handdator

Visa fullständig version : Tyngdpunkt dubbeldäckare



Örjan
2012-02-18, 00:07
Hej,

Jag är välbekant med var tyngdpunkten bör ligga om inget annat anges.

På den ritning jag har av en dubbeldäckare (Ö1 Tummelisa) är tyngdpunkten utmärkt på 1/3 av ovanvingens framkant. Normalt kan tyckas!
Men någon sa vid ett tillfälle att tyngdpunkten på en dubbeldäckare ska ligga på 1/3 mellan ovanvingens framkant och undervingens bakkant, dvs den totala kordan sett uppifrån. Vingprofilen är plan undersida och ”stabben” är inte bärande, dvs helt plan.

Vad är rätt?

/Örjan

PS… litar inte alltid på ritningar, då en Extra jag hade var totalt felmärkt vad gällde tyngdpunkten och anade själv dess felaktighet, vilket också leverantören beklagade på sin hemsida och då med rätt angivelse som var dramatiskt annorlunda …DS

Michael
2012-02-18, 07:55
Göran Kalderén som var en välkänd skalaprofil på den tiden det begav sig konstruerade en skalamodell av Tummelisa med spännvidden 158 cm. På hans modell skulle enligt en gammal artikel jag har liggande tyngdpunkten ligga knappt 7 cm bakom framkanten på övervingen.

Ditt tyngdpunktsläge = 7 cm * din_spännvidd_i_cm / 158 cm

Metoden med att använda övervingens framkant och undervingens bakkant som referens för beräkningen ska inte användas då den ger en neutralpunkt som ligger onödigt långt fram. Det blir speciellt tydligt om vingarna har stor inbördes förskjutning i längsled.

/Michael

rc9
2012-02-18, 09:48
Jag vet igentligen inget om hur man mäter tp på en dubbeldäckare men borde inte ditt resonemang Michael
leda till precis tvärtom, dvs en tp onödigt långt fram om man bara mäter övervingen förutsatt att det inte är en staggerwing så
klart. "Metoden med att använda övervingens framkant och undervingens bakkant som referens för beräkningen ska inte användas" Eller tänker jag helt fel nu?

Modellflygarn
2012-02-18, 11:10
Hej!

Teori i alla ära men...
Jag brukar lägga tp 30% från framkanten på alla flygplan, även dubbeldäckare.
Ett framtungt flygplan är ju sällan några problem att flyga medan ett baktungt kan vara helt oflygbart.
Om man sen vill ha ett livligare flygplan t.ex. en konstflygkärra av nåt slag så kan man flytta bak tp tills man hittar gränsen när det börjar bli instabilt.
Så brukar jag göra och det har funkat bra hittills. :)

Jag får också en känsla av det blir tvärtom om man gör som du säger Michael?

bokis
2012-02-18, 11:16
Jag har några dubbeldäckare och lite skillnad är de på dessa,kan nog ha o göra med hur mycket övervingen är stafflad(tror det heter så på svedski)
Allt från 30 % till 50 på övervingen beroende på sorten..
Sen är jag en känd fegis på detta område,det är inte bara en gång första flygningen har skett med våldsamt framtung kärra efter en incident när en Seafury skulle upp o Hanke tog skydd i björkdungen..

Örjan
2012-02-18, 12:33
Hej och tack för era svar.

Någon myntade begreppet ”Ett framtungt flygplan flyger inte så bra, ett baktungt flyger bara en gång”.
Vid en extra risig landning med en högvingad kärra noterade jag inte att acken (tung 5-cells lipo) hade åkt fram så långt att tyngdpunkten hamnade på typ 15-20 % av kordan, så fantastiskt bra kärran flög efter detta, om än lite dyktendenser. Efter denna händelse justerade jag TP till ca 25% och med en stabil kärra som resultat.

Min Tummelisa är inte från Kalderén utan ett short-kit från Aerodrome RC i USA (http://www.aerodromerc.com/) och i skala 1:6 och därmed bara ca 1,32 i spv. Jag har dock en Kalderén-skapelse här hemma (J1 Phoenix) som är byggd, men ej klädd och blir sannolikt ett kommande vinterprojekt.

Jag kollade igenom tre olika beskrivningar (Kalderéns Tummelisa och Phoenix samt Aerodrome’s Albatross C III), dessa tre plus medföljande beskrivning av min Tummelisa säger ALLA att TP (CG) ska ligga ca 1/3 av kordan från ovanvingens framkant.

