Pitch-Rechner

[Bernhard Wienand]

Habe mit Excel mal einen Pitch-Rechner für Drachen gebastelt, siehe Anhang.

Gibt man Eckwerte für die Flügelfläche, ihre Schränkung, Profildaten, die Gewichte und Schwerpunkte etc. ein, werden die Nick-Momente, der Anstellwinkel im Trimmflug, die Trimmfluggeschwindigkeit etc. berechnet, und es wird geprüft, ob die Stabilitätsanforderungen des Gütesiegels, der HGMA und der BHPA erfüllt werden.
Die Ergebnisse sind erstaunlich zutreffend.

Es kommt darauf an, für maximale Gleitleistung einen möglichst kleinen Anstellwinkel im Trimmflug zu erreichen, ohne die Stabilitätsanforderungen zu verletzen.

Schwierig ist die Abschätzung der lastabhängigen Schränkung (im Trimmflug, bei null Auftrieb) und des Beiwertes des Null-Auftrieb-Moments des Profils. Hier bestehen nur enge Spielräume. Unsinnige Werte merkt man an den unsinnigen Ergebnissen. Man muss sich etwas auskennen.

Zur Anschauung sind daher bereits die Daten eines typischen Flexiblen und eines Starren eingetragen. Sie können zum Experimentieren dann durch etwas abweichende Daten überschrieben werden.

Dabei wird z.B. auch erkennbar, wie stark oder schwach sich Flügel-Parameter auswirken (Empfindlichkeits-Analyse).
Es zeigt sich z.B., wie stark der Anstellwinkel im Trimmflug vom Schwerpunkt des Piloten abhängt. Die Abhängigkeit ist umso stärker, je geringer die Schränkung.
Hieraus könnte man folgern, wie wichtig eine gute Trimmung und ein feines Händchen des Piloten sind. Dabei zur Beachtung: Der Weg des Steuerbügels ist nicht etwa gleich Verschiebung des Pilotenschwerpunkts. Der Pilot kann sich z.B. nur so weit am Bügel nach vorne ziehen, wie es der Bügeldruck aus dem aufrichtenden Nick-Moment ermöglicht.

Gruß, Bernhard

[czuelch]

AW: Pitch-Rechner

Die Achillesferse solcher Rechnungen liegt darin, dass wir entscheidende Parameter nicht wirklich wissen, sondern nur abschätzen können: Schränkung und Profilkennwerte. Zudem ändern sich diese Parameter dramatisch mit der VG-Stellung. Der flexible Drachen hat einen ziemlich radikalen Profilstrak (S-Schlag im Kielbereich -> Hochauftriebsprofil bei Halbspannweite [stark VG-abhängig] -> fast symmetrisches Profil am Außenflügel). Gerade bei den Drachen-Profilen wird nach wie vor viel herumprobiert, sowohl von Herstellern wie auch von Wettkampfpiloten. Einen kleinen Einblick gewährt z.B. der aktuelle Bericht von Primoz Gricar auf der Aeros-Seite; dort sieht man auch, dass alle Parameter immer aufeinander abgestimmt werden müssen.

Das soll nicht heißen, dass man nicht mit solchen Tabellen herumspielen soll. Aber man muss sich eben darüber klar sein, dass man mit starken Vereinfachungen arbeitet.

Viele Grüße
Carsten

[BeKu]

AW: Pitch-Rechner

Dann ist da noch die häufig völlig außer Acht gelassene Frage, welchen willkürlichen Bezugspunkt man für die Ermittlung des Pitch-Momentes wählen soll.

• Den Ort der Aufhängung am Kiel?
• Den Ort der Aufhängung am Turm?
• Den Schwerpunkt des Drachens ohne Pilot irgendwo im Raum?
• Irgendwie doch auch noch ein bisschen Schwerpunkt des Piloten?
• Spielt die Länge der Aufhängung eine Rolle?
• Ein Mischmach aus allem, weil die Kopplung/Fesselung Pilot/Drachen im Fall des Tuck ja völlig unbekannt ist?

Bernhard, gerade in Turmrichtung hat die Lage des Bezugspunktes einen deutlichen Einfluß auf's Pitch bei Nullauftrieb (die Luftkraft wird ja dann zum Widerstandsvektor).

