aerodesign Profilkatalog

S-Schlagprofile für Brettnurflügel

Profilname	f [%]	d [%]	cm0 [-]	a0 [°]	FAI	Einsatzbereich
AR 193-S75	2.47	10.23	0.0578	1.07		Brett-NF, Hangflug
AR 2411-S77	2.32	10.87	0.0322	0.13		Brett-NF, Hangflug
AR 2610-S80	2.64	10.00	0.0306	-0.11	F3J	Brett-NF, Thermikflug
BW-05 02 09	1.93	9.34	0.0222	-0.07	F3J	Brett-NF, Allround, Thermikflug
CJ-1	-1.48	9.50	0.0676	1.58		Brett-NF, niedrige Flächenbel., Hangflug
CJ-2	3.95	8.80	0.0151	-1.20		Brett-NF, niedrige Flächenbel., Thermikflug
CJ-2309	3.05	9.14	0.0508	0.17		Brett-NF, niedrige Flächenbel., Thermikflug
CJ-25²09	2.47	9.50	0.0295	-0.18	F3J	Brett-NF, Thermikflug, Hangflug
CJ-3309	3.34	9.41	0.0190	-0.58	F3J	Brett-NF, niedrige Flächenbel., Thermikflug
CJ-5	2.34	9.46	0.0206	-0.17	F3J	Brett-NF, niedrige Flächenbel., Thermikflug
CJ-6	2.32	5.60	0.0180	-0.31		Brett-NF, niedrige Flächenbel., Thermikflug
Clark YS	2.30	11.70	0.0379	0.16		Brett-NF, Oldtimer
CYH	2.77	11.70	-0.0269	-1.89		Pfeil-NF, Brett-NF Profilstrak, Oldtimer
E182	1.70	8.47	0.0068	-0.31		Brett-NF, Pfeil-NF, Speedflug
E184	1.17	8.33	0.0291	0.52		Brett-NF, Pfeil-NF, Hangflug, Speedflug
E186	1.28	10.27	0.0528	1.13		Brett-NF, Allround, Thermikflug, Hangflug
EH 1.5/9	1.49	8.99	0.0012	-0.55	F3B	Pfeil-NF, Brett-NF, Großsegler, Hangflug
EMX-07	2.48	9.90	0.0239	-0.37	F3B	Brett-NF, Allround, Thermikflug
Fauvel 14%	2.56	13.99	0.0417	0.19		Brett-NF, Semi-Scale, Fauvel AV-36
Fauvel F2	2.16	17.00	0.0710	0.87	F4C	Brett-NF, Segelflug, Fauvel AV-36
FX 66-H-60	1.67	6.02	0.0218	-0.10	F3K	Brett-NF, Thermikflug, HLG/F3K Floater
FX 66-H-80	2.46	8.00	0.0221	-0.27		Brett-NF, Allround, Floater
Gö 746	4.97	9.81	0.0083	-1.62		Brett-NF, Thermikflug
Gö 765	1.63	14.40	0.0495	0.64	F4C	Brett-NF, Delta, Semi-Scale, Me-163
HS-005	2.46	8.89	0.0321	-0.01		Brett-NF, Hangflug, Elektroflug
HS-006	1.04	6.50	0.0014	-0.52		Brett-NF, Speedflug, Hangflug
HS-007	1.14	8.00	0.0004	-0.46		Brett-NF, Hangflug, Speedflug
HS-008	1.99	7.99	0.0125	-0.41		Brett-NF, Thermikflug, Hangflug
HS-117	2.58	8.65	0.0254	-0.31		Brett-NF, Thermikflug, Elektroflug
HS-120	2.92	9.85	0.0229	-0.36		Brett-NF, Thermikflug, Elektroflug
HS-130	1.62	9.65	0.0162	-0.17	F3F	Brett-NF, Hangflug, Speedflug
HS-132	2.12	8.98	0.0126	-0.45	F3F	Brett-NF, Hangflug, Speedflug
HS-144	2.15	8.03	0.0259	-0.08	F3F	Brett-NF, Hangflug, Speedflug
HS-160	2.47	12.46	0.0546	0.62		Brett-NF, Thermikflug, Hangflug
HS-164	2.23	12.55	0.0287	-0.08		Brett-NF, Allround, Hangflug
HS-190	2.73	8.07	0.0277	-0.27	F3B	Brett-NF, Thermikflug, Elektroflug
JWL-065	1.58	7.96	0.0319	0.23		Brett-NF, Thermikflug, Hangflug, Allround
JWL-097	1.50	7.70	0.0142	-0.25		Brett-NF, Hangflug, Allround
KN 197957	1.90	7.85	0.0542	0.87		Brett-NF, Wurzelprofil, Elektroflug
KN 198117	1.87	8.11	0.0145	-0.19		Brett-NF, Allround, Elektroflug
MDHWK	2.89	8.74	0.0064	-1.00		Brett-NF, Solarflug, Thermikflug
MEG 64	2.25	7.70	0.0870	1.67		Brett-NF, Thermikflug
MH 49	-0.92	10.50	0.0629	1.66		Brett-NF, Hangflug
NACA 23112-75	1.63	12.00	0.0155	-0.69		Brett-NF, Elektroflug, Hotliner
Phönix	2.78	8.20	0.0090	-0.69	F3B	Brett-NF, Allround, Thermikflug, Hangflug
PW51	1.40	8.90	-0.0005	-0.59		Brett-NF, Hangflug, Speed, Pylon
Roncz LDFWA	2.81	12.05	0.0201	-0.30		Brett-NF, Großsegler, Laminarprofil

Legende
cm₀    : Nullmomentenbeiwert nach reibungsfreier Potentialtheorie, Skelettlinienverfahren
a₀       : Nullauftriebswinkel nach reibungsfreier Potentialtheorie, Skelettlinienverfahren
FAI    : Modellsportklasse FAI-CIAM
  : Neue Veröffentlichung

 

Editorial

Dieses ist der neue überarbeitete aerodesign Profilkatalog für S-Schlagprofile von Brettnurflügeln. Es werden nicht alle Brettprofile gesammelt und diskutiert, sondern nur mehr oder weniger bedeutende Eckpfeiler der Entwicklung der Bretter. Präzise formuliert handelt es sich um Profile für ungepfeilte Schwanzlose oder Deltas über einen Zeitraum von ungefähr 100 Jahren. Spezielle Fundstücke, die auf bekannte Abwege und mögliche zukünftige Wege hinweisen, sind in diesem Profilkatalog auch enthalten.

Die Community der Brettbauer ist klein geworden. Daher habe ich auch altbekanntes mit in den Katalog aufgenommen, was für langjährige Kenner der Szene Erinnerungen an gute und schlechte Zeiten hervorrufen dürfte. Die Zuschriften der letzten Monate und Jahre zeigen aber, dass einige Lessons Learned inzwischen wieder vergessen wurden. Oft ist das Vergessen sinnvoll und notwendig, um Fortschritt zu ermöglichen, aber bei privaten Prototypen sind Fehlschläge neben den Kosten vor allem auch ein Zeitfaktor. Die Dronte fliegt nicht, weil sie damals schon nicht flog. Die Physik ändert sich nicht, nur das Rad der Zeit dreht sich weiter.

Ein paar eigene Profilentwicklungen von mir habe ich hier publiziert (HS Profilreihe), sie decken im Wesentlichen Lücken in Einsatzbereichen ab, wofür es derzeit keine oder nur wenige Brettprofile gibt. Meine Profile dürfen privat, im Vereinsrahmen, kleingewerblich und selbstverständlich wissenschaftlich unter Angabe meines Namens und der Quelle »www.aerodesign.de« genehmigungsfrei genutzt werden. Das Recht auf Weiterverbreitung durch Dritte ist aufgrund von Verlagsrechten zum Teil eingeschränkt, im Zweifelsfall bei mir nachfragen.

Bei den Profilen von anderen Entwicklern bzw. Institutionen habe ich sorgfältig die Quellen recherchiert und angegeben, soweit bekannt. Darunter sind derzeit auch einige Sekundär- und Tertiärquellen, das ist mir bewusst. Um diese Lücken zu schließen, habe ich zusätzlich zu meinem Archivbestand von über 30 Jahren eine ganze Reihe von Büchern und Zeitschriften bei Antiquariaten erworben, wobei die Auswertung eine Frage der Zeit ist, aber der Winter beginnt ja erst gerade. Unklare oder widersprüchliche Quellenlagen habe ich jeweils ausgewiesen, für sachdienliche Hinweise zur Schließung dieser Lücken bin ich selbstverständlich dankbar.

Es handelt sich hierbei um keine vollumfängliche Profilesammlung, wie sie Hans-Walter Bender in jahrzehntelanger Arbeit zusammen getragen hat, sondern ein anwendungsorientierter Katalog verschiedener Brettprofile. An den folgenden Beschreibungen kann man sich sowohl bei der Eigenkonstruktion eines Bretts orientieren, wie auch bei eigenen Profilentwürfen. Wir versuchen der Frage nachzugehen, warum ein bestimmtes Profil an einem bestimmten Brett möglicherweise mehr Sinn macht oder auch weniger. Es gilt das brettharte Axiom: Es gibt kein schlechtes Profil, sondern nur den falschen Einsatzbereich!

Hartmut Siegmann
Zorneding, 15. November 2014

 

Profilbeschreibungen

Dieses Profil von Alfons Rieger aus dem Jahr 1986/87 ist auf den ersten Blick ein einfaches praktisches Brettprofil mit gerader Unterseite. Aufgrund der geometrischen Ableitung aus dem Eppler E193 handelt es sich hierbei aber um ein aerodynamisch schwieriges Profil, das neben einer hohen kritischen Re-Zahl von 200.000 größere Probleme mit laminaren Ablösungen aufweist. Man benötigt ein großes schweres Brett, aber auch dann wird das Profil nicht sauber umströmt werden. Das AR 2610-S80 ist gutmütiger und leistungsfähiger, so dass das AR 193-S75 heutzutage keine Rolle mehr spielt. Dennoch kann man an diesem Profil viel über Profilauslegung lernen, daher habe ich dem Profil einen eigenen ausführlichen Artikel gewidmet.

» Profilanalyse AR 193-S75

Fazit: Aufgrund der Probleme mit laminarer Strömungsablösung nicht zu empfehlen.

Quellen- und Literaturnachweis

• Lichte, Martin: Nurflügelmodelle: Grundlagen für Entwicklung und Einsatz (MTB 3), Buch, 2. Auflage 1987, 78 Seiten, ISBN 3-88180-203-7, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1985
• Rieger, Alfons: "Nurflügelprofile - ???", Zeitschrift, Flug- und Modelltechnik 388-5/88, Seite 18, ISSN 0015-458X, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1988
• Rieger, Alfons: "FMT-Profilesammlung Nr. 23 - Nurflügelprofil AR 193-S75", Zeitschrift, Flug- und Modelltechnik 393-10/88, Seite 25, ISSN 0015-458X, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1988
• Unverferth, Hans-Jürgen (Hrsg.): Faszination Nurflügel, Buch, 1. Auflage 1989, 152 Seiten, ISBN 3-88180-026-3, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1989
• Siegmann, Hartmut: "Profil AR 193-S75", Website, aerodesign, Zorneding, Deutschland, 10. November 2014

 

Der Entwurf basiert auf dem Eppler E205. Hierzu gibt es auch den Vorgänger AR 205-S75 (FMT 5/88 S.18), aber im Gegensatz dazu hat Alfons Rieger dem AR 2411-S77 einen S-Schlag bei 77% der Profiltiefe verpasst. Aufgrund der Profildicke benötigt man eine relativ hohe Re-Zahl, die ab 150.000 beginnt. Und insofern sollte klar sein, dass dieses Profil an den Hang gehört, weil die Flügelstreckung recht gering ausfallen wird und die Flächenbelastung bei 30 g/dm². Das AR 2411-S77 erfordert große Profiltiefen und die daraus resultierende geringe Flügelstreckung ist im Gleitflug leistungsmäßig nicht ideal. Das geringste Sinken leidet ebenfalls unter dieser Kombination.

Die gerade Profilnase zeigt deutlich, dass dieses Profil seine größte Stärke im schnellen Gleiten und eindeutig nicht im Langsamflug aufweist. Die Flächenbelastung sollte entsprechend bei 30-35 g/dm² liegen. Bei engen Wenden am Hang sollte ein Brett-NF mit diesem Profil recht dynamisch ums Eck gehen, solange die Re-Zahl hoch genug ist. Insofern ist die Grundcharakteristik des E205 in gewissem Umfang tatsächlich auch im modifizierten Profil erhalten geblieben. Hier sieht man einmal mehr, wie stark die Gestaltung der Profilnase den grundsätzlichen Charakter eines Profils dominieren kann.

Fazit: Ein Profil für den Hangflug.

Quellen- und Literaturnachweis

• Rieger, Alfons: "Nurflügelprofile - ???", AR 205-S75, Zeitschrift, Flug- und Modelltechnik 388-5/88, Seite 18, ISSN 0015-458X, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1988

 

Das AR 2610-S80 ist vielleicht der leistungsfähigste Entwurf der AR-Serie, weil es bereits ab Re-Zahlen von 100.000 betrieben werden kann. Leider sind die Profilkoordinaten des Originals Pflegestufe II: Ein Profil so grob, als wäre es in einer dunklen Winternacht mit der Axt aus einer deutschen Eiche gehauen worden. Kein Wunder, Alfons Rieger hat es vom Ritz 3-30-10 abgeleitet. Nach einer umfangreichen Grundüberholung in der virtuellen Profilschreinerei zeigt das AR 2610-S80 (smoothed) seinen wahren Charakter: Ein Profil mit Feedback für den Piloten!

Es ist sehr gut für Rippen- oder Sandwichbauweise geeignet, wenn man beim Schleifen der Tragflügel in Handarbeit schöne Konturen formen möchte. Insgesamt also ein echtes Profil für Holzwürmer. Zur Leistungsbeurteilung aus Sicht der Simulation hilft ein Blick in die Polaren des geglätteten Profils weiter. Das AR gibt gute Rückmeldung bei einer Fehleinstellung des Bretts: »Lieber Pilot, tu irgendetwas anderes, nur das nicht!« In diesem Bereich entscheidet im Flugbetrieb weniger die theoretische Polare, als vielmehr die Feinabstimmung und Trimmlage, welches das richtige Profil ist. Ein solches Profil ist für manchen Entwurf gar nicht verkehrt und erleichtert den Brett-Alltag gerade am Anfang ungemein.

Fazit: Profil für ein handgemachtes Allroundbrett.

Quellen- und Literaturnachweis

• Rieger, Alfons: "AR 2610-S80 Ein optimiertes Profil für Brettnurflügel", Zeitschrift, Aufwind 6/90, Seite 30-31, ISSN 0939-5296, MIBA-Verlag, Nürnberg, Deutschland, 1990

 

Das Profil von Barnaby Wainfan wurde vom Bauplan von Dave Jones »Raven S« rekonstruiert, wo es als alternatives Profil zum CJ-25(2)09 angegeben wurde. Wainfan ist in der amerikanischen Szene und international durch verschiedene Projekte wie das »Facetmobile« als Aerodynamiker bekannt und hatte mit diesem Profil einen Entwurf für Brettnurflügel entwickelt. Es gibt bei RC Soaring Digest eine Beschreibung, wie die Rekonstruktion des Profils vom Bauplan des »Raven S« durchgeführt wurde. Wer ein frisch renoviertes Profil erproben möchte, kann nach Lage der Dinge mit diesem Profil nur wenig falsch machen. Von der Auslegung her ist es dem E186 bzw. dem EMX-07 sehr ähnlich und insofern gut mit diesen vergleichbar. Die Druckbeiwertsverteilung Cp (Geschwindigkeitsprofil) zeigt denselben stark konkaven ersten Hauptdruckanstieg, was ein Charakteristikum des EMX-07 ist. Zugleich weist es durch den vergleichsweise stumpfen Endleistenwinkel von 14,37° einen starken Schließungsanteil zur Endleiste auf. Was rein aerodynamisch betrachtet bei niedrigen Re-Zahlen nicht ideal ist, vereinfacht den Bau in offener Rippenbauweise. Die geometrische Eigenart dieser Bauweise beringt die notwendige Strömungsstörung mit, damit das turbulente Wiederanlegen der Strömung unten erfolgt.

