Hello. This is a beautiful project. I have two questions. 1. For the spin tests, were you able to properly scale the moments of inertia of the airplane? Would that not be crucial? 2. This is a bit of a crazy idea. If you scale an airplane geometrically, the Reynolds number is proportional to its mass. Would it be possible to make a half-scale model that has the same mass as the full-scale plane, and fly at double the speed? There would be no Reynolds-number concerns. The Mach number here is small enough it should not matter. I confess that I don't know how the flutter properties scale, given the same material for the structure. Best wishes. Philippe Spalart Near Seattle
1. The structure of the model and thus the distribution of mass is pretty similar to the full scale prototype, so the moments of inertia scale relatively well. The other benefit of building the model with the same techniques as the real thing was that we could do a ground vibration test which helped in calibrating the FE model for flutter optimization. 2. This would be impractical due to numerous reasons: Space constraints and the sheer volume of material in the build phase, the much higher speeds and thus greater distances and tug performance while testing, not to mention ground handling. Regarding flutter properties one might also face space constraints since the spar caps are already quite massive and thus it might already be impossible to fit as much material into the same wing section as needed for a mass-proportional increase in stiffness. We were able to mitigate the Reynolds-number concerns by using slightly modified airfoils and the relatively large scale of the model though.
If you need to use very active pitch control on final approach, you are not carrying enough static margin. Move the CG forward to increase the SM by 1% or 2%.
Absolutely wonderful work! The spin recovery is very impressive! You mentioned at the end that you had to chase the pitch control on the final approach. Do you suspect this is due to wingtip stall? I have done wind tunnel tests on a flying wing with a little more sweep (around 35 degrees) and observed this. When I tried flying the simulator model built from the wind tunnel data, it was very difficult to control at high angles of attack. And as a follow up question, what are your thoughts on using some control augmentation to overcome this?
Thanks! The less stable pitch behaviour is probably mostly a result of the relatively small static margin that comes with the aft CG configurations we tested. The approach speed is substantially higher than the airspeeds at which we observed any (partial) stalls. The AK-X has a relatively significant wing twist to avoid stalling the wing tips prematurely. It seems like this has worked well so far, since controllability at high AoA hasn't been a problem at altitude and flare-out worked well, too. Of course the difference in sweep might make a difference in stall behaviour due to spanwise flow aswell. Control augmentation would be an interesting topic for sure! The reason why we can't really consider it is because using fly-by-wire in a glider would be another project in itself (especially with regulations).
Thank you for the thorough reply. I think you are right about the difficulty of certifying a FBW control system for a glider. Fun in theory, but not realistic in your situation. I’m working on a single piston engine flying wing, and am considering some augmentation, but have also ran into all sorts of regulation-related issues. If you wouldn’t mind, I’d like to ask some follow up questions. What is the lowest static margin you are operating at (in percent mean aerodynamic chord)? How much washout do you apply from wing root to tip? How much above stall speed do you land at? In other words, what is the lift coefficient during landing (roughly)? Thank you in advance and keep up the great work.
We tested the model down to around 10 % static margin, but the design is optimized for around 12 %. Washout follows a non-linear curve from around -1° at the root over 0° in the middle to -4° close to the tip. Airspeed at flare is about 80 km/h, touchdown is around 70 km/h so at a c_L of about 0.9. We haven't completely analysed all of the data yet, so especially the static margin figures are somewhat preliminary, but they should be within the correct order of magnitude ;)
Great video! Are the mass and stiffness distributions scaled appropriately for flutter testing? Do you plan to test a ballistic parachute system on the model and fit one to the prototype? Apologies, so many questions.
Hey Tim, don't apologize haha thanks for the great questions! No, we don't do flutter testing with the model plane, that probably wouldn't scale well. Instead we will do flutter analysis of the full size prototype in two ways. First with a mass and inertia calculation and second by analyzing the resonant frequencies and amount of damping on the finished plane. Also no, we won't test a ballistic parachute system on the model, we will however fit one to the full size plane. It's a standard off-the-shelf part though, so we won't need to test it, we just need to integrate it properly, but that is already mostly complete.