Dann sollte man m.M.n. auch nicht ganz vergessen, dass die ganze Pitch-Geschichte eigentlich lediglich eine Art aerodynamische Krücke ist, weil eben die wesentlich wirkungsvollere Dämpfung bei unseren Drachen miserabel ist. Wir haben nur Glück, dass die auf Erfahrung basierenden Pi-mal-Daumen Vorgaben der etablierten Lufttüchtigkeitsstandards zu "halbwegs" sicheren Drachen führen. Das alles hat aber m.M.n. herzlich wenig mit Wissenschaft, sondern eher mit weltweitem "Erfahrungsschatz" der letzten Jahrzehnte zu tun.

Viele Grüße
Bertram

[czuelch]

AW: Pitch-Rechner

Um nicht missverstanden zu werden: Ich finde solch ein Sheet sehr gut und lehrreich, um den Einfluss verschiedener Parameter zu testen. Ich wollte nur auf die (erheblichen) Unsicherheiten bei den Eingangsgrößen hinweisen.

@Bertram: Ich verstehe das nicht, was Du schreibst. Wenn es wirklich nur auf Dämpfung ankommt - warum macht dann mein RC-Nurflügel, Spannweite 1,2m, Geometrie ähnlich wie ein Drachen, nie-nie-niemals einen Tuck, ganz egal, ob ich Männchen fliege oder starke Turbulenz herrscht? Das Ding hat im Vergleich zu einem Drachen eine verschwindend geringe Nickdämpfung. Aber er ist längsstabil. Oder nimm das bekannte Experiment von Christof Kratzner: Sein RC-Nurflügel tuckt dann und nur dann, wenn der Schwerpunkt zu weit hinten liegt, also die Längsstabilität fehlt. Meine These ist daher genau umgekehrt: Entscheidend ist nur das Stabilitätsmaß _in der jeweiligen Flugsituation_. Also: Die Längsstabilität kann zu gering sein, wenn die Aufhängung entlastet ist (da sind die Drachen schwanzlastiger als im Normalflug!) oder wenn der Pilot bei einer Fallböe (die nicht zu einer total entlasteten Aufhängung führt) drückt anstatt zu ziehen => Tuckgefahr, weil das Stabilitätsmaß unserer Drachen schon im Normalflug nicht riesig ist und durch die Schwerpunktverschiebung nach hinten (und evtl. weitere Effekte wie verringerte Schränkung) noch kleiner wird.

Just my 0,02$...
Viele Grüße
Carsten

[hob]

AW: Pitch-Rechner

Ergo ist hier nur Längsstabilität gegeben, wenn der Pilot per Gurt straff und mit seinem vollem Gewicht am Seil hängt. Wird hier entlastet, wandert der Druckpunkt hinter den sich nach hinten verlagernden (Leergewichts-) Schwerpunkt und es tuckt augenblicklich, denn der Drache nutzt seine (partielle) Entfesselung!

Gruß hob

[czuelch]

AW: Pitch-Rechner

Nicht wenn genug Schränkung da ist.
Gruß C.

[BeKu]

AW: Pitch-Rechner

@Bertram: Ich verstehe das nicht, was Du schreibst. Wenn es wirklich nur auf Dämpfung ankommt - warum macht dann mein RC-Nurflügel, Spannweite 1,2m, Geometrie ähnlich wie ein Drachen, nie-nie-niemals einen Tuck, ganz egal, ob ich Männchen fliege oder starke Turbulenz herrscht? Das Ding hat im Vergleich zu einem Drachen eine verschwindend geringe Nickdämpfung. Aber er ist längsstabil. Oder nimm das bekannte Experiment von Christof Kratzner: Sein RC-Nurflügel tuckt dann und nur dann, wenn der Schwerpunkt zu weit hinten liegt, also die Längsstabilität fehlt. Meine These ist daher genau umgekehrt: Entscheidend ist nur das Stabilitätsmaß _in der jeweiligen Flugsituation_. Also: Die Längsstabilität kann zu gering sein, wenn die Aufhängung entlastet ist (da sind die Drachen schwanzlastiger als im Normalflug!) oder wenn der Pilot bei einer Fallböe (die nicht zu einer total entlasteten Aufhängung führt) drückt anstatt zu ziehen => Tuckgefahr, weil das Stabilitätsmaß unserer Drachen schon im Normalflug nicht riesig ist und durch die Schwerpunktverschiebung nach hinten (und evtl. weitere Effekte wie verringerte Schränkung) noch kleiner wird.