Üblicherweise wird dieses Profil in offener Rippenbauweise eingesetzt, wohingegen das EMX-07 überwiegend in Sandwichbauweise gebaut wird. Der Grund liegt mehr in der unterschiedlichen Tradition der US-amerikanischen und europäischen Brett-NF-Szene, als an den Profilen. Beide sind für beide Bauweisen geeignet. In Sandwich- oder GFK-Bauweise sind auf der Profilunterseite vor der Endleiste Ablösungen möglich, daher muss gegebenenfalls ein Turbulator auf der Profilunterseite angebracht werden. Von der Auslegung her betrachtet sind ansonsten keine Probleme zu erwarten. Im »R/C Soaring Digest« ist folgende interessante Anmerkung darüber zu lesen: »Chuck is using the BW 05 02 09 section, a definite improvement over the CJ-25²09 (...)«. Amerikanische und europäische Luft scheint doch gleicher zu sein, als man denkt. Exakt denselben Befund mit derselben Schlussfolgerung gab es zwischen EMX-07 und CJ-25²09 Anfang der 1990er Jahre bei Wettbewerben in Deutschland. Die geglätteten Koordinaten können direkt bei B²Streamlines heruntergeladen werden.

Fazit:  Eine mögliche Alternative zum EMX-07.

Quellen- und Literaturnachweis

• R/C Soaring Digest: "On The Wing 4 - BW 05 02 09", Website, E-Paper PDF, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014
• R/C Soaring Digest: "R/C Soaring Digest, Vol. 30, No.4, April 2013", Website, E-Paper PDF, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014

 

Die CJ Profilserie wurde von Chuck Clemans und Dave Jones überwiegend in den 1970er Jahren entwickelt. Das Profil CJ-1 ist ein Frühwerk, das keine allzu breite Verwendung gefunden hat, dieses gilt jedoch nicht für die CJ-Serie in der Gesamtheit. Aus diesem Grund habe ich die Koordinaten der Profile der CJ-Serie im *.dat Format in dieser Sammlung online gestellt:

• CJ-1
• CJ-2
• CJ-3
• CJ-4
• CJ-5
• CJ-6
• CJ-2309
• CJ-25(2)09
• CJ-3209
• CJ-3309
• CJ-3406
• CJ-3413
• CJ-201.509

Nicht alle Profile der CJ-Serie habe ich in der Profilesammlung ausführlich kommentiert, sondern nur die Profile mit einem größeren Verbreitungsgrad. Durch diese Profile gab es große Fortschritte im Bereich der Bretter, so dass diese Profile inzwischen weitgehend von moderneren Entwürfen verdrängt wurden. Für spezielle Anwendungsfälle im Bereich der Thermikbretter findet man in der CJ-Serie aber auch heute noch immer gute Anregungen, wie ein Profilentwurf für ein Brett aussehen könnte.

Fazit:  Das CJ-1 ist nur historisch von Interesse.

Quellen- und Literaturnachweis

• R/C Soaring Digest: "On The Wing 3 - CJ Sections", Website, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014

 

Das CJ-2 ist so etwas wie der Großvater der Profile für moderne RC-Bretter mit Fernsteuerung im Thermikflug. Zu Zeiten der Freiflieger waren überstabile Profile wie das CJ-1 üblich, deren schlechte aerodynamische Leistung relativ unauffällig über das geringe Gewicht kompensiert wurde. Mit den damals großen und schweren RC-Komponenten war das nicht mehr möglich. Das objektiv vorhandene Leistungsdefizit musste also mit Hilfe neuer Profilentwürfe, die weniger eigenstabil, dafür aber auch deutlich leistungsfähiger waren, behoben werden. Das CJ-2 ist ein frühes konzeptionelles Werk und wurde recht bald durch das CJ-5 ersetzt.

Fazit:  Der Einsatzbereich des CJ-2 wird vom CJ-5 besser abgedeckt.

Quellen- und Literaturnachweis

• R/C Soaring Digest: "On The Wing 3 - CJ Sections", Website, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014

 

So oder so ähnlich sieht das letzte Niedrig-Re-Zahl Profil aus, bevor man in einem Anfall geistiger Umnachtung den Kuhfangzaun montiert, also den berühmt-berüchtigten Turbulenzdraht vor der Nasenleiste. Ein solcher Profilentwurf macht nur Sinn, wenn man es mit instationären laminaren Ablöseblasen zu tun hat, also Re-Zahlen deutlich unter 100.000. In einem sehr engen Bereich funktioniert das CJ-2309 dann sehr gut, aber auch wirklich nur dort. Das Profil weist für normale Bretter eine zu geringe Dicken- und Wölbungsrücklage auf. Die Leistungen weisen in allen Disziplinen infolgedessen deutliche Defizite gegenüber anderen Profilen auf. Diese Konzeption ist bei sehr niedrigen Re-Zahlen anwendbar, auch wenn die X-Foil Polare das nicht vermuten lässt, weil die Annahme der stationären Strömung nicht mehr erfüllt ist. Bei sehr niedrigen Re-Zahlen stellt der Hauptdruckanstieg der Profiloberseite das Problem dar und der erfolgt bei diesem Profil sehr früh. Eigentlich müsste das Profil eine andere Nase und weniger Profildicke aufweisen, um ein perfektes Niedrig-Re-Zahl Profil zu sein, insofern ist dieser Entwurf insgesamt etwas problematisch.

Die Konzeption des CJ-2309 sollte man im Hinterkopf behalten, wenn es Probleme mit laminaren Ablösungen bei besonders niedrigen Re-Zahlen am Außenflügel gibt, der einen lokal niedrigen Auftriebsbeiwert aufweist. Genau diese Domäne beherrscht das CJ-2309, den Rest nicht. Das CJ-2309 wäre als Außenprofil an der Flügelspitze bei einem Schmittchen Wiesenschleicher Floater mit Profilstrak CJ-3309 - CJ-3309 - CJ-2309 (-1,5°) denkbar, aber wurde meines Wissens nie als Profilstrak in dieser Form eingesetzt. In engen Thermikschläuchen würde sich so ein Brett wie ein Greifvogel gierig in die Kurve krallen. Ein Profilstrak zum oben Einparken, nicht für Speed Rekorde. Die geglättete Version des CJ-2309 habe ich erstellt, damit man das grundsätzliche Potential, aber auch die erheblichen Probleme einer solchen Profilauslegung nachvollziehen kann.

Fazit: Profil für niedrige Re-Zahlen bei geringen Auftriebsbeiwerten.

Quellen- und Literaturnachweis

• Werner, Reinhard H.: Nurflügel-Segler ferngesteuert, Buch, 128 Seiten, 134 Abbildungen, ISBN 3-7883-0194-5, Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1984
• Profil Koordinaten: "On The Wing 3 - CJ Sections", Website, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014

 

Das letzte Profil der CJ-Serie, das eine größere Bedeutung erlangt hat. Im Vergleich zum CJ-3406 hat Dave Jones hier mehr Dicke zu Lasten der Wölbung investiert. Daraus resultiert ein wesentlich verbesserter Gleitflug, bei erstaunlich geringen Einbußen in der Sinkgeschwindigkeit gegenüber dem CJ-3406 bzw. CJ-3309. Das Profil verträgt eine etwas höhere Flügelstreckung und das erklärt zugleich die geringe Einbuße im geringsten Sinken trotz höherer Flächenbelastung gegenüber dem CJ-3309. Das CJ-25(2)09 kann aufgrund der kritischen Re-Zahl leicht oberhalb von 100.000 mit vergleichsweise hoher Streckung gebaut werden, so dass die nominell schlechtere Steigzahl über den geringeren induzierten Widerstand kompensiert werden kann.

Die Auslegung mit langer Nase, kleinem Nasenkreisradius und geradem Übergang führt zu einer starken Saugspitze außerhalb des Auslegungsbereichs des Profils. Im Endeffekt entstehen laminare Ablöseblasen, was zu einem sprunghaften Leistungsverlust führt, wenn man zu langsam oder zu schnell fliegt. Die Widerstandspolare oberhalb von ca=0,8 und unterhalb von ca=0,2 wirkt aufgrund dieser Profilnase wie abgeschnitten. Das scheint auf den ersten Blick kein Problem zu sein, aber wenn man bedenkt, dass ein Brett mit Höhen- und Tiefenruder die nutzbare Polare effektiv noch einmal um 20% einengt, ergibt sich ein Bereich des Auftriebsbeiwerts von 0,25 bis 0,6. Das ist nicht viel. Ein derartiges Profil kann bei einem leichten Brett in Rippenbauweise durchaus verwendet werden, aber bei mittelschweren Brettern mit hoher Oberflächengüte ist der begrenzte Auftriebsbereich ungünstig. Chuck Clemans selbst zieht inzwischen das BW-05 02 09 dem CJ-25(2)09 vor, in Europa hat sich das EMX-07 ebenfalls im direkten Vergleich durchgesetzt.

Fazit: Für leichte Thermikbretter in Rippenbauweise geeignet.

Quellen- und Literaturnachweis

• Unverferth, Hans-Jürgen (Hrsg.): Faszination Nurflügel, Buch, 1. Auflage 1989, 152 Seiten, ISBN 3-88180-026-3, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1989
• Profil Koordinaten: "On The Wing 3 - CJ Sections", Website, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014
• R/C Soaring Digest: "R/C Soaring Digest, Vol. 30, No.4, April 2013", Website, E-Paper PDF, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, abgerufen am 07.09.2014

 

Das Profil ist für Thermikbretter geeignet, aber die Profiltiefen sollten mindestens bei 250..300 mm liegen, weil das Profil keine niedrigen Re-Zahlen verträgt. Der Hauptdruckanstieg auf der Profiloberseite fällt ähnlich kritisch wie beim AR 193-S75 Profil aus, das lässt sich nur mit viel Flügeltiefe regeln. Bei großer Re-Zahl ist es ein gutmütiges und für reinen Thermikflug leistungsfähiges Profil, wäre da nicht das Problem mit der geringen Flügelstreckung. Gegenüber dem CJ-5 wurde vor allem der Gleitflug auf Strecke verbessert, bei vergleichbarer Thermikleistung. Bis zu einer Flächenbelastung von 30g/dm² arbeitet es ganz gut. Wer mehr Leistung erwartet, sollte eher das Profil Phönix wählen.

Das CJ-3309 ist seit Ende der 80er Jahre kein Profil für den Wettbewerbssport mehr, wie auch die Widerstandspolare deutlich zeigt. In Sandwichbauweise entsteht durch die auftretenden Blasen ein erhebliches Leistungsdefizit, in dem Fall wäre das EMX-07 eindeutig die bessere Wahl. Die in der Rippenbauweise zwangsläufig entstehenden Kantenübergänge reduzieren die laminare Ablösegefahr. Papier oder Seide ist als Bespannung zu empfehlen, glatte Folie eher nicht. Bei Problemen mit dem CJ-3309 kann ein Turbulator auf der Profiloberseite bei 25-35% der Profiltiefe Abhilfe schaffen. Das CJ-2309 ist ein denkbares Strakprofil, wenn die Flügelspitze des CJ-3309 Bretts nicht ganz so klobig tief gebaut werden soll und zugleich im steilen Thermikbart stabil in der Luft stehen soll.

Fazit: Für Thermikbretter in Rippenbauweise geeignet.

Quellen- und Literaturnachweis

• Werner, Reinhard H.: Nurflügel-Segler ferngesteuert, Buch, 128 Seiten, 134 Abbildungen, ISBN 3-7883-0194-5, Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1984
• Lichte, Martin: Nurflügelmodelle: Grundlagen für Entwicklung und Einsatz (MTB 3), Buch, 2. Auflage 1987, 78 Seiten, ISBN 3-88180-203-7, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1985
• Erdmann, Kai: Thermiksegelflug (F3J), Buch, 176 Seiten, ISBN 3-88180-064-6, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1994

 

Das Profil war ein wichtiger Entwicklungsschritt für den Einsatz des Bretts im Thermikflug in der Ebene mit hoher Anforderung an das geringste Sinken. Beim legendären Nurflügel Wettbewerb in Versmold konnten Anfang der 80er Jahre mit den CJ-5 Brettern bei sonnigen, windarmen Wetterbedingungen die ersten ernstzunehmenden Erfolge im Thermikflug erzielt werden. Mit geringer Flächenbelastung (12-18g/dm²) sind die Sinkleistungen gut, vergleiche Thermikbrett »Fit Fit '86«.

In der Thermik ist das Profil eine echte Überraschung, das schraubt sich besser als ein Geier hoch, außerhalb ist leider das Gegenteil der Fall. Das Profil war bereits Mitte der 80er Jahre veraltet, weil sich der Modellflugsport rasant in Richtung Höher-Schneller-Weiter entwickelt hat. Bei gemütlichen Brettern in Leichtbauweise mit 15-18 g/dm² Flächenbelastung und 30-35cm Wurzeltiefe ist es ein dankbares Profil für Sonntagsfliegerei bei Flaute und Sonnenschein. Die Profilpolaren des geglätteten CJ-5 zeigen, dass man aufgrund der geringen Flächenbelastung auch nicht deutlich unter diesen Flügeltiefe gehen sollte, damit die Re-Zahl nicht unter 200.000 sinkt.

Fazit:  Profil für ein gemütliches Sonntagsbrett.

Quellen- und Literaturnachweis

• Werner, Reinhard H.: Nurflügel-Segler ferngesteuert, Buch, 128 Seiten, 134 Abbildungen, ISBN 3-7883-0194-5, Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1984
• Unverferth, Hans-Jürgen (Hrsg.): Faszination Nurflügel, Buch, 1. Auflage 1989, 152 Seiten, ISBN 3-88180-026-3, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1989
• Werner, Dimmeler Gockeln: Fit Fit '86, Website, aerodesign, Modelldatenbank, Stuttgart, Deutschland, 2001
• FSV Versmold e.V., Website, abgerufen am 15.09.2014

 

Das Profil hat eine eigene Geschichte, die mit Flattern des Tragflügels infolge der geringen Profildicke und der geringen Querschnittsfläche zu tun hat. Mit einem UHM Kohleholm und einer Spread Tow UHM Schale könnte die Geschichte dieses Profils komplett neu geschrieben werden. Aber mal ehrlich: Wer investiert so viel Kohle in einen langsamen Wiesenschleicher? Die Sinkleistungen mit dem Profil sind gar nicht schlecht, allerdings ist die offene Rippenbauweise, bei der die Torsionssteifigkeit von Haus aus eher bescheiden ausfällt, das Kernproblem.

Die Querschnittsfläche im gewölbten Hauptquerschnitt ist gering, was zu einem geringen Torsionsträgheitsmoment führt. Satz von Steiner, zunächst noch ohne eisernes Kreuz. Das benötigen wir erst nach dem Einschlag des Bretts. In geodätischer Bauweise mit Seidenbespannung könnte man etwas gegen das Flattern tun. Insofern ist das möglicherweise eine interessante Herausforderung für handwerklich überdurchschnittlich begabte Holzwürmer. Die mit diesem Profil erlebte Entschleunigung ist ein fast schon verdächtig moderner Trend, sozusagen Nordic Walking beim Bauen und Fliegen.

Fazit:  Nur historisch von Interesse.

Quellen- und Literaturnachweis

• Werner, Reinhard H.: Nurflügel-Segler ferngesteuert, Buch, 128 Seiten, 134 Abbildungen, ISBN 3-7883-0194-5, Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen, Deutschland, 1984
• Wikipedia: Satz von Steiner, Website, abgerufen am 12.10.2014

 

Das Clark-YS ist kein sonderlich gelungenes Profil. Meinen nächsten Fußabtreter mit Eselsohren werde ich nach diesem Profil benennen. Aber Spaß beiseite, um was geht es hier? Das ist eines dieser Derivate, die wahrscheinlich aus dem Clark YH mit negativen Klappenausschlag abgeleitet wurden. Während Higgins beim NACA CYH zeigt, wie es geht, ist hier das Gegenteil der Fall. Die originäre Quelle des Clark-YS ist mir nicht bekannt, das muss ich in meinem Archiv noch suchen. Mit MTB 3 von Martin Lichte aus dem Jahr 1985 habe ich eine vergleichsweise junge Publikation zitiert, das Profil müsste wesentlich älter sein.

