aerodesign Profilkatalog

Segelflugmodelle

Profilname f [%] d [%] cm0 [-] a0 [°] FAI Einsatzbereich
AG 25 2.41 7.58 -0.0679 -2.75 F3K Thermikflug, Floater
AG 35 2.38 8.72 -0.0455 -2.13 RES Thermikflug, offene Rippenbauweise
Aquila 4.00 9.38 -0.0638 -3.43 RES Thermikflug, F3B WC 1977
Clark Y 3.55 11.72 -0.0838 -3.53 Thermikflug, Trainer, 1922
DU 86-084/18 1.12 8.45 -0.0203 -1.05 F5B Speedflug, Laminarprofil, Wölbklappen
E-193 3.54 10.22 -0.0778 -3.39 F3B Ehemaliges F3B Profil, F3B WC 1979
E-203 2.66 13.65 -0.0864 -3.12 Ehemaliges Großsegler Profil
E-205 3.00 10.48 -0.0462 -2.37 F3B Ehemaliges F3B Profil, 1981
E-211 2.55 10.96 -0.1142 -4.18 Allround, Großsegler
E-214 4.03 11.11 -0.1536 -5.81 Thermikflug, Ente/Canards
E-374 2.26 10.92 -0.0353 -1.78 Segelkunstflug, Akrobatik
E-387 3.11 9.07 -0.0805 -3.54 F3E Thermikflug, Elektroflug, 1986
FX 60-100 3.48 10.03 -0.1227 -4.65 Thermikflug, Großsegler, Oldtimer
FX 60-126 3.50 12.59 -0.1247 -4.76 Allround, Großsegler
FX 63-137 5.88 13.53 -0.2334 -9.05 Thermikflug, Großsegler, Oldtimer
Gö 602 3.41 9.95 -0.0984 -4.00 RES Thermikflug
Gö 795 2.38 8.00 -0.0561 -2.31 RES Thermikflug
HD-48 A 2.50 8.50 -0.0581 -2.50 F3B Allround, Thermikflug
HN-1033 A 2.14 7.55 -0.0702 -2.74 F3K Allround, Thermikflug, SAL
HN-354 1.92 7.88 -0.0699 -2.69 F3B Allround, F3B WC 2003
HQ 1.0/9 1.00 9.00 -0.0314 -1.28 F3F Speedflug, Hangflug, Dynamic Soaring
HQ 1.5/9 1.50 9.00 -0.0453 -1.86 F3F Hangflug, F3B 1979-86
HQ 2.0/9 1.99 9.00 -0.0614 -2.51 F3B Allround, F3B WC 1987
HQ 2.5/9 2.48 9.00 -0.0764 -3.11 F3B Allround, F3B WC 1983 & 1985
HQ 3.5/12 3.49 12.00 -0.1065 -4.36 F3J Thermikflug, ohne Wölbklappen
HQ/W-2.5/11 2.50 11.03 -0.0903 -3.55 Allround, Großsegler
MH 30 1.75 7.85 -0.0418 -1.78 F5B Speedflug, Allround, F5D, F3D & F3F
MH 32 2.23 8.66 -0.0500 -2.21 F3B Allround, Thermikflug, F3J
MH 43 1.59 8.47 -0.0148 -0.96 F5D Elektroflug, Hotliner
NACA 2412 2.00 12.00 -0.0527 -2.11 Motorflug, Trainer
NACA 6409 6.00 9.00 -0.1568 -6.28 F2A Thermikflug, Freiflug, Klasse Nordic (A2)
RG 14 1.58 8.48 -0.0460 -1.94 F3F Hangflug
RG 14A 1.4/7.0 1.36 7.00 -0.0388 -1.70 F3F Speedflug, Hangflug, F3B WC 1989
RG 15 1.76 8.92 -0.0665 -2.60 F3B Allround, F3B WC 1991-1997
RG 8 2.22 10.80 -0.1020 -3.73 Allround, Großsegler
Ritz 2-30-10 2.00 9.91 -0.0303 -1.56 Hangflug
S 3021 2.96 9.47 -0.0546 -2.62 F3J Thermikflug
S 4083 3.47 8.01 -0.1001 -4.17 F3K Thermikflug, HLG
SA 7035 2.58 9.20 -0.0626 -2.73 F3J Thermikflug, vgl. SD7080
SD 6060 1.87 10.37 -0.0292 -1.52 Segelkunstflug, Akrobatik
SD 7003 1.46 8.51 -0.0408 -1.76 F3B Allround, Pfeilnurflügel 30°, 1993-95
SD 7037 2.99 9.20 -0.0784 -3.31 F3J Thermikflug
SD 7080 2.45 9.16 -0.0644 -2.74 F3J Thermikflug

Legende
cm0    : Nullmomentenbeiwert nach reibungsfreier Potentialtheorie, Skelettlinienverfahren
a0       : Nullauftriebswinkel nach reibungsfreier Potentialtheorie, Skelettlinienverfahren
FAI     : Modellsportklasse FAI-CIAM oder Modell Kategorie
WC     : FAI-CIAM Weltmeister (F3B WC 1979 = Profil des F3B Weltmeisters 1979)
New!   : Neue Veröffentlichung

 

 

Editorial

Die Datenbank der Profile für den Modellsegelflug habe ich aus dem Dornröschenschlaf erweckt, weil das in den letzten 40 Jahren aufgebaute Wissen rund um den Segelflugmodellbau zunehmend in Vergessenheit gerät. Heutzutage ist Inhalt Nebensache, Hauptsache das Erlebnis ist konkret fühlbar, per Instagram und Facebook teilbar. Die Modellbauliteratur der guten alten Zeit ist ein längst ausgestorbener Dinosaurier im postfaktischen Zeitalter. Dieser Artikel hier wendet sich an diejenigen, die von Klickibunti genug haben und das eigenartige Paralleluniversum der Tragflügelprofile für ferngesteuerte Leistungssportgeräte erkunden wollen.

Einige Arbeit habe ich in die neuen Profilglättungen (smoothed) investiert, indem ich einen inversen Nachentwurf durchgeführt und den letzten Feinschliff in Handarbeit erledigt habe. Unabhängig vom Alter eines Profils und der Qualität der Originalkoordinaten ist auf diese Weise bei allen hier aufgelisteten Profilen die Vergleichbarkeit für X-Foil bzw. Eppler-Code Berechnungen gegeben. Zur Erleichterung von wissenschaftlichen Arbeiten habe ich die Stützstellen (Abszisse X) beibehalten und nur die Ordinaten (Y) geglättet. Im Nasenbereich habe ich bei einigen Profilen zusätzliche Koordinaten eingefügt und nur in wenigen Einzelfällen Koordinaten entfernt, die bei der numerischen Stabilität Probleme verursacht haben. Diese Vorgehensweise ermöglicht mit wenig Aufwand eine wissenschaftliche Bewertung der Qualität meiner Glättung und eine entsprechende Fehlerbetrachtung.

Die Kennzeichnung als "Original" Koordinaten (Button) bekommt nur ein Profil, wenn ich selbst anhand einer Primär- oder sehr zuverlässigen Sekundärquelle (Buch oder Artikel) jeden einzelnen Koordinatenpunkt verifizieren konnte. Dieses Verfahren kostet viel Zeit, daher sind derzeit nur wenige Koordinatenlisten als Original ausgewiesen. Das bedeutet im Umkehrschluss aber nicht, dass die anderen Listen keine Originalkoordinaten wären, sondern nur, dass ich diese aus Zeitgründen noch nicht gegen Quellen entsprechender Qualität verifiziert habe.

Aufgrund der Historie des F3B Wettbewerbssports seit 1977, die sicherlich nicht mehr jedem bekannt ist, habe ich die Profile der F3B Weltmeister mit Jahreszahlen aufgeführt, dass die Profile in der Zeitachse des Einsatzes richtig einzuordnen sind. Entwickelt wurden die Profile meist Jahrzehnte früher, aber es ist oftmals sehr schwierig herauszufinden, in welchem Jahr ein Profil entwickelt wurde. Profilentwickler sind ein scheuer Menschenschlag, der sich nur selten ans Tageslicht traut. Eine rühmliche Ausnahme gibt es und das ist Mutti: Das Clark Y hat Virginius Evans Clark 1922 in einer dunklen Nacht am Langley Field aus einem Göttinger Profil geschnitzt, weil er eine gerade Unterseite für ein neues Propellerprofil benötigt hat. Mutti hat es zwar nicht als Propellerprofil zu Weltruhm gebracht, aber immerhin Charles Lindbergh am Tragflügel seiner Spirit of St. Louis vom 20.-21. Mai 1927 sicher über den Nordatlantik zur Landung nach Paris getragen.

Angesichts eines postfaktisch orientierten französischen Journalisten sind folgende Zeilen heutzutage wieder erforderlich: Das Profil, das als erstes im Non-Stop-Flug den Atlantik vom 14.-15. Juni 1919 überquerte, war nicht das Clark Y, sondern das RAF-15 an der Vickers Vimy. Einem gewissen Sir John Alcock (Pilot) und Sir Arthur Whitten Brown (Navigator) gelang diese herausragende Leistung mit dem zweimotorigen Doppeldecker, aber das kann man schon mal vergessen. Dieses Profil passt leider im Gegensatz zum Clark Y definitiv nicht zu den ferngesteuerten Segelflugmodellen und ist deswegen hier auch nicht aufgeführt. Durch die Bruchlandung im Moor in Clifden/Irland hat das Profil RAF-15 (entwickelt 1915) nicht gelitten, sehr wohl aber die Vickers Vimy und die Bewertung dieser historischen Leistung der beiden Luftfahrtpioniere in der Öffentlichkeit. Lindbergh war unabhängig von seiner unbestrittenen persönlichen Leistung einfach der wesentlich bessere Selbstdarsteller und -vermarkter, was ironischerweise auch wieder perfekt in die heutige Zeit passt. Was für Menschen gilt, gilt übrigens auch für Profile: Sie kommen und gehen, unterliegen Modetrends und geraten oftmals zu Unrecht in Vergessenheit. Und am Ende aller Tage wäre ein Göttingen 10% (alias Clark Y 10%), die bessere und ehrlichere Lösung gewesen, aber dieses Geheimnis bleibt bitte unter uns!

Leider ist der Platz zu knapp und die Zeit zu kurz, all die spannenden Geschichten rund um die Profilentwicklungen niederzuschreiben, die eigentlich erzählt werden müssten. Aber zumindest Einsatzzweck, Sinn und Nichtsinn habe ich erläutert. Einige der Texte sind noch unverändert auf dem Stand von April 1998 bis Oktober 2003 und andere sind noch zu ergänzen, aber so ist das eben, work in progress. Meine Prognose lautet: Renteneintritt frühestens 2042, Tendenz steigend. Aber man kann auch einfach das Hobby wechseln und angeln gehen, ist auch was Schönes!

Hartmut Siegmann
Zorneding, 01. März 2017

 

AG 25
Datenblatt
[%] 2.415
fx [%] 45.40
[%] 7.583
dx [%] 24.70
rLE [%] 0.414
ΔΘTE [°] 3.94
cm0 [-] -0.0679
a0 [°] -2.752
∂ca⁄∂a 6.635
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Eine Entwicklung von Mark Drela für den Profilstrak AG 25 (Wurzel), AG 26 und AG 27 (Flügelspitze). Das Auffällige ist das betont Unauffällige an diesem Profilentwurf. Wie ist das gemeint? Es fehlen die Ecken und Kanten. Ein harmonischer Hauptdruckanstieg auf der Profiloberseite folgt ein wenig aggressiver Schließungsanteil, um Ablöseblasen unter Kontrolle zu halten. Da könnte man noch Leistung herausholen oder es genau aus diesem Grund zugunsten der Robustheit gegen die kritische Reynolds-Zahl sein lassen.

Ein harmonischer Entwurf, nach dem von Mark Drela erdachten und Michael Selig 1988 ff. experimentell untersuchten erweiterten Bubble Ramp Konzept (Erläuterung siehe SD7003), das Reserven lässt, aber bei den sehr niedrigen Reynolds-Zahlen sicherlich nicht allein aufgrund der stationären Widerstandsbeiwerte beurteilt werden kann. Das Profil ist nur ein Beispiel für die moderne Umsetzung dieser Entwurfsmethode, in der angegebenen Quelle finden sich noch eine ganze Reihe weiterer Profile (AG und HT) für den Einsatzbereich extrem leichter Floater wie »Apogee« oder DLG »Bubble Dancer« und andere.

Fazit: Geeignet für Floater an thermikschwächeren Tagen.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. DRELA, Mark: Mark Drela's AG and ST Airfoils, Website, www.charlesriverrc.org, 4. März 2003.

 

AG 35
Datenblatt
[%] 2.378
fx [%] 36.7
[%] 8.723
dx [%] 27.7
rLE [%] 0.743
ΔΘTE [°] 9.24
cm0 [-] -0.0454
a0 [°] -2.126
∂ca⁄∂a 6.719
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Zusammenfassung von Illg, Bühler, 2015 [1] zum AG35:

Der Profilstrak AG34-AG38 wurde von Mark Drela speziell für RES (Rudder, Elevator, Spoiler) Modelle in teilbeplankter Rippenbauweise ohne Bespannungseinfälle entwickelt. Die Profile sind für einfache Baubarkeit unterseitig ab 30% Tiefe gerade, oberseitig wird ab 45% durch einen Hilfsholm ein Trapezzug gebildet, sodass sich die Bespannung über offene Felder nur über planare Flächen erstreckt, weshalb sich keine Bespannungseinfälle bilden. (...)

Derzeit ist das AG35 (AG35-r: Rotation um -1.563° und Verschiebung auf Sehne) eines der am Weitesten verbreiteten Standardprofile von RES Modellen, auch wenn das aus meiner Sicht ein Modetrend ist. Das Profil BC70 scheint nach den Windkanalmessungen im Stuttgarter Modellwindkanal (IAG) etwas leistungsfähiger als das AG35 zu sein, insofern hat es inzwischen ebenfalls eine gewisse Verbreitung erreicht. Dennoch müssen auch diese Profile sich mit Klassikern wie Aquila messen lassen, denn superleicht und superdünn kann jeder bauen, aber bei Wind verbläst es solche Modelle schnell ins Lee. Profile, die eine etwas höhere Flächenbelastung erlauben, sind vielseitiger einsetzbar, als diese sehr auf Leichtbau optimierten Profile. Die Zeit wird zeigen, wie nachhaltig dieser Entwicklungstrend ist; derzeit jedenfalls ist das AG35 definitiv noch en vogue!

Fazit: Modernes Thermikflug Profil für Zweiachser in Rippenbauweise (RES).

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Illg, Jonas; Bühler, Ruben: Windkanalmessungen von Profilen für die 2 m RES-Klasse, Paper, AKAModell Stuttgart e.V., Stuttgart, 10.02.1015.
  2. Williamson, Gregory A.; McGranahan, Bryan D.; Broughton, Benjamin A.; Deters, Robert W.; Brandt, John B.; Selig, Michael S.: "Summary of Low-Speed Airfoil Data - Volume 5 (PDF)", eBook, SoarTech Publications, Virginia Beach, Virginia, USA, 2012.
  3. Drela, Mark: Mark Drela's AG and ST Airfoils, Website, www.charlesriverrc.org, 4. März 2003.

 

Aquila
Datenblatt
[%] 3.986
fx [%] 34.70
[%] 9.385
dx [%] 31.30
rLE [%] 0.79
ΔΘTE [°] 10.24
cm0 [-] -0.0638
a0 [°] -3.434
∂ca⁄∂a 6.726
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Mit einem modifizierten Aquila hat Skip Miller (USA) die erste FAI F3B Weltmeisterschaft 1977 in Pretoria/Südafrika gewonnen! Das Profil wurde bei den folgenden Weltmeisterschaften aufgrund der zu geringen Streckenflugleistung und der Speedzeiten durch das E193 bzw. E205 ersetzt. In der Folge wurden diese Profile wiederum zeitnah durch HQ-Profile und 10 Jahre später durch das RG-15 abgelöst.