Hallo Carsten,

ich meinte das so:

Die Schränkung ist hinsichtlich des Tucks deshalb eine aerodynamische Krücke, weil sie bei geringer oder gar fehlender Anströmung (z.B. beim Männchen) wirkungslos wird. Leider gerade dann, wenn die Wahrscheinlichkeit eines Tucks am größten ist.
Dann wird dieses Moment dummerweise auch dann erzeugt, wenn es in diesem Maße überhaupt nicht erfoderlich, sondern schädlich ist (Gleitleistung, Steuerbarkeit).
Bei der Dämpfung (z.B. mittels Höhenleitwerk auf langem Leitwerksträger wie beim Archaeopterix) sieht die Sache grundsätzlich ganz anders aus: Mit Einsetzen einer Nickbewegung baut sich sofort ein Gegenmoment auf, welches umso größer wird, je stärker die Nickbewegung/-geschwindigkeit ausgeprägt ist. Eine schnelle Rotation um die Querachse wie beim Tuck erzeugt wegen der überproportionalen Zusammenhänge ein mächtiges Gegenmoment.

Eine vielleicht etwas weit gegriffene Analogie zur Veranschaulichung:

Du hast aus Deinem Auto sämtliche Dämpfer ausgebaut und fährts damit auf einem Feldweg. Schon bei leichten Bodenwellen (=Turbulenz/Störung) wird der Aufbau nun anfangen ganz munter zu schaukeln (vergleichbar mit der kippeligen SB13 im Landeanflug). Nun könnte man einen großen Heckspoiler montieren, um mit „Pitch-up“ zu verhindern, dass der Vorderwagen aufsetzt (= der Drachen tuckt). Dummerweise ist man auf einem Feldweg eher langsam unterwegs, weshalb der Spoiler gerade dann nicht sonderlich wirkungsvoll ist.
Dämpfung ist auch hier die physikalisch wesentlich elegantere Möglichkeit, um die unkontrollierte Karosseriebewegung auf direktem Wege „einzufangen“.

Auch Dein RC-Nurflügel wird bei Störungen deutlich weniger „satt“ in der Luft liegen als ein vergleichbares Leitwerksmodell und wird um die Querachse stärker oszillieren. Dass Dein Modell bei großen Auslenkungen und wenig Fahrt nicht tuckt liegt daran, dass es im Gegensatz zum Drachen kein Zweimassensystem ist und es sich deshalb wieder aus seiner misslichen Kopfüber-Position befreien kann. Aber sogar da wäre ich vorsichtig anzunehmen, dass es auch bei manntragenden (Ein-Masse-) Nurflügel immer ohne Überschlag funktioniert. Die Flächenbelastungen und die Verhältnisse der Massenträgheiten zu den aerodynamischen Kräften sind deutlich unterschiedlich. Weiß nicht, ob mit einem Swift oder der SB13 tatsächlich schon richtige Männchen geflogen wurden. Würde ich nicht tun wollen.

Aber auch dann, wenn das Unglück schon seinen Lauf genommen hat und der Drachen ohne Fesselungskräfte neben einem fliegt, würde ein Leitwerk (= Dämpfung) viel besser helfen, einer Rotation entgegen zu wirken. Auch bei wenig Fahrt.

Ob es helfen würde, den Drachen - alleine ohne Pilot - flugfähig auszulegen (Gewicht an der Nasenplatte), bin ich mir nicht sicher. Die übliche Geräte-Schwanzlastigkeit hilft ja dem Pitch-up (Geräte-SP ist in diesem Fall ja Bezugspunkt für’s Pitch-Moment), zumindest bis zu dem Zeitpunkt, wo der Drachen unten durchtaucht und in der Folge Abtrieb und Pitch-down erzeugt. Mit Gewicht in der Nase wird dafür die Dämpfung ein klein wenig besser (wenn ich die geometrischen Verhältnisse richtig im Kopf habe) und der Drachen hat keine Tendenz mehr, nach dem Durchpendeln weiter auf den Rücken drehen zu wollen.