Das Clark YS kann bei einem Brett durchgängig verwendet werden oder als Profilstrak mit dem CYH. Wer das Clark YS als Außenprofil beim Strak verwendet, sollte genau wissen, was zu tun ist. Aufgrund der höheren kritischen Re-Zahl und des geringeren Maximalauftriebs besteht die Gefahr, dass schlechte Flug- und Überzieheigenschaften die Folge sind. Mit Hilfe von geometrischen Tricks wie Tiefen- und Schränkungssprung, Grenzschichtzaun oder Verwindung kann man mit einem solchen Strak akzeptable Flugeigenschaften erzielen. Im Normalfall gehört daher das Clark YS an die Flügelwurzel und das NACA CYH mit etwas Verwindung (-1,5°) an den Außenflügel. In diesem Fall stimmen sowohl die Flugleistung, als auch die Flugeigenschaften.

Fazit: Profilstrak für Oldtimerbretter in Rippenbauweise

Quellen- und Literaturnachweis

• Lichte, Martin: Nurflügelmodelle: Grundlagen für Entwicklung und Einsatz (MTB 3), Buch, 2. Auflage 1987, 78 Seiten, ISBN 3-88180-203-7, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1985

 

Das N.A.C.A. CYH ist ein S-Schlagprofil, das George J. Higgins im Juni 1926 bei der NACA publiziert hat. Das zugrunde liegende Clark Y wurde von Virginius Evans Clark 1922 entworfen, in dem er die Ordinaten eines Göttinger Profils auf die Abszisse projiziert hat, um eine gerade Profilunterseite für die Anstellwinkelvermessung beim Propellerbau zu erhalten. Insofern gehört das Clark Y eigentlich zur Göttinger Profilfamilie, aber das sei nur am Rande erwähnt.

Die ursprünglichen Koordinaten des Profils N.A.C.A. CYH Airfoil Section sind daran zu erkennen, dass diese nicht wie heute üblich vom Ursprung an der Profilsehne bemaßt sind, sondern der Ursprung auf der geraden Unterseite liegt und bis 60% der Profiltiefe mit dem Original Clark Y übereinstimmen. Das Ziel des Entwurfs von Higgins war, das Profilmoment zu reduzieren, ohne die wesentlichen guten Eigenschaften des Clark Y zu verlieren. Dazu hat Higgins geometrisch ab 65% der Profiltiefe den S-Schlag eingeführt. Die neu eingeführte Abszisse x=0.65 weist deswegen nur das CYH auf, aber nicht das Clark Y. Aus den genannten Gründen habe ich hier die Originalkoordinaten aus der NACA Technical Note Nr. 240 angegeben. Die Koordinaten im *.dat Format habe ich aus diesen Original Koordinaten neu berechnet.

Nun aber zur Anwendung. Bereits die 1926 gemessenen Momentenbeiwerte bei Re=3.570.000 sind mit -0,02 leicht negativ, im Modellflug werden die Werte etwas negativer ausfallen. Insofern kann das CYH nur als Strakprofil bei einem Oldtimerbrett am Außenflügel verwendet werden. Hier bietet sich der Profilstrak von der Flügelmitte vom Clark YS auf CYH am Außenflügel an. In Verbindung mit etwas Verwindung am Außenflügel ergibt sich dann ein gutmütiges Überziehverhalten

Die Polaren sehen gar nicht schlecht aus, insofern ist das ein mögliches Betätigungsfeld für Holzwürmer. Ein innenliegendes Höhenruder mit Clark YS und Tiefensprung auf CYH ist eine weitere mögliche Lösung, um den Momentenbeiwert einer solchen Konstruktion in den Griff zu bekommen. Das CYH ist also ohne Profilstrak oder konstruktive Zusatzlösungen nicht sinnvoll als Brettprofil einsetzbar. Als Profil beim Pfeilnurflügel stellt sich diese Frage nicht, da kann es ohne weitere Maßnahmen verwendet werden.

Fazit: Geeignet für einen Oldtimer Profilstrak

Quellen- und Literaturnachweis

• Higgins, George J.: "The N.A.C.A. CYH Airfoil Section" Technical Note No. 240, N.A.C.A., Washington, USA, June 1926
• Weick; Bamber: "NACA REPORT No. 428: WIND-TUNNELTESTS OF A CLARK Y WING WITH A NARROW AUXILIARY AIRFOIL IN DIFFERENT POSITIONS" NACA, Langley, Virgina, USA, 23. Februar 1932
• 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,

 

Das Profil wurde früher als Außenprofil des Profilstraks E184-E182 oder E186-(E184)-E182 verwendet. Versuche mit dem durchgängigen E182 im Hangflug zeigten ein leicht negatives Nickmoment, das mit negativem Ausschlag der Elevons kompensiert wurde. Das ist nicht sonderlich leistungsförderlich, aber bei Sturmwind an der Küste fällt das auch nicht weiter auf. Diese Hangbretter waren relativ klein gebaut, insofern ist das nachvollziehbar. Bei einem Brett mit 3 bis 4 m Spannweite sollten diese Probleme nicht auftreten. Der erwünschte Effekt, dass im Speedflug die Klappen im Strak stehen, sollte mit dem E182 realisierbar sein.

Der Hauptdruckanstieg der Profiloberseite liegt bei 37,5% relativ weit hinten und ist daher anfällig auf laminare Ablösung. Deswegen ist das Profil nur für hohe Re-Zahlen zum Beispiel bei Speedbrettern geeignet und spielt aufgrund dieser Eigenschaften deswegen heute keine Rolle mehr. Leitwerkler nutzen hin und wieder das E180 im Hangflug, Brett Nostalgiker das E186. Als Sparringspartner für den Entwurf von Speedprofilen in X-Foil ist das E182 gar nicht schlecht, insofern ist die Aufnahme in den Profilkatalog mehr als interner Aktenvermerk zu verstehen, denn als Profilempfehlung.

Im Endeffekt fehlt dem Profil im Allround Segelflug etwas Maximalauftrieb, um sich diese laminare Profilauslegung leisten zu können. Typischerweise würde man heute ein PW-51, PW-106 oder HS-7 in diesem Einsatzbereich verwenden. Die Profiloberseite ist nicht mit einem anstellwinkelfesten Hauptdruckanstieg ausgelegt, was ein besseres Handling als beim E182 ermöglicht. Die Profile JWL-097, PW-51 und HS-7 decken einen vergleichbaren Einsatzbereich ab, aber weisen im Vergleich wesentlich gutmütigere Flugeigenschaften als das E182 auf.

Fazit: Nur für reine Speedbretter geeignet.

Quellen- und Literaturnachweis

• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014

 

Das E184 war eines der ersten modernen Nurflügelprofile der Neuzeit und wurde mit dem Eppler-Code von Prof. Dr. Richard Eppler (Universität Stuttgart) invers entworfen. Es handelt sich um ein wie beim E182 um ein moderates Laminarprofil, dessen Hauptdruckanstieg bei 35% auf der Profiloberseite im Druckbeiwertsverlauf zu erkennen ist. Dadurch ist eigentlich ein Zackenband Turbulator bei 35 bis 40% der Profiloberseite Pflicht, aber das wäre ein Leistungskiller par excellence. Ohne Turbulator wäre die Leistung in einem engen Bereich exzellent, aber außerhalb nur schwer fliegbar. Mit Turbulator wäre das Profil sehr gut steuerbar, aber die Flugleistung wäre im Keller. Ein Teufelskreis!

Das E184 wurde Mitte der 80er Jahre von Modellfliegern hin und wieder als Außenprofil des Straks E180-184 bei Pfeilnurflügeln verwendet, was sich aber aufgrund der Profilauslegung als Fehler herausstellte. Diese Modelle waren mit Ausnahme von wenigen Entwürfen wie der »Elfe 2« im Langsamflug kaum steuerbar. Das E184 ist ein Laminarprofil und als solches für den Außenflügel eines Pfeilnurflügels im Modellflugbereich denkbar ungeeignet, weil dort die Steuerklappen liegen. Es wird ohne Turbulator unterkritisch umströmt, das heißt die Strömung löst laminar ohne Wiederanlegen ab. Das Ergebnis ist der Verlust der Steuerbarkeit im Landeanflug infolge der laminaren Ablösung. Der Einschlag im Langsamflug ist so sicher, wie das Amen in der Kirche.

Übrig geblieben sind somit das E180 für Hang- und Speedflieger mit Leitwerk. Das E182 hat für normale Bretter einen zu geringen Nullmomentenbeiwert und für Leitwerkler einen zu hohen. Das E184 wird heutzutage aufgrund der beschriebenen Probleme nicht mehr eingesetzt. Es bleibt ein gutes Lehrbeispiel aus dem Profilentwurf, wie ein gemäßigtes Laminarprofil mit S-Schlag aussieht.

Fazit:  Laminarprofil für Hangbretter mit Problemen bei der Steuerbarkeit.

Quellen- und Literaturnachweis

• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014
• Weller, Kurt: "Elfe 2", 1978/79

 

Wir sprechen hier über eines der ehemals populärsten Profile für Bretter in Europa. Eine ganze Reihe von kommerziellen Brettern wurde mit diesem Profil produziert und sie waren recht erfolgreich, was die Verkaufszahlen anging. Worin liegt der Unterschied zum E184? Der Hauptdruckanstieg der Profiloberseite liegt bei 30%, daher kann sich die Strömung vor der Endleiste wieder turbulent anlegen. Der Nickmomentenbeiwert ist in der Praxis dadurch stabil positiv. Das ist der ganze Trick, warum das E186 gutmütige Flugeigenschaften aufweist! Im Vergleich zum E184 ist das E186 weniger kritisch im Überziehverhalten beim Langsamflug und wurde deswegen an einer Vielzahl von Brettern eingesetzt; ein echter Klassiker. Anfang der 90er Jahre haben Profile wie das EMX-07 dieses Profil aufgrund besserer Leistung bei vergleichbar guten oder noch besseren Flugeigenschaften verdrängt.

Das E186 findet man heute aufgrund der ordentlichen Flugleistung nach wie vor bei Oldtimern und Nachbauten wie der »Galaxy« der Fa. Robbe von 1978. Allerdings muss man hierbei einen Punkt beachten: Das E186 kann zwar mit hohen Flächenbelastungen erstaunlich gut umgehen, aber die Robby Galaxy mit ihren stattlichen 3,5-4,5 kg Fluggewicht markiert wirklich die Obergrenze. Mit einem Fluggewicht von 2,5 kg hätte man bessere Flugeigenschaften und Sinkleistungen. Moderne Brettentwürfe mit Allround Einsatzbereich setzen inzwischen traditionell eher das EMX-07 ein, weil es gegenüber dem E186 in allen Disziplinen mindestens ebenbürtig oder leicht überlegen ist: geringstes Sinken, bestes Gleiten, Speedflug und Flugeigenschaften sind nochmal besser. Das EMX-07 ist eine Weiterentwicklung des E186 und das ist insofern keine schlechte Referenz. Der Feind des Guten ist bekanntlich das Bessere und so wird es immer sein.

Fazit: Das Profil war ein wichtiger Entwicklungsschritt für moderne Brettnurflügel.

Quellen- und Literaturnachweis

• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014

 

Das Profil EH 1,5/9 von John Yost ist aus der Pfeilszene bestens bekannt (EH = E228 Tropfen mit Horten Skelettlinie kombiniert). Es bietet sehr gute Flugeigenschaften, weswegen es bei Freizeitpiloten bis heute sehr beliebt ist. Die Sinkleistung ist gut, hat aber Schwächen im Gleitflug. Deswegen wird es bei Pfeilen im Leistungssport heute nicht mehr verwendet. Bei den heute üblichen Flügelstreckungen wäre der Nullmomentenbeiwert auch viel zu hoch, aber das sei nur am Rande erwähnt.

Beim Blick in die Widerstandspolare erkennt man aber sofort, dass es Sinn macht, das Profil bei großen Brettern mit Spannweite 3,5..5m ebenso einzusetzen, wie bei Speed-Deltas (z.B. »Vector« Fa. Schübeler Jets). Warum das trotz des vermeintlich geringen potentialtheoretischen Nullmomentenbeiwerts funktioniert, erkennt man beim Blick in die Widerstandspolare. Das Konzept, momentenneutrale Profile bei Brettern einzusetzen, habe ich ausgiebig seit 1991 erprobt und die Untergrenze in der 2m Klasse untersucht. Was dort mit ein paar Schwierigkeiten gerade so zu funktionieren beginnt, ist bei großen Brettern insbesondere im Hangflug kein Problem. Das Gesagte gilt nur für die Profile EH 1.5/9 und EH 1.0/9.

Fazit: Für Brett-NF Großsegler im (alpinen) Hangflug geeignet.

Quellen- und Literaturnachweis

• Unverferth, Hans-Jürgen (Hrsg.): Faszination Nurflügel, Buch, 1. Auflage 1989, 152 Seiten, ISBN 3-88180-026-3, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1989
• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014

 

Das Brettprofil hat Martin Lichte entworfen, indem er verschiedene geometrische Parameter vorhandener Eppler Profile gemischt hat. Man erkennt sehr deutlich die Provenienz des E186, was sich gut bewährt hatte. Dass das EMX im Thermik-, Hang und Gleitflug wirklich gut funktioniert, haben Stefan Siemens und Frank Müller mit ihrem Brett »Niveau« und »Niveau 2« auf verschiedenen Wettbewerben demonstriert. Das Profil hat einen geringen Nasenkreisradius, was für niedrige Re-Zahlen vorteilhaft ist. Dennoch scheint das Phönix tendenziell etwas leistungsfähiger zu sein und mehr Potential zu haben. Dem Maximalauftriebsproblem der Bretter kommt es einfach etwas besser entgegen. Für ein Allroundbrett ist das EMX-07 in jedem Fall eine gute Wahl. Alternativ kann auch das BW-050209 verwendet werden, welches einen vergleichbaren Einsatzbereich aufweist.

Hinweis: Es gibt bei den Koordinaten unterschiedliche Publikationen vom Martin Lichte, hier sind die »geglätteten« Koordinaten des EMX-07 angegeben.

Fazit: Ein bewährtes Allround Brettprofil.

Quellen- und Literaturnachweis

• Zeitschrift Aufwind 3/91, Seite 26, die mediaidee, Bodelsberg/Allgäu, Deutschland, 1991
• Zeitschrift FMT 6/91, Seite 12, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1991
• Siemens, Stefan; Müller, Frank: "Niveau 2", Zeitschrift, Aufwind 5/93, Seite 33, ISSN 0939-5296, die mediaidee, Sulzberg/Allgäu, Deutschland, 1993
• "FMT Profilesammlung Nr. 176", Zeitschrift, FMT 3/1995, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1995

 

Bei Scale und Semi-Scale Nachbauten der Fauvel AV-36 stellt sich die Frage, ob der Einsatz des Originalprofils Fauvel F2 bzw. F4 17% wirklich eine gute Idee ist. Aufgrund der Gewichtslimits im Flugmodellbau von 5 bzw. 25 kg wird ein solches Brett leicht ein Luftstehdrache mit Eignung zum Bockspringen. Tendenziell empfiehlt es sich bei Nachbauten das dünnere Fauvel 14% zu verwenden. Das ist optisch gerade noch vertretbar in der Dicke, bei Spannweiten unter 3m kann man es auch auf 12% ausdünnen.