Was bleibt? Das Aquila ist ein sehr gutes Profil für einen Sunset Floater und in dieser Disziplin kaum zu schlagen. Gegenüber modernen Profilen fliegt man mit höherer Flächenbelastung, aber das verträgt das Profil klaglos. Also bitte nicht extrem leicht bauen, das braucht dieses Profil nicht und würde allein den Versuch mit einer Verschlechterung der Flugleistung quittieren. Einfach konventionellen Rippenflügel mit D-Box aus Balsa bauen und den Holm nicht vergessen, denn der darf ruhig etwas mehr wiegen.

Auch wenn das Profil schon etwas älter ist, ein wichtiger Tipp zum Einsatz bei RES: Ein Zackenband Turbulator ist bei 30-40% der Profiltiefe auf der Profiloberseite am Außenflügel zu empfehlen, damit beim Zweiachser kein Taumeln (Dutch Roll) beim Einleiten des Kurvenflugs aufritt. Wenn man das beachtet, gibt es an den Flugeigenschaften absolut nichts auszusetzen.

Ein ganz ähnliches Profil (HS-15 bzw. HS-16) fliege ich persönlich seit inzwischen 30 Jahren von Windstille bis Windstärke 8 Bft. Warum? Nicht weil es Sinn macht, sondern einfach, weil es geht und Spaß macht!

Fazit: Sehr leistungsfähiges Profil für Floater (RES) und unsinkbare Sundowner.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

Clark Y
Datenblatt
[%] 3.522
fx [%] 40.0
[%] 11.700
dx [%] 30.0
rLE [%] 1.00
ΔΘTE [°] 14.51
cm0 [-] -0.0838
a0 [°] -3.530
∂ca⁄∂a 6.906
Profilplot
  1. Profilkoordinaten Siegmann
  2. Profilkoordinaten Original
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Was es mit diesem Profil in Wirklichkeit auf sich hat, ist in den folgenden Zitaten zusammengefasst:

The famous Clark Y airfoil, designed by Colonel Virginius E. Clark of the U.S. Army in 1922 and employed on a number of noteworthy American aircraft of the 1920s, including the Ryan monoplane that flew Lindbergh across the Atlantic in 1927, was in fact a design offshoot of the Göttingen family. (...)

Col. Virginius Clark, U.S.A., designed one of the 1920s' most popular airfoils for wings, the Clark Y, simply by deploying the thickness distribution of a Göttingen airfoil above a flat undersurface; he chose the feature only because it was highly desirable as a reference surface for applying the protractor in the manufacture and maintenance of propellers. [1, 2]

Die gerade Unterseite erleichterte also einfach das Anlegen der Winkelmesslehre an die Unterseite der Propellerblätter. Das Ausgangsprofil ist nach meiner Kenntnis nicht überliefert worden, aber es dürfte einem Göttingen Gö-398 in der Dickenverteilung sehr ähnlich sein, welches von Ludwig Prandtl und seinen Mitarbeitern mit Hilfe der Kármán-Trefftz Transformation (vgl. Joukowsky) berechnet wurde.

Mit einem Göttingen 10% (alias Clark Y 10%), hätte man Anfang der 1980er Jahre problemlos F3B Weltmeisterschaften gewinnen können, aber im Rückblick ist man immer schlauer. Nach heutigen Gesichtspunkten ist das Profil aufgrund der geraden Profilunterseite etwas veraltet, aber aufgrund der hervorragenden Profiloberseite immer noch gut verwendbar. Hinsichtlich der kritischen Re-Zahl ist das Clark Y recht robust und zugleich gnadenlos gutmütig im Strömungsabriss, so dass es bei Trainermodellen bis heute sinnvollerweise verwendet werden kann.

Mit einer konkav gewölbten Profilunterseite kann man mehr Leistung herausholen. Für unsere Rippenfreunde führt das Gesagte leider zu Mehrarbeit, die aber im Regelfall durch mehr Leistung belohnt wird. Wer darauf verzichten kann und will, kann alternativ das Aquila oder S-3021 verwenden. Das E-193 oder E-205 ist jedenfalls keine Alternative zum Clark Y. Finger weg - Aus! Das Clark Y ist den beiden letztgenannten Profilen im unteren bis mittleren ca-Bereich deutlich überlegen. Ich weiß, dass diese Erkenntnis schmerzt, aber es entspricht der Wahrheit, dass Computer nicht alles besser lösen, sondern manchmal nur anders. An dieser Stelle möchte ich Ira H. Abbott das Schlusswort in Form eines Zitats von der AIAA Conference, Dayton, 1980 überlassen:

It must be very difficult for most of you to imagine conditions where all computation was done with pencil and paper or with slide rules (...) [9]

Fazit: Das bekannteste Profil der Welt!

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Hansen et al.: "The Wind and Beyond: A Documentary Journey into the History of Aerodynamics in America - Volume II: Reinventing the Airplane", page 664, NASA SP-2007-4409.
  2. Grover Loening: "Our Wings Grow Faster", New York, USA, 1935.
  3. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  4. Althaus, Dieter: "Profilpolaren für den Modellflug: Windkanalmessungen an Profilen im krit. Reynolds-Zahlbereich", Buch, Band 1, Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen, 1980.
  5. Weick, Fred E.; Bamber, Millard J.: "Wind Tunnel Tests of a Clark Y Wing with a Narrow Auxiliary Airfoil in Different Positions" Report No. 428, N.A.C.A., Washington, USA, 23. February 1932.
  6. Shoemaker, James M.: "Air Force Tests of Sperry Messenger Model With Six Sets of Wings", Report No. 269, N.A.C.A., Langley Memorial Aeronautical Laboratory, Washington, USA, 1928.
  7. Munk, Max M.; Miller, Elton W.: "The Aerodynamic Characteristics of Seven Frequently Used Wing Sections at Full Reynolds Number", Report No. 233, N.A.C.A., Langley Memorial Aeronautical Laboratory, Washington, USA, 1927.
  8. Selig, Michael S. et al: "UIUC Airfoil Database - Clark Y smoothed", zuletzt abgerufen am 21.01.2017.
  9. Abbott, Ira H.: "Airfoils: Significance and Early Development, AIAA Conference, Air Force Museum Dayton, Ohio, USA, March 1980.

 

DU 86-084/18
Datenblatt
[%] 1.1121
fx [%] 42.8
[%] 8.454
dx [%] 36.9
rLE [%] 0.327
ΔΘTE [°] 6.03
cm0 [-] -0.0203
a0 [°] -1.046
∂ca⁄∂a 6.677
Profilplot
  1. Profilkoordinaten Siegmann
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Dieser Entwurf von der TU Delft ist ein modernes Hochleistungsprofil mit Wölbklappen für den Modellflug. Abgesehen vom Einsatz an der »Ariane 7« des gleichnamigen Teams in der Klasse F3E 1990/91 war es ein Fehlschlag im Modellflugsport. Die Entwurfsmethodik ist am Laminarprofil Entwurf für Wölbklappenprofile im manntragenden Segelflugzeug orientiert und das funktioniert im Modellflug nicht so leicht. Dennoch kann man hier einiges mehr über die Aerodynamik im Flugmodellbau lernen. Ähnlich wie mein HS-533 ist dieses Profil zu ambitioniert ausgelegt, was die Grenzen der Machbarkeit hinsichtlich laminarer Laufstrecken aufzeigt.

Das Profil ist so entwickelt worden, dass der Strömungsumschlag durch Turbulatoren erfolgen muss, und zwar auf der Profiloberseite bei 75% und Profilunterseite 82%. Damit das funktioniert, war das Auslegungsziel, dass die Umschlagpunkte bei maximaler laminarer Laufstrecke möglichst wenig wandern sollen, damit man die Zackenbänder an der richtigen Stelle positionieren kann. Das erreicht man durch einen stufenartigen Hauptdruckanstieg (HDA) mit hohem Schließungsanteil an der Endleiste. In der letzten Widerstandspolare habe ich den Fall über erzwungene Transition (Strömungsumschlag) simuliert. Dort kann man erkennen, wie das Profil eigentlich funktionieren sollte und wie elementar der erzwungene Umschlag für die aerodynamische Funktionsweise des Profils ist.

Wie das mit dem Umschlag und Hauptdruckanstieg grundsätzlich vor sich geht, kann man im Artikel zur Laminaren Ablöseblase nachvollziehen. Große laminare Laufstrecken führen dabei im Normalfall zu einem harten, kurzen HDA und es besteht deshalb akute Ablösegefahr, weil die Strömung zu stark abgebremst wird. Und genau deswegen funktioniert das DU 86-084/18 bei uns im Modellflug wegen Unterschreitung der kritischen Reynolds-Zahl nicht so leicht, es bilden sich im mittleren Anstellwinkelbereich größere laminare Ablöseblasen aus, die laminar oder turbulent ablösen. Schade eigentlich, es wäre zu schön gewesen! Im unteren Anstellwinkelbereich ist das Profil also noch ganz gut, aber es weist auch ein kritisches Abreißverhalten auf. Wer nun denkt, er flöge nie im Bereich mittlerer und hoher Auftriebe, sollte sich einmal die Situation in einer engen Wende zu Gemüte führen. Im Manöverbereich ist das Profil deswegen vom Piloten schwer zu beherrschen.

Der Profilentwurf funktioniert mit der geplanten 18% tiefen Wölbklappe mit Gelenk auf der Profilunterseite bei x=0.82 (82%) hervorragend, wie man an der Widerstandspolare gut erkennen kann. Der Klappenausschlag (Flap) beträgt +5,0°, allerdings wieder mit erzwungener Transition. Und genau das ist das unangenehme und sehr lästige Kleingedruckte, das zwischen Entwurf und Erprobung steht, denn kein derzeit bekannter Turbulator wird diesen Umschlag so erzielen, wie wir ihn hier benötigen. Nur mit hoher Reynolds-Zahl oberhalb von 1 Million und mehr wird das gut funktionieren. Man erkennt aber an den sehr niedrigen Widerstandsbeiwerten, dass das Profil aus Sicht des Entwurfs fehlerfrei konzipiert wurde. Nur manchmal sieht das Ergebnis in der Praxis leider etwas anders aus...

Franz Weißgerber hat das DU 86-084/18 an der Ariane 7 in der Saison 1990-1991 sehr erfolgreich eingesetzt und wurde Deutscher Meister (5 von 6 gewonnen). Aber man muss dabei die F3E (F5B) typische hohe Fluggeschwindigkeit und demzufolge hohe Re-Zahl durch die Flächenbelastung von 74-75g/dm berücksichtigen. Den Umstand, dass es damals das einzige Modell mit Quadroflap, 16 Kugellagern zur Ruderlagerung und komplett versteckten Anlenkungen war, darf man auch nicht vergessen. Das Profil war insofern nur zum Teil für den Erfolg verantwortlich, die für die damalige Zeit außergewöhnlich aufwändige und aerodynamisch extrem saubere Konstruktion darf man dabei keinesfalls außer Acht lassen, um das Ergebnis richtig einzuordnen.

Bei ruhigen Wetterlagen hat sich das Profil hier bewährt, aber sobald es unruhig in der Luft wird, stellt der Flieger regelrecht ab. Die Ursache ist so einfach wie einleuchtend: Windböen verschieben schlagartig die Transitionspunkte aus den berechneten Positionen und dann stellen sich Widerstandsanstiege durch Strömungsablösung ein. Ein Versuch bei F3B mit diesem Profil war dann auch ein Fehlschlag. Aber es bleibt dennoch ein wegweisender Profilentwurf, der einen Teil des Weges aufzeigt, der eines Tages möglich sein wird.

Fazit: Dieses Profil zeigt die Grenze des derzeit Machbaren hinsichtlich einer Laminarprofil Auslegung im Modellflug auf.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Zeitschriftenreihe Flug- und Modelltechnik, FMT-Extra Band 4, "RC-Elektroflug" 1990/91, Seite 63, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1990.
  2. Selig, Lyon, Giguère, Ninham, Guglielmo: "Summary of Low-Speed Airfoil Data - Volume 2 (PDF)", eBook, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1996.

 

E-193
Datenblatt
[%] 3.543
fx [%] 40.0
[%] 10.226
dx [%] 31.0
rLE [%] 0.875
ΔΘTE [°] 5.54
cm0 [-] -0.0778
a0 [°] -3.386
∂ca⁄∂a 6.760
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Bei diesem Profil hat Prof. Eppler die Grenzen des Machbaren für ein Modellflug Allroundprofil ohne Wölbklappen ausgelotet, was die Entwurfsforderung war. Diese Forderung resultierte aus dem Stand der Entwicklung im Bereich der Fernsteuerungsanlagen, dass Fernsteuerungen (AM) und die neu entwickelten Proportional-Servos damals nur wenige Funktionen aufwiesen, mechanische Mischer benötigten und zugleich extrem teuer waren. Es ist also von der Sache her ein historisches Thema, das heutzutage eigentlich ad acta gelegt werden kann. Heute hat man eher das umgekehrte Problem, wie man die unzähligen Funktionen der modernen 2.4 Ghz Fernsteuerungen halbwegs sinnvoll mutzen kann.

Dennoch gab es damals sportlich einen sehr großen Erfolg zu verzeichnen: Mit dem E-193 wurde Anton Wackerle (AUT) in Amay/Belgien 1979 F3B Weltmeister mit der »Dassel«! Aber das war ein ganz speziell gebautes Modell: Rechteckflügel, leicht gebaut, spiegelblanke und wellenfreie Oberfläche. Dadurch wurde das E193 unterhalb des unterkritischen Re-Zahl und Anstellwinkelbereichs geflogen, indem laminare Ablösungen dominieren. Darüber hinaus war das Modell für die damalige Zeit in Sachen Fertigungstechnologie (Negativformen), Rumpfdesign (laminare Keule) und versteckten Anlenkungen (keine Abdeckungen) in konstruktiver und technologischer Hinsicht der Konkurrenz weit voraus. All diese Faktoren zusammen, Piloten und Team AME nicht zu vergessen, machten diesen Erfolg möglich.

Normale Segelflugmodelle hatten keine dieser Eigenschaften. Die zahlreichen Baukasten-Modelle aus den 1980ern von Graupner, Multiplex, Robbe, Simprop usw. waren ungenau gefertigt, waren nicht leicht genug bzw. nicht schwer genug (!) für das E193, denn beides löst das Problem, indem man außerhalb des Bereichs der laminaren Strömungsablösung operiert. Wenn man das nicht beachtet, hängt man ständig mitten in der laminaren Ablösung des Profils fest und die Leistung ist einfach mies, diese Modelle waren im Thermikflug faktisch unbrauchbar. Das Problem kann man auf einfache Weise identifizieren: Im Flug kräftig andrücken und das stumpfe Modell beschleunigt auf einmal wie eine Rakete und gleitet phantastisch? Dann hat man mit hoher Wahrscheinlichkeit das E193 als Profil und ist aus der laminaren Ablösung heraus in den Bereich der anliegenden Strömung geflogen. So gut das schnelle Gleiten mit schweren Modellen ist, so schlecht ist das geringste Sinken des E-193 im Langsamflug.

An diesem Beispiel kann man wieder sehen, dass man mit einem genau angepassten Design mit dem E-193 erfolgreich sein kann, wie auch die Neuauflage der »Dassel« von Martin Weberschock zeigt. Aber heutzutage verwendet man bei einem neuen Modellflugzeugentwurf Profile, die unkritischer und zugleich leistungsfähiger sind.

Fazit: Das E-193 sollte man heutzutage nur noch an historischen Modellen verwenden.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  2. Fritz, Fridolin; Sitar, Herbert et. al.; Arbeitsgemeinschaft Modellsegelflug Entwicklung (AME): "Dassel D751 - F3B WM-Modell 1979", Österreich, 1978.

