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KN-Nurflügelprofile,KN-flying wing airfoils
KN-Airfoils
©by Klaus Niegratschka
last update 30.10.09
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Kennzeichnung der Profile
Die Kennzeichnung der Profile besteht aus drei Zweiergruppen von Zahlen
Die erste Gruppe bezeichnet die Wölbung in Promille. Also hat 25 95 26
eine Wölbung von 2, 5 %.
Die zweite Gruppe bezeichnet die Dicke in Promille. Also hat 25 95 26
eine Dicke von 9, 5%.
Bei den dickeren Profilen ab 10 % wird die Dicke in Prozent angegeben und
großzügig gerundet.
Die dritte Gruppe bezeichnet die zweite und dritte Nachkommastelle des Wertes
für Cm0.
Also hat das Profil KN 25 95 26 ein Cm0 von +0,026.
*
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Faustformel zur Abschätzung des
Auslegungs-Auftriebsbeiwertes
Normalerweise lautet die
Faustformel zur Abschätzung des
Auslegungs-Auftriebsbeiwertes eines fliegenden Brettes:
Cm0
-------------------- = Ca (ausl)
Stm
Das
Stabilitätsmaß Stm sollte für angenehme Flugeigenschaften 10 % der mittleren
Flügeltiefe (Bezugs-Flügeltiefe) nicht unterschreiten.
Es soll daher in
unsere Formel fest als Wert 0.1 eingehen wird und auch im weiteren Verlauf immer
vorausgesetzt!
(Das
bedeutet, der Schwerpunkt soll um 10 % der Bezugs-Flügeltiefe vor dem Neutralpunkt liegen.
Nach dem Erstflug kann dieser Wert dann ev.
vorsichtig verringert werden.)
*
Zur ausreichend genauen zeichnerischen Ermittlung von Bezugsflügeltiefe und
Neutralpunkt
an gepfeilten Einfach-Trapezflügelnverwendet man folgendes Diagramm.
*
Leider haben wir normalerweise keine wirklich zuverlässige gemessene Polare für
Cm zur Verfügung.
Darüber hinaus haben auch noch andere Parameter, wie zum Beispiel die Streckung
des Flügels einen Einfluß auf den Momenthaushalt.
Deshalb arbeitete ich in der Vor – Computer-Ära mit einem empirischen Wert, der zusätzlich
in unsere Formel eingebaut wird.
Folgende drei gängigen Flügelformen werden betrachtet.
Unsere Formel für das Auslegungs-Ca von ungepfeilten Rechteckflügeln (
Streckung 8 , Stm 10% , Typ 1 ) lautet:
Cm0
-------------------- = Ca (ausl.)
( Stm
· 1,2 )
Dabei ist 1,2 der empirische Wert für einen Rechteckflügel mit einer
Streckung von 8
Wählen
wir also ein Profil mit einem Cm0 von + 0,038 aus, so ergibt sich:
0,038
----------------- = 0,3166
( 0,1
· 1,2 )
Für
Bretter mit dem Trapezflügel Typ 2 (Zuspitzung 0.8,
Schränkung 1,5°, Streckung 9 ,ungepfeilte Endleiste), wird unser Faktor
1,1.
Damit wird unsere Formel:
0,038
--------------------- = 0,345
( 0,1
· 1,1 )
Für
Modelle mit dem Doppeltapezflügel Typ 3, Streckung 10, kann dann mit 1 gerechnet werden
Damit wird unsere Formel:
0,038
--------------------- = 0,38
( 0,1
· 1 )
>Eine erweiterte Version der Faustregel finden Sie hier<
*
Die Fluggeschwindigkeit eines 2m-Nurflügels in Abhängigkeit von Ca und
Flächenbelastung kann
an folgendem Diagramm abgeschätzt werden.
Die
Reynoldsche Zahl (Re-Zahl) hat einen nicht unbeträchtlichen Einfluß auf
Widerstandsbeiwert, Maximalauftrieb, etc. eines Profils
Die örtliche Re-Zahl kann wie folgt ermittelt werden:
Re= Fluggeschwindigkeit (in m/s)
x örtliche Flügeltiefe (in mm) x 70
*
Das folgende
Diagramm zeigt den Einfluß der Re-Zahl auf die Profileigenschaften
Häufig wird
der Ausschlag der der Höhenruderklappen an der Flügelhinterkante eines
Brettnurflügels unterschätzt.
Das folgende
Diagramm zeigt, wie ein Klappenausschlag von 5 Grad nach oben die Polaren
verändert!
Die Polare mit Klappenausschlag
verschiebt sich dabei etwa um 0,25 nach unten
Die Polare Für das Profilmoment
verschiebt sich um 0,05 nach unten
Die nutzbare Polare eines Nurflügels
wird also durch die notwendigen Ruderausschläge eingeengt!
