Ich habe mir heute mal den Spaß gemacht, verschiedene trapezoide Flossen zu vergleichen.

Um sie vergleichbar zu machen wurden folgende Konstanten gewählt:
Radius Körperrohr 25 mm
Fläche 3750 mm² bei einer Halbspannweite von 50 mm
Anzahl der Flossen: 3
"Root Chord" 100 mm

Dann ließ ich Barrowman ans Werk und habe zwei verschiedene "Ergebnisse gemessen". Einmal den Punkt x, an dem der Druckpunkt der Flosse liegt (nur in der Längendimension), und den Effizienz-Faktor C.

Kandidat Nr. 1:
Diese Flosse ist ein symmetrisches Trapez. Sie findet bei Boostern für Höhenforschungsraketen und in ähnlicher Form bei zahlreichen High Power-Modellen Verwendung (wenn auch eher konstruktionsbedingt, da sie nicht so leicht abbricht).
<img src="http://archive.modellraketen.net/oliver/flosse1.gif">
x=30,56
C=7,27

Kandidat Nr. 2:
Diese Flosse ähnelt der der Patriot-Raketen und schließt hinten rechtwinklig zum Körperrohr ab.
<img src="http://archive.modellraketen.net/oliver/flosse2.gif">
x=41,67
C=7,12

Kandidat Nr. 3:
Diese Flosse ist sehr weit nach hinten geschwungen und wird bei zahlreichen Höhenforschungsraketen, aber auch Low Power-Modellen verwendet.
<img src="http://archive.modellraketen.net/oliver/flosse3.gif">
x=63,89
C=6,24

Betrachtet man alleine den Faktor C, wird man feststellen, dass das symm. Trapez hier die Nase vorne hat. Es hat große Ähnlichkeit mit der effizientesten Flossenform, der Halbellipse. Leider betrifft das hptsl. den Luftwiderstand, denn bei der Flugstabilität spielt auch der Ort des Druckpunktes eine recht wichtige Rolle. Multipliziert man also Ort und Koeffizienz erhält man eine Art Hebelarm mit einem "Drehmoment" von 222 für Kandidat 1, 297 für Kandidat 2 und immerhin 399 für Kandidat 3. Ist nun die nach hinten geschwungene Flosse am besten? Auch das ist nur die halbe Wahrheit, denn zum Ort an sich muss noch der Abstand der Flossenvorderkante zum "Basispunkt" der Rakete an der Spitze hinzugerechnet werden.

Es gibt also für jeden Abstand von Spitze zu Flosse eine effizienteste Flossenform: je größer der Abstand, desto weniger weit nach hinten sollte die Flosse geschwungen sein. Man erkennt das sehr schön in folgendem Diagramm, wo pro Datenpunkt 10 mm zu diesem Abstand hinzugerechnet wurden (0-500 mm).

<img src="http://archive.modellraketen.net/oliver/flossen.gif">

Man erkennt sehr schön, wie zu Anfang Kandidat 3 ("Reihe 1") die Nase vorn hat, allerdings nur bis etwa 130 mm Abstand Spitze-Flosse. Diese Form eignet sich also nur für extrem kurze Raketen wie die Estes Fatboy.
Bis zu einem Abstand von 490 mm ist die Patriot-Form am besten geeignet, danach das symmetrische Trapez. Ein Abstand von 490 mm bedeutet für die "Test-Rakete" ein Länge-Durchmesser-Verhältnis von ca. 12:1. Dieses L-Verhältnis ist relativ gering, z.B hat die AIM-54 Phoenix solche Proportionen.

Oliver

Sag mal, hast du den lieben langen Tag nichts besseres zu tun?

Es war sonnig und windstill, und du sitzt zuhause und rechnest, anstatt Raketen steigen lassen, schwimmen, etc zu gehen?

GUTER MANN!!!

Verbringe auch die meiste Zeit meines Lebens im Bastelkeller...

Deine Erkenntnisse habe ich zur Kenntnis genommen und werde sie eifrig weiterverwenden... Endlich mal was Konkretes, welche Flosse besser ist...

P.S.: Get a Life!!!

Die Aesthetik sollte auch eine Rolle spielen

@Olli: wie siehts denn mit den eliptischen Flossen der Sportflieger aus?


BTW: Gut nach Hause gekommen?


Hubahubahopp
Boris

Es war _nicht_ windstill! Hier in Göttingen scheint immer dann Wind zu wehen (und zwar stark) wenn die Sonne scheint und kein Wind wenn es regnet. Hier kann man bei Sonnenschein von 0500-0800 und dann wieder ab 2100 Raketen fliegen...

Außerdem hab ich nicht lange gerechnet (halbe Stunde oder so), und eigentlich viel mehr an meinem Raketengleiter gebaut, und das wird wohl auch heute so weiter gehen. Wieder bei gutem Wetter und viel Wind.

Ich finde die trapezioden Flossen gar nicht so unästhetisch, und die elliptischen Flossen sind in Bezug auf Flugstabilität ebendenen wohl gleichzusetzen. Was ich nicht angesprochen habe ist, dass vor allem eine Spannweitenvergrößerung viel bringen kann.

Jo, Boris, hatte zwar Stau bei Remscheid und bei Hagen und Baustellen auf der A44, hab aber trotzdem nur ungefähr 2:30 h gebraucht.

Oliver

Hallo Olli,

wie errechnet sich denn der Faktor C?

Viele Grüße

Erwin

Eine Herleitung zu diesen Formeln gibts in der Arbeit von Barrowman (Centuri Technical Report 33).

Oliver

Folgende Datei wurde angehängt:

Hallo Oliver,

die Formeln kommen mir durchaus noch bekannt vor, aber nachdem es doch ca. 15 Jahre her ist, seit ich mich mit Barrowman beschäftigt habe, das Ganze nicht mehr griffbereit habe und allzuviel nachdenken ich mir bei dem schönen Wetter nicht zumuten möchte , wäre ich dankbar, wenn du mir noch weiter auf die Sprünge helfen könntest. Was ist was bei der Formel? Möglichst mit Grafik

Herzlichen Dank und viele Grüße
Erwin

Sollst Du haben:

Wenn ich mal irgendwann zu viel Zeit habe werde ich mich mit der Herleitung auseinandersetzen und dann vermutlich auch berechnen können, wo der Druckpunkt bei ungleichmäßig geformten Flossen liegt.

Oliver

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