 

E-203
Datenblatt
[%] 2.655
fx [%] 49.3
[%] 13.649
dx [%] 33.4
rLE [%] 0.727
ΔΘTE [°] 6.47
cm0 [-] -0.0864
a0 [°] -3.312
∂ca⁄∂a 6.892
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Das ist so ein Profil, bei dem nur schwer nachvollziehbar ist, dass es über viele Jahre im Modellflug eingesetzt wurde. Dieser Umstand hat wahrscheinlich sehr viel mit der Publikation MTB Eppler-Profile [1] zu tun, dass die Koordinaten für dieses Profil in der Modellbau-Szene verfügbar waren und es eine für größere Modelle gut geeignete Profildicke aufweist.

Es ist ein ziemlich gruseliges Profil, das bei der TV-Serie »The Walking Dead» mitspielen könnte und niemandem unangenehm auffallen würde, weil es sich stumpf fliegt und man gefühlt in tote Augen schaut. Der enge Leistungsbereich im Langsamflug kann nicht erflogen werden, weil dann der Strömungsabriss folgt. Und im Schnellflug fällt das Profil relativ schnell nach unten durch. Interessanterweise gibt es innerhalb der Eppler Profilfamilie das E-211 und das E-214, die all das können, was sich Anwender vom E-203 erhofft haben, aber letztere wurden nicht im Rahmen dieser Publikation unter das Volk gebracht. An diesem Beispiel sieht man, wie manches Mal ein Profil Verbreitung findet, bei dem weder die technischen Leistungen, noch Erfolge im Leistungssport, sondern einfach die bloße Existenz im Rahmen einer Publikation zu einer gewissen Verbreitung führt.

Die Widerstandspolaren sprechen eine klare Sprache, es gibt heutzutage keinen Grund mehr, dieses Profil einzusetzen. Wenn man es hat, kann man es gut ohne Wölbklappen fliegen, es sind keine größeren Probleme bei den Flugeigenschaften bekannt. Aber ganz ehrlich, das Ding reißt niemanden leistungsmäßig vom Hocker. Zur Zeit der Entwicklung dieses Profils waren AM-Proportionalfernsteuerungen nicht weit verbreitet, aber Tip-Tip Anlagen der Standard. Insofern machte es damals Sinn, ein Profil mit einem breiten Spektrum auszulegen, welches keine Steuerklappen am Tragflügel erfordert und für die vorhandenen Bautechnologien, im Wesentlichen die klassische Holzbauweise, die entsprechende Bauhöhe für größere Segelflugmodelle mitbringt.

Fazit: Allroundprofil ohne Wölbklappen, das heute nicht mehr ganz zeitgemäß ist.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S. et al: "UIUC Airfoil Database - E203", zuletzt abgerufen am 21.01.2017.

 

E-205
Datenblatt
[%] 2.980
fx [%] 35.2
[%] 10.480
dx [%] 30.1
rLE [%] 0.605
ΔΘTE [°] 6.19
cm0 [-] -0.0462
a0 [°] -2.375
∂ca⁄∂a 6.766
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Generationen von Elektro-Fliegern mit Mabuchi-Motor und Konsorten verwendeten dieses Profil. Einige sind glücklich geworden, die meisten aber nicht, speziell unsere Kollegen mit Folie bebügelten Modellen nicht. Woran mag das liegen? Nun, ein Blick in die Polaren und Geschwindigkeitsverteilungen zeigt eins: Blasengefahr allenthalben, speziell im mittleren ca-Bereich, den wir leider zum Beschleunigen unserer Modelle nutzen!

In der Tat können wir tendenziell längere laminare Laufstrecken speziell im oberen Anstellwinkelbereich verzeichnen. Diese Tendenz setzt sich zudem in den mittleren ca-Bereich fort (ca=0,5..0,9). Und genau das ist der Haken an der Sache: Wir fliegen zumeist in genau diesem Bereich und genau hier treiben laminare Ablöseblasen ihr Unwesen! Deswegen haben die bebügelten Flieger mit dem E-205 auch oft solche Probleme und die mit Papier oder Seide bespannten nicht. Wer natürlich den Fehler begangen hat, Papier und Seide glatt zu finishen darf sich zur Folienfraktion zählen.

Ihr glaubt mir nicht?! Das ist euer gutes Recht. Für die "ich habe das E205 schon immer genommen und mein Sarg wird auch das E205 haben" Fraktion habe ich einen kleinen rechnerischen Vergleich zwischen E205 und SD7037 angestellt. Dabei versuche ich auch ein wenig den Unterschied zu den "modernen" Profilen herauszuarbeiten. Vielleicht probiert ihr nach der Lektüre des Artikels doch das SD7037, den Kontrahenten für meine kleine ultimative Abrechnung mit dem E205, dem "Schweineprofil", wie es unter Kennern auch genannt wird, was aber vor allem mit einer positiven Konnotation aufgrund der sehr guten Speedleistungen verbunden ist.

Kaum bekannt ist die Tatsache, dass das 205er rennen kann wie ein Tier, wenn man es richtig baut und der Hang gut trägt. Mit diesem Profil hängt man locker ein HQ/W-2,0 ab, aber eben nur wenn es richtig trägt. Wenn es nur mäßig trägt, ist man der erste Pilot, der ins Tal gehen muss, um sein Modell heraufzutragen. Wir sind Modellflieger, nicht Modellträger. Also bitte... Das Auslegungsproblem beim E-205 liegt darin, dass es im 80% Flugzeitbereich (ca=0,5...0,9) im Modellflug laminare Strömungsablösungen aufweist.

Fazit: Das Profil wird heutzutage im Modellsegelflug nur noch selten eingesetzt.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Althaus, Dieter: "Profilpolaren für den Modellflug - Windkanalmessungen an Profilen im kritischen Reynoldszahlbereich", Buch, Band 2, Necker-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1985.
  2. Althaus, Dieter: "Recent Wind Tunnel Experiments at Low Reynolds Numbers - Proceedings of the Aerodynamics at Low Reynolds Numbers 104 < Re < 106", International Conference, London, October 1986.
  3. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

E-211
Datenblatt
[%] 2.551
fx [%] 59.1
[%] 10.964
dx [%] 33.2
rLE [%] 0.788
ΔΘTE [°] 5.80
cm0 [-] -0.1142
a0 [°] -4.1774
∂ca⁄∂a 6.788
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Das Profil hat die grundsätzlichen Anlagen, die ein erfolgreiches Profil benötigt, allerdings weist es zur Endleiste hin einen etwas zu aggressiven Schließungsanteil auf. Der Druckrückgewinn vor der Schließung leuchtet vom Entwurf her nicht ganz ein, denn dadurch bekommt die Profiloberseite eine zu hohe Schließung. Mit dem inversen Entwurf im Eppler-Code wäre das mit wenigen Handgriffen in der Definitionsdatei erledigt, indem die alpha* Werte angepasst werden.

Auf mich macht das Profil vom Entwurf her einen unfertigen, nicht konsequent zu Ende gedachten Eindruck. Als wenn der Mut gefehlt hätte, auf der Profiloberseite einfach einen linearen Hauptdruckanstieg ohne den klassischen Transitionspunkt zu realisieren. Denn der hohe Schließungsanteil wäre bei einem linearen Hauptdruckanstieg auch aufgetreten, aber hätte eine dünnere Ablöseblase zur Folge gehabt. Das E-211 hat bereits die richtige Anlage für das Konzept des sehr viel später entwickelten RG-8, ab leider wurde das Konzept beim E-211 nicht ganz zu Ende gedacht. Es mutet an wie ein Stück Holz, das mit Axt und Hobel grob in Form gebracht wurde, aber bei dem die Details weiter ausgeführt werden müssten, um ein zeitloses Meisterwerk zu schaffen.

An diesem Beispiel sieht man an der Geschwindigkeitsverteilung sehr gut, dass mehr als ein Jahrzehnt vor dem RG-8 eine erste Skizze der neuen Konzeption durch computergestützten Entwurf möglich war, aber Segelflugmodelle ohne Wölbklappen das Potential noch nicht nutzen konnten. Damit fehlt dann auch der Anreiz für Profilentwickler, solche hervorragenden und innovativen Basisentwürfe wie das E-211 mit dem starken Schließungsanteil konsequent zu Ende zu denken und fertig zu entwickeln. Die Geschwindigkeitsverteilung wirkt auf mich wie ein geniales, aber unfertiges Gemälde; eine »Mona Lisa« ohne das grenzdebile Grinsen. Schade!

Vom Einsatz her sollten keine großen Probleme zu erwarten sein. Das Profil ist eher eines für größere Spannweiten ab 3.0 m, also eine Art RG-15 für Großsegler. Es sind ähnliche Leistungen wie beim HQ/W-2.5/11 zu erwarten, was sicher keine schlechte Referenz ist. Leider ist mir bisher kein Modell mit einem E-211 begegnet, insofern kann ich nur das Entwurfskonzept beurteilen.

Fazit: Sehr innovativer Entwurf, der leider nicht konsequent zu Ende gedacht wurde.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S. et al: "UIUC Airfoil Database - E203", zuletzt abgerufen am 21.01.2017.

 

E-214
Datenblatt
[%] 4.029
fx [%] 52.5
[%] 11.107
dx [%] 33.1
rLE [%] 0.632
ΔΘTE [°] 6.20
cm0 [-] -0.1536
a0 [°] -5.812
∂ca⁄∂a 6.811
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Das E-214 ist eigentlich ein sehr gutes Profil für Großsegler mit 5-6 Meter Spannweite und 6-10 kg Fluggewicht für den Thermikflug. Es wurde aber im Modellflug mehr im Spannweitenbereich 2-3 m eingesetzt, in dem es nicht seine größten Stärken hat. Daher führt das Profil im Modellflug ein Schattendasein, weil das richtige Profil im Regelfall falsch eingesetzt wird. Mein Eindruck ist, dass bei den Modellfliegern das E-203 eingesetzt wurde, wofür das E-211 oder E-214 wesentlich besser geeignet gewesen wäre. Und mit dem E-203 war keiner richtig zufrieden, dann wechselte man frustriert in die neue Familie der HQ-Profile, obwohl es innerhalb der Eppler Familie dieses hervorragende Profil gab, dessen Koordinaten allerdings damals schwer aufzutreiben waren. Vielleicht war schlicht der Zeitpunkt der Publikation im Modellflugbereich die eigentliche Ursache, warum dieses Profil im Modellflug nie den ganz großen Durchbruch geschafft hat. Für die heutige Zeit ist es etwas zu auftriebsstark ausgelegt.

Wie man an den Windkanalmessdaten sieht, ist es wissenschaftlich sehr gut untersucht und es ist ein seit Jahrzehnten bewährtes Profil für Entenflügel (Canards) im manntragenden Bereich. Neuerdings ist das E-214 auch im industriellen Bereich für kleine Windräder interessant geworden und dient hier als Sparringspartner gegen neuere Entwürfe, die erstmal zeigen müssen, dass sie besser sind. Eine späte Ehre für ein fast in Vergessenheit geratenes Profil.

Fazit: Ein hidden Champion für Thermikflug Großsegler.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Althaus, Dieter: "Profilpolaren für den Modellflug - Windkanalmessungen an Profilen im kritischen Reynoldszahlbereich", Buch, Band 2, Necker-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1985.
  2. Althaus, Dieter: "Recent Wind Tunnel Experiments at Low Reynolds Numbers - Proceedings of the Aerodynamics at Low Reynolds Numbers 104 < Re < 106", International Conference, London, October 1986.
  3. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

E-374
Datenblatt
[%] 2.264
fx [%] 38.9
[%] 10.923
dx [%] 36.2
rLE [%] 0.498
ΔΘTE [°] 8.63
cm0 [-] -0.0353
a0 [°] -1.782
∂ca⁄∂a 6.774
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare Windkanalversuch
  6. Widerstandspolare Windkanalversuch

Dieses Profil war jahrzehntelang bei Kunstflugseglern nicht wegzudenken, weil es im Gegensatz zu vielen anderen Profilen erlaubte, 1-2 Figuren mehr in der verfügbaren Höhe und Zeit zu fliegen. Und dieses brachte entsprechend hohe Punktzahlen ein, gegen die im Wettbewerb kein Kraut gewachsen war, egal wie schön ein anderer Pilot seine Figuren geflogen hatte.

Um die Jahrtausendwende herum wurde das E-374 durch das SD-6060 abgelöst, welches eine noch etwas bessere Leistung bietet und gerissene Figuren geringfügig besser unterstützt. Dennoch hat das E-374 in diesem speziellen Einsatzbereich bis heute seine Daseinsberechtigung und kann problemlos verwendet werden. Im normalen Hangflug reicht die Sinkleistung allerdings nicht aus, das E-374 ist nur an Hammertagen im Hangflug einsetzbar, aber macht dann selbstverständlich eine hervorragende Figur und kann mit hohem Durchzug begeistern.

Fazit: Spezialprofil für den Segelkunstflug (vgl. SD6060).

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Althaus, Dieter: "Profilpolaren für den Modellflug - Windkanalmessungen an Profilen im kritischen Reynoldszahlbereich", Buch, Band 2, Necker-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1985.
  2. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

E-387
Datenblatt
[%] 2.264
fx [%] 38.9
[%] 10.923
dx [%] 36.2
rLE [%] 0.836
ΔΘTE [°] 3.50
cm0 [-] -0.0805
a0 [°] -3.540
∂ca⁄∂a 6.696
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Man muss den historischen Kontext kennen, um die Erfolgsgeschichte dieses Profils verstehen zu können: In den 1970er Jahren war die erste Phase des Erfolgs von diesem Profil im Thermiksegelflug zu verzeichnen. Im Vergleich zu den damals üblichen NACA 2412 und Clark Y zeigte es eine ungewohnte Dynamik und hervorragende Gleitzahl im schnellen Gleiten. Dann erkannte man, mit zunehmender Verbesserung der Bautechnologie, dass es Probleme im Übergang zwischen geringstem Sinken und schnellem Gleiten gab. Man wusste damals allerdings noch nicht, dass die Ursache eine laminare Ablösung war und so verschwand das E-387 zugunsten von Aquila und E205 von den Modellflugplätzen.

Anfang der 80er Jahre begannen die ersten ernstzunehmenden Versuche im Elektroflug. Die erste FAI Elektroflug Weltmeisterschaft fand 1986 in Lommel/Belgien statt. Und welches Profil tauchte in der Klasse F3E wie Phönix aus der Asche auf? Das E-387! Es galt damals das Problem zu lösen, leistungsschwache, aber schwere NiCd Akkus mit nur mäßig leistungsfähigen Elektromotoren in die Luft zu bringen. Damals waren im Elektromotorenbereich Ferrit-Magnete Stand der Technik und Kobalt-Samarium Magnete edles und extrem teures Teufelszeug. Von Neodym war noch gar keine Rede! Die mehr oder weniger laut kreischenden Getriebe drehten unerhört große Propeller. Im Ergebnis wogen diese Modelle 3-5.0 kg und hatten 25-60 NiCd Akkuzellen an Bord! Aufladbare Sekundärzellen, wie man sie damals noch nannte, im Gegensatz zu den nicht aufladbaren Primärzellen. Und in welchem Re-Zahlbereich ist man mit dieser Last an Bord unterwegs? Definitiv weit jenseits von 150.000, bei denen das E-387 Zicken macht. Man fliegt im Bereich von 200.000 im Langsamflug bis hin zu 800.000 im Streckenflug, aber dank 75,0g/dm Flächenbelastung ausschließlich im oberen ca-Bereich und genau diesen Bereich beherrscht das E-387 exzellent!

Den dritten und wahrscheinlich letzten Frühling erlebt das Profil dank der vorhandenen umfangreichen Windkanalmessdaten bei der Auslegung von kleinen Windkraftanlagen, aber das ist eine andere Geschichte.