Da der liebe Gott uns Drachenfliegern nun mal beim Tuck leider keine allgemeingültigen Standardturbulenzen zukommen lässt, würde ich mich auch nicht wundern, wenn einmal die eine, und ein andermal die andere Auslegung günstiger ist.

Hoffe, dass mein obiges Posting jetzt ein wenig verständlicher wurde.

Viele Grüße
Bertram

[czuelch]

AW: Pitch-Rechner

Mhm, danke, ja ich verstehe jetzt besser, aber ich bin nicht wirklich überzeugt. Vielleicht ist es aber auch mehr eine Formulierungsfrage.
Im Grundsatz machen Schränkung und Leitwerk doch das Gleiche: Wird das Fluggerät im stationären Gleitflug (Gleichgewichtszustand) um die Querachse gestört, entwickeln beide eine Gegenkraft, die versucht, das Fluggerät in den Gleichgewichtszustand zurückzubringen. Das Leitwerk hat mehr Hebelarm, dafür hat der geschränkte Außenflügel mehr Fläche. Beides geht in die Lage des Neutralpunktes und damit in das Stabilitätsmaß mit ein. Auch das Leitwerk wird bei fehlender Anströmung wirkungslos. Auch die Schränkung baut bei einer Anstellwinkeländerung sofort ein Gegenmoment auf, sonst könnte kein Nurflügel stabil fliegen. Wie Franz in dem SB-13-Faden schrieb, gibt es unzählige Nurflügel (Modelle wie Originale), die völlig stabil, ohne Wippen und sonstige Unarten fliegen.

Das Nurflügelkonzept kann - je nach Anwendungszweck - unter Leistungsgesichtspunkten Nachteile haben (Maximalauftrieb; Schnellflug). Und es ist zweifellos konstruktiv einfacher und klarer, wenn man die Stabilisierung um die Querachse einem "Spezialisten" (kleines Höhenruder am langen Hebel) überlässt. Aber es steht fest, dass man Nurflügel längsstabil und sicher bauen kann.

Das

Die übliche Geräte-Schwanzlastigkeit hilft ja dem Pitch-up (Geräte-SP ist in diesem Fall ja Bezugspunkt für’s Pitch-Moment), zumindest bis zu dem Zeitpunkt, wo der Drachen unten durchtaucht und in der Folge Abtrieb und Pitch-down erzeugt.

scheint mir nicht richtig zu sein; mit dem Schwerpunkt wandert ja auch der Drehpunkt nach hinten, so dass der Drachen schlichtweg instabiler wird. Anders ausgedrückt, das geringe Stabilitätsmaß begünstigt die Rotation des Drachens um die Querachse und führt - um es mit Deinen Worten zu sagen - zu einer zu schwachen Dämpfung.

Der Bernhard hat da einen Artikel in petto, der kann das besser und anschaulicher erklären als ich...

Viele Grüße
C.

[Bernhard Wienand]

AW: Pitch-Rechner

Da ich dick erkältet war/bin und auch mal eine Auszeit vom Bildschirm brauchte, melde ich mich erst jetzt zurück, um noch ein paar Dinge zu klären und zu ergänzen:

Das Formel-System ist ein Ergebnis langer und intensiver Beschäftigung mit der Nick-Stabilität des Drachens, gerade auch unter Berücksichtigung seiner Aeroelastizität. Motiv war die Verbesserung des Flexiblen in Richtung Semi-Flexiblen.

Ich würde diese Überlegungen zu unserer Sicherheit gerne mit vielen Piloten teilen.

Ziel war es, nicht nur im voraus die Erfüllung der Nick-Stabilität abzuschätzen, sondern auch das Zusammenspiel der Einflussgrößen zu erkennen, was spielt in welchem Maße und in Verbindung mit welchen anderen Größen eine Rolle. Was passiert, wenn ich wo drehe?

Am Ende war ich selbst überrascht, wie einfach die Formeln sind. Um noch einmal ihre Richtigkeit zu überprüfen, habe ich Beispielrechnungen gemacht. Daraus entstand die Idee eines Pitch-Rechners.

