eCalc - cgCalc - calculate center of gravity (CG)
cgCalc - Schwerpunkt (SP) Rechner für Modellflugzeuge

Der cgCalc von eCalc.ch ermittelt und berechnet nicht nur den Schwerpunkt (SP), Neutralpunkt (NP) und die mittlere aerodynamische Flügeltiefe (MAC), sondern visualisiert auch die Form und Geometrie ihres Flugzeuges, Nuris, Deltas oder Entenflüglers. Selbst kompexe Flügelformen können einfach mit Hilfe von 5 trapetförmigen Segmenten abgebiltet werden. Detailierte Informationen finden Sie unten...
 
Überschreiten Sie NIE den Schwerpunkt während dem Erstflug!
 
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Flugzeug- oder Projektname:   Einheiten:   English
Flügel     wingDesigner4 - get the center of gravitiy of a complex wing design
(sind weniger als 5 Segmente notwendig, definieren Sie die Segmentebreite = 0,
von rechts beginnend mit W5)
   Wurzeltiefe [R]:   cm
   Segmenttiefe [T1-T5]:   - - - - cm
   Pfeilung [S1 - S5]:   - - - - cm
   Segmentbreite [W1 - W5]:   - - - - cm
Leitwerk:   (Effizienz)
   Wurzeltiefe [R]:   cm
   Segmenttiefe [T1-T5]:   - - - - cm
   Pfeilung [S1 - S5]:   - - - - cm
   Segmentbreite [W1 - W5]:   - - - - cm
 
Distanz EK Flügle - Leitwerk [D]:    cm (negativer Wert für Entenflügler)
AC Position:   % of MAC (Standard: 25%)
Stabilitätsreserve:   % of MAC (Empfehlung: 15% bis 5%)
   
     
Resultate:    
Flugzeug Schwerpunkt SP []:   12.75 ... 14.59 cm (= 28.80 ... 33.80% MAC) Flugzeug Neutralpunkt NP []:   18.27 cm (= 43.80% MAC)
   
Flügel AC []:   11.35 cm (= 25% MAC) Leitwerk AC []:   6.22 cm (= 25% MAC)
Flügel MAC @ Distanz   36.85 cm @ 39.93 cm Leitwerk MAC @ Distanz   19.69 cm @ 17.14 cm
Flügelspannweite:   186.00 cm Leitwerkspannweite:   72.00 cm
Flügelfläche:   6450.50 cm² Leitwerkfläche:   1384.60 cm²
Flügelstreckung:   5.36 Leitwerkstreckung:   3.74
 

Anleitung:

  1. Wählen Sie die Masseinheit.
  2. Richten Sie Ihren Flügel oder das gesamte Modell rechtwinklig zu einer Wand aus.
      Wing 90 degree to the wall
  3. Bilden Sie Ihren Flügel mit hilfe von maximal 5 trapezförmigen Segmenten ab (inklusive den durch den Rumpf verdeckten Flügelteil):
      trapezoidal wing segments Sukhoi SU-29
            Grumman X-29              Sukhoi Su-29
  4. Vermessen Sie nun jedes Trapez möglichst genau bzgl. Segmenttiefe (R & T), Pfeilung (S) und Breite (W) gemäss der nebenstehenden Skizze.
    Anmerkung: bei Flügeln mit extremer V-Form und insbesondere bei V-Leitwerken muss die projizierte Flügelform verwendet werden.
  5. Wählen Sie das entsprechende Leitwerk (normal, T- oder V-Leitwerk, Delta, Nurflügler oder Entenflügler) und wiederholen Punkt 2-4 analog für das Leitwerk.
  6. Messen Sie die Distanz (D) zwischen der Vorderkante (EK) des Hauptflügles und Vorderkante (EK) des Leitwerks.
  7. Definieren Sie die gewünschte Stabilitätsreserve.

Resultate:

  • Die gezeichnete Flügelform muss mit der effektiven Flügelform übereistimmen.
  • Überprüfen Sie die totale Spannweite vom Hauptflügel und dem Leitwerk.
  • Überprüfen Sie die Flügelfläche mit allfälligen Hersteller-Daten.
  • Der Schwerpunkt (SP) wird rumpfmittig ab der Eintrittskante (VK) des Hauptflügels abgemessen. Positive Werte verstehen sich in Richtung Heck, negative Werte in Richtung Bug.
  • Verwenden Sie anfänglich konservative SP Werte und verringern Sie die Stabilitätsreserve von Flug zu Flug nur in kleinen Schritten.

