Flattern

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Flattern nennt man Schwingungsphänomene von aerodynamisch wirksamen Flächen unter Einfluss der Luftkräfte.

Dabei kann man unterscheiden zwischen aeroelastischen Fällen, in denen das flatternde Bauteil als elastischer Energiespeicher eine Rolle spielt, und Fällen, in denen eine nicht steife Fläche mehr oder weniger rein die "Anzeige" eines instabilen Zustands in der Strömung darstellt.

Beispiele:

  • Torsionsschwingung von Ruderklappen
  • Torsions- oder Biegeschwingung der Tragfläche
  • Flattern der Endkante eines Segels
  • "Killen" eines Segels
  • Flattern einer Fahne im Wind

Aerodynamisches/aerolastisches Flattern (speziell: "Ruderflattern") ist in physikalischem Sinne ein Schwingungsphänomen. Im Resonanzfall (die Schwingungsfrequenz entspricht der Frequenz einer Eigenschwingung des Bauteils) kann das Flattern zerstörerische Wirkung entwickeln, da die Kräfte nicht nur im Bauteil selbst wirken, sondern sich über Scharniere und Anlenkung auf Tragflächen und Steuerservos übertragen.

Maßnahmen zur Vermeidung
  • neue leichtere Ruder bauen und gegebenenfalls zusätzlich ein...
  • Massenausgleich an den Rudern, so dass der Schwerpunkt des Ruders nahe seiner Drehachse liegt.
  • Versteifung der gefährdeten Bauelemente. Beseitigt das Problem prinzipiell nicht, erhöht aber die Eigenfrequenz, im Idealfall bis sie außerhalb der Anwendungsbedingten Anregungsschwingung liegt
  • Spielfreie Scharniere und Anlenkungen. Wenig Spiel verengt das Schwingungsspektrum. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Flattern eintritt, wird geringer. Kurze Wege und stabiles Material sorgen außerdem dafür, dass nicht die Scharniere oder Anlenkungen selbst durch Eigenschwingung das Flattern begünstigen.
  • Einsatz von Stoß- bzw. Schwingungsdämpfern.