Av ert resonemang och ovan nämnda beskrivningar drar jag ”so far” slutsatsen att det är 1/3-dels teorin som gäller. Jag tillhör väl också gruppen fegisar och då pillar jag hellre bort lite bly, än börjar om från början med lim och pinnar!...alltså flyger hellre lite framtungt till att börja med.

/Örjan

Michael
2012-02-18, 13:55
Jag tror ni kanske missuppfattat mig.
Jag har INTE skrivit att man bara ska använda övervingen för att bestämma medelkordan och tyngdpunktsläget. Det jag skrev är att det är fel att använda övervingens framkant och undervingens bakkant för att bestämma dessa mått.

Orsaken till att neutralpunkten hamnar fel om man använder övervingens framkant och undervingens bakkant som utgångspunkt illustreras av figuren nedan. Varje vinge har kordan 4 enheter och råkar för enkelhets skull vara förskjutna inbördes så att de ligger "kant i kant". Använder man den föreslagna metoden att utgå från övervingens framkant och undervingens bakkant så ser man att neutralpunkten (25% av medelkordan) skulle hamna 2 enheter bakom övervingens framkant. Använder man istället medelvärdet av respektive vinges neutralpunkt så kommer biplanets neutralpunkt att ligga 3 enheter bakom övervingens framkant. Det är den sistnämnda metoden som herrar Sopwith, Roe, Hawker mf.l. använde för att bestämma neutralpunktens läge på sina dubbeldäckare en gång i tiden.


26702

Vad gäller Göran Kalderéns Tummelisa så minns säkert fler än jag att den flög väldigt fint och och därför angav jag helt enkelt det tyngdpunktsläge som användes på denna modell. Måttet går ju enkelt att skala mot större eller mindre modeller utifrån spännvidden.

Örjan
2012-02-18, 15:23
Michael, tack för beskrivningen.

Neutralpunkt är ett begrepp som jag inte hört tidigare, vad är detta jämfört med tyngdpunkten?

Vad står AC för?...Average Chorda, eller?

Du skriver ”Använder man istället medelvärdet av respektive vinges neutralpunkt så kommer biplanets neutralpunkt att ligga 3 enheter bakom övervingens framkant”. Tittar jag på bilden ligger 3 enheter väsentligt längre bak än 1/3 av ovanvingens korda, kanske tolkar jag bilden fel? Eller menar du att den cerisefärgade profilen antyder var tyngdpunkten ska ligga, men avser övervingen?

I manualen till Kalderéns Tummelisa står följande; ”Check the C/G and make adjustments if necessary. The airplane should balance at a point or a little forward of 2 3/4" (7 cm) from the leading edge of the upper wing.”…vingens korda är ca 21 cm, dvs 1/3-dels teorin tillämpas.

/Örjan

Thomas
2012-02-18, 16:03
I MIN aerodynamiska världsbild (jag kan ha fel) så samverkar båda vingarna i bärighet, och då måste man, förutom att mäta in tyngdpunkten i längsled på varje vinge, även ta reda på medeltyngdpunkten i höjdled.
Jag har lånat Michaels fina bild och försökt åskådliggöra var medeltyngdpunkten ska ligga, och då blir det faktiskt exakt som Michael beskriver!

Jag har lagt tyngdpunkten på 25% från vingarnas respektive framkant.

26710

Lätt som en plätt!!

Örjan
2012-02-18, 16:22
Tack Thomas och Michael förstås,
Den linjen avgjorde min fattningsförmåga.
Dock märkligt att alla fyra dubbeldäckarna jag har tillgång till eller beskrivningar på, ligger ALLA har tyngspunkten på samma ställe (1/3) om nu medeltyngdpunkten också spelar in, kanske en tillfällighet.
/Örjan

Keny
2012-02-18, 16:56
I MIN aerodynamiska världsbild (jag kan ha fel) så samverkar båda vingarna i bärighet, och då måste man, förutom att mäta in tyngdpunkten i längsled på varje vinge, även ta reda på medeltyngdpunkten i höjdled.
Jag har lånat Michaels fina bild och försökt åskådliggöra var medeltyngdpunkten ska ligga, och då blir det faktiskt exakt som Michael beskriver!

