"Rake" - Verstellbare Kabelführung

Um unnötigen Luftwiderstand zu vermeiden, muss die die Längsachse des Rumpfes eines Fesselflug-modelles tangential zur Kreisbahn fliegen. Da jedoch die Kabel durch den nicht unbeträchtlichen Staudruck der Luft nach hinten gedrückt werden, muss die Führung der Kabel am inneren Randbogen ebenfalls nach hinten versetzt werden, um so die Längsachse des Rumpfes tangential zu halten.

Line Rake Calculation

Dieser Versatz der Führungen (oder eben: Rake bzw. Line Offset =s) nach hinten, in Bezug auf die Lage des Schwerpunktes, lässt sich berechnen. Auf der folgenden Website befindet sich ein Programm dafür: www.nclra.org

Ein noch etwas raffinierteres Programm, es berücksichtigt auch die aktuelle Luftdichte, ist LineIII. Es kann hier heruntergeladen werden: www.stunthanger.com Beide Programme arbeiten mit US-Masseinheiten und die Umrechnungsfaktoren zur Ein- bzw.

Ausgabe sind folgende:

1 Zoll:

25.4 mm

1 ounce.:

28.35 Gramm

1 ft.

0.305 m

1 sq./in:

0.0645 dm2

1 sq./ft:

9.303 dm2

1 oz./sq.ft:

3.05 Gr/dm2

1 pound:

454 Gr.

1 mph:

1.609 Km/h

Line diameter in in.

0.30 mm = Eingabe 0.012 0.39 mm Eingabe = 0.015 0.46 mm Eingabe = 0.018

Wing area in in.sq.:

Grosser Flieger (Cardinal) = 700 in.sq. Trainer (Flachrumpf Cardinal) = 580 in.sq.

Die in den Programmen auftauchenden Begriffe :

CG:

Schwerpunkt. Hier ist der Schwerpunkt im Flug gemeint, d.h. mit Treibstoff an Bord.

Line sweep angle:

Auch: Rake. Der Winkel, in Bezug auf den Schwerpunkt, um den die Leinen nach hinten gedrückt werden.

Line sweep:

Auch: Leadout Position Behind CG. Das Mass, in Bezug auf den Schwerpunkt, um welches die Mitte der Leinenführung am inneren Randbogen nach hinten versetzt werden muss.

Total system drag:

Luftwiderstand von Kabel und Flugzeug zusammen.

Line tension:

Leinenzug

Line drag:

Luftwiderstand der Kabel allein.

Line diameter in in.

0.30 mm = Eingabe 0.012 0.39 mm Eingabe = 0.015 0.46 mm Eingabe = 0.018

Pressure Altitude:

Höhe des Flugplatzes über Meer, in ft.

Temperature in F:

Temperatur in Grad Fahrenheit. 20 C = 68 F 25 C = 77 F

LineIII für F2B?

Grundsätzlich lässt sich die Einstellung der Kabelführung (Leadout Guide) mit genügender Genauigkeit berechnen. Beide oben aufgeführten Programme sind dafür geeignet. Wichtig dabei ist allerdings, dass der gefundene Versatz nach hinten ab der Position des Schwerpunktes mit Treibstoff eingestellt wird. Da nun aber der Treibstoff während dem Flug verbrannt wird, resultiert eine nicht unerhebliche Verschiebung des Schwerpunktes über die Laufzeit. Diese beträgt, je nach Modellabmessungen bzw. Tankinhalt, ca. 8 - 16 mm. Vergleicht man diese Verschiebung mit einer durchschnittlichen Rücklage s der Kabel von ca. 25 mm. so wird ersichtlich, dass die jede feste Einstellung der Kabelführung einen Kompromiss darstellen muss.

Gehen wir nun weiter davon aus, dass wir vor allem bei den Manövern über Kopf auf jeden Fall Geschwindigkeitsverlust (= Verlust von Leinenzug) durch Schieben des Rumpfes vermeiden sollten, dann macht es Sinn, bei der Bestimmung des Schwerpunktes den Tank ungefähr zu einem Drittel zu füllen und den Versatz der Kabelführung für den Moment des Messerfluges durch den Zenit zu bestimmen. Dies ist diejenige Phase unseres ganzen Fluges während der wir sicherstellen sollten, dass der Rumpf tangential fliegt, also nicht schiebt und dadurch Geschwindigkeit abbaut. (Oberer Looping stehende Acht, Quersegment oben im Stundenglas, Acht über Kopf, obere Hälfte Kleeblatt). Bei derartigen Überlegungen ist es wichtig zu beachten, dass sich der Leinenzug überproportional zur Geschwindigkeit verändert, das heisst, dass eine kleine Änderung der Geschwindigkeit eine grosse Änderung des Leinenzuges verursacht. Hier ein Beispiel dazu:

LineIII

Gewicht / Leinenzug / Geschwindigkeit bei Flugradius 20 m, im Horizontalflug

Rundenzeit

5.0 sec

5.12sec(+2.5%)

5.25sec(+5%)

5.37sec(+7.5%)

Leinenzug bei Gewicht 1900Gr.

6'138 Gr.

5'843Gr.(-4.8%)

5'567Gr.(-9.3%)

5'313Gr(-13.5%).

Leinenzug bei Gewicht 1300Gr.

4'196 Gr.

3'994Gr.(-4.8%)

3'806Gr.(-9.3%)

3'631Gr.(-13.5%)

Die mir bekannten Programme zur Berechnung der Position der Leinenführung beziehen sich auf den Horizontalflug und berücksichtigen deshalb nicht, dass der Leinenzug beim Messerflug durch den Zenit um das nach unten ziehende Gewicht des Modells reduziert wird. Da nun jedoch LineIII den Leinenzug für Horizontalflug ausgibt, ist es möglich durch "spielerische Iteration" (Leinenzug - Gewicht) den Flug durch den Zenit zu simulieren und so den beim Flug durch den Zenit korrekten Versatz annäherungsweise zu bestimmen. Hier die so gefundenen Werte:

Versatz der Kabelführung nach hinten, ab Schwerpunkt mit 1/3 Treibstoff, für tangentialen Messerflug durch den Zenit.

Flugzeug

Kabel 0.46 x 19.5 m

Kabel 0.39 x 19.5 m

Kabel 0.39 x 18 m

Trivial Pursuit 1'800 Gr.

34 mm

29.5 mm

Flachrumpf Cardinal 1"100 Gr.

38 mm

Ich habe meinen Trivial Pursuit .75 mit einer Ersteinstellung von 33 mm hinter dem Schwerpunkt (bestimmt mit 1/3 Treibstoff bzw. 70 ccm an Bord) eingeflogen und seither die Position der Kabelführung nur geringfügig verändert, so z.B. um 4 mm nach vorne bei kürzeren Kabeln (von 19.5m zurück auf 18m).

Peter Germann, Juni 2009

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