Turbulatoren
Oder: Wie geht das???

Bitte erst die Seite von Martin Hepperle aufsuchen, da ist sehr gut erklärt, was wann warum passiert und wozu man Turbulatoren überhaupt braucht. Dieses hier ist eine Erklärung über die praktische Umsetzung dessen, was M. Hepperle dort strömungstechnisch erläutert hat.

Vor einem Jahr hatte ich ein Problem bei einem Modell, das eigenartige Sprünge in der Luft zeigte. Genau betrachtet konnte man sehen, daß es Anstellwinkelsprünge waren. Das liegt daran, daß die Strömung beim Ablösen eine Momentenänderung am Profil verursacht. So sieht die Geschichte allerdings primär bei leichten und langsam fliegenden Seglern aus. Allgemein werden solche Probleme bei einem Modell oft durch Probleme am HLW erzeugt. Dieselben Flügel mit Elektroantrieb zeigten keine Anstellwinkelsprünge, dafür ein paar andere Nettigkeiten. Das lag bei meinem Fall an der vergrößerten Trägheit, das Ablöseproblem war aber trotzdem geblieben, eben nur schwerer zu identifizieren. Allgemein kann jedes (!) Modell Probleme mit laminaren Ablöseblasen bekommen.

Bild 1: Druckprofil eines durch Turbulator erzwungenen Umschlags laminar/turbulent auf der Profiloberseite Bildquelle

Woran kann man Probleme erkennen?

Man sticht das Modell an und macht es dann kontinuierlich langsamer. Irgendwann kommt der Punkt, an dem das Modell in den Sackflug geht. Stellst Du vor diesem Punkt fest, daß plötzlich die Gleitleistung zusammenbricht, hast Du mit großer Sicherheit eine laminare Ablöseblase, die am Flügel ihr Unwesen treibt (Nicht am HLW, das würdest Du allein am Handling merken, das Modell reagiert dann ständig anders auf etwa gleich große HR-Ausschläge.). Bei derselben Flugprozedur sieht man bei solchen Modellen beim Beschleunigen einen deutlichen Anstieg der Gleitleistung, der schlagartig auftritt. Das Modell fällt also erst ziemlich, ohne richtig schneller zu werden, dann plötzlich macht es viel Speed, bei einem Bruchteil des Höhenverlustes. Die Geschwindigkeitsumsetzung ist nach diesem Punkt sehr gut.

Was ist zu tun?

Hast Du keine solch eindeutigen Anzeichen bei Deinem Modell, geht es auch anders: Du gehst in Deinen Lieblingsbaumarkt und holst Dir eine Rolle Kreppband. Das stark geriffelte, um das Du sonst einen Bogen machst, weil die Farbe an der Kante drunterläuft. Mit diesem bewaffnet, näherst Du Dich Deinem Modell, das jetzt versuchen würde wegzufliegen, wenn es könnte. Es sieht häßlich aus, weil Du es nur auf einem Flügel befestigen wirst und das bei etwa 70%t (von der Nase aus, Oberseite. Probleme auf der Unterseite haben Profile zumeist nur im Schnellflug, also ggf. später austesten). Damit gehst Du fliegen und wirst nichts merken, außer daß Deine lieben Kollegen lästern werden. Du tust so, als würdest Du sie ignorieren (ist hart), weil Du es besser weißt und das Band jetzt immer weiter vorne befestigst. Irgendwann wird die beklebte Fläche versuchen, die andere zu überholen (im Langsamflug). Das ist Deine Position. Versuch bitte nicht in dieser Konfiguration im Endanflug Überziehversuche einzuleiten! Du kannst dann in Ruhe ein Profil aussuchen, das solche Probleme nicht hat - für Dein dann neu zu bauendes Modell.

Dreht Dein Modell ständig zu der Turbulatorseite, ist Dein Profil immer besser ohne Turbulator (SD7003 z.B.). Dann freust Du Dich und befreist Dein Modell ganz schnell von dem Dreck. Edler geht es, wenn Du bei GeFa (Tel.07042/830128) Zackenband bestellst. Für 4EUR/m. Nein, ich bin nicht am Verkaufspreis beteiligt. Ganz prinzipiell: Die Grenzschichtdicke bestimmt die Dicke Deines Turbulators. Ich könnte Dir jetzt sagen, wie Du das abschätzen kannst, aber - deshalb nimmst Du das Kreppband. Das paßt für uns Modellflieger ziemlich gut. Meinetwegen mit Zackenkante, weil das spaciger aussieht.