Bei einem AV-36 Nachbau verwendet man auf diese Weise ein Original »Fauvel« Profil, was einen gewissen Charme hat. Der kleine Schwindel bei der Profildicke geht in Ordnung, weil das Brett damit einfach wesentlich besser fliegen wird und darum geht es im Endeffekt. Alternativ kann man natürlich auch komplett andere Profile verwenden, aber das hängt vom geplanten Einsatzzweck ab. Für ein bemanntes Brett ist das Profil als Außenprofil geeignet, allerdings würde man heutzutage auf leistungsfähigere Profile ausweichen.

Fazit: Für Nachbauten der AV-36 als Großsegler.

Quellen- und Literaturnachweis

• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014

 

Das Profil Fauvel F2 17% ist von der legendären »Fauvel AV-36« bekannt, Baujahr 1948-1950, Erstflug 31. Dezember 1951. Die AV-36 wurde als einziges Segelflugbrett in nennenswerter Stückzahl mit über 100 Exemplaren gebaut. Dennoch ist die Quellenlage bei diesem Profil schwierig, welches an den Bauunterlagen des Originals liegt. Üblicherweise wird das Profil aus dem Plan 1:1 entnommen und daher benötigt man für den Nachbau einer Fauvel AV-36 keine Profilkoordinaten. Das Profil wird durchgängig ohne Schränkung verwendet, wie im Betriebshandbuch der AV-36 CR nachzulesen ist. Es gibt irgendeine Quelle mit der Koordinaten Tabelle vom Fauvel F2 17%, die aber sehr unstetige Koordinaten aufweist.

In manchen Publikationen wird auch das Fauvel F4 17% als das Original Profil der AV-36 benannt. Diese Frage habe ich noch nicht abschließend klären können, welche Angabe stimmt oder ob beides zutrifft. Das Wortmann FX-66 H 159 konnte als optionales Profil für die AV-361 (Super AV 36) verwendet werden.

Im Modellbau sind stetige Profilkoordinaten sehr wichtig, daher habe ich etwas recherchiert. Eigentlich wollte ich mir eine Original AV-36 kaufen, die sehr günstig zu bekommen war. Aber meine Frau meinte, ich hätte schon genug Hobbys. Mit Hilfe von eingescannten Auszügen der Pläne einer AV-36C habe ich meine Version des Fauvel F2 erstellt und anschließend geglättet. Martin Hepperle hat Koordinaten aus einer anderen Quelle verwendet, die er numerisch geglättet hat. Die X-Foil Polaren habe ich mit den von mir erstellten Koordinaten berechnet, aber zum Download stehen beide Listen zur Verfügung.

Die Widerstandspolaren zeigen, dass der Nachbau sehr groß sein sollte, damit das Profil aerodynamisch funktioniert. Als Untergrenze sind bei der Re-Zahl 250.000 anzusehen, am Außenflügel wohlgemerkt. Fangt also bitte nicht mit einem Nachbauprojekt mit 2 Meter Spannweite an und fragt euch verwundert, warum das mit dem Fauvel F2 17% nicht fliegt. Selbst bei 3m Spannweite (1/4 Scale) wäre ich etwas vorsichtig, der Nachbau müsste 6-10kg auf die Waage bringen. Das Fauvel 14% oder das HS-160 wären in diesem Fall die bessere Wahl, damit man unter 5kg Fluggewicht bleiben kann und das Flugbild und die Eigenschaften einigermaßen dem Original entsprechen.

Fazit: Für Nachbauten der AV-36 als Scale Großsegler geeignet.

Quellen- und Literaturnachweis

• Bender, Hans-Walter: "Bender Profildatenbank - Fauvel F2 (smoothed by Hepperle)", Wiechers WinProf 2.0, 1993-1999
• Deutsches Museum, Flugwerft Schleißheim: AV-36 CR, Website, abgerufen am 22.02.2015
• Flugzeugbau Teck Nabern: Betriebshandbuch AV-36 (pdf), 1957
• Scale Soaring UK: The Fauvel AV36 flying wing sailplane, with some details of the Av 361, Website, abgerufen am 26.02.2015
• AV-36, Sailplane & Glider Magazine, Zeitschrift, 5/1952, 12/1952, 5/1953, 1-2/1954
• Jane's World Sailplanes & Motor Gliders, AV-36, Seite 30-32, 1978
• AV-36, SILENTFLIGHT, Zeitschrift, 1992

 

Wir haben es hier mit einem Profil für extrem niedrige Re-Zahlen zu tun. Bitte beachten, dass man bei einem normalen Allroundbrett trotz der geringen Dicke bei Re=100.000 im unterkritischen Re-Zahlbereich operieren würde! Das funktioniert nicht, der Versuch lohnt nicht. Die Profilnase ist einfach zu spitz und im Übergang zur Oberseite nicht gut passend. Wofür kann man das Profil dann aber einsetzen?

Durch diese Auslegung kann man das Profil bei ganz geringen Re-Zahlen für superleichte Brettern verwenden, die nur Auftriebsbeiwerte von 0,0 bis 0,3 in Anspruch nehmen und bei Re-Zahlen von 60.000 bis 200.000 operieren. Die Widerstandspolare zeigt sehr deutlich, dass man dieses Profil bei einem HLG Brett (F3K) sehr gut einsetzen kann. Wir sind uns hoffentlich einig, dass eine X-Foil Polare mit Re-Zahlen von 60.000 Unsinn ist und nur ein grober Anhaltspunkt für eine gemittelte instationäre Lösung sein könnte, aber mit der Realität nichts zu tun hat. Das ist nur der Post-It Zettel, dass dieses ein Hardcore Low-Rn Profil ist und für nichts anderes eingesetzt werden sollte. Bei Re=60.000 muss man in den Modellwindkanal gehen. X-Foil mit Re-Zahlen < 80.000 ist Kaffeesatzleserei, weil die Randbedingung der stationären Strömung verletzt wird, so dass die Ergebnisse ungültig sind.

Das Profil hat noch Verbesserungspotential im Nasenbereich, aber irgendwas ist immer. Es sollte jedem klar sein, dass für die Steuerbarkeit in jedem Fall ein Zackenband Turbulator der Stärke 0,4mm auf der Profilunterseite bei l=50-60% Pflicht ist. Auf der Profiloberseite würde ich es auf einen Test ankommen lassen, mit Ausnahme des Außenflügels bis in die Flügelspitze. Hier muss direkt an der Nase ein Zackenband Turbulator platziert werden, sonst taumelt das Brett wie ein welkes Blatt im Wind. Unter Beachtung dieser Besonderheiten klappt es auch mit dem kleinen Superfloater.

Fazit: Superleichte HLG Floater mit Fluggewicht von 150 bis 400g.

Quellen- und Literaturnachweis

• Althaus, Dieter: Niedriggeschwindigkeitsprofile (Stuttgarter Profilkatalog II), Buch, 1. Auflage 1996, 591 Seiten, ISBN 3-528-03820-9, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft, Braunschweig/Wiesbaden, Deutschland, 1996
• Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG): Stuttgarter Profilkatalog I & II, Website, abgerufen 04.10.2014

 

Mir ist bisher kein Brett mit diesem Profil begegnet, aber das könnte sich ändern. Das Profil ist mit E186, EMX-07 und BW-05 02 09 gut vergleichbar, daher sollten Überraschungen ausbleiben. Die theoretische Polare bestätigt das ebenso wie das Geschwindigkeitsprofil. Tendenziell ist das FX-66-H-80 für leichtere Bretter mit großer Profiltiefe geeignet. Schwere Bretter würden im Langsamflug zu hohe Auftriebsbeiwerte fordern, so dass die Gefahr von laminaren Ablösungen besteht und die Profilumströmung unterkritisch wird.

Das Profil hat wahrscheinlich wegen des verdächtigen »H« im Namen keine Verbreitung bei Brettern gefunden. Hubschrauber tun niemandem weh, sie sind nur hässlich. Spaß beiseite, damit hier keine neuen Mythen entstehen: Bei vielen älteren Profilen weist ein Index »H« auf ein Hubschrauber Profil hin, aber in diesem speziellen Fall hier habe ich keinen unmittelbaren Nachweis, ob das »H« für »Helicopter« steht. Martin Hepperle schreibt dazu: »FX 05-H-126 This airfoil has been designed by F. X. Wortmann during a stay at the Bell helicopter company in the USA.« Vielleicht ist meine Arbeitshypothese weniger Lichtjahre von der Realität entfernt, als zunächst vermutet, es ist zumindest ein Indiz vorhanden.

Das Profil ist gut für leichte Bretter im Allroundeinsatz geeignet. Wer alte ausgetretene Wege der Brettentwicklung verlassen möchte, ist bei diesem Profil richtig. Auf den vorhandenen Abweg mit den hohen Auftriebsbeiwerten habe ich hingewiesen, also keine Beschwerden, Leichtbau ist angesagt!

Fazit: Interessante Option für leichte Allround Bretter

Quellen- und Literaturnachweis

• Althaus, Dieter: Niedriggeschwindigkeitsprofile (Stuttgarter Profilkatalog II), Buch, 1. Auflage 1996, 591 Seiten, ISBN 3-528-03820-9, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft, Braunschweig/Wiesbaden, Deutschland, 1996
• Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG): Stuttgarter Profilkatalog I & II, Website, abgerufen 04.10.2014
• Hepperle, Martin: Airfoil Design for Light Tailless Airplanes, Website, 08. September 2003

 

Das Profil habe ich hier mit aufgenommen, um die Grenze einer klassischen Thermikprofil Auslegung mit S-Schlag aufzuzeigen. Aufgrund der widersprüchlichen Quellenlage habe ich mich dazu entschieden, hier vorerst nur die von mir geglätteten Koordinaten zu publizieren. Aus meiner Sicht gibt es Koordinatenlisten mit verschiedenen Tippfehlern, wie man an der Geschwindigkeitsverteilung gut erkennen kann. Leider habe ich momentan keine altehrwürdige wissenschaftlich belastbare Quelle zur Hand, um die Originalkoordinaten zu verifizieren, daher belasse ich vorerst bei dem Hinweis in Sachen Koordinaten.

Man benötigt 35-40 cm Profiltiefe an der Tragflügelwurzel, um ein Profil wie dieses im Modellflugbereich betreiben zu können. Damit beschränkt sich der Einsatzbereich auf einen großen Holzbock, der sanft und beeindruckend am Sonntagnachmittag über dem Flugplatz schwebt, ein Luftsteher par excellence. Der Abwegfaktor ist immens, daher ein paar Anmerkungen zur Tragflügelauslegung: Am Außenflügel wird sich ein Profilstrak auf ein auftriebsschwächeres Profil mit niedrigerer kritischer Re-Zahl kaum vermeiden lassen. Das bedeutet normalerweise direkt Absturz durch Abkippen und Trudeln beim ersten Überziehversuch. Deswegen kann das Gö-746 als Wurzelprofil nur mit Mittenhöhenruder sinnvoll betrieben werden, damit der hohe Maximalauftrieb abgemildert wird. Außen sollte zusätzlich ein Tiefen- und Verwindungssprung im Stil der Gö3 Minimoa eingeführt werden. Nebenbei bemerkt, sieht so ein Design bei einem Holzbock authentisch aus und verleiht dem Entwurf eine Eleganz und Erhabenheit. Für das Göttinger Profil benötigen wir also eine Tragflügelgeometrie aus Göppingen, um gute Flugeigenschaften zu erzielen. Damit wäre auch die Frage der unterschiedlichen "Gö" beantwortet.

Wer sich dieses Profil in den Kopf gesetzt hat, muss sich bewusst sein, dass man auf einem Abweg unterwegs ist, der über den alten Seitenpfad Minimoa erst begehbar wird. Der Momentenbeiwert wird in der Praxis leicht negativ ausfallen, daher muss beim Brett Entwurf an anderer Stelle etwas für den Momentenhaushalt getan werden. Oder aber die Höhenruderklappe steht leicht nach oben heraus, das verträgt dieses Profil klaglos. Wie eingangs erläutert, markiert das die Auslegung Gö-746 die Grenze für einen großen Holzbock hinsichtlich der Profilauslegung unsinkbar. Hieran schließt unmittelbar die Kategorie unfliegbar an, also die direkte Verbrennung auf dem Scheiterhaufen.

Fazit: Entwurfsgrenze für einen großen Thermikfloater in Holzbauweise

Quellen- und Literaturnachweis

• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014
• Siegmann, Hartmut: aerodesign, Website, veröffentlicht am 15. November 2014

 

Das Profil Gö-765 von der Aerodynamischen Versuchsanstalt Göttingen (AVA) ist das Profil eines Windkanalmodells des unter dem Namen »Messerschmitt Me-163 B Komet« bekannt gewordenen deutschen Abfangjägers mit Raketenantrieb aus dem zweiten Weltkrieg. Der Flugzeugentwurf stammt von Prof. Dr. Alexander Lippisch aus der Delta Reihe von 1937. Es gibt Quellen jüngeren Datums, die bezeichnen das Gö 765 als »das« Profil der »Me-163«, aber auf Grundlage meiner eigenen Recherchen kann ich diese Einschätzung nicht teilen. (...)

Aerodynamisch gesehen ist das »Gö 765« ein Innenprofil für große Deltas und Bretter mit ordentlicher Bauhöhe. Dank des positiven Momentenbeiwerts kann man es selbstverständlich auch bei ungepfeilten Brettern gut verwenden. Insofern ist das Profil ein Kandidat für ein Brett oder Pfeil als Hotliner. Für originalgetreue Nachbauten der »Me-163« in größerem Scale Maßstab ist das Gö 765 in jedem Fall sehr gut geeignet, die minimalen Unterschiede zum Original werden optisch nicht erkennbar sein.

» Vollständiger Artikel

Fazit: Profil für den Nachbau einer Messerschmitt Me-163 Komet

Quellen- und Literaturnachweis

• Lippisch, Alexander: Ein Dreieck fliegt - Die Entwicklung der Delta-Flugzeuge bis 1945, Buch, 1. Auflage 1976, 142 Seiten, ISBN-3-87943-467-0, Motorbuch Verlag, Stuttgart, Deutschland, 1976
• Nowarra, Heinz J.: Die Deutsche Luftrüstung 1933-1945, Buchreihe, Band 3, ISBN 3-7637-5467-9, Bernard&Graefe Verlag, Koblenz, Deutschland, 1993
• Abbott, Ira H.; Doenhoff, von, Albert E.: Theory of Wing Sections, Buch, ISBN 0-486-60586-8, ISBN-13: 978-0-486-60586-9, McGraw-Hill, New-York City, New-York, USA, 1949-1959
• Loftin; Laurance K. Jr. and Cohen; Kenneth S.: "Aerodynamic Characteristics of a Number of Modified NACA Four-digit-series Airfoil Sections", Research Memorandum, No.L7I22, NACA, Langley, Virginia, USA, 1947
• Lednicer, David: "The Incomplete Guide to Airfoil Usage", Website, abgerufen am 18. Oktober 2014
• Scott, Jeff: <http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0173.shtml>, Website, abgerufen am 18. Oktober 2014, erschienen am 25. April 2004

 

Im Frühjahr 1990 hatte ich die Idee, ein leichtes Elektroflug Brett zu entwerfen. Es fehlte mal wieder ein geeignetes Profil, also hieß es selber schnitzen! Aufgrund der guten Erfahrungen mit dem HS-3.0/9.0 (HS-3) bei Pfeilnurflügeln habe ich daraus zeichnerisch mit Hilfe einer Modifikation der Profiloberseite und Endfahne das HS-5 abgeleitet. Die neue Skelettlinie habe ich mit Hilfe der Birnbaum-Koeffizienten in einem tabellarischen Verfahren nachgerechnet, dass diese einen positiven Momentenbeiwert aufweist. Der Eppler-Code stand mir damals noch nicht zur Verfügung.

Vom Profilentwurf existieren nur Bleistiftzeichnungen, die Tabelle der Skelettlinie mit den Birnbaum-Koeffizienten, die Rippenblockschablonen und der gebaute Tragflügel. Damals hatte ich aus Zeitgründen keinen kompletten Profilkoordinatensatz erstellt, sondern nur die geänderte Skelettlinie zur Überprüfung des Nullmomentenbeiwerts nachgerechnet. Die Werte stimmen bis auf 5% mit den potentialtheoretischen X-Foil Simulationsrechnungen überein, was zeigt, dass die Skelettlinientheorie eine feine Sache ist und im Vorentwurf bis heute ihre Berechtigung hat. Das Außenprofil war dasselbe, es entstand mit Hilfe der Verkleinerungsfunktion eines Kopierers - 30%. So einfach ging das damals!