(Die Syndikate des Americas Cups leisten sich natürlich aufwendige Rechen-Modelle für ihre Segel.)

Viele Vereinfachungen wurden nur gemacht, um nicht zu einer Bandwurm-Formel zu kommen, aber auch nur dann, wenn sie hinsichtlich Genauigkeit vertretbar erschienen.
Andere Vereinfachungen mussten gemacht werden, da es sehr aufwendig wäre, sie mathematisch abzubilden und viele Werkstoffgrößen wie z.B. die Elastizität der Bauteile, nicht genügend bekannt sind.

Das betrifft vor allem die von Carsten erwähnte 'Achilles-Ferse' der Profileigenschaften und deren Veränderung im Flug und die lastabhängige Schränkung.
Diese Dinge sind aber nicht nur für die mathematische Formulierung eine Art black box, sondern auch für den Drachenbauer. Er muss an dieser Stelle empirisch arbeiten, was ihm aufgrund seiner mannigfachen Erfahrung meist auch recht gut gelingt. Als Testpilot muss er wissen, was er tut, und die Leute wissen das auch. Ob die Stabilität für das Gütesiegel reicht, also quantitative Ergebnisse, erfährt er (bisher) erst auf dem Messwagen.

Die Eingabe der Schränkungswerte und der Momentwerte des Profils in die Excel-Tabelle werde ich aber noch vereinfachen, indem ich ein (zuächst noch) primitives Kräftemodell hinterlege. Vielleicht kann man später noch genauer werden.
Jetzt muss man viele Werte schätzen und dabei die vorgegebenen Restriktionen einhalten.
Zukünftig müsste man nur einen 'Elastizitätsgrad' angeben.
Die Rechnungen sind natürlich umso zuverlässiger, je steifer die Fläche ist.

Zu hob:
Um auf den von hob angesprochenen Punkt aufmerksam zu machen, habe ich bei den Beispielen des Pitch-Rechners die Schwerpunkte der Flügel ohne Pilot extra so gewählt, dass diese hinter dem Neutralpunkt liegen. Während das Gerät mit Pilot nick-stabil ist, ist es der reine Flügel also nicht.
Erzeugt der Flügel Abtrieb, kann er sich nicht auf der Masse des Piloten abstützen, wenn die Pilotenaufhängung wie bei einem Gurt keine Druckkräfte aufnehmen kann, so dass dann nur die Masse des Flügels allein zählt.
Liegt jetzt der Druckpunkt, der dann übrigens auch hinter dem Neutralpunkt liegt, vor dem Schwerpunkt des Flügels, kippt der Flügel nach vorne. Der Druckpunkt liegt aber umso weiter hinten, je größer das Null-Auftrieb-Moment ist (Druckpunkt-Hyperbeln). Das ist das, was Carsten meint. Obwohl der Flügel allein streng genommen nicht nick-stabil ist, besteht noch bis zu einem gewissen negativen Anströmwinkel Sicherheit.
Leichte Entlaster (die einen auch schon erschrecken können), nämlich nur weniger bis null Auftrieb, ändern am gemeinsamen Schwerpunkt von Pilot und Flügel nichts. Beide Massen fallen stärker, sie werden 'leichter', die Pilotenaufhängung wird etwas weniger auf Zug belastet.

Diese Sache ist recht kniffelig, vor allem die Frage, welche Toleranz kann man zulassen.
Es gibt ganz sicher etliche Geräte mit (zu) schweren Außenflügeln, die die Pitch-Test anstandslos bestanden haben und wohl auch sicher genug fliegen. Sicher haben dazu die nicht zu niedrigen Pitch-Anforderungen der LTF und HGMA beigetragen.

