Jojo26
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Eigentlich wollte ich nur mal gschwind einen kleinen Profil-Strak für einen wendigen Hangsegler entwerfen. Nach zahlreichen Iterationen und Monate später wurde daraus dann ein universeller „Leistungs-Strak“ mit breitem Einsatzbereich, der nun hier vorgestellt werden soll …
JX-GT-Strak für schnelle (Hang-) Segler
Steckbrief Basisprofil JX-GT
- Schnelles Hangflugprofil mit einem ca-Wohlfühlbereich von 0,1 bis 0,6
- Dicke 7,65%, Wölbung 1,7%
- Klappenprofil mit mittlerer Grundwölbung: Super-Speedstellung bei -0,5 Grad, schnelles Gleiten bei 0,0 - 1 Grad Klappenposition
- Relativ geringe Re-Zahl-Empfindlichkeit – ausgewogene T2-Polare
- Gutes alpha-max
- Die Profile sind wie immer „synthetisch“ – sie entstanden „maschinell“ mit Xopfoil-JX .
Einsatzbereiche
Der Profilstrak deckt einen relativ breiten Re√ca-Bereich von 50.000 bis 200.00 ab. Je nach Einsatzzweck können Teilabschnitte des Straks genommen werden, um daraus Flächen für beispielsweise folgende Seglertypen zu entwerfen:
- Dynamischer, kleiner Hangsegler der 2m-Klasse. Der Strak ist hier eine Alternative zu Profilen wie NM29, MG06 …
- F3B/F3F-Modell mit ca. 3m Spannweite. Das Profil JX-GT reiht sich ein in die aktuellen F3B/F-Profile. An der einen Ecke ein wenig besser, an der anderen Ecke ein wenig schlechter…
- Mittelgroßer Hangsegler bis ca. 3,5m Spannweite – zum Bolzen und Rumturnen. Der JX-GT-Strak ist hier eine Alternative zum bekannten MHSD-Strak von Philip Kolb.
Weniger, bzw. nicht geeignet ist der Strak für beispielsweise
- Thermikorientierte Segler wie F3J mit geringer Flächenbelastung von 20-30g/dm²
- Hochgestreckte Mittel- und Großsegler, die typischerweise für Flächenbelastung über 70g/dm² ausgelegt werden und sich meist in einem ca-Bereich von 0,6 – 0,9 bewegen. Hier ist beispielsweise der SA 7036 Strak von Benjamin Rodax.
Designphilosophie
Im Vergleich zum Schwester-Profilstrak JX-GS, der ausführlich in Entwicklung eines F3F-Profils beschrieben wurde, ist der neue Strak mit der etwas höheren Grundwölbung ein Stück allroundiger bzw. breitbandiger ausgelegt. Während JX-GS eher zum Ziel hatte, bei guten Bedingungen das Optimum rauszuholen, soll JX-GT bereits bei schwachen bis mittleren Bedingungen gute Leistungen erbringen.
Obwohl der Fokus der Optimierung im Bereich ca = 0,1 - 0,6 lag, wurde versucht im gesamten Betrachtungsbereich von cl= -0,2 bis cl-max auf Optimierungsspitzen zu Gunsten einer ausgewogenen Gesamtpolare zu verzichten:
Teil dieser eher robusten Auslegung ist auch ein, für solch ein schnelles Profil, relativ hohes „alpha-max“, das zu einem unkritischen Verhalten im Überzieh-Grenzbereich beiträgt.
Und wie bereits bei JX-GS wurde wieder auch auf cl <= 0,0 geschielt, um eine möglichst gute Turbulenz- und Böenunempfindlichkeit zu erreichen…
Die Profile des Straks
Neben dem Basisprofil JX-GT wurde 3 weitere Profile des Straks unabhängig gerechnet mit dem Ziel, die Eigenschaften des Basisprofils in Richtung höhere und niedere Re-Zahlen best möglich zu übernehmen. Es gibt sind also insgesamt 4 Grundprofile, die die aerodynamischen „Pfeiler“ des Straks bilden:
| Dicke (bei) Wölbung (bei) | Ausgelegt für Re√ca | Gerechnet mit ncrit=7 und Re | Anmerkung | |
| JX-GT-20 | 7,90% (30,2%) 1,70% (41,6%) | 200.000 | 800.000 + 400.000 | Kompensiert gut die größere Dicke bei hohen Re-Zahlen |
| JX-GT | 7,65% (29,1%) 1,46% (41,6%) | 150.000 | 600.000 + 300.000 | Basisprofil des Straks mit F3B/F3F-Auslegung |
| JX-GT-10 | 7,30% (28,0%) 1,70% (38,2%) | 100.000 | 400.000 + 200.000 | Überträgt die Eigenschaften hinzu kleinen Re-Zahlen |
| JX-GT-05 | 6,90% (24,5%) 1,70% (33,0%) | 50.000 | 200.000 + 100.000 | Profil an der Flächenspitze |
Einen guten Eindruck über die „Bandbreite“ des Straks bekommt man, wenn die 4 Profile „maßstäblich“ zu ihrer Re-Zahl-Position in der Tragfläche gezeichnet werden:
Zur einfachen und flexiblen Nutzung des Straks wurden noch insgesamt 12 Zwischenprofile in 10.000er-Schritten durch prozentuales Mischen aus diesen 4 Grundprofilen erzeugt.