Die hier angegebenen Koordinaten habe ich beim Umbau des Nachfolgeprojekts Æ-022 V1B zu V2 aus dem aufgetrennten Tragflügel rekonstruiert (2015). Das hat den Vorteil, dass es mit hoher Genauigkeit das tatsächlich erprobte Profil ist, ohne unbekannte Übertragungsfehler im Jahr 1990. An der neuen Tragflügelsteckung habe ich das Profil abgenommen, dann die neue Schablone exakt passend zum Tragflügel geschliffen. Diese Sperrholzschablone habe ich eingescannt, vektorisiert und mit X-Foil simuliert. Der Profilausdruck des neu erstellten Koordinatendatensatzes, der hier zum Download zur Verfügung steht, passt exakt auf den vorhandenen Tragflügel.

In der Flugerprobung des »Ghost Castle« mit Folienbespannung im Jahr 1991 fiel mir auf, dass das Profil ausgeprägte laminare Eigenschaften aufweist. Das konnte ich mir damals nicht so recht erklären, weil ich den Profiltropfen NACA-0009 verwendet hatte. Deswegen erhielt der Tragflügel beim Umbau zum Floater »Summerdream« 1993 eine Papierbespannung, um das Problem genauer einzugrenzen. Die weiteren Flugversuche 1998-2001 erfolgten teilweise mit Turbulatoren, im Jahr 2015 dann mit voller Belegung über die gesamte Spannweite. Auf der Profiloberseite liegt der 4mm breite Streifenband Turbulator bei 25-35% der lokalen Profiltiefe, auf der Profilunterseite bei 65-80%.

Wenn ich mir heute die Geschwindigkeitsverteilung des HS-5 ansehe, fällt mir selbstverständlich sofort der Laminarprofilentwurf auf, der gar nicht beabsichtigt war. Dieses ist ein Profil, das bis 30% Profiltiefe laminar umströmt wird und dann erfolgt der Hauptdruckanstieg. Dieses kann man im CP Plot und in der Widerstandspolare ohne Turbulatoren gut erkennen, im mittleren Anstellwinkelbereich gibt es eine laminare Ablösung bei Re-Zahlen von 100.000 mit entsprechendem Widerstandseinbruch. Das deckt sich sehr gut mit dem Befund aus dem Flugversuch: Wenn man aus dem Langsamflug beschleunigt, fällt das Brett zunächst gefühlt in ein Turboloch, um dann sprunghaft mit einer hervorragenden Gleitzahl davon zu sprinten! Dieses Verhalten ist den Leitwerklern zum Beispiel vom Eppler E-193 gut bekannt, das sich in dieser Hinsicht ähnlich verhält.

Das HS-5 ist ein gutes Beispiel dafür, wie sehr man heute von den modernen Entwurfsverfahren wie X-Foil und Eppler profitiert: Den Hauptdruckanstieg auf der Profiloberseite am Übergang zwischen Profilnase und Profilmitte konnte ich damals nicht berechnen, aber dieser verursacht im Langsamflug Probleme, wie die Flugerprobung des sehr leichten Bretts »Summerdream« gezeigt hat. Allerdings ist dieser Hauptdruckanstieg auch für die exzellente Gleitflugleistung verantwortlich, zusammen mit der für Bretter etwas höheren Tragflügelstreckung (11,5). Bei einem Thermikbrett mit weniger als 3 Meter Spannweite würde ich dieses Profil deswegen eher nicht empfehlen, obwohl ich es in diesem Bereich erprobt habe. Insgesamt ist es ein Profil, das eine hohe Dynamik bietet, aber aus den genannten Gründen im Langsamflug den Einsatz von Turbulatoren zumindest im Bereich der Ruderklappen erfordert.

Fazit: Profil für ein Hangflugbrett oder Elektrobrett mit Durchzug.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: Technische Notiz Æ 022 V2 "Summerdream", Website, aerodesign.de, Zorneding, 2015
• Siegmann, Hartmut: Æ 22 V1 "Summerdream", Brettnurflügel, Privat-Archiv, Isernhagen, 1993
• Siegmann, Hartmut: Æ 06 "Ghost Castle" Elektroflug Brettnurflügel, Privat-Archiv, Isernhagen, 1990

 

Damals plante ich im Winter 1989/1990 ein Speedbrett für Elektro-Antrieb mit 1 Meter Spannweite und es fehlte wie immer ein Profil. Also habe ich damals mit dem von meinem Bruder Eckhard entwickelten Profilprogramm (TurboPascal) das »Horten II 50% xd=30%« als Ausgangsbasis für diese Profilentwicklung verwendet, dessen Koordinaten in der FMT-Profilesammlung Nr. 27 zu finden waren. Die Skelettlinie versprach eine momentenneutrale Auslegung, wie ich das für ein Speedbrett als sinnvoll erachtete. Ein Speedprofil sollte dünn sein, daher habe ich den Entwurf auf 6,5% Profildicke reduziert, sowie Profilnase und Endleiste modifiziert. Im Endeffekt behielt das Profil also nur die Abszisse und die Grundcharakteristik der Horten Skelettlinie, aber weniger Wölbung und Dicke versteht sich.

Das Profil war nun fertig, also haben wir drei Kernsätze aus Styropor geschnitten. Unser Freund Uli hatte sein Speedbrett als erstes fertig gebaut, also ging es los mit der Flugerprobung. Nachdem der erste Startversuch im Handstart nicht den gewünschten Erfolg brachte, nahmen wir die Gummiflitsche als Starthilfe. Ergebnis war, dass das Profil wirklich sehr schnell war, schneller jedenfalls als der damals verwendete Antrieb. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass die »Wendigkeit« des Speedbretts sehr gute Augen erforderte und eher dem Wendekreis eines Containerschiffs entsprach, als einem Pylonrenner. Dieses Speedbrett mit Elektroantrieb blieb deswegen ein Einzelstück, obwohl es meine Erwartungen in Sachen Speed vollkommen erfüllt hat. Das Brett war »endschnell«, wie wir das damals nannten, es gab definitiv kein schnelleres Modell am Platz und das war beruhigend zu wissen.

Das Profil HS-6 war also mein erstes mit Computerhilfe erstelltes Profil, damals noch mit einem 9-Nadeldrucker ausgedruckt. Aus morbidem Interesse habe ich es aus meinem Archiv gekramt. Mich hat einfach interessiert, wie gut unsere Glättung damals war. Ein paar mehr Nasenkoordinaten hätten nicht geschadet, aber irgendwas ist ja immer. Die Koordinaten sind das Original, man braucht auch heute nichts weiter zu tun. Aufgrund der zu extremen Auslegung habe ich das HS-6 nie wieder verwendet. Wer im letzten Geradeausflug partout der Schnellste sein möchte, kommt um das Profil kaum herum. Bitte Fernglas oder Sichthilfen einplanen, sonst sieht man die Wende nicht mehr, aber für solche profanen Probleme gibt es heutzutage ja Videobrillen.

Fazit: Hardcore Speedprofil für Bretter.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: Profil HS-6, Privat-Archiv, Isernhagen, 1990
• Bender, Hans-Walter et al.: "FMT-Profilesammlung Nr. 27 - Horten II 50% xd=30%", Zeitschrift, Flug- und Modelltechnik 02/89, ISSN 0015-458X, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1989
• Horten, Reimar; Selinger, Peter F.: Nurflügel: Die Geschichte der Horten-Flugzeuge 1933 - 1960, Buch, 2. unveränd. Auflage 1983, 3. unv. Auflage 1985, 4. unv. Auflage 1987, 5. unv. Auflage 1993, 6. unv. Auflage 2000, 7. unv. Auflage 2012, 240 Seiten, Herbert Weishaupt Verlag, Graz, 1983, ISBN-10: 3-900310-09-2

 

Aufgrund der Erfahrungen mit dem HS-6 habe ich das HS-7 entwickelt, aber das ist eine längere Geschichte. Es war klar, dass der Maximalauftrieb beim HS-6 zu knapp bemessen war. Im Sommer 1991 plante ich ein Speedbrett für die Herbststürme an der Nordsee, einen robusten Küstenflieger. Kurz vor den Herbstferien fiel mir im Wetterbericht der »Tagesschau« auf, dass sich über dem Atlantik zwei riesige Tiefdruckgebiete zusammenbrauten. Die Frontensysteme sprachen für länger anhaltenden Starkwind. Das Konzept für das Speedbrett hatte ich im Sommer skizziert, dann aber in der Schublade liegen lassen. Blöder Plan! Es galt nun die Frage zu klären, wie ich innerhalb von 72 Stunden von der Idee zum flugfertigen Speedbrett komme.

Da lagen immer noch diese fertig geschnittenen Styroporkerne vom Elektro-Brett herum, leider mit dem HS-6 und den bekannten Problemen. Dann hatte ich eine Idee: Wenn ich den Styroporkern mit Balsa beplanke, dann ergibt sich die notwendige Aufdickung durch das Material. Zugleich habe ich Schleifmaterial zur Verfügung, um Kontur und Wölbung anzupassen und kann mir das zeitaufwändige Erstellen von Schneidschablonen und neuen Kernen ersparen. Also Balsabestände im Keller geprüft, 1.5mm Balsa war noch genug da. Dann PC gebootet, Profilprogramm gestartet und schnell hatte ich um das HS-6 eine Beplankung mit 1.5mm Dicke gezogen. Die neue Außenkontur schnell noch geglättet und das HS-7 war entstanden! Den Ausdruck auf Pappe geklebt und ausgeschnitten, fertig waren die Konturschablonen. Dann abends schnell Epoxydharz angerührt, Flügel mit Balsa und Glasgewebe in unsere mechanische Presse und aushärten lassen. Am nächsten Morgen habe ich den Rohling vom Tragflügel des »Sturmtänzer« entformt. Innerhalb von zweieinhalb Tagen und Nächten war das Modell flugfertig mit Fernsteuerung und Ballastkammern aufgebaut. Alles Weitere hierzu ist im Bericht über den Sturmtänzer nachzulesen.

Im Nachgang hatte ich dann vergessen, das Profil vernünftig zu dokumentieren, so dass in meinem Archiv nur die skalierten Tabellen der Schablonensätze als Ausdruck geblieben sind. Aus diesen Daten ließ sich das Profil rekonstruieren. Nun hat endlich auch der »Sturmtänzer I« sein Profil zurück. Das HS-7 muss den Vergleich mit modernen Speedprofilen nicht scheuen und hat sich bewährt: Die Wendigkeit ist exzellent und hat einen Durchzug wie Rammstein. Lediglich die Elevons stehen leicht nach oben, aber der »Sturmtänzer I« ist recht klein. Wenn es am Hang richtig gut trägt, dass Ziegelsteine fliegen, sollten die Klappen bei einem etwas größeren Brett mit diesem Profil im Strak stehen. Und ausschließlich in diesem Betriebspunkt sollten bei einem Speedbrett Elevons im Strak stehen, weil uns nur der geringste Profil- und Trimmwiderstand interessiert. Wenn es nicht trägt, verlassen wir den Hang und überlassen das Feld den Floatern. Kein Tag für Sturmtänzer. Aber wenn die anderen einpacken, weil angeblich viel zu viel Wind weht, ist unsere Zeit gekommen!

Fazit: Bewährtes Speedprofil für Bretter unter Extrembedingungen im Hangflug.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: Profil HS-7, Privat-Archiv, Isernhagen, 1991
• Siegmann, Hartmut: Sturmtänzer I, Website, Modelldokumentation, Stuttgart, 2000

 

Es war einer dieser verregneten Tage im Herbst 1992, als mir die Idee kam, ein neues Profil für Bretter wie den »Sturmtänzer I« zu entwickeln, um eine Option zwischen der extremen Speed Auslegung von HS-6 und HS-7 und den langsameren Profilen wie Phönix bzw. EMX-07 zu haben. Das Ziel war der Einsatzbereich von Hangflug bis Elektroflug. Der niedrige Momentenbeiwert des HS-8 alias HS 2,0/8,0 erfordert beim Brett etwas Massenträgheit, damit das Flugverhalten gut ist. Aufgrund der Speed Forderung wäre ein höherer Momentenbeiwert schädlich, denn dann müsste man Tiefenruder trimmen. Ein zu niedrigerer Momentenbeiwert war auch nicht das Ziel, denn wer einmal bei Sturm der Windstärke 10 Bft. und Orkanböen geflogen ist, weiß die Schwerpunktvorlage als stabilisierendes Mittel zu schätzen.

Das Profil ist zwar ein computergestützter Entwurf, aber klassisch geometrisch aus Kombination einer von mir entworfenen Skelettlinie und Profiltropfen errechnet und am Ende geglättet. Dadurch ist das Geschwindigkeitsprofil harmonisch, was bei einem rein geometrischen Design in der Regel nicht der Fall ist. Die geometrische Entwicklung erklärt auch die exakten Werte von Dicken- und Wölbungsrücklage mit 30,0% und 25,0%, was heutzutage mehr oder minder ein Zufallsergebnis wäre.

Der Profilentwurf orientiert es sich an der Konzeption des »Phönix«; was sicher nicht die schlechteste Referenz ist. Aufgrund der langen laminaren Laufstrecke an der Profilunterseite empfiehlt es sich, das Profil in GFK-Positivbauweise oder Negativformen zu bauen. Aus heutiger Sicht könnte man sicher an dem Profil einiges noch optimieren. Beim RC-Hallenflug (Indoor) hat sich das Profil als sehr unempfindlich hinsichtlich der Re-Zahl gezeigt, was an der relativ spitz ausgeführten Profilnase liegt.

Fazit: Profil für Allround Hangflugbretter und kleine Pfeile.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: Profil HS 2.0/8.0, Privat-Archiv, Isernhagen, 1992

 

Diese Entwicklung baut auf dem »MDHWK« von Martin Lichte auf, ohne die Forderung aus dem Solarflug nach einem linearen Profiloberseitenverlauf zu übernehmen. Dieser Freiheitsgrad erlaubt mehr Leistung aus dem Profil herauszuholen, bei deutlicher Verbesserung der Schnellflugleistung. Die Grundcharakteristik sollte dabei erhalten bleiben, das HS-117 ist ein Thermikprofil für einen leichtgewichtigen Floater.

Das »MDHWK« ist und bleibt ein bewährtes Thermikprofil für Bretter mit und ohne Solarzellen. Das HS-117 erweitert den Geschwindigkeitsbereich etwas in Richtung schnelles Gleiten. Das Profil trägt ganz gut, daher kann man das mögliche Mehrgewicht zum Beispiel in einen Elektro-Antrieb investieren. Dennoch ist das Profil nichts für Racer, sondern langsame Thermik Floater.

Fazit: Profil für Thermikbrett mit Elektroantrieb.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: Profil HS-117, Stuttgart, 01. März 2002

 

Das Profil HS-120 habe ich seit dem 23. Juni 2002 auf aerodesign als Profilentwurf zum Download bereitgestellt, weil es bei Brettern immer einen Mangel an Profilen gab und gibt. Aufgrund einer aktuellen Anfrage habe ich mich dazu entschieden, das Profil geglättet neu zu veröffentlichten. Die Unterschiede sind überschaubar und dienen im Wesentlichen der Vergleichbarkeit für Leistungsrechnungen mit X-Foil. Wen das Original interessiert, klickt bitte einfach auf das zweite Koordinaten Listing im Datenblatt, das sind die ursprünglichen Koordinaten. Alle Polaren und Diagramme wurden mit der geglätteten Version simuliert. Nun aber zum Profil selbst und dem Einsatzbereich. (...)

» Vollständiger Artikel

Fazit: Bewährtes Profil für große Thermikbretter (mit Elektroantrieb).

