eMotion - OUV

Entwurf eines Selbstbauflugzeugs
3.13 Abschätzung des Neutralpunktes bei festgehaltenem und
losgelassenem Höhenruder
Für die Berechnung der Längsstabilität ist der Neutralpunkt ein wichtiger Bezugspunkt.
Der Neutralpunkt ist unabhängig vom Anstellwinkel und somit unabhängig vom
Auftriebsbeiwert. Das im Neutralpunkt wirkende Moment ist immer konstant. Er ist der
Auftriebspunkt des gesamten Flugzeugs.
A
V
AC CG NP
AH
AC
CG
G
lH
D
L
NP
Abbildung 19:Aerodynamisches Zentrum (AC), Schwerpunkt (CG) und Neutralpunkt (NP)
Um die Längsstabilität des Flugzeugs zu gewährleisten, muss der Schwerpunkt vor dem
Neutralpunkt sein. Der dadurch erwirkte Zusatzauftrieb erzeugt in Bezug auf den
Schwerpunkt ein kopflastiges Moment, welches durch das Moment des Höhenleitwerks
kompensiert und somit zu einem stabilen Verhalten des Flugzeugs führt. Wie weit der
Schwerpunkt (CG) vor dem Neutralpunkt (NP) liegt, bestimmt das sogenannte
Stabilitätsmaß. Das Stabilitätsmaß wird in % der mittleren Flügeltiefe MAC angegeben
und sollte einen Wert zwischen 5-15% haben. Je größer der Abstand zwischen
Neutralpunkt und Schwerpunkt (xN-xS) ist, desto stabiler wird das Flugzeug, aber auch
schwieriger aus seiner Ausgangslage zu bringen. Man spricht von niedriger
Steuerbarkeit.
Der Neutralpunkt der Tragfläche liegt bei 25% (l/4) der mittleren Flügeltiefe MAC
welcher unabhängig von der Profilform und -wölbung ist. Der Neutralpunkt des
gesamten Flugzeugs hängt dabei weitgehend von der geometrischen Konfiguration des
Flugzeugs ab, d.h. von dem Grundriss des Flügels und des Höhenleitwerks und deren
Abstand zueinander.
Für die Bestimmung des Neutralpunktes des gesamten Flugzeugs wird folgende
Formel 21 verwendet:
√
Mit
Λ=Flügelstreckung=6
SHT = Fläche des Höhenleitwerks = 1,1932m²
S = Flügelfläche = 5,0277m²
L = Abstand des aerodynamischen Zentrums (aerodynamic center) vom Flügel und
Höhenleitwerk = 2,000m
Version: 01-2012 Projektname: eMotion Seite 46