An der Tragflächen-Wurzel kann das verwendete Profil problemlos um 0,5 Prozentpunkte erhöht werden, um der Statik Rechnung zu tragen oder mehr Platz für Einbauten zu bekommen. Danach sollte dann wieder zügig auf die Original-Profile gewechselt werden.
Für die Flächen-Konstruktion ist es in der Regel ausreichend 3, maximal 4, Profile aus dem Strak auszuwählen (Wurzel, 1-2 Stationen + Flächenspitze). Die weiteren Zwischenprofile sind aber geschickt, um in Xflr5 eine Tragfläche geometrisch möglichst gut mit kleineren Segmenten (und damit Zwischenprofilen) nachzubilden.
Nicht zu viel Polare …!
An dieser Stelle soll zunächst nicht weitergehend auf die Polaren bzw. spezifischen Eigenschaften von JX-GT eingegangen werden. Das soll dann in einem weiteren Beitrag mit Details der Profilauslegung erfolgen geschehen. Der Blick soll hier eher „geschärft“ werden, für die Wirkung des Straks entlang der Fläche.
In der T2-Polare (konstanter Auftrieb) kann man gut erkennen, wie sich der Strak bei abnehmenden Re-Zahlen gegen das typische Einfallen (=Widerstandszuwachs) durch Blasenbildung im Bereich ca = 0,2-0,6 zur Wehr setzt.
Die T2-Gleit-Polare vermitteln die ähnlichen, zugleich ausgewogenen Eigenschaften der 4 Strak-Profile…
… und schließlich erkennt man unter anderem in den T1-Polaren (konstante Geschwindigkeit), wieviel Reserven der Strak hat, sollte es einmal flotter um’s Eck gehen.
Das JX-GT ist vor allem ein (sehr) schnelles Profil. Die Breitbandigkeit bei unterschiedlichen Bedingungen entsteht durch den richtigen Einsatz der Klappen. Beispielhaft hier noch die Wirkung von Klappen mit 28% Tiefe dargestellt in der T1-Polare. Mit kleinen Ausschlägen zwischen -0,5 und +1 Grad lässt sich „gefahrlos“ ein Feintuning der Polare machen, ohne die grundsätzlichen Eigenschaften zu ändern…
Wie wähle ich die richtigen Strak-Profil für meine Fläche?
Die Bezeichnung der einzelnen Profile gibt einen Hinweis auf deren optimale Einsatzbedingung. Beispiel: Die Zahl „10“ des Profils JX-GS-10 steht für Re√ca = 100.000 – also der Polare konstanten Auftriebs mit einem Wert von 100.000. Das Profil JX-GT-10 wurde so designt, dass es beim Einsatz unter Re√ca = 100.000 die beste Leistung innerhalb des Straks erbringt. Dabei muss man „100.000“ nicht zu genau nehmen – auch bei 110.000 würde sich das Profil noch „wohlfühlen“. Wichtig ist eher ein harmonischer Verlauf entlang der Fläche.
Mit der vereinfachten Re√ca – Formel …
Re√ca = 900 * t * √FB (mit t= Flächentiefe in cm, FB = Flächenbelastung in g/dm²)
… lässt sich zum einen schön hin und her rechnen, zum anderen zeigt die Formel, dass der Wert von Re√ca direkt proportional zur Flächentiefe ist. Das kleine Hilfs-Diagramm stellt die Abhängigkeit grafisch dar. Mit gegebener Flächenbelastung lässt sich der lokale Wert von Re√ca für eine gewünschte Flächentiefe ablesen …
… und damit das passende Profil des Straks auswählen. Da die Profile des JX-GT-Straks eng beieinander liegen, kann bei einem Zwischenwert problemlos das nächst „höhere“ Profil gewählt werden. So einfach geht’s
Nur zur „Sicherheit“ noch der Hinweis: Die vereinfachte Rechenformel bzw. das Diagramm ist profilunabhängig und kann für alle Projekte verwendet werden …
Zum Abschluss …Gleichwohl das Profil JX-GT für sich gesehen sicher eine kleine Profil-Perle ist
, entsteht der große Nutzen durch den Profil-Strak, mit dem sich nun relativ sicher eine aerodynamisch „saubere“ und in ihren Eigenschaften unkritische Tragfläche entwerfen lässt. Das weitere Vorgehen hierzu wird beispielsweise im Projekt V-JX beschrieben.Im Anhang sind einzeln die 4 Grundprofile des Straks und in der unbenannten zip-Datei alle Profile des Straks zu finden.
Bleibt mir noch viel Erfolg und Freude mit dem Strak zu wünschen!
Jochen
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