Bzgl. der Stabilität um die Querachse, habt ihr da mal probeweise geschaut, welche Korrekturen ein Gyroskop machen würde und wie sauber dann das Flugverhalten ist? (Ich weiß, dass die 1:1 kein Fly-by-wire ist, aber wäre trotzdem interessant)
Wäre bestimmt interessant, wir haben uns mit dem Modell aber auf Erprobungspunkte konzentriert, die für den manntragenden Prototypen relevant sind. Insgesamt bietet Fly-by-wire natürlich ordentlich Potential gerade auch für Konfigurationen wie die AK-X, war aber allein schon aus zulassungsrechtlichen Gründen für uns keine Option.
Sehr interessantes Projekt! Steuert Ihr das Modell während des Schlepps vom Boden aus oder hängt es "eigenstabil" hinter dem UL? Ich stelle mir Beides als recht kompliziert vor...
Das Modell wird aktiv vom Boden gesteuert, ist aber von sich aus relativ stabil hinter dem UL, was das Steuern zumindest etwas vereinfacht. An sich verhält sich alles wie vom bemannten Flugzeugschlepp gewohnt, eben mit der zusätzlichen Schwierigkeit, dass man entweder die Höhe oder die seitliche Lage in Relation zum Schleppflugzeug schätzen muss, weil aus der Perspektive natürlich nicht beides gleichzeitig eindeutig ist.
Warum ist die AK-X so schwer? Mein vergleichbar grosses „normal“ Modell wiegt weniger als die Hälfte 🤔 und ist zusätzlich noch eigenstartfähig durch Nasenantrieb 😊
Ja, richtig es ist sehr schwer. Das haben wir ganz bewusst so gemacht, damit die Reynoldszahl gut skaliert. Dafür fliegt das Modell auch vergleichsweise schnell. Wir können so das Flugverhalten besser mit dem manntragenden Prototyp vergleichen.
Hallo, tolles Projekt! Erinnert mich an meine NF-Versuche von vor über 30 Jahren, als ich noch Zeit für's Modellfliegen in der F3B-Klasse hatte. Damals waren die S-Schlagprofile den Hochleistungsprofilen von MH oder RG hoffnungslos unterlegen, was auch die gesteigerte Effizienz (sprich: der geringere Gesamtwiderstand) nicht mehr rausholen konnte. Aber das war, wie gesagt, vor 30 Jahren mit 3m-Modellen. Wie sieht's denn heute aus? Kommt die AK-X an eine AS 33-15m ran?
Wir verwenden bei der AK-X "normale" Hochleistungsprofile (die Stabilität bekommt das Flugzeug durch die Flügelgeometrie). Theoretisch kann die Flugleistung der AK-X mit modernen 15m-Flugzeugen also gut mithalten. Ob wir das volle Potential in der Praxis wirklich ausschöpfen können ist aber noch nicht sicher, das hängt von zu vielen Faktoren ab. Wir sind also gespannt auf die Flugerprobung!
@@akafliegkarlsruhe "Wir verwenden bei der AK-X "normale" Hochleistungsprofile" Oha, dann habe ich mich getäuscht. Dem Anschein nach habe ich auf S-Schlag getippt aufgrund der hochgebogenen Endleiste (gut zu sehen bei 1:41). Na dann darf man ja echt gespannt sein auf die Flugerprobung. Ich lasse euch mal ein Abo da und freue mich auf die Updates. Hals- und Beinbruch!
Bin auch Nurflügelfreak seit über 50 Jahren und habe schon einiges gebaut. Habt Ihr nicht Sorge dass der Flügel ( wegen Verwindung ) so steif gebaut werden muss, dass es wie bei der SB 13, unangenehm bei böigem Wetter wird?
Ja, es wird auf jeden Fall ein bisschen bockiger als in einem normalen Segelflugzeug. Bis jetzt lassen wir das erstmal auf uns zukommen. Wenn sich herausstellt, dass das zu unangenehm ist, könnte man z.B. die Sitzschale gedämpft aufhängen
Wir konnten mit dem Modell bei böigem Wetter leichte Nickschwingungen beobachten, diese waren beim Fliegen des Modells aber nicht störend. Ob (und wie sehr) das beim manntragenden Flieger spürbar sein wird, lässt sich aber noch nicht sagen.
Mich würde interessieren, wie ihr die Seitenruderausschläge eingestellt habt. Würde es nicht reichen, die kurveninnere Seite auszuschlagen? Dann wird dort mehr Widerstand erzeugt und das Flugzeug giert quasi ums Winglet, oder?