Fazit: Im F3E Elektroflug 1986 ein Meilenstein, heute ein Teil der Technik Geschichte.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Althaus, Dieter: "Profilpolaren für den Modellflug - Windkanalmessungen an Profilen im kritischen Reynoldszahlbereich", Buch, Band 1, Necker-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1980.
  2. Selig, Michael S.; Donovan; Fraser: "Airfoils at Low Speeds", Soartec 8, Virginia, USA, 1989.
  3. Selig, Michael S.; McGranahan, Bryan D.: "Wind Tunnel Aerodynamic Tests of Six Airfoils for Use on Small Wind Turbines", Report NREL/SR-500-34515, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, USA, 2003.
  4. Siegmann, Hartmut: "Laminare Ablöseblase (E-387 und RG-15), Website, www.aerodesign.de, Zorneding, Germany, 30.11.2015.

 

FX 60-100
Datenblatt
[%] 3.486
fx [%] 56.5
[%] 10.032
dx [%] 27.9
rLE [%] 0.730
ΔΘTE [°] 2.58
cm0 [-] -0.1227
a0 [°] -4.645
∂ca⁄∂a 6.730
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Dieses Frühwerk von Franz Xaver Wortmann aus dem Jahr 1960 ist auch heute noch ein Spitzenprofil für Dauerflieger und Oldtimer, die man als Pilot selbst im Flug in Ruhe bewundern will. Das Profil ist lediglich etwas unruhig im Langsamflug nahe Maximalauftrieb zu fliegen, daher sollte man das Modell nicht zu leichtgewichtig bauen, denn das Profil fängt das Mehrgewicht mit seiner exorbitanten Steigzahl locker ab. Das Überziehverhalten kann man getrost als giftig bezeichnen, weswegen man für den Einsatz einen wirklich guten Grund oder einen reaktionsschnellen Piloten benötigt. Die Tragflügelauslegung darf bei diesem Profil hinsichtlich der Tiefenverteilung nicht zu stark am Außenflügel ausgereizt werden, sonst bekommt man das Überziehverhalten nur mit Grenzschichtzäunen halbwegs in den Griff.

Aber es gibt auch eine weitere Schattenseite dieses Profils zu beachten: So leistungsstark das Profil im Langsamflug und geringsten Sinken auch ist, so mäßig stellen sich die Schnellflugleistungen dar. Die reine Dynamik, also das Herumturnen auf eng begrenztem Raum im Hangflug geht noch ganz gut, aber der sture schnelle Geradeausflug preußischer Art ist Gift für dieses Profil.

Wer sportlich dynamisch fliegen will, sollte wie immer besser in die Kiste mit den HQ-Profilen greifen. Bereits im zügigen Gleiten ist das FX 60-100 gnadenlos unterlegen, aber wer will mit einem Oldtimer Nachbau schon zügig gleiten?!

Fazit: Für Wiesenschleicher und schöne Holzböcke.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

FX 60-126
Datenblatt
[%] 3.499
fx [%] 56.5
[%] 12.594
dx [%] 27.9
rLE [%] 1.279
ΔΘTE [°] 2.59
cm0 [-] -0.1247
a0 [°] -4.756
∂ca⁄∂a 6.853
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Das FX 60-126 wurde unter anderem als Außenprofil für den Strak vom Wurzelprofil FX 61-163 an dem bemannten Segelflugzeug ASW 19 von Alexander Schleicher Segelflugzeugbau eingesetzt, aber es hat sich ebenso im Großmodellbau ab 5 Meter Spannweite als Wurzel- und Mittenprofil bewährt. Bei angemessenem Fluggewicht von 6-10kg entwickelt es einen sehr guten Durchzug und bietet sehr ansprechende Allroundleistungen. Gegenüber moderneren Profilen ist es im Überziehverhalten vergleichbar gut und verzeiht kleinere Pilotenfehler, im Gegensatz zum FX 60-100. Im Modellflug empfiehlt sich der Strak auf das FX 60-100 am Außenflügel, in Verbindung mit etwas Verwindung, um das Überziehverhalten moderat zu gestalten. Insofern hat dieses Profil bis heute seine Berechtigung im Modell- wie im bemannten Segelflug, weil es gute Schnellflugleistungen bei exzellenter Thermikflugleistung liefert.

Fazit: Bewährtes Allroundprofil für Großsegler.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

FX 63-137
Datenblatt
[%] 5.878
fx [%] 53.3
[%] 13.532
dx [%] 30.8
rLE [%] 1.059
ΔΘTE [°] 9.29
cm0 [-] -0.2334
a0 [°] -9.045
∂ca⁄∂a 6.932
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Ein Profil von Franz Xaver Wortmann für den bemannten Segelflug. Es ist als dezentes Laminarprofil konservativ genug ausgelegt, so dass es auch als Profil für Oldtimer und große Holzböcke geeignet ist, die majestätisch am Himmel stehen oder kreisen sollen.

Wer dieses Profil fliegt, steht im wahrsten Sinne des Wortes über den Dingen und muss niemandem mehr etwas beweisen; Entschleunigung pur. Das Profil ist nur als Wurzelprofil geeignet, am Außenflügel ist der Strak auf FX 60-126 bzw. FX 60-100 anzuraten, eventuell in Verbindung mit einer dezenten Verwindung.

Es gibt allerdings außerhalb des Modellflugs noch andere Anwendungsfälle, die zu berichten sind: Dieses Profil ist unter anderen an der Diamond HK 36 »Super Dimona« im Einsatz. Darüber hinaus wurde es von den Spezialisten für Windkraftanlagen entdeckt und ich meine anhand der sehr charakteristischen Profilunterseite ein solches Exemplar vor einigen Jahren gesehen zu haben. Macht technisch absolut Sinn, insofern gibt es daran nichts zu kritisieren.

Das Fazit fällt schwer, weil das Profil so viele unterschiedliche Anwendungsfälle hat, daher beschränke ich es auf den Modellflug.

Fazit: Nur ein ferngesteuerter Heißluftballon fährt noch langsamer.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  2. Selig, Michael S.; McGranahan, Bryan D.: "Wind Tunnel Aerodynamic Tests of Six Airfoils for Use on Small Wind Turbines", Report NREL/SR-500-34515, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, USA, 2003.

 

Gö 602
Datenblatt
[%] 3.415
fx [%] 40.0
[%] 9.950
dx [%] 30.0
rLE [%] 0.625
ΔΘTE [°] 14.04
cm0 [-] -0.0984
a0 [°] -4.003
∂ca⁄∂a 6.797
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Dieses Profil aus der Göttinger Versuchsanstalt (MVA/AVA) von Ludwig Prandtl eignet sich ganz hervorragend als Ausgangsbasis für Modifikationen und Eigenentwicklungen im Bereich der Hand Launch Glider. Man kann es nutzen, wie es ist oder mit anderen Profilen mischen. Ähnlich wie das Clark Y aus einem Göttinger Profil entstanden ist, kann man das Gö-602 einfach als Ausgangsbasis für neue Eigenkreationen nutzen.

Fazit: Ein altes Profil, das immer noch aktuell ist.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael et al.: "UIUC Airfoil Coordinates Database", Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, abgerufen am 23.02.2017.

 

Gö 795
Datenblatt
[%] 2.377
fx [%] 40.0
[%] 8.001
dx [%] 30.0
rLE [%] 0.480
ΔΘTE [°] 9.15
cm0 [-] -0.0561
a0 [°] -2.311
∂ca⁄∂a 6.711
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten Original
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Das hier ist ein echter Evergreen der Thermikgeier in der Zweimeterklasse (RES) und definitiv untot: Man könnte es auch das "Phönix-aus-der-Asche" Syndrom nennen, was dieses Profil angeht. Es taucht mit schöner Regelmäßigkeit alle 10 Jahre als Retro-Hype auf, wenn jemand mal wieder in alten Windkanalmessungen stöbert. Dann verschwindet es wieder für 10 Jahre ebenso sang- und klanglos in der Versenkung. Die Originalkoordinaten habe ich aus dem Buch von Riegels, 1958 [1] (Sekundärquelle) ausgegraben und neu geglättet, damit wir es ernsthaft mit modernen Profilen vergleichen können.

Es hat eine sehr gute Steigzahl (geringstes Sinken) auch bei niedrigen Re-Zahlen und einen erfreulich niedrigen Nullwiderstand. Letzteres liegt an der minimal nach oben gezogenen Endleiste, die zwar im Langsamflug nicht von Vorteil ist, aber im Speedflug. An diesem kleinen charakteristischen Merkmal lässt sich übrigens erkennen, dass dieses Profil mit Hilfe der Kármán-Trefftz Transformation entwickelt wurde. Die Langsamflugleistung ist nur in Rippenbauweise voll nutzbar, weil ein laminares Ablösegebiet auf der Profiloberseite herumlungert. Für leichte Voll-GFK Geier ist deswegen dieses Profil nicht geeignet, da müsst ihr auf Bubble Ramp Profile gehen. Die Rippenfelder bieten auf der Profiloberseite Raum nach unten für die laminare Ablöseblase und so funktioniert das Goe-795 und nicht anders. Wie der letzte mir bekannte Anwendungsfall zeigt [2], reicht eine Flächenbelastung von 38g/dm offensichtlich aus, um die Re-Zahlklippe bei einem kleinen Allroundsegler zu umschiffen.

Momentan ruht es wieder in der Mottenkiste für Altprofile. Wiederauferstehung 2025, wenn Zarathustra die Fortsetzung des Maya-Kalenders bespricht. Untote kann man fliegen, wie dieses Profil zeigt und liegt voll im Retro-Trend RES, muss man aber nicht. Allerdings dem Konkurrenten sagen zu können, dass sein nagelneuer BC70 Flieger gerade von einem rund 90 Jahre alten Profilopa gebügelt wurde? Diesen Aspekt sollte man zumindest unter taktischen Gesichtspunkten prüfen.

Fazit: Zeitloses Profil für leichte Thermiksegler (RES) in Rippenbauweise.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Riegels, Friedrich Wilhelm: Aerodynamische Profile: Windkanal-Messergebnisse und theoretische Unterlagen, Verlag R. Oldenbourg, München, 1958.
  2. K_A: RC-Network.de Forenbeitrag: Profile für kleine Re-Zahl - Erfahrungsbericht Kleinsegler, RC-Network Modellsport e.V., Kirchheim u. Teck, 2012.

 

HD-48 A
Datenblatt
[%] 2.502
fx [%] 42.3
[%] 8.500
dx [%] 27.8
rLE [%] 0.717
ΔΘTE [°] 6.16
cm0 [-] -0.0581
a0 [°] -2.497
∂ca⁄∂a 6.702
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Hannes Delago hat über viele Jahre die Profilentwicklungen für das »Team Ariane« durchgeführt und die Profile auf seiner Website publiziert. Das Ariane-Team war insbesondere im Elektroflug Leistungssport aktiv (F5B, F5F, F5D), aber dennoch hat Hannes Delago mit dem HD48, HD48A und HD48B eine Profilreihe speziell für F3B entwickelt.

Das HD48A wurde von Martin Weberschock für sein Leihformenprojekt des F3B Modells "Europhia" ausgewählt. Die Positivmodelle zum Bau von Negativformen kann man sich bei Weberschock gegen eine Gebühr ausleihen. Das Modell zeigte sich im F3B Wettbewerb insbesondere im Zeitflug als überlegen, war im Streckenflug bei schwachen Bedingungen ebenfalls sehr gut, hatte aber Defizite im Speedflug. Mit der Europhia konnten dennoch sehr gute Ergebnisse aufgrund der sehr guten Hochstarthöhen erzielt werden.

Das HD48A ist insofern auch heute noch ein sehr gut für F3J geeignetes Profil. Für F3B Anwendungen würde ich die Wölbung auf 1.8% reduzieren, aber hier haben sich die moderneren Spezialprofile inzwischen fest etabliert.

Fazit: Auftriebsstarkes und widerstandsarmes Profil für F3J Wettbewerbsmodelle.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Delago, Hannes: Team Ariane: Die Profile, Website, 05.03.1997
  2. Weberschock, Martin: "F3B Modell "Europhia", 2000.

 

HN-1033A
Datenblatt
[%] 2.139
fx [%] 43.7
[%] 7.547
dx [%] 28.7
rLE [%] 0.335
ΔΘTE [°] 4.13
cm0 [-] -0.0702
a0 [°] -2.742
∂ca⁄∂a 6.643
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Über einen Zeitraum von 10 Jahren war das HN-1033 von Norbert Habe (*16.5.1931  ✝10.4.2012) ein etabliertes Standardprofil der HLG Szene und hat de facto das S4083 in Rente geschickt. Mit Beginn des DLG Zeitalters hielt es sich noch eine ganze Zeit lang in der Szene und wurde erst vor wenigen Jahren bei den DLG aussortiert, was eindeutig für die Qualitäten dieses Profils spricht.

Fazit: Sehr leistungsfähiges Profil für HLG und DLG.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Zeitschrift, Aufwind Magazin 5/1998, die mediadee, Bodelsberg/Allgäu, 1998
  2. Habe, Norbert: "www.habebert.com [OFFLINE]", zuletzt abgerufen am: 25.01.2017.

 

HN-354
Datenblatt
[%] 1.916
fx [%] 42.7
[%] 7.879
dx [%] 31.6
rLE [%] 0.322
ΔΘTE [°] 2.81
cm0 [-] -0.0699
a0 [°] -2.695
∂ca⁄∂a 6.651
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Zunächst wurde dieses Profil bei HLG/DLG eingesetzt und erst später im F3B Sport entdeckt, aber war dafür dann umso erfolgreicher. Die F3B Weltmeisterschaft von Andreas Böhlen/SUI 2003 in Kirchheim Teck/GER mit dem »SupersoniC« vom kommerziellen Hersteller Aero Sport Becker wurde mit dem HN-354 gewonnen. Dieses setzt die Reihe der Siege kommerzieller Modelle wie »Ellipse 2« und »V-Ultra plus« mit dem RG-15 fort, die zeigt, dass Eigenbau im Leistungssport nicht unbedingt von Vorteil ist, weil das einfach viel Zeit kostet, die von der Zeit für das Flugtraining abgeht.

Das HN-354 gehört definitiv immer noch zu den aktuellen F3B Profilen, auch wenn die Wölbung angesichts der heutigen Trends vielleicht etwas hoch erscheint. Aber ehrlich gesagt muss man dann nur etwas mehr Ballast einsetzen, um diese geringe Differenz zu kompensieren. Die Ausrede, dass man wegen 0.2% zu viel Wölbung nicht wettbewerbsfähig sei, kann man getrost ad acta legen, dann hat man ein anderes Problem. Ein Modell richtig auf den Tag und das Wetter einzustellen, ist eine dermaßen komplexe Angelegenheit, dass solche kleinen Auslegungsunterschiede der Profile wirklich nachrangig sind. Man darf nur nicht den Fehler machen, das eigene Modell so einzustellen, wie die geringer oder auch höher gewölbte Konkurrenz. Dazu gehört manchmal auch ein wenig Glück, aber zunächst einmal jede Menge Erfahrung, um Wind, Wetter und Thermik richtig einschätzen zu können. Im Endeffekt muss man seine eigenen Wege gehen, um wirklich erfolgreich sein zu können.

Fazit: Sehr leistungsfähiges Allroundprofil für F3B.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Zeitschrift, Aufwind Magazin 1/2001, die mediadee, Bodelsberg/Allgäu, 2001
  2. Habe, Norbert: "www.habebert.com [OFFLINE]", zuletzt abgerufen am: 25.01.2017.

 

HQ 1,0/9
Datenblatt
[%] 0.989
fx [%] 32.5
[%] 9.005
dx [%] 32.5
rLE [%] 0.315
ΔΘTE [°] 5.82
cm0 [-] -0.0314
a0 [°] -1.279
∂ca⁄∂a 6.692
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Dieses Profil wurde von den Kowalski Brüdern vor allem wegen seiner famosen Rückenflugeigenschaften im Hangflug Mitte der 80er Jahre verwendet und dann später von 1988 bis 1991 am »Spark IV« im F3B Sport eingesetzt. In der Wettbewerbssaison 1991 löste dann der »Spark V« mit dem RG-15 das zuvor verwendete HQ 1.0/9 ab.