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: aerodesign: Profil HS-120 (smoothed), Website, München, Deutschland, 16. September 2014
• Siegmann, Hartmut: aerodesign: Profilkoordinaten HS-120, Website, Stuttgart, Deutschland, 23. Juni 2002
• RC-Network Modellsport e.V.: RC-Network.de - Clark YS-2592 und HS-120, Internetforum, veröffentlicht am 23. Juni 2002 13:34 Uhr

 

Die Anforderung nach einem neuen widerstandsarmen Brettprofil kam damals aus dem noch neuen Trendsport Dynamic Soaring. Insbesondere die EPP-Bretter benötigten ein neues Profil, das eine etwas größere Profildicke aufweist. Das Profil hat sich über die Jahre als schnell und widerstandsarm bewährt. Insbesondere im Bereich des schnellen Gleitens liegen die Vorzüge. Die Thermikfliegerei ist definitiv nicht die Domäne des HS-130, dafür verwendet man eher das Phönix oder das EMX-07. Das HS-130 wird meist an kleineren Brettern mit 1,5-2,5m Spannweite im Hangflug und beim Dizzen eingesetzt. Das Profil habe ich im Rahmen meiner Kolumne »Ohne Filter - Profile Light« in Aufwind 1/2004 publiziert. Die etwas größere Profildicke war Entgegenkommen von Wünschen aus der Ecke der EPP-Fraktion, weil das torsionsweiche Baumaterial EPP hinreichende Profilquerschnitte erfordert.

Grundsätzlich ist das Profil für Bretter mit 1,5-3m Spannweite im Hangflug zum Speed und DS-Fliegen gut geeignet. Damals hatte ich noch keine eigene Flugerfahrung mit dem Profil Phönix gesammelt, so dass die Auslegung des HS-130 etwas auftriebsschwächer ist, als die Aufgabe eigentlich erfordert hätte. Es gab damals vor allem die langsamen Brettprofile wie CJ und so weiter, daher dieser Gegenentwurf des HS-130 zum gewohnten Brettprofil Angebot der Kategorie unsinkbar. Für leichten Hangaufwind ist dieses Profil nicht geeignet, das neuere HS-144 deckt diesen Bereich sicherlich deutlich besser ab.

Fazit: Bewährtes Brettprofil für Hangflug bei Starkwind, DS und Speed.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: "Ohne Filter - Profile Light", Zeitschrift, Aufwind 01/2004, ISSN 0939-5296, die mediaidee, Bodelsberg/Allgäu, Deutschland, 2003
• Siegmann, Hartmut: aerodesign: Ohne Filter - Profile Light (9), Website, Stuttgart, Deutschland, 07.11.2003

 

Dieses Profil soll den Einsatzbereich gegenüber dem etwas speedlastigen HS-130 mehr allroundfähiger gestalten, ohne zu sehr an Speed zu verlieren. Entworfen habe ich das Profil bereits 2003, aber in der digitalen Schubladen vergessen und erst jetzt im November 2014 hier auf aerodesign veröffentlicht. Vom Entwurf her lassen sich beide miteinander gut straken, so dass man das HS-130 als Innenprofil verwenden kann und das HS-132 am Außenflügel, im Bereich der Elevons. Bei diesem Profilstrak steht mehr Maximalauftrieb gegen den unvermeidlichen Verlust beim Ziehen am Höhenruderknüppel zur Verfügung, als bei einem durchgängig verwendeten HS-130.

Das HS-132 kann selbstverständlich auch einfach durchgängig verwendet werden, aber dann bitte mit Turbulatoren bei 75% auf der Profilunterseite. Die Oberseite habe ich absichtlich im HDA supersmooth gestaltet, so dass ich keine ernsthaften Re-Zahl Probleme erwarte. Mit 15-18cm Profiltiefe kann es losgehen, aber nicht vergessen bitte, wir reden hier über ein Allroundbrett. Das Profil sollte gutmütig zu fliegen sein, bei zugleich guter Leistung, siehe Widerstandspolare. Wer mehr in die Leistungsspitze gehen möchte, sollte sich meine HS140er Profilreihe ansehen. Das HS-132 habe ich auf Zuverlässigkeit, gutes Handling und Leistung bei mittleren Windbedingungen am Hang entworfen.

Fazit: Allroundprofil zum Testen.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: aerodesign, Website, veröffentlicht am 15. November 2014

 

Im Flugbetrieb haben sich einige Brettprofile als leistungsfähig, aber auch trimmintensiv herausgestellt. Schwerpunkt, Höhenrudertrimmung und Ballast sind ständig anzupassen, um ein optimales Setup zu erzielen. Ein Turbulator auf der Profilunterseite (75%) kann die Trimmsituation im Regelfall merklich verbessern. Also warum nicht gleich auf diese Weise ein Profil entwerfen?

Aufgrund dieser Erfahrungen habe ich das HS-144 mit Turbulator bei 75% auf der Profilunterseite entworfen. Dadurch weist das Profil über den gesamten Geschwindigkeitsbereich einen sehr konstanten Momentenbeiwert auf. Die Profiloberseite ist konservativ ohne Turbulator ausgelegt. Den Nullmomentenbeiwert habe ich bei diesem Profil zugunsten der Handling Qualities (Längsstabilität, Trimmung, Stall) absichtlich nicht voll ausgereizt, es soll sich einfach fliegen und trimmen lassen. Das Potential für eine Leistungssteigerung ist im Entwurf enthalten, der Hauptdruckanstieg auf der Profiloberseite ist für niedrige Re-Zahlen ausgelegt. Man kann aber auch hier einen Turbulator bei 50-80% platzieren, siehe Widerstandspolare. Das Profil eignet sich aufgrund der für Bretter geringen Re-Zahl Anforderungen auch als Außenprofil bei einem Strak.

Praxistipp Turbulator: Meistens genügt ein dünner Streifenturbulator aus Klebeband mit 0,1..0,4mm Dicke und 2-6mm Breite bei 70-85% der Profiltiefe auf der Profilunterseite. Der geeignete Turbulator hängt stark von der Modellgröße (Re-Zahl) und Oberflächengüte ab. Die Ruderklappen (Klappentiefe 25% ≥ l_k ≥ 10%) sollten auf der Profilunterseite befestigt werden, damit der Strömungsumschlag stabil erfolgt. Der Übergang zu Tesafilm® und Ruderklappe kann im Einzelfall bereits als Turbulator genügen. Der Turbulator sollte von der Tragflügelwurzel über 75-90% der Spannweite gehen. Falsch ausgelegte Turbulatoren bemerkt man am Zappeln um die Hochachse bei böigem Wetter. In diesem Fall von außen kürzen oder einen dünneren Streifenturbulator verwenden. Zackenband ist meistens nicht erforderlich.

Die Widerstandspolare zeigt, dass man ein sportliches Brettprofil für mittlere Bedingungen bis hin zu Alpenföhnsturm und Orkan im Hangflug erwarten darf, was aufgrund des Maximalauftriebsbeiwerts aber auch problemlos Durststrecken am Hang überstehen sollte. Ob dieser Entwurf ein sinnvoller neuer Weg ist oder mal wieder ein Abweg, darf jeder selbst erproben. Das Profil wurde noch nicht getestet. Viel Spaß damit!

Fazit: Ein neues Brettprofil für Hangflieger

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: aerodesign, Website, veröffentlicht am 15. November 2014

 

Bei Allroundbrettern von Thermik- bis Hangflug gibt es eine Reihe von modernen Profilentwürfen, die überwiegend eine relativ geringe Profildicke aufweisen. Manchmal benötigt man aber einfach mehr Profildicke, so dass man automatisch bei relativ alten Profilen wie den Göttinger, Fauvel usw. landet, die aus dem manntragenden Bereich sind. Diese Entwürfe sind aus heutiger Sicht hinsichtlich laminarer Laufstrecken zu konservativ für bemannte Segelflugzeuge ausgelegt, es wird also Leistung durch zu frühe Hauptdruckanstiege verschenkt. Das klingt zunächst gut geeignet, aber für den ferngesteuerten Modellflug fordern sie dennoch zu hohe Re-Zahlen. Bei Re-Zahlen von 100 bis 400.000 sind die Druckanstiege einfach zu groß. Was also tun? Da bleibt mal wieder nichts übrig, als etwas Neues entwickeln!

Genau für diesen Bereich habe ich das HS-160 entworfen, dass man große Bretter mit dickeren Profilen bauen kann, die dennoch den Bedürfnissen einer niedrigeren kritischen Re-Zahl gerecht werden. Das Profil ist für die Tragflügelwurzel entwickelt, mit einer kritischen Re-Zahl von 150.000 als Untergrenze, was typischerweise ungefähr 250mm Profiltiefe entspricht. Das Profil soll einen vergleichsweise großen positiven Momentenbeiwert liefern, ohne zugleich in der Leistung schlecht zu werden. Zur Erinnerung: Ein positiver Momentenbeiwert kostet Widerstand und somit Gleit- und Steigzahl! Das Profil sollte zugleich nicht anfällig auf laminare Ablösungen werden. Alle diese Forderungen in einem Profil zu vereinen, liegt nahe an der Quadratur des Kreises und ist ein kleiner Teufelskreis: Das 28. Profil der Entwicklungsreihe hatte dann alle Eigenschaften vereint, die ich mir vorgestellt hatte.

Die Konzeption sieht dabei vor, dass der Außenflügel infolge des positiven Moments des Wurzelprofils auch mit sehr leistungsstarken momentenneutralen Profilen ausgestattet werden kann. Wer mehr auf gemütliches Fliegen bei gutem Handling im Thermikflug hinaus will, sollte an Mitten- und Außenflügel konventionell auf EMX-07 oder HS-120 straken. Das kombiniert man mit -1,5° Verwindung, um ein insgesamt ausgewogenes Kurvenflugverhalten zu erhalten und fertig ist das Brett.

Das Profil kann man mit dem HS-164 trotz vermeintlich ähnlicher Geometrie nicht direkt vergleichen, denn dort habe ich den Momentenbeiwert weniger komfortabel gestaltet und die laminaren Laufstrecken deutlich verlängert. Das führt zu einer größeren kritischen Re-Zahl, aber eben auch mehr Flugleistung. Man kann dabei durchaus HS-164 auf HS-160 straken und dann außen auf HS-132 oder HS-120 gehen, um mal ein Beispiel zu nennen. Das HS-160 kann aufgrund der insgesamt ausgewogenen Auslegung gut auf andere Profile gestrakt werden oder auch durchgängig ohne aerodynamische Schränkung (Profilstrak) verwendet werden.

Bitte das Klappenkonzept beachten: Bei Mittenhöhenruder benötigt man außen keine Verwindung, kann aber zugunsten des Kurvenflugverhaltens Verwindung einbauen. Bei Elevons sollten es -1,5° sein, ansonsten kann das Überziehverhalten giftig werden, weil das HS-160 mit einem Maximalauftriebsbeiwert von mehr als ca=1,1 aufwartet. Das kann bei manchem Profilstrak zum Strömungsabriss am Außenflügel führen. Solche unangenehmen Überzieheigenschaften kann man problemlos vermeiden, wenn man die Auftriebe der verwendeten Profile und die Klappenkonfiguration beim Entwurf des Tragflügels gleich berücksichtigt. Geeignete Tools zum Tragflügelentwurf (Möller, Ranis etc.) gibt es inzwischen wie Sand am Meer, um solche Auslegungsfehler frühzeitig zu identifizieren.

Das Profil HS-160 ist ein theoretischer Entwurf und bisher noch nicht getestet worden; die ausgesprochenen Empfehlungen und Erwartungen basieren auf Erfahrungswerten von ähnlichen Auslegungen.

Fazit: Neues Profil für große Bretter zum Erproben!

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: "Profil HS-160", Website, aerodesign.de, Zorneding, Deutschland, 20. Januar 2015

 

Das Profil HS-164 ist eine Neuentwicklung und als Wurzelprofil für große Bretter im Allroundeinsatz gedacht. Die etwas größere Profildicke ist für Sandwichbauweise in Styropor-Abachi/Balsa gut geeignet. Es ist ein relativ leistungsfähiges Profil mit längeren laminaren Laufstrecken, so dass eine Re-Zahl von 200.000 nicht unterschritten werden sollte. Dieses Profil ist für Wurzeltiefen von 300-500 mm entworfen, um große Segelbretter bauen zu können, auch mit Elektroantrieb versteht sich. Bitte das Profil nicht für kleine leichte Bretter verwenden, dafür ist dieses Profil ungeeignet.

Der positive Momentenbeiwert weist zwar leichte Reserven auf, aber abhängig von der Oberflächenqualität können Turbulatoren notwendig sein. Wenn bei der Flugerprobung die Höhenruder im getrimmten Flugzustand nach oben aus dem Strak stehen, ist ein Turbulator auf Profiloberseite und -unterseite anzubringen. Durch diese Maßnahme wird ein positiver Momentenbeitrag erzielt, der aber auch zu viel des Guten sein kann. Falls die Höhenruderklappen mit Turbulator im getrimmten Flug nach unten aus dem Profilstrak herausstehen, Turbulatoren in Spannweitenrichtung kürzen, bis eine neutrale Trimmung erzielt wird. Mit diesem Setup wird im Normalfall die beste Flugleistung erzielt werden.

Das Profil kann man mit dem HS-160 trotz vermeintlich ähnlicher Geometrie nicht direkt vergleichen, weil dort ein stabiles Handling bei niedrigerer Re-Zahl das Auslegungsziel war. Der Hauptdruckanstieg verläuft dort fast kontinuierlich, was Widerstandspunkte kostet, während das HS-164 erste Anlagen einer dezent laminaren Auslegung aufweist, die aber noch deutlich vom E-184 oder gar Roncz LDFWA entfernt ist. Im Geschwindigkeitsdiagramm kann man das zwar nur erahnen, aber die Polare mit N-Kriterium von 13 lässt unterkritisches Verhalten bei Re=200.000 erwarten, daher lautet die Empfehlung 200.000+. Das HS-164 hat im Einsatzbereich stets 50% laminare Laufstrecke auf der Profiloberseite und das ist bei einem Brettprofil relativ viel. Zugleich habe ich versucht, die Hauptdruckanstiege und insbesondere den Schließungsanteil sanft zu gestalten, um bekannte Probleme wie beim AR 193-S75 zu vermeiden. Im Ergebnis erhält man vergleichbare laminare Laufstrecken, aber ohne laminare Strömungsablösung.

Wenn man sich für das Wurzelprofil HS-164 entscheidet, was verwendet man dann am Mitten- und Außenflügel? Das ist relativ unproblematisch, das Profil lässt sich auf HS-120, HS-132, EMX-07 oder Phönix straken. Die genannten Profile sind alle hinreichend auftriebsstark, um ein HS-164 als Wurzelprofil vertragen zu können und darüber hinaus auch wenig Re-Zahl empfindlich. Bitte auf das Klappenkonzept achten: Bei Mittenhöhenruder benötigt man außen keine Verwindung, kann aber zugunsten des Kurvenflugverhaltens Verwindung einbauen. Bei Elevons sollten es -1,5° sein, ansonsten kann das Überziehverhalten giftig werden, weil das HS-164 mit einem Maximalauftriebsbeiwert von mehr als ca=1,1 aufwartet. Bei großen Brettern kann man das HS-164 auch durchgängig ohne Profilstrak verwenden.

Bitte beachten, dass das Profil HS-164 ein theoretischer Entwurf ist und noch nicht getestet wurde; die ausgesprochenen Empfehlungen basieren auf Erfahrungswerten von ähnlichen Auslegungen.

Fazit: Neues Profil für große Bretter zum Erproben!

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: "Profil HS-164", Website, aerodesign.de, Zorneding, Deutschland, 20. Januar 2015

 

Die Idee hinter der losen Profilreihe HS-190..199 besteht darin, Anregungen für neue, alte oder vom Normalpfad abweichende Wege beim Profilentwurf zu liefern. Wo ein anderer Weg ist, sind leider auch die gefürchteten Abwege nicht weit entfernt. Die Profile hier muss niemand verwenden, man kann sie testen. Wer eines dieser Profile verwendet, sollte in der Lage sein, Rückschläge zu verkraften. Es ist Prototypenbau billigster Art angesagt, keine Mätzchen.

