtung Flügel liefert. Das Winglet ist nicht allzu extrem zugespitzt, um die Re zahl nicht allzu klein werden z ulassen. Die Wingletprofile sind dünn (6,7%) und die Wölbung ist etwas kleiner als am Hauptflügel.
Bei der Klappenauslegung wurde wie schon gesagt einerseits versucht die Auftriebsverteilung nicht zu sehr zu deformieren, deshalb sind sie trapezförmig ausgelegt, anderseits wurde auch versucht den Widerstand und die Klappenmomente zu optimieren. Ziel war es die Klappenausschläge eher klein zu halten. Genaueres muss da aber noch die weitere Flugerprobung zeigen. Die Zuspitzung der Klappen sollte man aber nicht übertreiben, die Klappentiefe sollte schon noch minimal 15% betragen, da man sonst riskiert, dass der Widerstand extrem zunimmt. Stellt Euch mal ein Profil vor, dass nur 5% Klappentiefe hat und 10-15 Grad ausgeschlagen ist. Glaubt man wirklich, dass die Strömung da noch folgen kann? Man sollte wohl auch beim Gigaflap nicht übertreiben.
 

Gast_53593

User gesperrt
Hi Peter

tolle Dokumentation wird spannend weiterverfolgt
besonders die CAD Arbeit interessiert mich brennend , weist du mit welchen Programm gearbeitet wurde
Wäre nicht abgeneigt für dich CAD Daten in Solid zu erstellen ;). Wäre auch nicht nach einer Auslegung von so einen Ähnlichen Flügel :D
Norbert
 

UweH

User
weist du mit welchen Programm gearbeitet wurde

ich würde mal auf Rhino tippen :rolleyes:


Wäre auch nicht nach einer Auslegung von so einen Ähnlichen Flügel :D

So einen ähnlichen Flügel hast Du schon gebaut, gleiche Größe, gleicher Einsatzzweck, sehr gute Leistung und problemloses Handling: Marumba
Da in positiv gebaut kommt er mit den Leistungen des Schalenflügels SNAP aber sicher nicht mit :(

Du bekommst ihn nächste Woche vom ausleihen auch wieder zurück und kannst ihn dann mit meinen Einstellungen fliegen. Wie Peter schreibt, das einstellen und einfliegen ist ein ganz wichtiger Punkt, Flugleistung und Handling hängen wesentlich davon ab damit die Überlegungen zum aerodynamische Design überhaupt funktionieren.

Gruß,

Uwe.
 

Gast_53593

User gesperrt
ich würde mal auf Rhino tippen :rolleyes:




So einen ähnlichen Flügel hast Du schon gebaut, gleiche Größe, gleicher Einsatzzweck, sehr gute Leistung und problemloses Handling: Marumba
Da in positiv gebaut kommt er mit den Leistungen des Schalenflügels SNAP aber sicher nicht mit :(

Du bekommst ihn nächste Woche vom ausleihen auch wieder zurück und kannst ihn dann mit meinen Einstellungen fliegen. Wie Peter schreibt, das einstellen und einfliegen ist ein ganz wichtiger Punkt, Flugleistung und Handling hängen wesentlich davon ab damit die Überlegungen zum aerodynamische Design überhaupt funktionieren.

Gruß,

Uwe.

Na dann Uwe
werde ich den Flügel mal ins CAd Bringen da unterhalten wir uns aber noch auf den Treffen drüber
Norbert
 

UweH

User
werde ich den Flügel mal ins CAd Bringen

Hallo Norbert, noch einen 2 m Pfeil aus der Form und dann noch dazu einen der mit Vereinfachungen für Positivbauweise entworfen wurde....wozu?

Lieber noch ein bisschen warten bis es mehr Flugerfahrungen von SNAP, Attacus und MimaRES gibt und dann den 3 m F3F DISPAR als Ergänzung dazu auflegen...oder Peter hat noch was in Petto wofür er Zeichenkapazität braucht...? ...ich wüßte da ja noch was und hab auch noch ein paar Ideen die noch nirgendwo veröffentlicht sind :rolleyes: ;)

Wir sehn uns spätestens nächste Woche beim Treffen im Spessart und können das bei flüssigem Nutella diskutieren :cool:

Gruß,

Uwe.
 

evolo

User
Als Auslöser des Projektes, werde ich über die Prototypen, Flugerfahrungen und weiteres Vorgehen berichten.

Zuerst einige Dankensworte an:

Peter Wick (Design, Entwicklung) und Rainer Moosmayer (CAD, Fräsen) welche ich sofort mit der Idee eines neuen Pfeilnurflügels begeistern konnte.
Ohne dessen motivierten Einsatz wäre es wohl nicht möglich gewesen, innert 6 Monaten ein neues Modell zu entwickeln von der „Schnappsidee“ zu 4 Prototypen in Formen gebaut.

Wie bei allen Projekten wird es gegen Schluss zeitlich immer enger, so waren die Modelle nicht wie geplant 1 Woche vor unseren Ferien im Hahnenmoos fertig, sondern wurden erst am Dienstag direkt aufs Hahnenmoos geliefert.
Da wir gute Bedingungen zum Fliegen hatten, wurde nur abends gebaut, so dauerte es bis Freitag bis wir 2 Modelle einfliegen konnten.