Das HQ 1.0/9 läuft insgesamt sehr sauber neutral, endlose Rollen bis hinter den Horizont sind bei einer entsprechenden Auslegung mit kleiner Einstellwinkeldifferenz (EWD) garantiert. Im F3B Sport hat es sich de facto nicht bewährt, da es schon für das alte Wettbewerbsprogramm mit 6 Minuten Zeitflug zu geringe Auftriebsreserven hatte. Für F3F ist es wegen der Wenden nur eingeschränkt verwendbar. Ein solches Modell müsste zu niedrige Flächenbelastungen fliegen, um die Wenden eng zu packen. Ein Einsatzort für Snapflap, könnte man meinen. Nach meiner Erfahrung ist eine zufriedenstellende Snapflap Funktion nur schwer zu erfliegen, weil das Modell in der Wende wegen der Klappen doch merklich heruntergebremst wird.

Was bleibt? In jedem Fall ist das HQ-1.0 aufgrund der Speedleistung für richtig fette Bigdays geeignet, aber da fliegt ohnehin alles, was Flügel hat - nur das HQ-1.0 eben etwas schneller. Aufgrund des außerordentlich niedrigen Profilwiderstands bei zugleich großer Bauhöhe (Statik) ist das HQ-1.0/9 für Dynamic Soaring eine sehr interessante Option, weil so ein Flugmodell wirklich bocksteif gebaut werden kann.

Fazit: Sehr widerstandsarmes Speed- und Kunstflugprofil für Hangflug und Dynamic Soaring.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Quabeck, Helmut; Warncke, Ulrich: "HQ-Profile: für F3B, Thermik, Hang, Elektro- u. Groß-Segler", Reihe Modell-Technik-Berater, Band 7, 1. Auflage 1983, 71 Seiten, (2. Auflage 1986, 3. Auflage 1992), ISBN 3-88180-108-1, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1983.
  2. Kowalski, Peter; Kowalski Klaus; Weberschock, Martin: "Spark V, Dreiseitenansicht, 1990/91", Zeitschrift Aufwind 2/92, Seite 40, die mediaidee, Bodelsberg im Allgäu, 1992.

 

HQ 1,5/9
Datenblatt
[%] 1.486
fx [%] 50.0
[%] 9.001
dx [%] 32.50
rLE [%] 0.340
ΔΘTE [°] 7.19
cm0 [-] -0.0453
a0 [°] -1.859
∂ca⁄∂a 6.936
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Von Helmut Quabeck wurde dieses Profil 1979 an der »Dohle V« und später 1982 an der »Dohle T« favorisiert. Die Modelle waren sehr erfolgreich, vor allem, weil Quabeck als einer der ersten Piloten über die komplette Spannweite Wölbklappen einsetzte. Was heute Standard ist, war damals ein Novum und begründete neben dem Profil selbst damals die Wettbewerbserfolge.

Das Profil ist aus heutiger Sicht immer noch für Hangflitzer hervorragend geeignet. Das Profil würde ich aufgrund seiner sehr guten Wölbklappen Eignung manchem modernen Entwurf vorziehen, weil es einfach eine breite Laminardelle aufweist, die sehr dynamische Flüge erlaubt: Brettermeiers Best Friend!

Fazit: Sehr leistungsfähiges universelles Profil für den Hangflug.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Quabeck, Helmut; Warncke, Ulrich: "HQ-Profile: für F3B, Thermik, Hang, Elektro- u. Groß-Segler", Reihe Modell-Technik-Berater, Band 7, 1. Auflage 1983, 71 Seiten, (2. Auflage 1986, 3. Auflage 1992), ISBN 3-88180-108-1, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1983.
  2. Quabeck, Helmut: Design, Leistung und Dynamik von Segelflugmodellen, Buch, 1. Auflage 1994, 495 Seiten, ISBN-10: 3-9804171-0-7, ISBN: 978-3-9804171-0-5, HQ Modellflugliteratur, Babenhausen, 1994.

 

HQ 2,0/9
Datenblatt
[%] 1.992
fx [%] 50.0
[%] 8.996
dx [%] 32.50
rLE [%] 0.486
ΔΘTE [°] 6.49
cm0 [-] -0.0614
a0 [°] -2.507
∂ca⁄∂a 6.702
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Mittlerweile wurde das Profil durch das HQ/W-2,0/9 ersetzt. Die Unterschiede halten sich in Grenzen, das beste Gleiten ist noch einmal über längere laminare Laufstrecken verbessert worden.

Reinhard Liese wurde 1987 in Achmer/Osnabrück mit dem »Epsilon« und dem HQ 2,0/9 F3B Weltmeister. Ein interessantes Detail war, dass der TNT Randbogen der Firma Dornier damals der allerletzte Schrei in Sachen Randbogen war. Dabei strakte man das HQ 2.0/9 auf ein NACA 0010. Versuche mit dem HQ 0.0/10 Tropfen sind nicht empfehlen, Quabeck selbst hat das einmal ironisch als sein "schlimmstes Profil" bezeichnet. Es ist für den Randbogen zu Re-Zahl empfindlich, daher der Strak auf das NACA 0010 beim TNT Randbogen und nicht den eigentlich nahe liegenden HQ Tropfen. Kurze Zeit später wurde von Martin Schlott das RG-15 erprobt und wurde in den Folgejahren das neue Standardprofil des »Epsilon«.

Das HQ 2.0/9 gehört ebenso wie das RG-15 zu den allerbesten Allroundprofilen, die wir im Modellbau haben. Bauen, fliegen gehen und Spaß haben lautet die Devise!

Fazit: Eines der besten Modellflugprofile aller Zeiten.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Quabeck, Helmut; Warncke, Ulrich: "HQ-Profile: für F3B, Thermik, Hang, Elektro- u. Groß-Segler", Reihe Modell-Technik-Berater, Band 7, 1. Auflage 1983, 71 Seiten, (2. Auflage 1986, 3. Auflage 1992), ISBN 3-88180-108-1, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1983.
  2. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

HQ 2,5/9
Datenblatt
[%] 2.481
fx [%] 50.0
[%] 9.007
dx [%] 32.5
rLE [%] 0.574
ΔΘTE [°] 3.00
cm0 [-] -0.0764
a0 [°] -3.114
∂ca⁄∂a 6.700
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Profil des zweifachen Weltmeisters Ralf Decker bei der F3B WM 1983 und 1985! Das Profil wurde von Ralf Decker über 20 Jahre an seinem »no name« verwendet. Die unzähligen Wettbewerbserfolge belegen, dass dieses Profil bei schwachen Bedingungen zu den besten Allroundprofilen zählt. Bei Wind muss man sehr stark aufballastieren, so dass heutige F3B Profile nicht mehr so auftriebsstark ausgelegt werden. Die aktuellen Profile bewegen sich allesamt zwischen HQ 1.5 und 2.0, weswegen das HQ 2.5 de facto im Leistungssport keine Rolle mehr spielt.

Freizeitpiloten haben mit dem HQ 2,5 ein hervorragendes Profil ab 3m Spannweite, das nur schwer im Thermikflug und geringsten Sinken zu schlagen ist.

Fazit: Sehr leistungsfähiges Profil für ruhige Wetterlagen.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Quabeck, Helmut; Warncke, Ulrich: "HQ-Profile: für F3B, Thermik, Hang, Elektro- u. Groß-Segler", Reihe Modell-Technik-Berater, Band 7, 1. Auflage 1983, 71 Seiten, (2. Auflage 1986, 3. Auflage 1992), ISBN 3-88180-108-1, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1983.

 

HQ 3,5/12
Datenblatt
[%] 3.491
fx [%] 50.0
[%] 11.997
dx [%] 32.5
rLE [%] 1.20
ΔΘTE [°] 4.26
cm0 [-] -0.1065
a0 [°] -4.363
∂ca⁄∂a 6.856
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Zu dick und hoch gewölbt, um heutigen Anforderungen im Segelflugsport gerecht zu werden. Nur für hohe Flächenbelastungen (ab 40g/dm²) und bei Großseglern geeignet. Wölbklappen taugen nur zum Entwölben, daher ist dieses Profil bestenfalls für wölbklappenlose Großsegler geeignet. Das HQ/W 3,0/12 ist in aller Regel die bessere Wahl, denn es bietet wesentlich besseren Durchzug ohne wesentliche Nachteile.

Wie sonst auch gilt hier: So dünn wie möglich bauen, aber nicht unter 7,5%. Das heißt: allein die notwendige Festigkeit und Steifigkeit sollte die Profildicke definieren, nichts anderes. Das gilt für alle HQs (Bei Leitwerken gilt das natürlich nicht).

Bitte beachten, dass alle modernen Wölbklappenprofile (Modellflug) hohe negative cm0 Werte aufweisen. Die Höhenleitwerke sollten deshalb nicht zu klein ausfallen oder man sollte kleinere Wölbungen fliegen (Scale Segler).

Fazit: Langsam fliegende Großsegler können das HQ 3,4/12 einsetzen. Alternativ gibt es das FX 60-126, welches noch ein etwas geringeres minimales Sinken aufweist.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Quabeck, Helmut; Warncke, Ulrich: "HQ-Profile: für F3B, Thermik, Hang, Elektro- u. Groß-Segler", Reihe Modell-Technik-Berater, Band 7, 1. Auflage 1983, 71 Seiten, (2. Auflage 1986, 3. Auflage 1992), ISBN 3-88180-108-1, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1983.

 

HQ/W-2,5/11
Datenblatt
[%] 2.495
fx [%] 46.8
[%] 11.032
dx [%] 34.2
rLE [%] 2.416
ΔΘTE [°] 7.43
cm0 [-] -0.0903
a0 [°] -3.548
∂ca⁄∂a 6.818
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Wer Großsegler baut, wird um dieses Profil kaum herumkommen. Das HQ/W-2,5 verbindet außerordentliche Langsamflugleistungen mit einem geradezu atemberaubenden Durchzug. Wer einmal einen Großsegler mit dem HQ/W-2,5 in Aktion gesehen hat, wie das Theo Arnold zum Beispiel zelebriert, der weiß wie unglaublich gut dieses Profil funktioniert. Die Profildicke sollte sich zwischen 10 und 12% bewegen, wenn man sportliche Dynamik erwartet. Dann aber wird man mit einer insgesamt sehr guten Allroundleistung belohnt, auch und insbesondere mit Wölbklappen!

Wer mehr als 12% Dicke benötigt, ist beim HQ/W-3/xx besser aufgehoben, denn die Profilunterseite funktioniert auch über 12% Profildicke sehr gut, während das HQ/W-2,5 seine überragenden Eigenschaften bei größerer Dicke insbesondere im Langsamflug etwas einbüßt. Das liegt einfach an den zwei Hauptdruckanstiegen auf der Profilunterseite, die bei großer Dicke zu schwach ausgeprägt sind, aber maßgeblich für die Leistung des Profils verantwortlich sind.

Zu den Profilstraks ist zu sagen, dass heutzutage HQ/W-2.5/12, HQ/W-2.5/11, HQ/W-3.0/10 ohne Verwindung (geometrische Schränkung) ein üblicher Strak ist, außen kann das HQ/W-3 bis zu 12% Profildicke haben. Diese Strak Philosophie orientiert sich an mechanischen (Torsion, Bauhöhe) und aerodynamischen Forderungen (kritische Re-Zahl, mehr Wölbung) sowie Geschwindigkeitsproblemen mit Anstellwinkelreserve im Außenflügel, um die hängenden Ohren im Speedflug zu vermeiden. Quabeck selbst empfiehlt bei größeren Modellen das neuere HQ/DS-2.5/11 zu verwenden, das etwas längere laminare Laufstrecken aufweist als das HQ/W-2.5/11.

Die Koordinaten der HQ/W-Serie hat Helmut Quabeck in seinen Büchern publiziert [1, 2]. Im neuen HQ-Profile Buch aus dem Jahr 2014 [2] sind die Koordinaten aller seiner Profilserien im Anhang auf CD enthalten (unter anderen HQ, HQ/W, HQ/DS,...).

Fazit: Bei Großseglern hat sich das HQ/W-2.5/11 als Basisprofil ausgezeichnet bewährt und bietet mit oder ohne Wölbklappen hohe Flugdynamik und sehr gute Allroundleistungen.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Quabeck, Helmut: Design, Leistung und Dynamik von Segelflugmodellen, Buch, 1. Auflage 1994, 495 Seiten, ISBN-10: 3-9804171-0-7, ISBN: 978-3-9804171-0-5, HQ Modellflugliteratur, Babenhausen, 1994.
  2. Quabeck, Helmut: HQ-Profile für den Modellflug: Aerodynamische Designaspekte, Daten und Anwendungen, Buch, 1. Auflage 2014, 2. korr. Auflage Februar 2015, 408 Seiten, ISBN-13: 978-3-9804171-3-6, HQ-Modellflugliteratur, Babenhausen, 2014.
  3. Quabeck, Helmut: HQ-Modellflug, Website, Helmut Quabeck, Babenhausen, zuletzt abgerufen am: 23.02.2017.

 

MH 30
Datenblatt
[%] 1.751
fx [%] 44.1
[%] 7.845
dx [%] 29.7
rLE [%] 0.256
ΔΘTE [°] 5.06
cm0 [-] -0.0418
a0 [°] -1.778
∂ca⁄∂a 6.660
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Das Profil ist für kleine schnelle Modelle sehr gut geeignet, ich habe es am »Sturmtänzer 2« mit Wölbklappen eingesetzt und bin sehr zufrieden, wirklich sehr agil zu fliegen. Ein HQ/W-1.5/8.0 wäre für diesen Einsatzbereich auch eine gute Wahl, aber die akute Ablösegefahr auf der Unterseite macht bei kleineren Modellen einen Turbulator notwendig, wir wollen ja schnell fliegen und reaktionsschnelle Querruder haben.

Wie verhält sich das MH30 gegenüber einem RG15 oder RG14? Unterhalb von ca=0,6 erfreut das MH30 bei allen Re-Zahlen mit einem geringeren Profilwiderstand als die beiden RGs, was an der langen laminaren Laufstrecke auf der Profilunterseite liegt. Gegenüber dem RG14 erweist sich das MH30 unter ca=0,6 überlegen und darüber gleichwertig. Damit hat das RG14 keinerlei Berechtigung mehr eingesetzt zu werden, weil es im Schnellflug vom MH30 dermaßen gebügelt wird und keine Vorteile aufweist.

Ein in der Konstrukteurs-Szene nicht ganz unbekannter Meister des Fachs hat zum MH 30 folgendes bemerkt:

"1991 habe ich meine F3B-Modelle mit dem MH30 versehen. Zuerst einen Prototyp in Positivbauweise, dann auch meine Modelle aus Negativformen. Es ist in F3B Kreisen nicht weiter aufgefallen, da ich zu dieser Zeit aus beruflichen Gründen kaum noch zum Fliegen kam und auf den letzten Wettbewerben im C-Kader nur noch unter ferner liefen landete. Ich war aber damals so von diesem Profil überzeugt, dass ich Werner Vauth und Willi Schäffer davon überzeugte, für ihren Vertigo das MH30 zu verwenden. Auch das Nachfolgemodell, der Mantikor hatte dieses Profil (Artikel in FMT 6/95 Seite 15ff.). Anschließend konnte man das MH30 auf nahezu jedem F5B Modell finden..."

Spezialisten wissen Bescheid: Christian Baron, der Autor einiger Klassiker der Modellbauliteratur. Die meisten kennen ihn durch "Moderner Tragflügelbau" (MTB 14), ansonsten schreibt er hin und wieder interessante Artikel. Wie besagter FMT Artikel über den "Mantikor". In dem Artikel ist noch einiges mehr zu finden, u.a. auch zum Thema Winglets. Das MH-30 jedenfalls hat sich trotz allem bisher nicht so ganz durchsetzen können, weil es mit dem RG-15 einen sehr starken direkten Gegner hat.

Fazit: Das MH30 ist für kleine schnelle Hangflitzer bis 2.0m Spannweite erste Wahl!