Das HS-190 ist der Versuch, bekanntes Wissen im niedrigen Re-Zahlbereich auf den Profilentwurf von ferngesteuerten Brettern anzuwenden. Die Grundlagen haben Lilienthal, Schmitz, Jedelsky, Serendensky und viele andere für konventionelle Profile gelegt, aber es gibt nur wenige Versuche, diese Erkenntnisse auf stabile Profile mit positivem Momentenbeiwert anzuwenden. Das Profil HS-190 habe ich invers über die Geschwindigkeitsverteilung entworfen und es weist als Besonderheit auf der Profilunterseite nur einen Druckanstieg als Schließungsanteil mit zwei davor liegenden linearen Druckabfällen von 0-40% und von 40-80% auf, die bei 6 Grad Anstellwinkel gut zu erkennen sind. Dadurch erhalten wir einen positiven Beitrag zum Momentenbeiwert von der Profilunterseite, so dass eine nahezu konventionelle Profiloberseite mit mäßiger Rücklage und sanftem Hauptdruckanstieg zum Einsatz kommen kann. An der Profilnase könnte man noch etwas mehr herauskitzeln, aber zu Lasten des Nasenkreisradius und somit auch wieder der geringsten kritischen Re-Zahl. Dieselbe Konzeption findet man in extremer Ausführung am MEG-64 und an superkritischen Profilen, aber letzteres ist ein anderes Thema.

Das Profil ist mit diesen Auslegungskriterien für niedrigere Re-Zahlen ausgelegt, damit wir endlich von den klobigen 250-350mm Wurzeltiefen herunterkommen und ein Profil haben, dass bei Re=150.000 stabil funktioniert. Schöne schlanke Tragflügel wie bei meinen Brettern »Ghost Castle« oder »Summerdream« mit 200er Wurzeltiefen zu realisieren, die auch etwas höhere Flügelstreckungen und Flächenbelastungen vertragen, ist das Ziel. Dass dieses Ziel nur knapp erreicht wird, sieht man an der Polare mit N-Kriterium von 13 und erzwungenem Umschlag bei 70/90%. Bei spiegelglatter Oberfläche muss also mit Turbulatoren gearbeitet werden. Lediglich die Polare mit höherem Turbulenzgrad und N-Kriterium 9 scheint unauffällig zu sein, aber aufpassen, der Schein trügt. Vor den Ruderklappen sollte auf der Profilunterseite in jedem Fall ein Turbulator eingesetzt werden. Der Einsatz dieses Profils erfordert also den Willen zum Experimentieren, das ist kein Selbstläufer.

Der Gegenentwurf zu dem hier dargestellten Entwurf ist der altbekannte Weg, einen Speedprofilentwurf mit langen laminaren Laufstrecken über ein extrem geringes Fluggewicht als Floater zu realisieren. Dieser Weg wird seit vielen Jahren erfolgreich gegangen, weswegen dieser hier beschriebene mögliche Seitenweg etwas in Vergessenheit geraten ist. Dieses Profil funktioniert in der Simulation ganz gut, insofern sollten sich die Überraschungen in den erläuterten Grenzen halten. Aber bitte immer beachten, eine X-Foil Simulation ist nicht die Realität. Die Simulation sagt, dass eine Dronte fliegt, wenn sie zuvor von einer Hummel gestochen wurde, die zu Fuß gegangen ist, weil Hummeln nicht fliegen können. Das Naturgesetz besagt, dass eine Dronte auch dann nicht fliegt, wenn sie von einer fliegenden Hummel gestochen wurde, weil Dronten seit 1690 ausgestorben sind. Alles klar? Gut. Das HS-190 sollte zu den Hummeln gehören, die bei Sonnenschein fliegen.

Fazit: Experimentelles Thermikprofil für Bretter.

Quellen- und Literaturnachweis

• Siegmann, Hartmut: aerodesign, Website, veröffentlicht am 15. November 2014

 

Als Johannes W. Leinauer das Profil entworfen hat, haben wir ausgiebig per Telefon und Email darüber diskutiert, wie beim Entwurf die Aufgabenstellung eines Niedrig-Re-Zahl Brettprofils besser gelöst werden könnte. Es galt die Frage zu beantworten, wie man die bekannten Probleme von Profilen wie dem CJ-2309 umgehen und mit Hilfe von X-Foil eine neue Auslegung entwickeln könnte. Im Endeffekt ist das Johannes mit Hilfe einer Kombination aus kurzer steiler Profilnase, die für Thermikprofile typisch ist, in Verbindung mit den Eigenschaften von einem Speedprofil, wie geringe Profildicke und Wölbung, sehr gut gelungen. Das zeigen auch die theoretischen Polaren, dass diese Kombination funktioniert. Auf der Profilunterseite und insbesondere am Übergang der Profilnase in die Profiloberseite geht er progressiv zu Werke, indem er die Saugspitze im anschließenden Hauptdruckanstieg entlastet, was das besondere Auslegungsmerkmal dieses Profils ist.

Das JWL-065 funktioniert insbesondere bei niedrigen Re-Zahlen veritabel, dank der geringen Wölbungsrücklage und trotz des hohen Schließungsanteils an der Endleiste, die an der Unterseite ablösegefährdet ist. Hierzu muss man wissen, dass Johannes Holzoberflächen gebaut hat, die auf sanfte Weise den Umschlag in turbulente Strömung herbeiführen. Bei Folien oder GFK Oberfläche kann der Einsatz von Turbulatoren auf der Profilunterseite erforderlich sein. Interessanterweise funktioniert der späte und starke Schließungsanteil in der Praxis, aber sicherlich begünstigt durch die Holzoberfläche aus Furnier.

In seiner unnachahmlichen Holzbauweise hatte Johannes in seinem eigenen Stil mit dem »SchiSki« ein klassisches Brett mit Knickohren und Zentralhöhenruder ohne Querruder gebaut, ganz gegen den Trend der Zeit. Das Brett ist einfach sehr schön geflogen, ein problemloses Allroundbrett zum einfach-mal-fliegen-gehen. Das Profil eignet sich sehr gut für kleinere Allroundbretter der 2,5m Klasse und dafür hatte er es auch entworfen. Es sollte ein zentrales Höhenruder verwendet werden, das im Langsamflug nicht ausgeschlagen wird. Die Trimmung für den Langsamflug wird über die Schwerpunktlage eingestellt. Im Schnellflug schlägt die Höhenruderklappe zum Teil deutlich nach unten aus, denn das Profil ist für diesen Einsatz ausgelegt. Die Klappentiefe sollte 20% der Profiltiefe betragen.

Bei glatter Tragflügeloberfläche wird von Modellbauern verschiedentlich von Blasenbildung berichtet, was man an einer indifferenten Reaktion auf das Zentralhöhenruder bemerkt, das Tiefenruder greift dann nicht wie gewohnt. In dem Fall bitte ein einfach einen Zackenband Turbulator vor der Ruderklappe auf der Profilunterseite anbringen. Dieses ist ein Profil für den Thermik- und Hangflug und daher genügt ein Streifenturbulator meistens nicht, um den Strömungsumschlag und das Wiederanlegen vor der Endleiste zu erzielen. Die schönste Variante ist sicherlich eine geschliffene Holzoberfläche, die diesen Effekt von Haus aus mitbringt.

Fazit: Allroundprofil mit Charakter für handgemachte Bretter der 2,5m Klasse.

Quellen- und Literaturnachweis

• Leinauer, Johannes W.: Video Schiski, Website, Aufwind Magazin, abgerufen am 15.11.2014
• Leinauer, Johannes W.: leinauer.de/aero [offline], Website, Augsburg, Deutschland, im Sommer 2003
• Siegmann, Hartmut: "Ohne Filter - Profile Light", Kolumne Nr. 9, Zeitschrift, Aufwind 01/2004, ISSN 0939-5296, die mediaidee, Bodelsberg/Allgäu, Deutschland, 2003
• Siegmann, Hartmut: aerodesign: Ohne Filter Profile Light (9), Website, Stuttgart, Deutschland, 07.11.2003

 

Für sein Allroundbrett »Bleed« hatte Johannes dieses Profil auf Grundlage der Erfahrungen mit dem JWL-065 am »SchiSki« entworfen. Das JWL-097 hat eine ausgewiesen gute Steigzahl, trotz der geringen Wölbung, allerdings auf Kosten des Momentenbeiwerts. Daher kann man es mit traditionellen Brettprofilen nicht vergleichen, weil der Momentenbeiwert wesentlich geringer ist. Das Augenmerk hatte Johannes auf den Allroundeinsatz im Hangflug gelegt, insofern passt die geringe Wölbung mit dem niedrigen Momentenbeiwert, zum Einsatzbereich, vgl. PW51 von Peter Wick.

Freunde der hintersten möglichen fliegbaren Schwerpunktlage werden an dem JWL-097 auch als Floater ihre Freude haben, wenn das Brett besonders leicht gebaut ist; die anderen stellen die Elevons im Langsamflug leicht nach oben, wie beim »Bleed«. Das Profil sollte man aus diesem Grund (ebenso wie das PW51) nicht mit Mittenhöhenruder bauen, weil sonst das Überziehverhalten des Tragflügels sowie die Langsamflug Leistungen schlecht werden. Dieses Setup erfordert außenliegende Höhen-Querruder (Elevons) und dann klappt das, vgl. »Bleed«.

Das Profil ist bis heute ein bewährtes Allroundprofil für Hangflug Bretter. Wenn man die bekannten Besonderheiten dieser Auslegung beachtet, bekommt man ein sehr leistungsfähiges leichtes Brett von 1,5 bis 3,0 m Spannweite für den Allroundeinsatz.

Fazit: Brettprofil für den Allroundeinsatz im Hangflug.

Quellen- und Literaturnachweis

• Leinauer, Johannes W.: leinauer.de/aero [offline], Website, Augsburg, Deutschland, 2004
• Leinauer, Johannes W.: "Bleed", Dreiseitenansicht, Augsburg, Deutschland, 2004

 

Klaus Niegratschka hat eine Reihe von Brettprofilen entworfen, die Konvention der Nummerierung ist wie folgt: KN = Klaus Niegratschka, 19 = 1,9% Wölbung, 79 = 7,9% Dicke, 57 = 0,057 Nullmomentenbeiwert. Dieses Profil ist das Wurzelprofil der »Mamba '97«. Es ist aerodynamisch sehr sinnvoll, das Profilmoment in der Flügelmitte bei großer Flügeltiefe zu erzeugen und nach außen auf momentenneutrale Profile zu straken. Der Hintergrund ist schnell anhand der Druckbeiwerte verständlich: Der positive Momentenbeiwert führt einfach zu einer höheren Ablösungsgefahr auf der Profiloberseite! Der vollständige Mamba-Strak und andere Brettprofile stehen auf der Website von Klaus Niegratschka zum Download bereit. Das hier ist ein Beispiel für ein Wurzelprofil von einem moderneren Profilstrak.

Fazit: Wurzelprofil für Elektrobrett im Allroundeinsatz wie »Mamba«

Quellen- und Literaturnachweis

• Niegratschka, Klaus: http://www.nuricom.de/Airfoils/, Website, Deutschland, abgerufen am 25.09.2014.

 

Dieses ist ein weiteres Profil des »Mamba '97« Straks, das man entweder komplett im Original Profilstrak verwendet oder auch mit anderen Profilen kombinieren kann. Ausführlichere Erläuterung siehe KN 197957. Aufgrund des etwas geringeren Nullmomentenbeiwerts ist ein Profilstrak grundsätzlich empfehlenswert, aber nicht zwingend erforderlich. Bei einem größeren Brett der 3m Klasse könnte es auch ohne Strak funktionieren, aber die 100.000er Widerstandspolare zeigt bereits beginnende laminare Ablöseblasen auf. Das Profil erinnert ein wenig an das MH-64 von der Auslegung, was ebenfalls keine allzu niedrigen Re-Zahlen verträgt. Daher ist es eindeutig der bessere Weg einen Profilstrak im Außenflügel vorzusehen, zumal Klaus Niegratschka eine Reihe geeignete Strakprofile auf seiner Website zur Verfügung stellt. Dort ist auch der vollständige Profilstrak der »Mamba '97« zu finden, hier habe ich nur zwei Beispiele herausgesucht.

Fazit: Profilstrak für Allroundeinsatz mit Elektroantrieb

Quellen- und Literaturnachweis

• Niegratschka, Klaus: http://www.nuricom.de/Airfoils, Website, Deutschland, abgerufen am 25.09.2014.

 

Zitat Hans-Walter Bender: »Das Profil wurde speziell für einen solargetriebenen Nurflügel entwickelt, dessen Solarzellen nicht biegsam sind. Daher ist die Profilkontur oben hinten und unten exakt gerade, wobei davon ausgegangen wurde, daß die obere Nasenbeplankung transparent ist (Plexi). Das Profil ist auf minimales Sinken ausgelegt und hat diesbezüglich bei dem Testmodell von M. Lichte alle Erwartungen übertroffen. Der Momentenbeiwert ist fast = 0, d.h., an einem "Brett" eingesetzt, müssen die Ruder eine Idee auf "hoch" stehen für einen stabilen Flug. Das Profil bringt aber auch für Segel-Nurflügler erstklassige Thermikleistungen infolge geringer Sinkgeschwindigkeit und ist auch einfach und leicht in Holm/Rippen-Bauweise herzustellen. (...)«

Das beschreibt das Profil ziemlich gut. Also bitte beachten, dass das MDHWK für schnelles Gleiten nicht geschaffen wurde, es ist im Schnellflug ungefähr so schnell wie ein Bulldog mit Pflug. Bevor wir nun Schwerter zu Pflugscharen machen, der entscheidende Hinweis: Dieses ist ein Thermik(p)flugpropfil und ein gutes dazu! Die Einschränkungen durch die gerade Profiloberseite sind für eine niedrige kritische Re-Zahl gut, aber ungünstig für den Speedflug. Also bitte nicht über die nicht vorhandenen Schnellflugleistungen beschweren, diese sind definitiv nicht Teil des Anforderungskatalogs für ein mit Solarzellen betriebenes Brett!

Fazit: Ein leistungsfähiges Thermikbrettprofil - nicht nur für Solarbretter!

Quellen- und Literaturnachweis

• Bender, Hans-Walter et al.: "FMT-Profilesammlung Nr. 151 - MDHWK", Zeitschrift, Flug- und Modelltechnik FMT 2/1994, ISSN 0015-458X, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1994
• Bender, Hans-Walter: "Bender Profildatenbank - MDHWK", Wiechers WinProf 2.0, 1993-1999

 

Kategorie »Fundstück der Woche«: Beim Blättern im Buch Tailless Tale bin ich auf dieses seltene Prachtstück von Enrico Gallazi gestoßen. Der Name "MEG" ist der Name des Windkanals, in dessen Rahmen eine Reihe von Profilen entwickelt und getestet wurden. Für ferngesteuerte Bretter ist das Profil schwer verdauliche Kost, weil die Profilnase zu scharf ausgebildet ist. Das führt zu großen Problemen in der Steuerbarkeit. Wofür aber kann man es dann verwenden?

Das aufrichtenden Moment des Profils ist im Langsamflug infolge der spitzen Profilnase sehr groß und führt dadurch zu zwei erwünschten Effekten im Freiflug: Die kritische Re-Zahl des Profils ist sehr niedrig und der Nurflügel flippt beim Überziehen ohne großen Höhenverlust um die Querachse! Der Flip ist ein sehr schneller Purzelbaum, den man aufgrund der hohen Rotationsrate kaum erkennen kann. Anstatt gemütlich über die Phygoide zu stabilisieren, erlaubt dieses hoch instationäre Flugmanöver innerhalb kürzester Zeit den Übergang aus der vertikalen Aufstiegsphase in den stabilen Horizontalflug, bei vergleichsweise geringem Höhenverlust wohlgemerkt.