Das Einfliegen gestaltete sich doch ziemlich durchzogen, erster Flug war bereits sehr vielversprechend, danach haben wir aber einige Gramm Blei entfernt, was bei den folgenden Einschlägen die Stabilität des Modelles zeigte.

Mit der aktuellen Schwerpunktlage fliegt das Modell wirklich genial, liegt sehr satt in der Luft, sicherlich auch durch das höhere Gewicht der ersten Modelle (1,9 Kg, Ziel 1,5 Kg), fliegt wie auf Schienen und zieht gut durch.

In der Thermikstellung, Wölb ca 5mm, wird das Modell leicht langsamer und nimmt die Thermik extrem gut an, beim Umschalten auf Neutralstellung, alle Klappen im Strak, geht das Modell in einen zügigen Gleitflug, die Streckenleistung ist wirklich genial!

In der Speedstellung haben wir die Höhenruder Ausschläge reduziert dass wir nun aus 3 – 400m einen 4-Eck Looping fliegen können.

Die Bremse, Wölbklappe ca 70 Grad nach unten, wirkt sehr gut.

So wie das Modell nun eingestellt ist, ist es extrem gutmütig, wenn man zu langsam wird, kippt es über die Nase ab.

Aktuell werden noch 3 weitere Prototypen gebaut, inkl. Gigaflap und einer Gewichtsreduktion auf ca 1,5Kg, aktuell 1,9Kg

Mehr Bilder und Infos zum Aufbau folgen morgen.

Gruss

Eric
 
Nachdem wir hier nun gezeigt haben wie toll der SNAP fliegt (:-) hier noch ein paar Videos die den SNAP in etwas heikleren Situationen zeigt.

Wie Eric schon angesprochen hat, war das Einfliegen offenbar nicht unproblematisch. Hier ein Video, bei dem der SNAP, aufgrund eines Bleistückes, dass sich von der Flügelmitte aus in Richtung Flügelspitze verabschiedet hatte, das Fliegen schlicht und einfach verweigert. Immerhin scheint der Prototyp recht stabil zu sein. Beim gepfeilten Nurflügel bedeutet dieses verabschieden ja nicht nur, dass es einseitig ist, sondern es führt auch noch zu einem weit hinten liegenden Schwerpunkt......nicht gerade das was Nurflügel lieben.
Hört Euch die Schreie an :-)

https://vimeo.com/72842120
 

evolo

User
Wie Peter schon schrieb hat sich nach dem erfolgreichen Erstflug ein Stück Blei in den Aussenflügel verschoben, wir begriffen nicht warum das Modell nach gutem Erstflug nicht mehr flog.

Was ein falscher Schwerpunkt beim Nurflügel für Auswirkungen hat im folgenden Video:

https://vimeo.com/72901652

Die „geplanten“ Crashtests hat das Modell problemlos überstanden, ausser die Winglets wieder mit Klebeband zu fixieren gab es nichts zu reparieren.

Was wir dann mit richtigem Schwerpunkt erlebten hat uns nur noch begeistert, hier noch ein Video am Schalmi bei 10 Km/h Wind.
Das Modell fliegt wie auf Schienen und zieht extrem gut durch.

https://vimeo.com/72874281

Bilder vom Rohbau folgen.

Gruss

Eric
 

bossi

User
Rohbau

Rohbau

Hallo zusammen

Hier noch einige Bilder eines Prototyps.

Die Modelle sind komplett aus CFK aufgebaut mit einem Hochmodul Holm, die Gewichte sind wie folgt:

Fläche links, rechts je 650g

Winglets je 60g

Dies gibt ein Fluggewicht von 1,9Kg und somit eine Flächenbelastung von knapp 50g/dm2.

Aktuell werden noch 3 leichtere Modelle gebaut, für die Serie wird ein Fluggewicht von 1,5Kg angestrebt.

Grüsse Sandro
 

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evolo

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Hallo zusammen

Da es nun zahlreiche Anfragen zum Liefertermin gab, hier der aktuelle Stand.

Das Modell wird ab Oktober bei Insider Modellbau in der Schweiz www.elektroflug.ch erhältlich sein.

Es wird bereits eine Liste mit Vorreservationen geführt, d.h. Aktuelle Neubestellungen müssen sich

bis ca ende November gedulden.

Der definitive Verkaufspreis wird erst festgelegt wenn wir den Aufbau der Modelle festgelegt haben.

Als grober Anhaltspunkt, er wird wohl um 800.- CHF liegen.

Momentan wird die zweite Protoserie gebaut, welche dann noch getestet wird.

Gruss

Eric
 

Chrima

User
Hallo Eric und Sandro

Schönes Projekt !
Und super toll dass Ihr das angerissen habt. Ein an unsere schweizer Voralpenhänge angepasster Nuri könnte da gut einschlagen.

Geringes Gwicht ist mir selber nicht so wichtig, aber doch nicht gerade so schwere Flügel, wie ein 3m-F3X ! ;)


@Peter Wick; Hi Peter, immer toll Deine Einblicke in die Auslegung die Du preisgibst !
Die sind irgendwie immer so klar und man staunt nur noch, wie logisch alles ist.
Auf jeden Fall bleibt da kein "aber" ! ;)

Grüsse
Chrima
 
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