Modell Aviator August 2017

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Grundlagenserie Teil 104

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62 08/2017

glatter Bespannung angebracht wäre, durch geeig-

nete Maßnahmen die eigentlich laminare Strömung

schon an der Nasenleiste in eine turbulentere und

viel unkritischere Strömung zu verwandeln. Leider

haben wir schon gesehen, dass turbulente Strömun-

gen einen deutlich höheren Widerstand besitzen

als laminare. Man verschenkt also den Vorteil einer

laminaren Strömung vollständig. Schließlich kann

man nicht beides haben – oder doch?

Veraltet

Tatsächlich ist eine Papierbespannung aus aerody-

namischer Sicht heute nicht mehr empfehlenswert.

Zwar erzeugt sie tatsächlich ein weniger kritisches

Verhalten im kritischen Re-Zahl-Bereich. Gleich-

zeitig sinkt jedoch die Gleit- und Sinkleistung des

Modells, denn die Strömung wird von Beginn an tur-

bulent sein, obwohl das Ablösungs-Problem erst im

weiteren Verlauf der Profiltiefe auftritt. Die laminare

Ablösung, die das ungemütliche Flugverhalten her-

vorruft, beginnt also nicht an der Nasenleiste, son-

dern im Bereich der größten Wölbung eines Profils.

Es würde also genügen, kurz vor der Entstehung ei-

ner Ablöseblase die Grenzschicht turbulent werden

zu lassen. Damit läuft die Strömung eine gewisse

Strecke noch laminar und somit widerstandsärmer.

Da dieser Punkt jedoch weiter hinten liegt, muss

das Störelement entsprechend der Grenzschichtdi-

cke deutlich höher sein Abbildung 4.

Konsequenz

Eine glatte Oberfläche zu erzeugen, ist also eher

ratsam. Ob man dies durch eine Folienbespannung,

durch Schleifen und Lackierung mit einem Hoch-

glanzlack oder durch Kunststoff-Schalenbauweise

erreicht, ist im Grunde egal. Ebenso empfehlenswert

ist jedoch auch das Aufbringen eines Turbulators.

Natürlich kostet dieser auch etwas Widerstand,

doch der wird geringer ausfallen im Vergleich zu

einer laminaren Ablösungsblase. Nur wenn zum

Beispiel bei höheren Geschwindigkeiten diese Ab-

lösungsblase verschwinden sollte und ein Turbula-

tor dann unnötig wäre, verliert man etwas Gleitleis-

tung. Der Unterschied ist jedoch kaum merklich. Der

Gewinn an gutmütigem Flugverhalten wiegt den

Nachteil auf, vor allem wenn der Pilot noch nicht

allzu viel Erfahrung besitzt.

Doch wo sollte man den Turbulator aufbringen?

Die Position hängt leider stark von der jeweiligen

Profilkonstruktion ab. Man kann es berechnen

mit dem Programm XFoil, zum Beispiel Profili

(www.profili2.com) von Stefano Duranti. Lässt man

den Druckverlauf bei einem maximalen Anström-

winkel berechnen, so findet sich bei kritischen

Profilen auf der Oberseite ein Druckanstieg. Der

Turbulator sollte dann kurz davor positioniert

werden; siehe Abbildung 5.

Möchte man sich die Mühe der Berechnung nicht

machen, so kann man eine Position von zirka

15 Prozent der Profiltiefe wählen. Für die meisten

Profile ist dies ein annehmbarer Wert. Die Dicke des

Turbulators sollte nicht größer als 0,3 Millimeter

sein. Turbulatoren aus dem manntragenden Flug

sind mit ihren Dicken von 0,5 bis 1 Millimeter viel zu

dick und Widerstandsbehaftet. Sie sind im Modell-

flug untauglich.

Komposit-Materialien

Das Aufbringen von Beschichtungen auf Unter-

konstruktionen birgt eine Gefahr! Kombiniert man

Bild 5: Die Stelle der Strömungsablösung zeigt sich durch einen Druckanstieg

(links). Ein Turbulator vor dieser Position löst das Problem (rechts) – hier am

Profil HQ 2,5-9 bei 7 Grad Anströmwinkel

Abbildung 4: Ein Turbulator liegt vor der laminaren

Ablöse-Blase und muss die Grenzschicht durchdringen