Mit diesem aerodynamischen Trick habe ich vor vielen Jahren einen Balsagleiter Wettbewerb bei der DAeC Luftsportjugend in Hirzenhain mit einem Brett gewonnen und zwar gegen alle anderen Konfigurationen: Leitwerkler, Pfeilnurflügel und Enten! Mein Brettchen mit messerscharfer Nasenleiste flippte perfekt um, so dass mein Balsagleiter nach dem Wurfstart aufgrund der größten Ausgangshöhe als einziges Modell im Wettbewerb zweimal Thermikanschluss bekam. Kleine Ursache, große Wirkung! Bei RC-Modellen ist der Flip jedoch ein unerwünschter Effekt, daher sollte man dieses Profil nur im Freiflug oder bei HLG/SAL/F3K Nurflügeln verwenden, bei denen die Anforderung nach einer möglichst geringen kritischen Re-Zahl die Auslegung diktiert.

Fazit: Ein interessantes Fundstück aus dem Freiflugsport.

Quellen- und Literaturnachweis

• Gale', Ferdinando: Tailless Tale, Buch, 258 Seiten, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, 08. Oktober 1991

 

Dieses Profil von Martin Hepperle ist ein wenig in Vergessenheit geraten. Begründet ist dieses sicherlich durch den großen Erfolg und die Popularität von MH-45 und MH-60 bei den Pfeilnurflügeln, dass das MH-49 ein Schattendasein geführt hat. Bei genauer Betrachtung fällt auf, dass Martin mit einer extrem dünn ausgezogenen Endleiste arbeitet, um die Momentenaufgabe zu lösen. Darüber hinaus kommt nur eine marginale Wölbung zum Einsatz, das Maximum ist daher negativ.

Im Endeffekt kommt man zum Ergebnis, dass das MH-49 wegen der hohen kritischen Re-Zahl von 150.000 nur als Wurzelprofil in Kombination mit einem Außenprofil wie MH-45 oder MH-46 funktionieren könnte. Als durchgängiges Profil ist es nicht gut geeignet und das erklärt dann auch, warum es bisher kaum Beachtung fand. Traditionell wurden die Bretter früher ohne Profilstrak gebaut, daher ist niemand ernsthaft auf die Idee gekommen, das MH-49 am Brett einzusetzen. Umgekehrt wird daraus eine interessante Fragestellung: Wie verhält sich das bekannt leistungsfähige MH-45 an einem Brett, bei dem das MH-49 an der Wurzel die Flugstabilität liefert?

Der Einsatzbereich eines solchen Profils ist dennoch begrenzt, wegen des Gewichtslimits eines Bretts mit so wenig Wölbung am Tragflügel. Der Effekt ist vom MH-45 gut bekannt, man benötigt ein niedriges Grundgewicht und wenig Ballast. Die aktuellen Brettprofile mit mehr Wölbung bei geringerer Profildicke scheinen nach heutigem Stand leistungsfähig und zugleich flexibler zu sein, was das Fluggewicht anbelangt. Das MH-49 zeigt, wie der Weg aussieht, wenn man über mehr Profildicke den Auftriebsbeiwert erzielt, anstatt über Wölbung. Diesen Weg muss man im Hinterkopf behalten, wenn es um eine Profilentwicklung geht. Manchmal ist es klüger, Leistung über etwas mehr Dicke anstatt Wölbung herauszuholen.

Fazit: Als Wurzelprofil mit Profilstrak auf MH-45 oder MH-46 denkbar.

Quellen- und Literaturnachweis

• Hepperle, Martin: MH 49 Coordinates, Website, Deutschland, abgerufen am 26.10.2014
• Hepperle, Martin: MH 45 Coordinates, Website, Deutschland, abgerufen am 26.10.2014
• Unverferth, Hans-Jürgen (Hrsg.): Faszination Nurflügel, Buch, 1. Auflage 1989, 152 Seiten, ISBN 3-88180-026-3, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1989

 

Diese Geschichte beginnen wir anders herum: Dieses Profil ist kein echtes NACA Profil, sondern ein irgendwie geartetes Derivat vom NACA 23012. Die genaue Herkunft habe ich noch nicht herausgefunden, aber bereits in den 70er Jahren taucht es in verschiedenen Modellbau Publikationen auf, Quellenangaben siehe unten. Vielleicht ist dieses Profil am »SZD-20X Wampyr 2« (1959) verwendet worden, aber das derzeit nur eine Arbeitshypothese, für die ich bisher keinen Beleg gefunden habe. Es gibt Quellen, die das NACA 23112 als Profil »SZD-20X Wampyr 2« angeben, wobei nicht weiter ausgeführt wird, welche Variante des Profils verwendet wurde.

Es gibt in der NACA 5-digit Serie offiziell nur die Skelettlinien 210, 220, 230, 240 und 250. Eine Skelettlinie »231« ist zwar rein rechnerisch möglich, aber diese ist nicht Teil der offiziellen Skelettlinienreihe. Auf einer 230er Skelettlinie wird zum Beispiel ein NACA 0012 Profiltropfen abgebildet und fertig ist das NACA 23012, ein sogenanntes NACA 5-digit. Hier soll allerdings ein NACA 23112-75 vorliegen, bei dem das "231" formal nicht existiert, aber die Angabe "12" zumindest geometrisch mit der Profildicke 12% übereinstimmt.

Das Suffix -75 ist interessanterweise eine zulässige Modifikation (Abbott/Doenhoff). Die Angabe stimmt jedoch mit diesem Profil nicht überein: Die erste Ziffer nach dem Bindestrich »7« steht bei NACA 4/5-digit Profilen für eine Modifikation des Nasenkreisradius (0..5 spitzer als normal, 6 ist normal, 7..8 linear stumpfer, r_LE>8 quadratisch stumpfer) und die zweite Ziffer »5« steht für die Dickenrücklage in 10% Schritten, hier müssten es also 50,0% sein, statt 31,4%. Darüber hinaus erkennt man an der Unstetigkeit der Geschwindigkeitsverteilung, dass dieses nicht die Koordinaten eines Original NACA Profil sein können. Die NACA Geometrie ist mathematisch eineindeutig stetig definiert.

Die Koordinaten habe ich aus dem Buch »Nurflügelmodelle« von Martin Lichte (1985) entnommen. Das Profil ist wesentlich älter, siehe Quellenangaben unten. An meinem Brett HS-03-V1 Feuerstuhl habe ich das »NACA 23112-75« ausgiebig erprobt, weil damals in der einschlägigen Literatur das Brett »Manx« recht gute Kritiken bekam. Mein Brett war mit 30cm Profiltiefe ein echter Bolide und als Hotliner mit Elektroantrieb geplant und gebaut. Darüber hinaus habe ich es im Hochstart erprobt und da zeigte es eine Besonderheit: Im Hochstart ging es ab wie eine Rakete! Die Startzeit im Handschlepp am 100m Seil betrug nur 3 Sekunden, am 150m Seil 6-7 Sekunden, mit sensationeller Ausklinkhöhe. Ein echter Kracher für F3J möchte man meinen, wäre das Brett nicht ebenso schnell wieder unten am Boden gewesen. Das lag an der geringen Flügelstreckung von 5, so dass die beobachteten Effekte weniger auf der Güte des Profils beruhen, als auf der speziellen Geometrie.

Heute würde ich das Profil wegen seines in der Praxis leicht negativen Momentenbeiwerts nicht mehr einsetzen, das HS-130 oder PW51 beherrschen die Disziplin Speed für Hotline Bretter besser, was der sinnvolle Einsatzbereich des NACA 23112-75 wäre. Aufgrund der Erwähnung in der Fachliteratur Ende der 80er Jahre habe ich das Profil der Vollständigkeit halber mit in diese Sammlung aufgenommen. Insofern ist das NACA, das gar kein echtes NACA ist, ein Kapitel der Brettgeschichte, das im Modellflug inzwischen längst geschlossen wurde.

Fazit: Nur historisch von Interesse.

Quellen- und Literaturnachweis

• Zeitschrift FMT 7/1972, Seite 241, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1972
• Thies, Werner: Handbuch für den Modellflug, Buchreihe, Band 1, 2. verb. Auflage 1978, Seite 133, ISBN 3-88180-000-X, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1977
• Lichte, Martin: Nurflügelmodelle: Grundlagen für Entwicklung und Einsatz (MTB 3), Buch, 2. Auflage 1987, 78 Seiten, ISBN 3-88180-203-7, Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden, Deutschland, 1985
• Abbott, Ira H.; Doenhoff, von, Albert E.: Theory of Wing Sections, Buch, ISBN 0-486-60586-8, McGraw-Hill, New-York City, New-York, USA, 1949
• Zeitschrift Aufwind 3/1991, Seite 28, die mediaidee, Bodelsberg/Allgäu, Deutschland, 1991
• Piechowski, Piotr: "SZD-20x Wampir 2", Website, abgerufen am 22.02.2015

 

Dieser Profilentwurf von Martin Lichte ist sagenumwoben, seit das Brett »Aspergillus« von Dieter Perlick und Peter Kowalski in der Wettbewerbsszene 1992 aufgetaucht ist. Das Profil ist nahe am perfekten Allroundprofil für Bretter, aber mit Einschränkungen hinsichtlich der Höhenrudertrimmung. Das etwas geringere cm₀ ist ebenso zu beachten, wie die starke Anstellwinkelabhängigkeit des Momentenbeiwerts. Neben dem richtigen Ballast kommt es ganz wesentlich auf die richtige Schwerpunktlage an. Das Fingerspitzengefühl des Piloten ist beim Trimmen gefordert, aber das Modell dankt diese Aufmerksamkeit beim Setup mit einer atemberaubenden Dynamik am Hang, speziell mit Ballast.

Ein 3m Brett mit dem Phönix verträgt durchaus 2-3kg Ballast, ein für Bretter vollkommen atypischer Wert. Üblicherweise genügen bei Brettern 400-800g Ballast, nicht so beim Phönix. Wenn die CFK Aschewolke des letzten F3B Leitwerklers in Sekundenbruchteilen hinter der Hangkante entschwindet, einfach dem Phönix noch einmal 1 kg Ballast gönnen. Allein, weil es geht. Die Regentropfen lassen sich nur noch operativ aus der Gesichtshaut des Piloten entfernen. Es ballert. Leichter Orkan, weiter aufbleien. Ein Kilo Ballast geht noch, rein damit und raus! Der Vorteil an den 2,4 GHz Fernsteuerungen besteht vor allem darin, dass die Antenne am Sender nicht mehr abbricht. Aus! Ende vom Werbeblock.

Ein zu leicht geratener Entwurf ist am typischen Rodeo-Flugstil zu erkennen, das wird auch bei SWP Vorlage nicht merklich besser. Ein Kreisel könnte bedingt helfen, macht aber bei den meisten Gyro-Systemen eine Zentral-Höhenruderklappe notwendig. Ein schwereres Modell kann allein aufgrund seiner Massenträgheit die hochfrequenten a-Schwingungen gar nicht erreichen, die das Profil aufweist und zum Wippen führen können. Also aufpassen, das Profil ist kein harmloser Entwurf, sondern einer mit Biss.

Fazit: Ein sehr leistungsfähiges Profil für ein F3B Brett.

Quellen- und Literaturnachweis

• Quelle Koordinaten: Einzelblatt Kopie (Das Profil war im Winter 1991/92 in der RC Nurflügel Szene im Brief-Verteiler)
• Perlick, Dieter; Kowalski, Peter: Dreiseitenansicht "Aspergillus", Zeitschrift, Aufwind 5/92, Seite 24, ISSN 0939-5296, MIBA-Verlag, Nürnberg, Deutschland, 1990

 

Peter Wick über das Profil PW51: »Mainly made for slope flying and aerobatics. I made it in 2003 and is somewhat still my main design. It is made for planks as all the others, but the lift range is extended to cl's below zero for aerobatics and a lot of fun. It is well proven... 180km/hr in DS and was able to win the Danish Championship in Pylon Racing. Pitching moment is around zero.«

Dem ist wenig hinzuzufügen, ein langjährig bewährtes Profil im Hangflug und Speedflug. Es lohnt auch der Blick auf die anderen Ableger der Familie, die Profile PW75, PW98-mod und PW106. Sie bieten sich als Strakprofil für das PW51 an. Bitte beachten, dass diese Profile alle einen leicht negativen Momentenbeiwert aufweisen und daher die Klappen beim normalen Gleitflug nach oben aus dem Strak stehen. Erst bei sehr starkem Hangaufwind und sehr hohen Fluggeschwindigkeiten stehen die Ruderklappen im Profilstrak, um in diesem vom Profilwiderstand dominierten Widerstandsbereich den Trimmwiderstand gering zu halten.

Aufgrund der unüblichen Stützstellen habe ich das Profil für die Berechnung der XFoil Polaren mit 199 Stützstellen interpoliert. Vergleiche mit anderen Brettprofilen sind nicht direkt möglich, weil der Momentenbeiwert der PW Profile eher Pfeilen entspricht, als Brettern. Im Hangflug bei starkem Hangaufwind ist diese Charakteristik erwünscht, so dass der Trimmwiderstand im Speedflug sehr gering ist. Im Vergleich zu konventionell ausgelegten Brettern bzw. Profilen steht dem Vorteil des Trimmwiderstands beim Speed ein erhöhter Trimmwiderstand im Gleitflug gegenüber, aber das langsame Gleiten ist ohnehin nicht der Auslegungspunkt der PW Profile.

Fazit: Sehr leistungsfähiges Profil für Speedflug und Dynamic Soaring.

Quellen- und Literaturnachweis

• Peter Wick: "PW Profile", Zeitschrift, AUFWIND 4/2005, die mediaidee, Bodelsberg/Allgäu, 2005.
• Peter Wick: "Peter Wick's Airfoils for Plank Planforms", Website, E-Paper PDF, B²Streamlines, Olalla, Washington, USA, December 2005, abgerufen am 22.02.2015
• Peter Wick: "RCGroups.com - PW airfoils", Website, Diskussionsforum, Beitrag vom 29.06.2005, abgerufen am 22.02.2015

 

Als Entwurf mit ausgeprägter laminarer Laufstrecke ist das Roncz - Low Drag Flying Wing Airfoil ein Profil, welches man gut beim Entwurf zur Entwicklung neuer Profile verwenden kann. Durch Interpolation lässt sich zügig ein laminares Charakteristikum einführen, ohne viel Arbeitszeit in den inversen Entwurf stecken zu müssen. Bei einem Großsegler Brett ist das Roncz LDFWA zwar grundsätzlich als Wurzelprofil verwendbar, aber bitte nur bei entsprechender Sachkenntnis eines geeigneten Profilstrak mit Turbulatoren einsetzen.

Im Normalfall verwendet man solche Profile im Modellflugbereich nur zur Entwicklung, aber nicht für den Einsatz. Die ausführlich beschriebenen Probleme der Profile AR 193-S75 und E184 in Sachen Steuerbarkeit würden beim Roncz potenziert auftreten, weil der Hauptdruckanstieg für Re-Zahlen von 400.000 und mehr ausgelegt ist. Mit diesem Profil verlässt man also den Bereich des Modellflugs in Richtung bemannter Segelflug, wofür es auch entworfen wurde.

Insofern ist das hier im Rahmen dieses Profilkatalogs einfach als ein Beispiel für ein Profil gedacht, das für ein Brett im Modellflug ein zu radikaler Laminarprofil Entwurf wäre, aber für ein bemanntes Brett durchaus infrage kommt. Wer eigenständig Profile weiter entwickelt, sollte die Möglichkeiten ebenso wie die Grenzen kennen und das hier ist ein solches Fallbeispiel. Oder anders formuliert: Herzlich willkommen in der Coffin Corner im Modellflug! Bitte bei der nächsten Möglichkeit im Profilentwurf wenden.

Fazit: Profil für ein bemanntes Brett im Segelflug.

Quellen- und Literaturnachweis

• Selig, Michael S. et al.: UIUC Airfoil Database, Website, UIUC Applied Aerodynamics Group, Illinois, USA, abgerufen am 03.10.2014

 

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