Aerodynamics 1: general directions / Down force
English version
Aerodynamik und RC-Cars. Die Diskussionen hierzu sind ja bekannt. Die einen schwören drauf, die anderen halten es für Quatsch im RC-Bereich. Bei der Entwicklung meines Autos wollte ich von Anfang an auch aerodynamische Gesichtspunkte mit einfließen lassen.
Klar ist, dass sich das Original nicht einfach verkleinern lässt. Flügeltiefe und Geschwindigkeit sind niedriger, die Re-Zahl des Flügels liegt in einen ungünstig niedrigen Bereich. Dies erfordert Anpassungen an den Flügelprofilen und verringert ihre Effizienz. Aber die aerodynamische Optimierung bietet noch einen anderen Ansatzpunkt: den Cw – Wert. Gerade Formel Modelle bieten mit ihren freistehenden Rädern hier einiges an Optimierungspotential.
Sicherlich werden auftretenden Kräfte nicht sehr groß, aber bei einem Gewicht von etwa einem Kilo und Leistungen von 200-250 Watt können auch wenige Newton schon einen Einfluss haben.
Teil 1: Abtrieb
Ein Formel1 Modell bietet zwei Punkte, die zur Erzeugung von Abtrieb dienen können: die beiden Flügel und der Unterboden des Fahrzeuges.
Flügel:
Sind in ihrer Größe beschränkt, wodurch sie in einem Aerodynamisch ungünstigen Re-Zahl Bereich arbeiten. Dies erfordert Anpassungen an den Flügelprofilen. Der vordere Flügel liegt tief über der Piste und kann damit eventuell vom Ground-Effekt profitieren. Der Hintere Flügel liegt, verglichen mit seiner Tiefe relativ hoch in der Luft, was in weniger effektiv arbeiten lässt.
Unterboden:
Der Unterboden bietet eine große Fläche, liegt nahe über dem Boden und hat keine Einschränkungen durch Regularien. Hier müsste man mit Hilfe des Venturi-Effektes relativ viel Abtrieb erzeugen können, ähnlich den Lotus Wingcars der Formel 1 oder heutiger Indycars.
Bei der Erzeugung von Abtrieb möchte ich versuchen, den Großteil des Abtriebes mit Hilfe des Unterbodens zu erzeugen, die Flügel sollen hauptsächlich der Einstellung der Balance dienen.
Klar ist, dass sich das Original nicht einfach verkleinern lässt. Flügeltiefe und Geschwindigkeit sind niedriger, die Re-Zahl des Flügels liegt in einen ungünstig niedrigen Bereich. Dies erfordert Anpassungen an den Flügelprofilen und verringert ihre Effizienz. Aber die aerodynamische Optimierung bietet noch einen anderen Ansatzpunkt: den Cw – Wert. Gerade Formel Modelle bieten mit ihren freistehenden Rädern hier einiges an Optimierungspotential.
Sicherlich werden auftretenden Kräfte nicht sehr groß, aber bei einem Gewicht von etwa einem Kilo und Leistungen von 200-250 Watt können auch wenige Newton schon einen Einfluss haben.
Teil 1: Abtrieb
Ein Formel1 Modell bietet zwei Punkte, die zur Erzeugung von Abtrieb dienen können: die beiden Flügel und der Unterboden des Fahrzeuges.
Flügel:
Sind in ihrer Größe beschränkt, wodurch sie in einem Aerodynamisch ungünstigen Re-Zahl Bereich arbeiten. Dies erfordert Anpassungen an den Flügelprofilen. Der vordere Flügel liegt tief über der Piste und kann damit eventuell vom Ground-Effekt profitieren. Der Hintere Flügel liegt, verglichen mit seiner Tiefe relativ hoch in der Luft, was in weniger effektiv arbeiten lässt.
Unterboden:
Der Unterboden bietet eine große Fläche, liegt nahe über dem Boden und hat keine Einschränkungen durch Regularien. Hier müsste man mit Hilfe des Venturi-Effektes relativ viel Abtrieb erzeugen können, ähnlich den Lotus Wingcars der Formel 1 oder heutiger Indycars.
Bei der Erzeugung von Abtrieb möchte ich versuchen, den Großteil des Abtriebes mit Hilfe des Unterbodens zu erzeugen, die Flügel sollen hauptsächlich der Einstellung der Balance dienen.
Aerodynamics and rc-cars. Some love it, others say it does not matter. During the development of my car, I wanted to consider as well the aerodynamic point of view
It’s obvious, that you can’t just scale down the original. Wings are smaller and speeds are lower, the Reynolds number [further referred to as re-number] drops to a disadvantageous level, requiring adaptions on wing profiles and lowering their effective. And there is a second aim for aerodynamic optimization: drag. Especially Formula 1 models with their open wheels contain a lot of potential for optimization there.
Surely the resulting forces are not that big, but with a weight around a kilo and engine power around 200-250 watts, even a few newton can have an influence.
Part 1: Down force
A formula 1 racecar has two major points for creating down force: the wings and the underbody.
Wings:
Wings are limited in size, which makes them work in inefficient re-number areas. This demands adaptions in wing profiles. As the front wing is low above the road, it may profit a little from ground effect. The rear wing is, compared to its size, high above the ground, which makes it work less efficient.
Underbody:
The underbody offers a big surface and there are no limitations by rules. It should be able to create a relatively high amount of down force by using venturi effect, similar to the Team Lotus Formula 1 wing cars or current Indycars.
Resulting from this, I will try to use the underbody to create the main amount of down force; the wings shall mainly be used to adjust the balance of the car.
It’s obvious, that you can’t just scale down the original. Wings are smaller and speeds are lower, the Reynolds number [further referred to as re-number] drops to a disadvantageous level, requiring adaptions on wing profiles and lowering their effective. And there is a second aim for aerodynamic optimization: drag. Especially Formula 1 models with their open wheels contain a lot of potential for optimization there.
Surely the resulting forces are not that big, but with a weight around a kilo and engine power around 200-250 watts, even a few newton can have an influence.
Part 1: Down force
A formula 1 racecar has two major points for creating down force: the wings and the underbody.
Wings:
Wings are limited in size, which makes them work in inefficient re-number areas. This demands adaptions in wing profiles. As the front wing is low above the road, it may profit a little from ground effect. The rear wing is, compared to its size, high above the ground, which makes it work less efficient.
Underbody:
The underbody offers a big surface and there are no limitations by rules. It should be able to create a relatively high amount of down force by using venturi effect, similar to the Team Lotus Formula 1 wing cars or current Indycars.
Resulting from this, I will try to use the underbody to create the main amount of down force; the wings shall mainly be used to adjust the balance of the car.
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