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Hepperle, Martin: "Neue Profile für Elektro-Pylonmodelle", Zeitschriftenreihe, FMT-Kolleg 10, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Germany, 1991
  2. Hepperle, Martin: MH Airfoils - MH30, Website, 04.10.2004, zuletzt abgerufen am: 23.02.2017.
  3. Zeitschrift, Flug- und Modelltechnik FMT 6/95, Seite 15ff., Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1995.

 

MH 32
Datenblatt
[%] 2.235
fx [%] 41.2
[%] 8.663
dx [%] 29.4
rLE [%] 0.353
ΔΘTE [°] 3.38
cm0 [-] -0.0500
a0 [°] -2.211
∂ca⁄∂a 6.693
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Zwischendurch schien es fast so, als würde das MH-32 das RG-15 als F3B Standardprofil ablösen, aber dieser Fall ist nicht eingetreten. Der Nachteil im Speed ist erheblich, außer man heißt Stephan Göbel. Dann nicht. Im Hochstart ist das Profil der Megahammer, hoher Druckaufbau und trotzdem schnell. Das ist auch der Grund für den Einsatz in F3J! In F3B müsste man bei heutigem Stand der Hochstarttechnik das Modell mindestens auf 5kg aufbleien, bei Wind noch mehr. Dagegen hat das FAI Reglement die 5kg Obergrenze festgelegt. Das MH32 ist für F3B zu auftriebsstark.

Trotzdem darf man eines nicht vergessen: Das MH-32 wurde ursprünglich als Pylonprofil entworfen. Das heißt, die reine cw(ca=0,0) (kurz: cw0) Optimierung stand im Vordergrund. Das beste Gleiten und speziell das geringste Sinken spielten daher keine Rolle beim Entwurf. Diese Punkte werden vom MH-32 nicht annähernd so gut erfüllt, wie das ein HQ/W-2,5/9 zum Beispiel tut. Im geringsten Sinken und besten Gleiten ist ein derartiges Modell einer MH-32 Kiste mehr als deutlich überlegen! Bei Klappeneinsatz ohnehin, wenn auch nicht ganz so deutlich, wie man erwarten könnte.

Warum aber ist dann das MH-32 so beliebt? F3J Modelle werden leicht gebaut. Im Schnellflug benötigen sie also ein Profil mit geringem cw, weil die Flächenbelastung als treibende Kraft eher klein ausfällt. Und genau hier liegt der Vorteil des MH-32 - Pylonprofil! Das heißt, das geringste Sinken wird über die Flächenbelastung gering gehalten, während das MH-32 für den nötigen Durchzug im Schnellflug sorgt.

Im Umkehrschluss: Bei mittelschweren Alltagsmodellen mit einem Fluggewicht über 2.5 kg macht das MH-32 wenig Sinn, weil hier die Defizite beim geringsten Sinken und besten Gleiten zunehmend zutage treten. Damit ist ein HQ hier die bessere Wahl, trotz der Nachteile beim cw0, weil die Flächenbelastung höher ist! In der Summe erreicht man hier also trotz höherer Flächenbelastung vergleichbare oder bessere Leistungen. Wer ein bisschen Zeit über hat, kann ja mal Vergleichsrechnungen dazu anstellen. Das MH-32 fühlt sich im Vergleich mit dem RG-15 stumpf an, es erreicht nicht annähernd diese Dynamik. Für Allroundflieger heißt es damit ganz klar: Finger weg vom MH32! HQ/W-2,5/9 für schwere Vertreter, RG-15 für die etwas leichteren, in keinem Fall aber das MH32 verwenden!

Fazit: Für F3B ist es zu auftriebsstark, für Allroundsegler zu wenig dynamisch, aber für F3J ist es perfekt geeignet!

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  2. Hepperle, Martin: "Neue Profile für Elektro-Pylonmodelle", Zeitschriftenreihe, FMT-Kolleg 10, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Germany, 1991
  3. Hepperle, Martin: MH Airfoils: MH32, Website, 04.10.2004, zuletzt abgerufen am: 23.02.2017.
  4. Hepperle, Martin: MH 32: Some Wind Tunnel Results, Website, 08.09.2003, zuletzt abgerufen am: 23.02.2017.
  5. Buchreihe, Modell-Technik-Berater, MTB 23, "Leistungsprofile für den Modellflug", S.107, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1995.

 

MH 43
Datenblatt
[%] 1.594
fx [%] 37.3
[%] 8.465
dx [%] 29.8
rLE [%] 0.319
ΔΘTE [°] 2.12
cm0 [-] -0.0148
a0 [°] -0.955
∂ca⁄∂a 6.658
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Bei kleinen Hotlinern (bis 2m Spannweite) hat sich das MH-43 zum absoluten Renner gemausert. Warum eigentlich? Das MH-30 wäre grundsätzlich auch ein überaus geeigneter Kandidat gewesen, wenn man den Einsatzbereich betrachtet. Was stellt man mit einem kleinen Hotliner an? Man bolzt über den Platz, ob in Rückenlage oder normal ist keine Frage, denn Messerflug unter Motor ist sowieso am schönsten. Anders gesagt: das MH-43 fliegt sich dank des geringen cm0=-0,022 sehr schön neutral. Das MH-30 weist mit cm0=-0,042 fast einen doppelt so großen Nullmomentenbeiwert auf. Das führt dazu, dass das Modell schwieriger neutral auszutrimmen ist, wenn man sinnfreies Rumbolzen durch die Luft als Maßstab nimmt. Aber das allein ist nicht das Kriterium, dass das MH-30 schlägt, es kommt etwas ganz entscheidendes hinzu: Baufehler!

Wer das MH-30 auf der Profilunterseite nur geringfügig falsch baut, verliert große Teile der laminaren Laufstrecke, wodurch das Profil Dynamik im Flug verliert. Klassisch ausgebremst! Beim MH-43 führen Baufehler gleicher Größenordnung keineswegs zum Verlust der wesentlichen Eigenschaften, die leicht konkav ausgeführte spitze Endleiste erlaubt hier mehr Fehler, ohne dass sich sofort dramatische Verluste einstellen. Man verliert zwar ebenfalls laminare Laufstrecke, aber nicht annähernd so viel wie beim MH-30! Für folienbespannte Sandwichflügel mit ihren typischen Abweichungen ist daher das MH-43 deutlich besser, weil man schon sehr viel falsch bauen muss, um wesentliche Profileigenschaften zu verlieren.

Das MH-43 verbindet Kunstflugambitionen mit Flugleistung, nur im extremen Speedflug wie beim F5D Pylonrennen konnte sich das MH-43 nicht durchsetzen. Ablösungen auf der Profilunterseite machen den Geradeausflug unruhig und instabil. Die Profilunterseite müsste abgeflacht werden, um das Problem zu beheben. Aber selbst höchst ambitionierte Piloten werden diesen Speed niemals erreichen, das gelingt nur Pylon-Rennmodellen (F5D, F3D). Diese Modelle sind auf zu niedrige Auftriebsbeiwerte für das MH-43 im Geradeausflug bei über 300 km/h getrimmt. Alle anderen haben mit dem MH-43 das, was man für entspannten Flugspaß am Nachmittag benötigt!

Fazit: Angenehm neutrales Flugverhalten im gesamten Geschwindigkeitsbereich - prädestiniert für Hotliner.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  2. Hepperle, Martin: "Neue Profile für Elektro-Pylonmodelle", Zeitschriftenreihe, FMT-Kolleg 10, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Germany, 1991
  3. Hepperle, Martin: MH Airfoils - MH32, Website, 04.10.2004, zuletzt abgerufen am: 23.02.2017.

 

NACA 2412
Datenblatt
[%] 2.000
fx [%] 40.0
[%] 12.004
dx [%] 30.0
rLE [%] 1.582
ΔΘTE [°] 15.90
cm0 [-] -0.0527
a0 [°] -2.114
∂ca⁄∂a 6.904
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Stellvertretend für die meisten Schöpfungen der 4er Serie: Unsere lieben Verbrennerkollegen schwören drauf und werden es in hundert Jahren noch tun, weil sie einen großen Tank haben. Gutmütig, einfach zu bauen. Zu mehr lasse ich mich an dieser Stelle nicht hinreißen, sonst flattern mir noch nette Briefe ins Haus. Smiley
Schonmal einen Segler mit NACA XXXX am Hauptflügel gesehen? Nicht? Dann hattest Du das unverschämte Glück, Anfang der 70er noch nicht Modellflieger gewesen zu sein, wie ich auch, was ich hier zugeben muss. Das war noch vor meinem Produktionstermin, was ich angesichts der gelben Grundig Fernsteuerung aber auch (unter uns gesagt) nicht wirklich bereue... Damals gab es auch Segler, die das NACA2412 am Flügel hatten und so schlecht flogen die damit gar nicht, wie mir altgediente Designer bestätigten. Die Epplerstraks der 193-205er Fraktion seien oft erheblich schlechter gewesen, aber Pssst! Nicht weitersagen, sie waren wenigstens theoretisch besser, in jedem Fall ab 200km/h, das ist doch auch schon was!

Heute baut niemand mehr ein NACA2412 am Flügel, abgesehen von unseren Verbrennerkollegen wie gesagt. Die Gründe? Nun, semilaminare Profile erzeugen weniger Widerstand und das bringt in der heute üblichen Styro/GFK Bauweise einfach einen Haufen Vorteile. Die kritische Reynolds-Zahl ist wegen der dicken Profilnase eine ganze Ecke höher als sie sein müsste. Die Folge ist, dass so ein Profil am Außenflügel bei höher gestreckten Seglern nichts zu suchen hat. Ein HQ/W 2,0/12 hat eine etwa gleich große kritische Reynolds-Zahl, aber bei erheblich geringerem Profilwiderstand. Hier beginnt das Problem nicht an der Nase, sondern weiter hinten, die Strömung wird einfach besser ausgereizt.

Hat man aber ein Modell mit fettem Motor, dickem Rumpf, festem Fahrwerk und solchen technischen Finessen wie Flügeln in Rippenbauweise, können diese Vorteile der modernen Profile nicht nur nicht genutzt werden, die größere Empfindlichkeit der Profile auf Baufehler wie Wellen, Dellen usw. bringt nur Nachteile mit sich! Die Strömung hinten löst sich viel schneller ab und genau hier schlägt die Stunde der alten NACA 4er Serie: Gnadenlos gutmütig und zuverlässig, die sind nicht umzubringen! Wellen? Scheiß drauf! Ein Loch im Flügel? Na und!?! Endleiste 3mm dick? Wen interessiert das?
Sie sind im Einsatz einfach zu handhaben und gutmütig und haben deshalb ihre Berechtigung an Modellen, wo nicht das letzte Quäntchen Leistung aus der Strömung entnommen werden muss.

Das NACA 2412 ist das Profil der gesamten Cessna Reihe von 120 über 140, 152, 170 bis zur 208 und wer Scale bauen möchte, darf sich freuen, dass dieses Profil sowohl beim manntragenden Original, als auch beim Modellnachbau im beliebigem Maßstab ganz hervorragend funktioniert.

Fazit: Für manch einen Hersteller heutiger Alltagsmodelle wäre es an mancher Stelle besser gewesen, ein NACA 4-digit einzusetzen, als eines der höher-schneller-weiter Profile.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Abbott, Ira H.; Doenhoff, von, Albert E.: "Theory of Wing Sections", Buch, ISBN 0-486-60586-8, McGraw-Hill, New-York City, New-York, 1949.

 

NACA 6409
Datenblatt
[%] 6.000
fx [%] 40.0
[%] 9.003
dx [%] 30.0
rLE [%] 0.890
ΔΘTE [°] 11.56
cm0 [-] -0.1568
-6.276a0 [°]
∂ca⁄∂a 6.778
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Ehemaliges Freiflugprofil der Nordic/A2 Klasse mit 2m Flügelspannweite. Im geringsten Sinken ist es sehr gut, aber im Gleit- und Schnellflug stark begrenzt. Ein Derivat dieses Profils bin ich viele Jahre lang geflogen. Es genügt ein laues Lüftchen an irgendeiner Geländekante, um sich mit einem sanften Schwung in den Aufwind und anschließend viele hundert Meter in den Himmel zu schrauben. Ein entschleunigendes Profil für echte Genießer, das man von 0 bis ungefähr 3-4 Beaufort Windstärke einsetzen kann.

Fazit: Nordic Walking der Lüfte.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Abbott, Ira H.; Doenhoff, von, Albert E.: "Theory of Wing Sections", Buch, ISBN 0-486-60586-8, McGraw-Hill, New-York City, New-York, 1949.
  2. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

RG 14
Datenblatt
[%] 1.583
fx [%] 36.0
[%] 8.475
dx [%] 31.0
rLE [%] 0.414
ΔΘTE [°] 5.65
cm0 [-] -0.0460
a0 [°] -1.939
∂ca⁄∂a 6.682
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Dieses Profil würde ich zu den am meisten überschätzten Profilen dieses Erdballs zählen. Warum? Nun, die Polare ist im unteren Bereich nur minimal besser als das RG-15, aber wirklich nur so wenig, dass man es getrost vergessen kann. Allein die bei ca=0,1 endende Laminardelle des RG15 ist als Vorteil für das RG14 zu verzeichnen. Oben rum, ab ca=0,6, verliert es kräftig gegenüber dem RG15, der cw ist wirklich deutlich größer, bei allen Reynolds-Zahlen. Klarer Sieger nach Punkten: RG15. Nur unter ca=0,1 nicht.

Demnach müsste das Profil aber für extreme Speedflieger taugen, aber dagegen wurde das MH-30 entwickelt! Vergesst es, Jungs: das MH-30 ist überall besser als das RG-14! Speziell unter ca=0,6 macht das MH30 (wir erinnern uns: Pattsituation zwischen RG14 und 15) seinem Ruf als Speedprofil alle Ehre. Der Unterschied liegt im Bereich von mehreren Prozentpunkten. Der Grund für den Vorteil liegt in der längeren laminaren Laufstrecke auf der Profilunterseite des MH-30. Das Design des 14er sollte im oberen Bereich Vorteile bringen, aber genau das passiert nicht! Hier liegt das MH30 gleichauf! Deswegen sollte man das RG-14 ganz schnell durch das MH30 ersetzen, das genau den Unterschied in der Charakteristik zum RG15 aufweist, den die Designer immer vom RG-14 erhofft und ersehnt hatten, ohne Erfolg, wie ein Blick in die Polaren beweist.

Wie kam das nun? Ich kann auch nur spekulieren, aber der Einsatz an schnellen Modellen ist wohl durch auf Wettbewerben erfolgreiche Designs wie den "Vertigo" des Teams um Werner Vauth und auch Frederick von der Lancken mit "Cloud-Dancer" entstanden. Die Popularität verdankt es vermutlich neben den F3B Designs Ende der 80er Jahre (u.a. »Electra E1«) vor allem der F3E-Szene zu Beginn der 90er. Und sicher nicht zuletzt Rudolf Freudenthaler, einem nicht ganz unbekannten Protagonisten der F3E/F5B Szene.

Fazit: Ein leistungsfähiges Profil für Spezialisten, die exakt wissen, was sie tun.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Christopher A. Lyon, Andy P. Broeren, Philippe Giguère, Ashok Gopalarathnam, Michael S. Selig: "Summary of Low-Speed Airfoil Data - Vol. 3", Volume 3, SoarTech Publications, Virginia Beach, VA, USA, 1997.

 

RG 14A 1.4/7.0
Datenblatt
[%] 1.363
fx [%] 34.4
[%] 6.998
dx [%] 29.8
rLE [%] 0.290
ΔΘTE [°] 4.51
cm0 [-] -0.0388
a0 [°] -1.700
∂ca⁄∂a 6.591
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Der F3B WM-Sieg von Nic Wright im Jahr 1989 in Melun/FRA mit dem modifizierten RG-14 1.4/7.0 % ist auf die extrem windigen Wetterbedingungen bei der Weltmeisterschaft zurückzuführen und auf den Piloten, der mit einer speziellen neuen Hochstarttechnik (kontrolliertes seitliches Ausbrechen, daher das hohe T-Leitwerk an der Electra E1) unter diesen schwierigen Bedingungen einfach der beste Pilot war. Das zeigt, dass unter speziellen Wetterbedingungen besondere Leistungen möglich sind, die aber in diesem Fall nur in gewissem Umfang vom Tragflügelprofil abhängig waren.