Mein Modell flog danach super und wenn es nicht gestorben wäre, würde es noch heute ohne Turbulatoren fliegen, weil eine Landung in pollenverseuchtem Gras für ein Modellflugjahr reicht, außer der Herr Pilot neigt zum Putzfimmel. Die Schnellflugleistung leidet zugegebenermaßen etwas, aber wen interessiert die schon, die Adleraugen eines durchschnittlichen Modellfliegers richten meistens schlimmeres an...

Wo sollte der Turbulator liegen?

Allgemein heißt das also: Ein Zackenband muß vor/am Umschlagpunkt der Strömung liegen, damit es wirkt. Wenn Du viel abends fliegst, weißt Du, wo der liegt (Tau). Der Umschlagpunkt befindet sich im Langsamflug leider sehr weit vorne, das heißt, Du verlierst etwas im Schnellflug. Man kann sowas auch rechnen und das sieht dann so aus:

Wer dieser Rechnung nicht traut, kann sich in einen ausführlichen Artikel zum Thema Strömungsumschlag vertiefen und da ist sogar ein Video abrufbar, was die Sache hoffentlich ein für allemal klarstellt.

Zugegeben, ein schreckliches Bild. Laßt uns lieber abends fliegen gehen!
Hier sind zwei verschiedene Profile mit ihren Umschlagslagen dargestellt. Links ist laminar, rechts turbulent und die Linie markiert genau den Umschlagspunkt. Wir sehen, daß beim E205 ein Turbulator auf der Profiloberseite sehr sinnvoll ist, weil der Umschlag wenig wandert, zugleich ein Blasenproblem existiert (erkennt man in der Polare). Alles klar, der Turbulator sollte bei 20..40% liegen. Beim SD 7037 ist der Umschlag ständig auf Wanderschaft, je nach Anstellwinkel haben wir 0..78% laminare Laufstrecke auf der Profiloberseite! Hier macht ein Turbulator wenig Sinn und wir brauchen ihn in der Praxis wirklich nicht, weil ein Profil mit einem solch sanften Umgang mit der Grenzschicht meist keine Blasenprobleme hat. Die Vorteile sind dementsprechend gering. Das Besprochene bezüglich der Turbulatorposition gilt für klassische Turbulatoren, also Zackenband, Tape, Haarspray etc.

Es gibt aber ausnahmsweise ein Allheilmittel: Blasturbulatoren. Die wirken auch noch HINTER dem Umschlags- bzw. Ablösepunkt. Du hast ein mit Folie bespanntes Modell? Oder gar Voll-GFK mit Schalenflügel? Dann verringerst Du jetzt den Wiederverkaufswert drastisch, in dem Du im ersten Fall den Flügel oben mit einer Nadel perforierst, im zweiten Fall einen 0,5mm Bohrer am Flügel sein Werk verrichten läßt. Auf der Flügelunterseite sind dann noch Versorgungslöcher anzubringen, Durchmesser 2-3mm. Weniger Löcher als oben, klar.

Mach aber bitte nicht den Fehler, durch Deinen Holm blasen zu wollen, wenn dieser einen durchgehenden Steg aufweist... Du würdest mich erschlagen (wegen der Modellverschandelung), obwohl ich unschuldig bin. Diese Aktion startest Du natürlich erst, wenn Du weißt, daß Dein Modell wirklich sowas braucht (s.o.).

Diesen Blasturbulator positionierst Du weiter hinten, ist klar. Im Schnellflug verringert sich im übrigen die Druckdifferenz, was ganz prima ist: Je schneller, desto weniger Turbulator. Wie geil ist diese Welt, denkst Du Dir, während Du Deinen Kollegen (ja, den vom Anfang, der gelästert hat) im Schnell- UND Langsamflug versägst. Oft genug wirken Blasturbulatoren aber auch schlechter als Zackenband oder flache (2D-) Turbulatoren, es kommt also mal wieder auf den Einzelfall an. Aber deswegen lieben wir das Thema ja so...

© Hartmut Siegmann 1999-2005