Noch zur Dämpfung:
Nick-Moment und Nick-Dämpfungs-Moment haben erst einmal nichts mineinander zu tun.
Der Flügel kann nur durch ein Nick-Moment im gewünschten Anstellwinkel gehalten bzw. oder zu diesem Winkel zurückgedreht werden. Das Nick-Moment entsteht aus einer Abweichung vom gewünschten Anstellwinkel, in dem es null ist.
Das Nick-Dämpfungs-Moment verlangsamt eine Rückstellbewegung sogar. Es entsteht aus der Drehgeschwindigkeit um eine nicht ganz einfach zu ermittelnde Drehachse. Es verlangsamt aber auch eine Abkehr von der Solllage durch Störungen oder vom Piloten gewollt.
Jedenfall kann man mangelndes Nick-Moment nicht durch Dämpfung ersetzen (oder umgekehrt).
Da die Dämpfung immer wieder im Zusammenhang mit der Nick-Stabilität auftaucht, sollten wir diesen Punkt möglichst bald klären.

Das wäre erst einmal das Wichtigste. Zur lastabhängigen Schränkung und Profilverformung wäre noch sehr viel zu sagen, es kann aber auch in ein Stochern im Nebel ausarten.
So steht hinter dem Profilmoment die Änderung der Wölbung und Wölbungsrücklage im Flug und die Wirkung eines S-Schlags bei flexiblem Segel. Die Schränkung wird nicht nur von der Segelspannung, sondern auch von der Torsionssteifigkeit der Struktur und der Fixierung des Segels an der Flügelspitze (Randbogen(stellung), Spreizlatte) beeinflusst.

Ein paar Dinge werde ich ganz vorne unter PS nachtragen und demnächst dort eine benutzerfreundlichere Version einstellen. Aber keine Grafiken und Masken, wie schon gewünscht, denn ich bin kein Excel-Spezi. Aber wenn jemand Lust hat?

Alles Gute, Bernhard

[Ikarus-Pellicci]

AW: Pitch-Rechner

Hi Bernhard, es hat und es gibt " Drachenbauer " die Geräten konstruieren die ohne Beanstandungen der geforderten Grenzwerte die Tests bestehen. Der Messwagen ist lediglich zur Überprüfung der Konstruktionen von Nutzen. Auch der der BHPA.

Tomas

Ps. ich finde Grafiken besser und leicht verständlicher auch wenn es Exel sind

[BeKu]

AW: Pitch-Rechner

Vielleicht ist es aber auch mehr eine Formulierungsfrage.

Hallo Carsten,

ich denke nicht, dass es an meiner Formulierung liegt. Ich glaube eher, dass Dir der Unterschied zwischen Stabilität und Dämpfung nicht bewusst ist. Statische Stabilität und Dämpfung sind grundverschiedene physikalische Effekte.

Statische Stabilität bedeutet bei einem mechanischen System, dass in Abhängigkeit der Auslenkung eine rückführende Kraft entsteht, die das System wieder in die Gleichgewichtslage zurückführen möchte (was nicht unbedingt dauerhaft gelingt, wenn z.B. keine Dämpfung vorhanden ist).

Dämpfung beschreibt eine von der Geschwindigkeit abhängige Kraft, die einer Bewegung entgegenwirkt (Guckst Du).

(Dann gibt es auch noch die Trägheit, die eine von der Beschleunigung abhängige bremsende Kraft hervorruft.)

Beispiel Kompass:

Eine Auslenkung der Kompassnadel bewirkt eine rückstellende Kraft (= Stabilität).
Beim Flüssigkeitskompass bewirkt das viskose Fluid eine Beruhigung der Nadelbewegung (= Dämpfung).
Wenn Du einen einfachen Kompass bewegst (= Turbulenz), wird die ungedämpfte Kompassnadel fröhlich hin und her zappeln (= gefährlich hohe Nickwinkel/Tuckgefahr). Beim gedämpften Kompass wird sich die Nadel im Ölbad hingegen kaum aus der Ruhe bringen lassen (= eine schnelle Rotation wie beim Tuck wird „eingefangen“).

Um einen Nurflügel um seine Querachse rotieren zu lassen muss die Turbulenz – auch ohne jegliche Vorwärtsfahrt des Fliegers – deutlich weniger Energie aufbringen, als sie bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit für einen vergleichbaren Flieger mit Leitwerk investieren müsste.
Ein Leitwerksflieger mit langem Leitwerksträger und kleinem Höhenleitwerk hat bei exakt gleicher statischer Längsstabilität eine deutlich höhere Dämpfung, als ein Flieger mit Stummel-Leitwerksträger und zur Erzielung gleicher statischer Stabilität entsprechend größerer Leitwerksfläche (oder einem Nurflügel mit Schränkung).