Im Endeffekt kann man ein solches Profil unter Normalbedingungen nicht erfolgreich in der Klasse F3B einsetzen. Im Hangflug bei F3F sieht das anders aus, bei starkem Wind bis Orkan sollten die Leistungen sehr gut sein, wie auch die Widerstandspolare zeigt.

Fazit: Diese Modifikation ergibt ein leistungsstarkes Profil für F3F bei Sturmwind.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Wright, Nic: Dreiseitenansicht "Electra E1", Zeitschrift, FMT, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, 1989.

 

RG 15
Datenblatt
[%] 1.763
fx [%] 39.7
[%] 8.924
dx [%] 30.20
rLE [%] 0.495
ΔΘTE [°] 5.08
cm0 [-] -0.0665
a0 [°] -2.598
∂ca⁄∂a 6.693
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Dieses ist das Standardprofil der F3B Szene der 90er. Es schien zunächst etwas zu auftriebsschwach für das modifizierte F3B Programm zu sein (Zeitflug 10min), was vor allem den Hochstart betrifft. Aber inzwischen ist die Bautechnologie parallel zum Hochstart so stark weiterentwickelt worden, dass man nun Profile mit nur noch 1,5% -1,7% Wölbung bei 7,5% Dicke einsetzt - erfolgreich! Das RG-15 zählt heutzutage zu den auftriebsstärkeren Profilen! Wenn man bedenkt, dass die typischen RG-15 Modelle 2,6kg wogen und die heutigen Modelle leer 2,0-2,2kg auf die Waage bringen, ergibt das ganze sogar einen Sinn. Leichte Modelle brauchen tendenziell schnellere Profile und genau das ist der Trend.

Das RG15 ist für F3F immer noch allererste Wahl, da es auch bei niedrigen Auftriebsbeiwerten exzellent funktioniert und bei Speedwenden spontan viel Auftrieb liefert, ohne allzu viel Widerstand zu produzieren. Deswegen ist das RG-15 dem RG-14 unbedingt vorzuziehen, allein das MH 30 könnte man als alternative Profilierung zum RG15 für F3F ansehen, da es mit nur leichten Einbußen beim camax und zugleich deutlichen Gewinnen beim cw im unteren ca-Bereich zu glänzen weiß. Dennoch hat sich das MH30 als insgesamt "stumpfer" Vertreter beim Einsatz mit Wölbklappen erwiesen. Für den Allroundbetrieb ist das RG-15 klar besser, weil dynamischer!

Die Wölbklappen arbeiten beim RG-15 im positiven Bereich sehr gut, negativ wölben bringt wenig, man ist eh schnell unterwegs mit diesem Profil. Wenderadius im Speed verbessert man mit Snapflap. Die Nase des Profils hat sich als anfällig auf den Nasengrat erwiesen. Hier scheint DER Unterschied schlechthin bei diesem Profil zu liegen. Einige Modelle fliegen mit diesem Profil langsamer und geräuschvoller als andere. Ein Nasengrat von der Trennebene  der Form könnte hier dem einen oder anderen Modell übel mitgespielt haben. Das gilt allgemein: Eine glatte gratfreie Nase ist sehr wichtig für die Profilumströmung der Oberseite, hier pfuschen ist übel und kann ein ganzes Modell versauen.

Kleine Anmerkung zur Widerstandspolare: Das HQ-2,0/9 hat einen größeren Maximalauftrieb als das RG-15. Dass diese Polare (Messung UIUC Princeton) beim RG-15 mehr camax ausweist als nominell, liegt an einem Baufehler im Nasenbereich des Windkanalmodells.

Fazit: Das beste F3B Allroundprofil aller Zeiten.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Fiolka, Reto: "Memories of the RG 15 Airfoil Development", Website, F3B Team USA, zuletzt abgerufen am 17.02.2017.
  2. Eppler R.; Somers D. M.: "A Computer Program for the Design and Analysis of Low-Speed Airfoils", NASA TM-80210, 1980.
  3. Eppler R.; Somers D. M.: "Low Speed Airfoil Design and Analysis", Advanced Technology Airfoil Research - Volume I, Vol. 1, pages 73 - 99, NASA CP-2045, 1979.
  4. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  5. Siegmann, Hartmut: "Laminare Ablöseblase (E-387 und RG-15), Website, www.aerodesign.de, Zorneding, Germany, 30.11.2015.

 

RG 8
Datenblatt
[%] 2.215
fx [%] 60.5
[%] 10.804
dx [%] 31.1
rLE [%] 0.610
ΔΘTE [°] 6.42
cm0 [-] -0.1020
a0 [°] -3.732
∂ca⁄∂a 6.783
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Leerfeld

Mehr oder weniger zufällig stieß Rolf Girsberger in den 1980er Jahre auf das NASA Paper von Prof. Richard Eppler [1], indem der funktionale Teil seines Eppler-Codes beschrieben ist. Die auf den ersten Blick sehr charmante Idee war, den FORTRAN 77 Code einfach abzutippen, zu kompilieren und schon kann man damit neue F3B Profile entwickeln! Das Problem war nur, dass das in den 80er Jahren de facto alles andere als trivial war. Der Code war fehlerhaft, musste debuggt und um die nicht enthaltene Teile ergänzt und dann auch noch kompiliert werden. Damals gab es kein Internet, wo man sich mal eben den passenden Compiler herunterladen konnte, sondern all das musste auf verschiedenen Wegen organisiert werden. Aber eines Tages war es dann so weit, der Eppler-Code war lauffähig!

Nun war das zweite Problem zu lösen, wie man mit dem Eppler-Code invers ein Profil entwirft, das so aussieht, wie man sich ein Modellflugprofil vorstellt. Nach einer Reihe von fehlgeschlagenen Versuchen kam dann das RG-8 heraus, was aus Sicht von Rolf Girsberger ungefähr so aussah, wie er sich das vorstellte. Das Profil wurde im Verein nachgebaut, getestet und für gut befunden, allerdings mit Ausnahme des Speedflugs. Die nachfolgende Optimierung des Entwurfs führte dann zum RG-14 und dem legendären RG-15.

In gewisser Hinsicht ist das RG-8 mit dem E-211 ganz gut vergleichbar, aber die Entwurfsidee der Profiloberseite ist genau den einen entscheidenden Schritt weiter: Das RG-8 ist nach meiner Kenntnis das erste Profil, dass das Bubble-Ramp Konzept auf der Profiloberseite realisiert hat, also der Urvater der Bubble-Ramp Profile. Der Eppler-Code konnte damals keine laminaren Ablöseblasen berechnen, sondern nur Blasenwarnungen ausgeben oder es rechnete einfach schlicht nicht, wenn der Hauptdruckanstieg zu stark war. Die Profiloberseite des RG-8 ist entsprechend entworfen, um Blasenwarnungen und größere Ablösungen im modellflugtypischen Reynolds-Zahlbereich zu vermeiden.

Die wesentlichen Entwurfskriterien des RG-8 sind also auch heute noch gültig, so dass man das RG-8 im Allroundeinsatz an größeren und schweren Segelflugmodellen ab 3m Spannweite sehr gut einsetzen kann.

Fazit: Allroundprofil für größere und schwerere Segelflugmodelle.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Eppler R.; Somers D. M.: "A Computer Program for the Design and Analysis of Low-Speed Airfoils", NASA TM-80210, 1980.
  2. Eppler R.; Somers D. M.: "Low Speed Airfoil Design and Analysis", Advanced Technology Airfoil Research - Volume I, Vol. 1, pages 73 - 99, NASA CP-2045, 1979.
  3. Fiolka, Reto: "Memories of the RG 15 Airfoil Development", Website, F3B Team USA, zuletzt abgerufen am 17.02.2017.

 

Ritz 2-30-10
Datenblatt
[%] 1.996
fx [%] 30.0
[%] 9.909
dx [%] 30.0
rLE [%] 0.885
ΔΘTE [°] 10.57
cm0 [-] -0.0303
a0 [°] -1.563
∂ca⁄∂a 6.802
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Profilkoordinaten
  3. Abbildung Profil
  4. CP Plot
  5. Widerstandspolare
  6. Leerfeld

Nun denn, reden wir über die Ritz Profile. Als Beispiel nehmen wir das 2-30-10 her, denn das habe ich selbst lang und ausführlich erprobt, meine Freunde sagen "erlitten". Wie bereits oben in der Übersichtstabelle angeführt, taugen die Ritz-Profile für genau einen einzigen Einsatzbereich: Hangflug (oder Motorflug). Bei allen anderen Einsatzbereichen sieht es übel, um nicht zu sagen fürchterlich übel aus. Woran liegt das?
Um es kurz zu machen ist die Profilunterseite dafür verantwortlich, dass nur eine sehr, sehr mäßige Gleitzahl im langsamen Gleitflug erzielt wird. Im Hangflug ist man eher zügig unterwegs, also spielt das hier nur eine untergeordnete Rolle. Was ebenfalls ausgesprochen mäßig ist, ist das geringste Sinken. Gegenüber den einschlägig bekannten HQ/W verliert man im Schnitt 10-25%, abhängig von der Modellauslegung.

Der Megaseller des letzten Jahrtausends war die »Alpina« von Multiplex. Irgendwo zwischen 10 und 20.000 ausgelieferten Exemplaren hat man aufgehört zu zählen - trotz oder wegen des Ritzprofils? Der Knackpunkt ist der, dass die Ritzprofile sehr gutmütig sind, im gleichen Maße aber nur durchschnittliche Leistungen bieten. Was passiert, wenn man ein großes Modell baut? Die Leistungen, insbesondere im Gleiten werden dramatisch besser. Wenn man nun eine »Alpina« mit ihren 4m fliegt und sich mit 3m Modellen misst, wird man siegen - egal mit welchem Profil! Und so ist es ganz klar, dass man im Vergleich damals gar nicht so schlecht lag, weil man stets das größere Modell hatte. Entscheidend ist aber, dass die »Alpina« dank des Ritz Profils mit einem sehr kleinen Höhenleitwerk auskommen kann, da der Momentenbeiwert sehr klein ist. Das führt dazu, dass das Modell sehr einfach auszutrimmen ist, was bei Freizeitpiloten eine ganz erhebliche Rolle spielt. Fehleinstellungen fallen kaum auf und ins Gewicht, Flieger mit modernen Profilen muss man vergleichsweise präzise einstellen. Dank des niedrigen cm verfügt man zugleich über einen erheblichen Geschwindigkeitsbereich! Damit ist das Torsionsproblem der Flügel erledigt, ideal für die Großserie. Ein letzter Aspekt ist die Profiltiefe, die nicht zu klein gewählt werden sollte, um ein Ritzprofil zu bewegen, denn die Oberseite ist vom Design her genau zwischen E-205 und HQ/W anzusiedeln, was den Geschwindigkeitsverlauf anbelangt. Wenn man das beachtet - und das wurde bei der »Alpina« beachtet - erhält man ein sehr angenehmes und ausgeglichenes Modell für den Hangflug.

Geht man mit demselben Modell in die Ebene, führt die vergleichsweise hohe Sinkgeschwindigkeit zu erheblichem Frust, der Bock läuft nicht und sinkt unaufhörlich dem Erdboden entgegen. Und das liegt wie beschrieben direkt am Profildesign, bei dem das obere Laminardelleneck in der Polare nicht existiert. Macht nichts aus, wenn man nicht darauf angewiesen ist, aber macht viel aus, wenn man es unbedingt braucht!

Fazit:  Für den Hangflug nach wie vor geeignet, aber in Sachen Dynamik und Leistung sind gegenüber moderneren Profilen deutliche Abstriche zu machen. Das wird teilweise durch das extrem unkomplizierte Handling und die guten Schnellflugeigenschaften kompensiert, aber eben nur zum Teil.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Bender, Hans-Walter: "Bender Profildatenbank - Fauvel F2 (smoothed by Hepperle)", Wiechers WinProf 2.0, 1993-1999.

 

S 3021
Datenblatt
[%] 2.914
fx [%] 39.2
[%] 9.471
dx [%] 29.9
rLE [%] 0.635
ΔΘTE [°] 4.92
cm0 [-] -0.0546
a0 [°] -2.620
∂ca⁄∂a 6.730
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Widerstandspolare
  6. Widerstandspolare

Vielleicht mit einem Clark Y 10% vergleichbar. Diesen gegenüber ist es leicht überlegen. Ich selbst habe das S3021 weder gebaut noch geflogen. Es ist kein Klappenprofil (Index in der Tabelle: K), aber man kann durchaus Wölbklappen einbauen, die Wirkung ist ganz ordentlich. Für Freizeitmodelle der 2,5m Klasse ist das S-3021 das Profil, das das bringt, was die Piloten eigentlich vom E-205 erwarten.

Das S3021 wird gerne bei Scale-Großseglern mit extrem großer Flügelstreckung als Außenprofil verwendet und hier hat es sich absolut bewährt. In dieser Hinsicht ist es mit dem Gö-795 vergleichbar, was für denselben Einsatzbereich verwendet wird. Aufgrund der etwas spitzeren Profilnase halte ich das S3021 für etwas besser. Bei derart hochgestreckten Flügeln braucht man in den meisten Fällen einen Turbulator auf der Profilunterseite vor dem Querruder. Wenn man das beachtet, hat mein ein Modell mit erstaunlich ausgeglichenem Handling.

Fazit: Das Profil ist für Freizeitpiloten mit Hang zur Thermik eine gute Wahl, für extrem hoch gestreckte Tragflügel ist das Profil am Außenflügel erste Wahl!

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Althaus, Dieter: "Recent Wind Tunnel Experiments at Low Reynolds Numbers - Proceedings of the Aerodynamics at Low Reynolds Numbers 104 < Re < 106", International Conference, London, October 1986.
  2. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

S 4083
Datenblatt
[%] 3.467
fx [%] 36.0
[%] 8.005
dx [%] 24.7
rLE [%] 0.575
ΔΘTE [°] 12.65
cm0 [-] -0.1001
a0 [°] -4.172
∂ca⁄∂a 6.667
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Das ehemalige HLG Standardprofil. Seitdem es F3K und speziell SAL (Side Arm Launch) gibt, hat sich das S4083 erledigt, weil viel zu langsam und auftriebsstark.

Die konkave Unterseite ist etwas nervig beim Bauen, ansonsten aber sehr stark an der Leistung des S4083 beteiligt. Ein interessantes Phänomen hat sich bei der Ablösung der Folie auf der Unterseite gezeigt: ein deutlicher Leistungsverlust im direkten Vergleich zweier Highlights. Das bestätigt wiederum das gesagte bezüglich gerader Profilunterseiten, obwohl natürlich noch andere Effekte wie Entwölben hier mitspielen. Dieses Profil ist für den Einsatz bei kleinen Reynolds-Zahlen entwickelt, also genau das, was man für HLGs braucht.

Grundsätzlich sollte man aus aerodynamischer Sicht immer das Profil einsetzen, das die strömungsmechanischen Randbedingungen am besten ausnützt, in Bezug auf laminare Laufstrecken usw. Dieses Profil ist daher sehr gut für Flügel in Voll GFK für HLGs geeignet. In Rippenbauweise kann man sogar das MH32 oder das SD-7037 einsetzen, weil die Unstetigkeiten in der Kontur für den rechtzeitigen Umschlag laminar/turbulent sorgen.

Fazit: Für Thermiksegler in Rippenbauweise (RES) ein sehr gutes Profil.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Lyon, Giguère, Ninham, Guglielmo: "Summary of Low-Speed Airfoil Data - Volume 2 (PDF)", eBook, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1996.

 

SA 7035
Datenblatt
[%] 2.579
fx [%] 41.3
[%] 9.199
dx [%] 29.8
rLE [%] 0.532
ΔΘTE [°] 0.89
cm0 [-] -0.0626
a0 [°] -2.7313
∂ca⁄∂a 6.708
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Kann ich das so schreiben: Siehe SD7080? Ja! Punkt.

