Erlaubt Kurvenrutschen höhere Steigraten?

^{Quelle: Wikipedia .}

Ursprung der Theorie

Klaus Holighaus , einer der berühmten Segelflieger der 70er Jahre und selbst Segelflugzeugkonstrukteur bei Schempp-Hirth , hat eine Kontroverse ausgelöst, als er empfahl, insbesondere beim Steigen in der Thermik nicht mit dem Ball mittig zu drehen. Herr Holighaus sah zwei Probleme bei der perfekt abgestimmten Wendung:

• Es reduziert den Luftwiderstand nicht wie im Geradeausflug.
• Es verringert den Spielraum des Flugzeugs für die Rollstabilität.

Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet, also verlasse ich mich einfach auf den Artikel von Richard H. Johnson , der im Soaring Magazine veröffentlicht wurde und den Titel trägt: "Wollen Sie wirklich, dass die Gierschnur zentriert bleibt?"

Bevor wir auf die Theorie von Klaus Holighaus eingehen, werfen wir einen Blick auf die seitliche Stabilität.

Rollstabilität: Diederwinkel

Sofern Sie kein sehr wendiges Flugzeug wünschen, muss ein Flugzeug eine positive Stabilität auf den drei Achsen haben, dh wenn das Flugzeug durch ein Ereignis in eine gerade und waagerechte Lage gebracht wird, muss das Flugzeug eine eingebaute Tendenz haben, die Wirkung der Störung aufzuheben und zu seiner ursprünglichen Haltung zurückkehren.

Rollstabilität ist erforderlich, um zu verhindern, dass der Rollwinkel nach einer kleinen unerwünschten Rolleingabe durch den Piloten oder durch eine Seitenwindböe automatisch zunimmt. Das Flugzeug muss automatisch zu einem Rollwinkel von Null zurückkehren, um unangenehme Folgen zu vermeiden, einschließlich des Eintritts in einen spiralförmigen Sinkflug.

Die Rollstabilität wird hauptsächlich durch den Flächenwinkel des Flügels gewährleistet, wie in Wie funktioniert der Flächenwinkel erklärt? Kurz gesagt: Der Flächenwinkel nutzt den Seitenschlupf, um eine gegenläufige Rollbewegung zu erzeugen.

Kein Seitenschlupf: Kein Dieder-Effekt

Wir wissen, dass das Drehen nicht durch das Seitenruder gesteuert wird, sondern durch das Rollen des Flügels mit den Querrudern. Aber irgendwann kann auch das abgesenkte Flügelquerruder nach unten ausschlagen, um die Wendegeschwindigkeit zu steuern, und dieser Ausschlag kann zufällig übermäßig sein:

Wenn das Querruder des abgesenkten Flügels nach unten ausgelenkt wird, wird nicht nur sein Auftrieb erhöht, sondern auch sein Luftwiderstand erhöht, und eine Schleuderkurve wird induziert.

Gleichzeitig fliegt der abgesenkte Flügel, der näher am Wendezentrum liegt, langsamer als der angehobene. Langsame Geschwindigkeit, hoher Anstellwinkel und mehr Widerstand für das Querruder können einen Strömungsabriss herbeiführen: Wenn der abgesenkte Flügel oder sein Querruder einen Strömungsabriss hervorrufen, wird der Widerstand auf dieser Seite erhöht und das Flugzeug wird wahrscheinlich in eine gefährliche Spirale geraten.

In den meisten Fällen können wir jedoch mit dem Schleudern aufhören:

Das Rutschen kann leicht korrigiert werden, indem etwas oberes Ruder hinzugefügt wird, um die Kufenkugel zentriert zu halten.

Die Lösung impliziert, dem Ruder Widerstand hinzuzufügen, was aus Leistungssicht nicht zufriedenstellend ist.

Holen Sie sich das Beste aus beiden Welten

Hier kommt die Mild-Slip-Turn-Theorie her: Durch Drehen mit leichtem Schlupf anstelle einer perfekt koordinierten Kurve:

• Wir behalten den Diedervorteil bei, um das Flugzeug um die Rollachse zu stabilisieren. Das ist sicherer.

• Das durch die V-Form erzeugte negative Rollmoment ermöglicht uns, weniger Querruderausschlag zu verwenden, also weniger Luftwiderstand und mehr Geschwindigkeit und besseres Steigen in der Thermik.

• Wir verwenden weniger Ruder, also noch weniger Luftwiderstand und noch besseres Steigen.

Der Autor des Artikels fügt diese Erklärung zur Verbesserung des Auftriebs mit dem Seitenschlupf hinzu:

Warum Rutschen den Steigflug bei manchen Segelflugzeugen verbessert, ist nicht gut verstanden. Bei der Erzeugung von Auftrieb erzeugen Flügel auch eine Strömung in Spannweitenrichtung, entlang der Unterseite nach außen und entlang der Oberseite der Flügel nach innen. Es ist möglich, dass es in der Nähe der Spitze einiger kreisender Segelflugzeuge zu einer Strömungsablösung kommt und dass das Rutschen die Strömung in Spannweitenrichtung so weit verändert, dass dies beseitigt oder verringert wird. Die Trennung kann den Luftwiderstand erheblich erhöhen, lange bevor die Spitze tatsächlich abreißt.

Der Artikel enthält auch die Details, warum dies anders ist, wenn Winglets am Flügel verwendet werden. Rutschen kann stattdessen einen Strömungsabriss verursachen.

Wie viel Seitenschlupf?

Der optimale Grad an Seitenschlupf hängt bis zu einem gewissen Grad sowohl von der Spannweite als auch vom Flächenwinkel des Segelflugzeugs ab. Nach vielen Flugstunden mit meinem 16,6-Meter-Ventus A und ähnlichen Segelflugzeugen habe ich festgestellt, dass meine beste Gesamtkreisleistung und meine besten Flugeigenschaften auftreten, wenn die an der Kabinenhaube montierte Gierschnur um etwa 10 Grad auf der hohen Seite der Kurve abgelenkt wird (eigentlich ein sanfter Seitenschlupf). .

Giersaite gegen Ball

Die Giersaite wird auch genauer als Rutsch- / Rutschsaite bezeichnet, da sie keinen Gierwinkel anzeigt, sondern eine Menge an Rutschen / Rutschen, wie der Ball.

Wie @ymb1 kommentierte, ist die Anzeige der Schnur auf dem Baldachin vor dem CG übertrieben.

Bei einer koordinierten Drehung wird die Kugel des Schlupf-/Schlupfballanzeigers zentriert, während die Gierschnur bereits einen leichten Schlupf anzeigt. Dieser Fehler wird mit dem tatsächlichen Schlupf vergrößert.

Der Autor schätzt den tatsächlichen Schlupfgrad in seinem Fall genauer auf etwa die Hälfte der Saitenangabe. Siehe auch den Kommentar von Peter Kämpf : " Übertreibung wird auch durch die Rumpfform verursacht [...] ".