Hi, ja würde natürlich gehen, ist aber aerodynamisch ungünstiger, weil man für die gleiche Wirksamkeit einen stärkeren Ausschlag braucht und dadurch insgesamt ineffizienter wird
Ein paar der wichtigsten Unterschiede: größere Flügelpfeilung (also mehr Nickdämpfung), Wölbklappen (ermöglicht neben den üblichen Vorteilen auch ein effizienteres Höhenruder), robuster dimensioniertes Fahrwerk
Grüße an Ulli (wenn der noch in der Aka ist). Der hat vor Jahren nen kleineres Modell der AK-X in der Akamodell Stuttgart gebaut. Was ist der Grund für den Schlepp mitm Ul?
Mucki mit Bart 😁👍so super, dass das Model immer noch fliegt
Tolle Sache! Die jungen Männer denken klar, sprechen klar. Gut gemacht!
Vielen dank fur den video. Sehr interressant konzept!
Impressive build, great to see all the work in this wing design flying so well.
Sehr spannend! Finde es interssant, dass ihr mit einem manntragenden Flugzueg scheppt.
stunningly beautiful n ever seen a model glider with a 1:1 tow plane !!
moving right along :-) Looks like Spaß, und ganz interessant!
Hello.
This is a beautiful project. I have two questions.
1. For the spin tests, were you able to properly scale the moments of inertia of the airplane? Would that not be crucial?
2. This is a bit of a crazy idea. If you scale an airplane geometrically, the Reynolds number is proportional to its mass. Would it be possible to make a half-scale model that has the same mass as the full-scale plane, and fly at double the speed? There would be no Reynolds-number concerns. The Mach number here is small enough it should not matter. I confess that I don't know how the flutter properties scale, given the same material for the structure.
Best wishes.
Philippe Spalart
Near Seattle
1. The structure of the model and thus the distribution of mass is pretty similar to the full scale prototype, so the moments of inertia scale relatively well. The other benefit of building the model with the same techniques as the real thing was that we could do a ground vibration test which helped in calibrating the FE model for flutter optimization.
2. This would be impractical due to numerous reasons: Space constraints and the sheer volume of material in the build phase, the much higher speeds and thus greater distances and tug performance while testing, not to mention ground handling. Regarding flutter properties one might also face space constraints since the spar caps are already quite massive and thus it might already be impossible to fit as much material into the same wing section as needed for a mass-proportional increase in stiffness.
We were able to mitigate the Reynolds-number concerns by using slightly modified airfoils and the relatively large scale of the model though.
Great video, thanks for taking the time to put it together!
Interesting project to follow, and I get to pratice my german 🙂 win-win!
Das sieht ja schonmal ganz gut aus Jungs. Respekt!
Boah, beim Landen rüttelt es echt heftig. Ich bin erstaunt, dass der vordere Fahrwerk trotzdem aushält :D
If you need to use very active pitch control on final approach, you are not carrying enough static margin. Move the CG forward to increase the SM by 1% or 2%.
Absolutely wonderful work! The spin recovery is very impressive!
You mentioned at the end that you had to chase the pitch control on the final approach. Do you suspect this is due to wingtip stall? I have done wind tunnel tests on a flying wing with a little more sweep (around 35 degrees) and observed this. When I tried flying the simulator model built from the wind tunnel data, it was very difficult to control at high angles of attack.
And as a follow up question, what are your thoughts on using some control augmentation to overcome this?
Thanks!
The less stable pitch behaviour is probably mostly a result of the relatively small static margin that comes with the aft CG configurations we tested.
The approach speed is substantially higher than the airspeeds at which we observed any (partial) stalls. The AK-X has a relatively significant wing twist to avoid stalling the wing tips prematurely. It seems like this has worked well so far, since controllability at high AoA hasn't been a problem at altitude and flare-out worked well, too. Of course the difference in sweep might make a difference in stall behaviour due to spanwise flow aswell.
Control augmentation would be an interesting topic for sure! The reason why we can't really consider it is because using fly-by-wire in a glider would be another project in itself (especially with regulations).
Thank you for the thorough reply.