Ok, überredet, aber nur kurz: Das Profil SA7035 (1997) ist ein Profil aus einer Parameterstudie rund um das SD7037 herum von Ashok Gopalarathnam und ist dem SD7080 (1988) in allen Eigenschaften ausgesprochen ähnlich. Es wurde aber gehypt ohne Ende und deswegen kennt jeder das SA7035 und niemand das SD7080, das viel älter ist, aber dieselben Eigenschaften aufweist.

Manchmal muss offensichtlich etwas zweimal erfunden werden, um verstanden zu werden. Die minimal bessere Gleitleistung kann man mit einem einzigen falschen Tape oder einer schlecht ausgeführten Anlenkung jederzeit ad absurdum führen, aber Hauptsache man fühlt sich schneller! In dem Fall bitte das Editorial lesen, da habe ich ein paar therapeutische Hinweise zusammengefasst. Alternativ hilft auch das FX 63-137 bei der Entschleunigungstherapie.

Fazit: Klassisches Modeprofil. In wissenschaftlicher Hinsicht ein Reklamationsfall, aber am Tragflügel sowas von schick!

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Christopher A. Lyon, Andy P. Broeren, Philippe Giguère, Ashok Gopalarathnam, Michael S. Selig: "Summary of Low-Speed Airfoil Data - Vol. 3", Volume 3, SoarTech Publications, Virginia Beach, VA, USA, 1997.
  2. Selig, Michael S.: "The SA7035/SD7037 Family Airfoils", December 1997.
  3. Selig, Michael S.: New Airfoils for R/C Sailplanes: SA Airfoil Family
  4. Selig, Michael S.: More comments on the SD7080 and SA7035

 

SD 6060
Datenblatt
[%] 1.871
fx [%] 36.3
[%] 10.372
dx [%] 33.9
rLE [%] 0.545
ΔΘTE [°] 3.68
cm0 [-] -0.0292
a0 [°] -1.524
∂ca⁄∂a 6.739
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Das Profil ist von seinen Entwurfsparametern her ganz klar eines, das weder mit Wölbklappen gut arbeitet, noch eine irgendwie gute Polare ausweist. Lediglich der cW0 mag ein wenig erfreuen, der ist recht gut, der Rest aber nicht.

Was soll ich also mit dem Profil, mag sich der eine oder andere fragen. Der Nullmomentenbeiwert ist mit cM0=-0.03 angenehm gering. Das ist auch der Grund für die im Kern mäßigen Flugleistungen. Im Kunstflug geht es aber überhaupt nicht um eine besonders gute Polare, sondern um eine möglichst symmetrische Polare, die aber trotzdem genug Auftrieb (ca>0) bereitstellt. Kunstflugsegler sollen segeln, daher kommen Vollsymmetrische Profile dank fürchterlich schlechter Leistung im Gleitflug nicht infrage. Und genau da setzt dieses Profil an: Dank der geringen Wölbungsrücklage verläuft die Polare unten rum (ca<0 also "Rückenflugpolare") sehr rund! Das heißt, die Vorteile bei ca<0 werden durch Nachteile im ca>0 erkauft. Fertig!

Jungs, gebt es doch zu: ihr fliegt eh dicke runde Rümpfe beim Segelkunstflug, da fällt das bisschen mehr cw wirklich nicht auf. Aber die Vorteile bei negativen Figuren prädestinieren dieses Profil für Segelkunstflug und machen die Nachteile in der Polare mehr als wett. Das ist auch der Grund, warum das Profil so beliebt ist! Darüber hinaus ist das E374 ab heute im Segelkunstflug bitte abgehakt, denn das SD 6060 ist entworfen, um das E374 in allen Bereichen zu schlagen! Und das scheint wirklich gelungen zu sein.

Einsteigern in die Materie Segelkunstflug sei noch gesagt: Das Profil rennt wirklich, aber nur mit entsprechender Flächenbelastung. Fangt also bitte nicht mit 40g/dm² Flächenbelastung Segelkunstflug an und klagt über mangelnden Durchzug in den Figuren! Und bitte: das SD 6060 mit Wölbklappen zu fliegen, macht so viel Sinn, wie in einen Trecker einen V12 Biturbo einzubauen. Das ist was für die Spielkinder unter uns.

Fazit: Ausschließlich für Segelkunstflug mit Großmodellen, hierfür aber perfekt geeignet!

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

SD 7003
Datenblatt
[%] 1.479
fx [%] 35.40
[%] 8.511
dx [%] 24.40
rLE [%] 0.74
ΔΘTE [°] 3.31
cm0 [-] -0.041
a0 [°] -1.755
∂ca⁄∂a 6.672
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Zum Einsatz des SD7003-085-88 bei F3B Leitwerklern ist zu sagen, dass es seit Mitte der 90er Jahren niemand mehr in Europa fliegt und das aus gutem Grund: Das Profil ist 1988/1989 für einen möglichst weichen Hauptdruckanstieg entwickelt worden, also nutzt es die auf der Profiloberseite mögliche laminare Laufstrecke nicht so aus wie andere Profile. So wird zwar dem laminaren Ablöseproblem und dicken Blasen vorgebeugt, aber das geht leider sehr zu Lasten der Gleitleistung und die geringe Wölbung tut ein Übriges. So mag zwar der Nullwiderstand (cW0) recht niedrig sein, aber die Gleit- und Steigzahlen liegen im Vergleich zum RG-15 jenseits von Gut und Böse.

Das SD7003 geht derart vorsichtig mit der Grenzschicht um, dass es speziell für sehr niedrige Reynolds-Zahlen hervorragend geeignet ist. Bei einem kleinen leichten Hangflitzer wäre es grundsätzlich wegen seines geringen Widerstands im unteren Reynolds-Zahlbereich geeignet. Damit kann man es als untere Ergänzung zum MH-30 auffassen, sofern man den Maximalauftrieb nicht benötigt. Aber da das SD7003 aufgrund seiner Unterseitengestaltung auch nicht so besonders zum Kunstflug einlädt, würde ich in so einem Fall dann doch eher auf andere Profile zurückgreifen. Nur bei Nurflügeln mit 30° Pfeilwinkel war das Profil aufgrund des niedrigen Nullmomentenbeiwerts im Leistungssport in den 1993er Jahren als Erfolg zu bezeichnen, aber für F3F ist es ebenso ungeeignet wie für F3B.

Aus aerodynamischer Sicht ist das Profil allerdings hochinteressant, weil es eines der wenigen Profile ist, bei denen Turbulatoren absolut nichts bringen. Insofern war der Entwurf aus wissenschaftlicher Sicht als großer Erfolg zu bewerten, denn die kontinuierliche Anfachung der Tollmien-Schlichting-Wellen ohne sprunghaftes Verhalten war das Ziel der Auslegung. Diese Art der Profilentwicklung wurde unter dem Begriff Bubble Ramp Konzeption bekannt und seitdem bei einer Vielzahl von Niedrig-Re-Zahl Profilen angewendet. Im F3B Sport hat so eine extreme Konzeption wie beim SD7003 abgesehen von der Flügelspitze nichts verloren. Bei F3J oder F5J können Teile des Außenflügels so ausgelegt werden. Extrem leichte F3J oder F5J Segler bilden ebenso wie HLG und DLG die Ausnahme, bei diesen Modellen ist diese Konzeption heutzutage nicht mehr wegzudenken. Man kann insofern das im Jahr 1989 entwickelte SD7003 als Mutter der Bubble Ramp Profile bezeichnen.

Auch wenn das Profil noch mit dem älteren inversen Entwurfsverfahren a* entwickelt wurde (vgl. Eppler Code), wurde der Entwurf über den Formfaktor H12 bewertet, weil keine Sprünge bei diesem Kriterium entstehen sollten. Das kann man an der Geschwindigkeitsverteilung bei dem Anstellwinkel von a = -2.0° gut erkennen, dass dieses Entwurfsziel erreicht wurde. Diese Auslegung führt zu einer dünnen, langen und stabilen laminaren Blase auf der Profiloberseite, die eine laminare Strömungsablösung hinauszögert. Zugleich führt das aber auch zu einer Verkürzung der laminaren Laufstrecke, weil die Beschleunigungsstrecke von der Profilnase bis zum Umschlagspunkt laminar-turbulent nicht ausgenutzt wird.

Bei etwas höheren Reynolds-Zahlen ab 200.000 sind längere laminare Laufstrecken widerstandsgünstiger, daher ist diese Konzeption nur bei niedrigen Reynolds-Zahlen von 60.000 bis maximal 200.000 zu empfehlen. Unterhalb von 60 bis 80.000 muss man Profile wieder anders konzipieren.

Fazit: Das Profil wird heute nicht mehr verwendet, aber das aerodynamische Entwurfskonzept Bubble Ramp war wegweisend für kleine bzw. sehr leichte Segelflugmodelle der Klassen F3J, F5J und F3K.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.
  2. Selig, Michael S.: "Low Reynolds Number Airfoil Design Lecture Notes", Paper, NATO Research and Technology Organization (RTO), Applied Vehicle Technology (AVT) Panel, 24.-28. November 2003.
  3. Eppler, R.: "Airfoil Design and Data", Buch, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1990.
  4. Hanke, Christian: "F3B Nurflügelsegler E.T.", Zeitschrift, Aufwind-Magazin 5/93, Seite 19, die mediaidee, Allgäu, 1993.
  5. Siegmann, Hartmut: "Nurflügelsegler Æ-32 Aasgeier", Privat-Archiv, Isernhagen, 1993.

 

SD 7037
Datenblatt
[%] 2.990
fx [%] 39.90
[%] 9.212
dx [%] 29.10
rLE [%] 0.967
ΔΘTE [°] 3.20
cm0 [-] -0.0784
a0 [°] -3.307
∂ca⁄∂a 6.726
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Dieses Profil wurde ursprünglich unter der Bezeichnung SD7037-092-88 publiziert, aber es hat sich allgemein die Kurzform »SD 7037« eingebürgert.

Es ist interessanter Gegenspieler zum MH32 in der F3J Szene gewesen, würde ich mal sagen. Wieso? Taktisches Fliegen wird mit diesem Profil merklich erschwert, weil die Speedleistung etwas mager ist, das Profil ist etwas stumpf. Negativ wölben hilft nicht wirklich, weil die Modelle dann sehr stark vertrimmt sind. Das heißt, wir wollen schnell fliegen, haben aber gerade dann einen hohen Trimmwiderstand und auch nicht gerade günstigen Profilwiderstand, weil wir zu viel Wölbung (3,0%) reduzieren müssen.

Das Profil ist inzwischen bei F3J endgültig von der Bildfläche verschwunden und wurde durch schnellere Profile ersetzt. Das liegt nicht etwa am schlechten Profilentwurf, sondern an der für diese Klasse zu großen Wölbung. Positiv wölben bringt nicht viel mehr, als dass der Flieger langsamer fliegt. Man bemerkt dabei im Gegensatz zum MH32, was eigentlich ein Speedprofil ist, keinen Leistungszuwachs, sondern nur, dass die Kiste langsamer zu fliegen ist.

Für einen Spaßflieger (Allround) mit variabler Flächenbelastung ohne Wölbklappen ist dieses Profil aber sicher auch heute noch eine sehr gute Wahl. Wer ohnehin gedanklich mit dem Einbau von Wölbklappen spielt, sollte besser das MH32 oder ein HQ/W-2,5/9 nehmen oder dieses Profil mit X-Foil einfach etwas Entwölben, auf etwa 2,5%. Für HLG classic wäre so ein Profil sicher interessant, da es im Vergleich eine etwas niedrigere kritische Reynolds-Zahl als das MH32 aufweisen dürfte.

Man muss also beim SD7037 einige Dinge beim Einsatzbereich beachten, daher empfehle ich eher das HQ/W-2,5/9. Das Profil hat das, was die meisten Piloten vom SD7037 erwarten, nämlich eine sportliche und unkomplizierte Charakteristik, die mit Wölbklappen sehr gut harmoniert. Im geringsten Sinken bei Sunset Bedingungen würde ich aber dem SD7037 den Vorzug geben. Ich kenne nur ein einziges Profil, das bei Sonnenuntergang am Hang noch länger in der Luft bleibt und das ist ein vom Aquila abgeleitetes Profil...

Fazit: Bei geringer Flächenbelastung fehlt die Dynamik, dafür ist das geringste Sinken bei Sunset Bedingungen exzellent.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.

 

SD 7080
Datenblatt
[%] 2.451
fx [%] 39.9
[%] 9.156
dx [%] 29.7
rLE [%] 0.644
ΔΘTE [°] 3.33
cm0 [-] -0.0644
a0 [°] -2.743
∂ca⁄∂a 6.719
Profilplot
  1. Profilkoordinaten
  2. Abbildung Profil
  3. CP Plot
  4. Widerstandspolare
  5. Leerfeld
  6. Widerstandspolare

Dieses Profil habe ich mit aufgenommen, weil wiederholt danach gefragt wurde. Die Lorbeeren, die das SA7035 (1997) phasenweise eingeheimst hat, hätten eigentlich dem wesentlich älteren SD7080 (1988) zugestanden. Wenn man die Geometrie Parameter und Geschwindigkeitsverteilungen vergleicht, fällt schnell auf, dass sich beide Profile ausgesprochen ähnlich sind. Dieses ist eine zufällig entstandene Ähnlichkeit, die im Rahmen der Parameterstudien rund um das SD7037 niemandem aufgefallen ist. So bekommt das SD7080 nachträglich die Aufmerksamkeit, die es eigentlich von Anfang an verdient gehabt hätte.

Es ist ein relativ unspektakuläres Profil, das aber bei Windkanalmessungen mit einem relativ niedrigen Widerstandsbeiwert aufwartet. Die Rechnungen zeigen es nicht ganz so deutlich, wie das Experiment. Im Vergleich mit anderen Profilen ist es vor allem bei niedrigen Reynolds-Zahlen sehr leistungsstark.

Das SD 7080 ist ein ganz hervorragendes Thermikprofil, wobei als einziger Kritikpunkt anzumerken ist, das Wölbklappen mit Ausnahme vom Hochstart de facto nichts bringen. Man kann positiv wölben, aber es macht das Modell nur langsamer. Am besten fliegt man mit dem richtigen Ballast und lässt die Wölbklappen im Strak. Wölbklappen beim SD7080 ist wie eine Tiptronic® am Lenkrad beim Dieselmotor: Kann man haben, aber macht keinen Spaß. Wer unbedingt an den Wölbklappen rumspielen muss, verwendet bitte ein HQ/W-2.5/9, das kann das. Wer in Ruhe herumsegeln möchte, ohne sich ständig über die beste Wölbklappen-Einstellung den Kopf zerbrechen zu müssen, verwendet bitte ehrlicherweise das SD 7080.

Wölbklappen sind mehr zu Dekorationszwecken angebracht und bieten das vermeintliche Drohpotential, dass man die sogar einsetzen könnte. Das beruhigt die eigenen Nerven, wenn man tatsächlich eines Tages zur Überzeugung gelangt, das tun zu müssen. Würde ich mir aber zweimal überlegen. Nein. Finger weg! Sonst gieße ich 2-Minuten-Epoxydharz in Dein Servogetriebe!!! Die Wölbklappen verwenden wir nur für den Hochstart und eine sanfte elegante Butterfly Landung bei Fuß und den Rest regeln wir mit Ballastzugabe oder -entnahme. Denn wir sind cool, wir wissen was wir tun, wir fliegen nicht das SA 7035. Punkt.

Fazit: Exzellentes Thermikprofil, bei dem Wölbklappen mehr dekorativen Charakter haben.

Quellen- und Literaturnachweis

  1. Selig, Michael S.; Donovan, John F.; Fraser, David B.: "Airfoils at Low Speeds", Book, Soartec 8, 398 pages, SoarTech Publications c/o Herk A. Stokely, Virginia Beach, Virginia, USA, 1989.