Verwendung auf eigenes Risiko - wir übernehmen kleinerlei Haftung

Weitere Beispiele: (Click Sie auf die Beispiel-Bilder)
Mirage 2000 Spitfire Mk 47 Arcus Velocitiy XL>
		  </map>
		  <br>
		  <a href= Mirage 2000   Spitfire Mk 47                         Velocity XL              Arcus

Erläuterungen:
Theoretisch und experimentell wurde nachgewiesen, dass eine, bei 25% der mittleren aerodynamischen Flügeltiefe (MAC) angreifende Kraft ein beinahe konstantes Moment erzeugt unabhängig vom Anstellwinkel. Dieser Angriffspunkt nennt man aerodynamischens Zentrum (AC) des Flügels. Das AC wird ab der Eintrittskannte (EK) des entsprechenden Flügels in der Rumpfmitte abgemessen.
 
Der Neutralpunkt (NP) des Flugzeuges ist der Punkt, in welchem die aerodynamischen Kräfte ausgeglichen sind. Mehrere Flügel an einem Flugzeugt (z.B. Hauptflügel und Leitwerk) beeinflussen sich gegenseitig und damit die resultierenden aerodynamischen Kräfte. Der NP wird ab der Eintrittskannte (EK) des Hauptflügels in der Rumpfmitte abgemessen.
Die «Leitwerkeffizienz» beeinflusst die Position des NPs zusätzlich und ist nicht nur von dessen Grösse, sondern auch der anordnung zum Hauptflügel abhängig.
Deltas und Nuris haben kein Leitwerk, womit der NP mit dem AC identisch ist.
Beim Entenflügler befindet sich das Leitwerk vor dem Hauptflügel. Daher muss die Distanz (D) zwischen den Flächen als negativer Wert eingegeben werden.
 
Der Schwerpunkt (SP) ist der Punkt, in welchem die Gewichtskräfte ausgeglichen sind.Der SP wird ab der Eintrittskannte (EK) des Hauptflügels in der Rumpfmitte abgemessen.
Um eine gute Eigenstabilität zu erreichen, wird der Schwerpunkt zwischen 5% und 15% der MAC-Länge VOR dem Neutralpunkt angesetzt. Diese Reserve nennt man Stabilitätsreserve.
Eine tiefe Stabilitätsreserve führt zu einer geringeren Stabilität, hoher Steuersensibilität und einem schwanzlastigen Flugzeug. Wird der Schwerpunkt jedoch hinter dem Neutralpunkt angesetzt führt dies zu einem schwer kontrollierbarem Verhalten oder gar zum vollständigen Kontrollverlust.
Eine höhre Stabilitätsreserve verbessert die Eigenstabilität, führt zu trägerem Verhalten und einem kopflastigen Flugzeug. Eine zu hohe Reserve verhindert die nötige Steuerkontrolle/-gewalt um ein Modell sicher abheben zu lassen bzw. zu landen.
Bei konventionellen Flugzeugkonstruktionen liegt der SP typischerweise zwischen 25% und 38% MAC.
 
Der optimale Schwerpunkt muss schliesslich erflogen werden. Zur Sicherheit Ihres Modells beginnen Sie die Erprobung immer mit konservativen Schwerpunktsangaben mit einer Stabilitätsreserve zwischen 15% und 5% für ein gutmütiges Flugverhalten. Optimieren Sie die Position des Schwerpunkts nur in kleinen Schritten von Flug zu Flug. Setzten Sie für Erstflüge den Schwerpunkt NIE hinter dem vermeintlichen Neutralpunkt an!

Limitationen - was cgCalc NICHT kann:

  • cgCalc  ermittelt keine aerodynamischen Leistungsanalysen.
  • Aerodynamische Wirkung und Einfluss von Propeller-Antrieb und Einstellwinkeldifferenzen (EWD) werden nicht beurteilt.
  • cgCalc kann keine Doppeldecker-Auslegungen berechnen.
  • Für Entenflügler wird vorausgesetzt, dass das Leitwerk kleiner als der Hauptflügel ist. Für Tandem-Flügel verwenden Sie ein «normale» Leitwerk-Konfiguration.
  •  cgCalc berücksichtig keinerlei Auftriebswikung von bulligen Rümpfen. Weisst Ihr Modell vor dem Hauptflügel einen bulligen Rumpf auf, erhöhen Sie zusätzlich die übliche Stabilitätsreserve um zusätzliche 5% (vgl. Sukhoi - verwenden Sie eher 15% der statt 10% Reserve).
  • Jets mit Einlässen nahe oder unter der Eintrittskante, sowie mehrmotorige Modelle mit Triebwerksgondeln haben eine nicht zu untersschätztende Tendenz zur Destabilisierung, was von cgCalc nicht berücksichtigt wird.
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