I think you are right about the difficulty of certifying a FBW control system for a glider. Fun in theory, but not realistic in your situation. I’m working on a single piston engine flying wing, and am considering some augmentation, but have also ran into all sorts of regulation-related issues.
If you wouldn’t mind, I’d like to ask some follow up questions.
What is the lowest static margin you are operating at (in percent mean aerodynamic chord)?
How much washout do you apply from wing root to tip?
How much above stall speed do you land at? In other words, what is the lift coefficient during landing (roughly)?
Thank you in advance and keep up the great work.
We tested the model down to around 10 % static margin, but the design is optimized for around 12 %.
Washout follows a non-linear curve from around -1° at the root over 0° in the middle to -4° close to the tip.
Airspeed at flare is about 80 km/h, touchdown is around 70 km/h so at a c_L of about 0.9.
We haven't completely analysed all of the data yet, so especially the static margin figures are somewhat preliminary, but they should be within the correct order of magnitude ;)
Great video! Are the mass and stiffness distributions scaled appropriately for flutter testing? Do you plan to test a ballistic parachute system on the model and fit one to the prototype? Apologies, so many questions.
Hey Tim, don't apologize haha thanks for the great questions!
No, we don't do flutter testing with the model plane, that probably wouldn't scale well. Instead we will do flutter analysis of the full size prototype in two ways. First with a mass and inertia calculation and second by analyzing the resonant frequencies and amount of damping on the finished plane.
Also no, we won't test a ballistic parachute system on the model, we will however fit one to the full size plane. It's a standard off-the-shelf part though, so we won't need to test it, we just need to integrate it properly, but that is already mostly complete.
@@akafliegkarlsruhe классическая схема всегда победит безхвостку
Bzgl. der Stabilität um die Querachse, habt ihr da mal probeweise geschaut, welche Korrekturen ein Gyroskop machen würde und wie sauber dann das Flugverhalten ist? (Ich weiß, dass die 1:1 kein Fly-by-wire ist, aber wäre trotzdem interessant)
Wäre bestimmt interessant, wir haben uns mit dem Modell aber auf Erprobungspunkte konzentriert, die für den manntragenden Prototypen relevant sind. Insgesamt bietet Fly-by-wire natürlich ordentlich Potential gerade auch für Konfigurationen wie die AK-X, war aber allein schon aus zulassungsrechtlichen Gründen für uns keine Option.
Sehr interessantes Projekt! Steuert Ihr das Modell während des Schlepps vom Boden aus oder hängt es "eigenstabil" hinter dem UL? Ich stelle mir Beides als recht kompliziert vor...
Das Modell wird aktiv vom Boden gesteuert, ist aber von sich aus relativ stabil hinter dem UL, was das Steuern zumindest etwas vereinfacht. An sich verhält sich alles wie vom bemannten Flugzeugschlepp gewohnt, eben mit der zusätzlichen Schwierigkeit, dass man entweder die Höhe oder die seitliche Lage in Relation zum Schleppflugzeug schätzen muss, weil aus der Perspektive natürlich nicht beides gleichzeitig eindeutig ist.
Warum ist die AK-X so schwer? Mein vergleichbar grosses „normal“ Modell wiegt weniger als die Hälfte 🤔 und ist zusätzlich noch eigenstartfähig durch Nasenantrieb 😊
Ja, richtig es ist sehr schwer. Das haben wir ganz bewusst so gemacht, damit die Reynoldszahl gut skaliert. Dafür fliegt das Modell auch vergleichsweise schnell. Wir können so das Flugverhalten besser mit dem manntragenden Prototyp vergleichen.
@@akafliegkarlsruhe … ahh alles klar 👍🏻meine Dynamic Soaring Modelle können ja auch nicht schwer genug sein 👍🏻🥳🚀😉
Sehr gut, so Frage: wie habt ihr das uhrmodell für den Flügel um die Form zu machen gemacht ?
Alles im CAD und dann direkt die negativ Formen aus Ureol gefräst
Which regulation exactly prohibits towing RC models with manned aircraft? Is this something in German law or EASA rules?
O o o, der hat Sorgen
Hallo ! Tolles Video ! Wann soll die manntragende Variante fliegen ?