Jag har lagt tyngdpunkten på 25% från vingarnas respektive framkant.

26710

Lätt som en plätt!!

Så om man använder övervingens framkant och undervingens bakkant som utgångspunkt och mäter den sträckan 1/3 framifrån så får man en tyngdpunkt som är på den 'säkra sidan' - eller? Så har i alla fall jag alltid gjort och det har fungerat.

Thomas
2012-02-18, 17:28
Googlade lite på "Center of Gravity Biplane" och hittade en massa skojsigt!
Typ detta: http://www.colinusher.info/Model%20Aircraft/centre.html
och detta: http://adamone.rchomepage.com/index5.htm

finns massor att läsa på andra sidor för den som orkar, Googla på bara!

rc9
2012-02-18, 18:09
Nog första gången jag känner mig så nöjd med att bli tillrättavisad, fick motionera hjärnan (vilket bevisligen var nyttigt)
Och lärde något nytt, Tack Michael för lektionen

Michael
2012-02-18, 18:24
Michael, tack för beskrivningen.

Neutralpunkt är ett begrepp som jag inte hört tidigare, vad är detta jämfört med tyngdpunkten?

Vad står AC för?...Average Chorda, eller? ...

AC står för vingens aerodynamiska centrum. Neutralpunkten är det läget för tyngdpunkten på flygplanet som gör att tippmomentet är oberoende av anfallsvinkeln. Skulle flygplanet råka sakna stjärt blir neutralpunkten och aerodynamiskt centrum samma.

Jag borde i min text ovan skrivit aerodynamiskt centrum snarare än neutralpunkt eftersom dess läge påverkas av övriga flygplanet ( bl.a momentarm till stjärtpartiet och dess area). För att statisk stabiltitet ska uppnås måste tyngdpunkten ligga en liten bit framför flygplanets neutralpunkt. Avståndet brukar mätas i procent av den aerodynamiska medelkordan och kallas då statisk stabilitetsmarginal. För många sportflygplan är den ca 5-10%.

Örjan
2012-02-18, 19:31
Hej igen
...är neutralpunkt ett annat begrepp för lateralcentrum?...
/Örjan

Michael
2012-02-18, 19:58
Neutralpunkt och lateralcentrum är närbesläktade men inta samma. Det handlar om olika projektioner. Lateralcentrum har att göra med sidoprojektionen av flygplanet och dess position i förhållande till tyngdpunkten är av avgörande betydelse för flygplanets girstabilitet. Detta är i analogi med neutralpunkten vars läge i förhållande till tyngdpunkten avgör flygplanets stabilitet kring tippaxeln.

Modellflygarn
2012-02-18, 23:08
Även jag fattar! :)

Var passar tryckcentrum in i det här då? Har ju rätt mycket med stabiliteten att göra.

Michael
2012-02-19, 14:56
En flygplansvinge som alstrar en lyftkraft ger samtidigt upphov till ett kraftmoment (vridmoment). Tryckcentrum är en tänkt verkanspunkt för de aerodynamoska krafterna där kraftmomentet skulle bli noll. För de flesta vingprofiler så ligger tryckcentrum vid måttliga anfallsvinklar nära 1/4-kordapunkten. Detta gäller även för en assymetrisk vingprofil som Clark-Y, men med den skillnaden gentemt en symmetrisk vingprofil att då anfallsvinkeln närmar sig det läge där vingen ger noll lyftkraft så finns det kvar ett kraftmoment som verkar i nos-ner-riktningen. Det märkliga konsekvensen av detta blir att efterhand som lyftkraften avtar så vandrar tryckcentrym bakåt så att det då lyftkraften närmar sig noll hamnar oändligt långt bakom vingen. Detta fenomen brukar kallas tryckcentrumvandring.

Det är uppenbart att eftersom tryckcentrum kan flytta på sig så utgör det inte någon bra referenspunkt för beräkningar. Istället använder man oftast 1/4-kordapunkten som en tänkt angreppspunkt för de aerodynamiska krafterna och får istället leva med att det kring denna punkt kommer att finnas ett kraftmoment som man måste ha med i beräkningen.

Modellflygarn
2012-02-19, 22:55
Då borde det vara en bra illustration till tryckcentrumvandringen om man släpper t.ex. ett balsaflak och det snurrar baklänges i luften. :)