Das...scheint mir nicht richtig zu sein...

Das mit der Schwanzlastigkeit meinte ich so:

Falls der Drachen alleine (Aufhängung komplett lose, keine Fesselung) aerodynamisch schwanzlastig ist (quasi als Modellflieger schwanzlastig), ist das zunächst wahrscheinlich von Vorteil, weil der Drachen von sich aus durch seine Schwanzlastigkeit bei gleicher Flügelgeometrie mehr Pitch-up aufbaut, als wenn der Geräteschwerpunkt weiter vorne wäre (der Geräteschwerpunkt ist beim unbelasteten Drachen ja der einzig physikalisch sinnvolle Bezugspunkt für’s Pitch-Moment). Das ändert sich allerdings, wenn der Drachen keinen Auftrieb mehr liefert und der Vektor der Luftkraft durch den Geräteschwerpunkt wandert. Rotiert er weiter auf den Rücken, wird der dann einsetzende Abtrieb die Rotation anfachen (stell Dir einfach bildlich vor, bei Deinem RC-Modell fällt Dir der Akku unten raus. Dann wird das schwanzlastige „Rest-Modell“ bei positivem Anstellwinkel im ersten Moment die Nase hoch nehmen).


Ich weiß, dass viele hier im Forum ständig auf dieser statischen Längsstabilität und das leidige Bilderbuch-Stabilitätsmaß herumreiten. Sogar dann, wenn es um die hochdynamischen Vorgänge des Überschlags mit einem hochgradig undefinierten Mehrkörpersystem und hochkomplexer Aerodynamik eines superflexiblen Tragflügels geht. Meiner Meinung nach ist das völliger Blödsinn.
Diese simple statische Stabilitätsbetrachtung spielt doch für moderne HG-Neuentwicklungen überhaupt keine Rolle mehr, weil alleine der Tuck das noch „offene“ Problem darstellt und die Stellung der Anschläge bestimmt.
Ich würde mich auch nicht sonderlich wundern, wenn eine erhöhte statische Längsstabilität die Wahrscheinlichkeit eines Überschlags sogar erhöht. Schließlich versucht ein stabiler Drachen seinen Anstellwinkel auch gegenüber Störströmungen auszurichten, was in der Folge auch zu unerwünschten Nickbewegungen führen kann (wie bei der SB13 beim "Wippen").

Wir haben doch mit unseren Drachen überhaupt kein Problem, solange wir nicht von mächtigen Turbulenzen auf den Kopf gestellt werden. Und um dies zu vermeiden hilft uns nicht eine höhere statische Stabilität des normal fliegenden Gespanns, sondern Schränkung, welche den "durchgegangenen" Drachen am Durchtauchen hindern soll (= Standard, aber physikalisch nicht besonders effizient und ohne Wirkung bei fehlender Fahrt), oder eben eine vernünftige Dämpfung (= Königsweg, aber „richtiges“ Leitwerk leider nicht HG-verträglich).
Die eierlegende Wollmilchsau gibt’s halt leider nicht.

Ein stärkeres Erdmagnetfeld (= Erhöhung der Stabilität) hilft doch auch nicht, um eine nervös zappelnde Kompassnadel zu beruhigen!

Die LTF überprüft in Ermangelung besserer/anderer empirischer Erfahrungswerte lediglich das statische Pitch-up für synthetische Lastfälle (ist aber besser als nichts). Es kann aber durchaus sein, dass ein Gerät, welches bei der Geräte-Prüfung durchgefallen ist, bezüglich Tuck sicherer ist, als ein anderes Gerät, welches die Prüfung locker geschafft hat aber keine Dämpfung hat.
Eine aufwendige Auslegung auf die von der LTF geforderten Pitchwerte bedeutet noch lange nicht, dass damit automatisch die Tuck-Resistenz unter realistischen Bedingungen optimiert wurde.

...aber ich bin nicht wirklich überzeugt.

Mir geht's um das Verstehen der Flugmechanik und nicht darum, Dich überzeugen zu müssen.

VGB