Gute Frage ;) immer schwierig abzusehen, aber ein paar Jahre wird es auf jeden Fall noch dauern
Hallo, tolles Projekt! Erinnert mich an meine NF-Versuche von vor über 30 Jahren, als ich noch Zeit für's Modellfliegen in der F3B-Klasse hatte. Damals waren die S-Schlagprofile den Hochleistungsprofilen von MH oder RG hoffnungslos unterlegen, was auch die gesteigerte Effizienz (sprich: der geringere Gesamtwiderstand) nicht mehr rausholen konnte. Aber das war, wie gesagt, vor 30 Jahren mit 3m-Modellen.
Wie sieht's denn heute aus? Kommt die AK-X an eine AS 33-15m ran?
Wir verwenden bei der AK-X "normale" Hochleistungsprofile (die Stabilität bekommt das Flugzeug durch die Flügelgeometrie). Theoretisch kann die Flugleistung der AK-X mit modernen 15m-Flugzeugen also gut mithalten. Ob wir das volle Potential in der Praxis wirklich ausschöpfen können ist aber noch nicht sicher, das hängt von zu vielen Faktoren ab. Wir sind also gespannt auf die Flugerprobung!
@@akafliegkarlsruhe "Wir verwenden bei der AK-X "normale" Hochleistungsprofile"
Oha, dann habe ich mich getäuscht. Dem Anschein nach habe ich auf S-Schlag getippt aufgrund der hochgebogenen Endleiste (gut zu sehen bei 1:41). Na dann darf man ja echt gespannt sein auf die Flugerprobung. Ich lasse euch mal ein Abo da und freue mich auf die Updates. Hals- und Beinbruch!
Bin auch Nurflügelfreak seit über 50 Jahren und habe schon einiges gebaut. Habt Ihr nicht Sorge dass der Flügel ( wegen Verwindung ) so steif gebaut werden muss, dass es wie bei der SB 13, unangenehm bei böigem Wetter wird?
Ja, es wird auf jeden Fall ein bisschen bockiger als in einem normalen Segelflugzeug. Bis jetzt lassen wir das erstmal auf uns zukommen. Wenn sich herausstellt, dass das zu unangenehm ist, könnte man z.B. die Sitzschale gedämpft aufhängen
Sehr interesantes Video! Wird es von der AK-X auch mal ein bemanntes Flugmodel geben?
Klar! Die Playlist mit den Videos zum aktuellen Baufortschritt ist hinten im Video und in der Beschreibung verlinkt ;)
Wie sind Eure Erfahrungen mit den alpha-Schwingungen?
Wir konnten mit dem Modell bei böigem Wetter leichte Nickschwingungen beobachten, diese waren beim Fliegen des Modells aber nicht störend. Ob (und wie sehr) das beim manntragenden Flieger spürbar sein wird, lässt sich aber noch nicht sagen.
@@akafliegkarlsruhe Die Nickschwingungen sind halt leider beim Nurflügler immer noch nicht vollständig zu eliminieren.
Mich würde interessieren, wie ihr die Seitenruderausschläge eingestellt habt. Würde es nicht reichen, die kurveninnere Seite auszuschlagen? Dann wird dort mehr Widerstand erzeugt und das Flugzeug giert quasi ums Winglet, oder?
Hi, ja würde natürlich gehen, ist aber aerodynamisch ungünstiger, weil man für die gleiche Wirksamkeit einen stärkeren Ausschlag braucht und dadurch insgesamt ineffizienter wird
Cooles Projekt! Was ist an der AK-X gegenüber der SB 13 verbessert?
Ein paar der wichtigsten Unterschiede: größere Flügelpfeilung (also mehr Nickdämpfung), Wölbklappen (ermöglicht neben den üblichen Vorteilen auch ein effizienteres Höhenruder), robuster dimensioniertes Fahrwerk
Grüße an Ulli (wenn der noch in der Aka ist). Der hat vor Jahren nen kleineres Modell der AK-X in der Akamodell Stuttgart gebaut. Was ist der Grund für den Schlepp mitm Ul?
Vielleicht liest er mit, aber der ist mittlerweile Alumnus. Beste Grüße aus Karlsruhe
Some English subtitles would help . There are many like myself that are interested in your project.
Hi, we specifically wrote English subtitles! Please check if you can enable them at the bottom right of the video.
@@akafliegkarlsruhe my apologies . My only excuse, I am old .
No worries! Hope you enjoy our videos :)