Die folgende Darstellung zeigt eine
stark vereinfachtes Verfahren zur Abschätzung der Leistung.
Etwas verfeinert müßte eine Polare, für ein Nurflügel-Klappenprofil, so aussehen
wie im Folgenden dargestellt.
Hier erkennen wir, das ein maximaler Auftriebsbeiwert von etwa 0,5- 0,55 im
Stationären Gleitflug möglich ist,
bevor die beginnenden Ablösungen eine weitere Erhöhung des Auftriebs wenig
sinnvoll werden lassen.
Wie sich verschiedene Klappentiefen auf unsere Polare Auswirken
sehen wir in folgender Darstellung.
Es wird erkennbar, daß das Profilmoment sich bei den Klappen mit 15% und 25% in
etwa gleich verändert.
Die Klappe mit 20% hat die größte Wirkung bezüglich des Profilmomentes,
diejenige mit 30% die geringste.
Es
gibt also so etwas wie eine optimale Klappentiefe. Diese liegt etwa bei 22%.
Weitere Betrachtungen zur Rudergeometrie im Downloadbereich unter>"Tipps und Tricks"<
*
Für alle
vorgestellten Profile sind in der mittleren Spalte die Polaren ohne
Klappenausschlag dargestellt.
Rechs daneben die Polaren mit einer 22% tiefen Klappe mit -5° Ausschlag nach
oben
Diese Polaren wurden mit "Winprof
Professional"erstellt.
Die linke
Spalte öffnet eine PDF-Datei, die einen Ausdruck der Profile ermöglicht
Click images
>--- left: Airfoils on PDF --- mid: standad Polars without Flap --- right: Polars with 22% Flap in 5° "up"-position ---<
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KN201200
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KN331200
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KN187603
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KN218104
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KN187705
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KN161206
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KN188205
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KN239309
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KN151009
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KN169709
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KN201112
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KN248512
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KN131215
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KN251113
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KN198117
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KN238717
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KN241118
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KN259517
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KN208720
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KN248620
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KN289319
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KN188921
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KN221121
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KN207926
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KN229726
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KN231026
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KN251027
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KN258527
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KN259526
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KN209027
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KN208028
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KN199429
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KN278829
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KN188930
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KN159830
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KN181230
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KN259833
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KN238635
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KN189436
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KN151138
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KN181038
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KN238936
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KN209838
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KN218538
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KN239537
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KN208138
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KN221141
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KN238941
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KN231240
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KN248944
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KN201046
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KN179247
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KN271047
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KN229549
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KN251154
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KN161155
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KN197957
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KN221260
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KN251165
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KN171168
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Hier die Profilkoordinaten einzeln im Format Txt/Dat/Koo sowie drei Datenbanken "WEBSITE.***" für Winprof Professional
Datenbank/Database für 
Winprof-Professional (Wiechers) und Nurflügel von Ranis/Moeller.
(In diesen Datenbanken befinden Sich insgesamt 99 Profile, teilweise neueren Datums z.B. 188818 und 158922)
Mit den 60 oben vorgestellten Profilen wurden Modelle
mit den folgende vier Flügelgeometrien berechnet.
Flügelspannweite 2m- Wurzeltiefe 250mm-
Gewicht 1,7kg- Stm 10%
(Alle
Maßangaben beziehen sich prozentual auf die Wurzeltiefe)
Verwendet wurde hierbei das Programm
von Ranis/Möller.
Da bei den Berechnungen das Gewicht
vorgegeben war, unterscheidet sich je nach Geometrie
die Flächenbelastung geringfügig!
Der Flügel vom Typ4 wurde in allen Fällen mit dem momentneutralen Profil 218104
am Randbogen berechnet.
Eta ist die Gleitzahl des reinen Flügels
ohne Rumpf etc.
Der Farbcode zeigt den ursprünglich vorgesehenen Einsatzbereich des Profiles.
Wer es noch genauer
wissen will, muß halt doch den PC anwerfen und sich kostenlos das
Freeware-Programm
„Nurflügel“ von Ranis/Möller besorgen.
>Link zu"Nurflügel" von Frank Ranis.<
Hier zum Downloaden:
Datenbank/Database KN_Airfoils für Winprof-Professional (Wiechers) und Ranis/Moeller.
Übersicht der 99 Profile in den Datenbanken
"
( neu )
Nurflügel-Basiswissen
( jetzt auch als PDF )
Tipps & Tricks zum Eigenbau von Brett-Nurflügeln.
( update )
Interessante Link´s
Nurflügel-Basiswissen (nuricom-mht-Webarchiv)
*
*
Mehr über Nurflügel-Aerodynamik lernen/
learn more about Flying Wing Aerodynamics
www.aerodesign.de*
*
...noch mehr über Nurflügel-Aerodynamik lernen
...much more about Flying Wing Aerodynamics
www.Zanonia.de
*
*
Tolle unkaputtbare EPP-Nurflügel
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