Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

[FlyBird]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Man bindet sich im Flugzeug ja auch keinen Bremsschirm über eine Umlenkrolle an den Knüppel, nur um schneller zu fliegen.

Unter Beachtung, dass wir ein Pendel sind ist es ein anderer Sachverhalt!?

Bei Fallschirmspringern mit kleinen Schirmen habe ich gesehen, dass sie senkrecht nach unten fliegen können. Der Pilotenwiderstand ist so enorm, dass der Schirm so weit vor kommt bis es eben senkrecht runter geht. Da muss man dann trotzdem noch keinen Frontstall bekommen.

Beim Wettbewerb mit nem EN-D im Vollgas, den Körper groß gemacht; ja da hab ich Angst, dass der Schirm vorn runterkommt.


Mein Experiment ist nicht Wasserdicht! Daher ja auch hier eher als Frage erzählt.

Vielleicht ist es ja auch so zu erklären:

Die Geschwindigkeit in der Luft, auf einem Vektor senkrecht zur Linie Pilot Schirm, verändert sich nur durch Verkürzen der A bzw verlängern der B Aufhängung (2Leiner, Beschleuniger). Ein erhöhter Pilotenwiderstand bewirkt ein nach vorne kommen des Schirms gegen über dem Piloten (auf den Grund bezogen). Der Anstellwinkel bleibt aber doch der Gleiche? Somit die Geschwindigkeit in der Luft bezogen auf den definierten Vektor auch (?). Somit erhöht sich die Sinkgeschwindigkeit und die Vorwärtsfahrt nimmt ab.

Also stimmt meine Beobachtung nicht, sofern ein erhöhter Pilotenwiderstand den Anstellwinkel nicht verändert. Wo durch sollte er sich denn verändern?
Im Gegenteil: Je geringer der Pilotenwiderstand um so eher entspricht der genannte Vektor dem Horizont und die Gschwindigkeit geht voll in Vorwärtsfahrt über.
Die Geschwindigkeit des Systems bezogen auf den Vektor nimmt doch realistisch sogar eher noch ab?


Das ist nun nach Lesen aller Posts mein Fazit.

[WA]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Man bindet sich im Flugzeug ja auch keinen Bremsschirm über eine Umlenkrolle an den Knüppel, nur um schneller zu fliegen.

Moment BeKu, hast Du nicht im Vorpost sowas in der Art behauptet?

- Stellt Euch vor, ihr zieht - wie manche Drachenflieger beim Landen - einen Bremsschirm, dann geht die Kappe auf die Nase und rast rasant dem Erdboden entgegen.

Der HG wird durch den Bremsschirm langsamer, das Sinken erhöht sich und damit wird der AW größer. Ich bin fast überzeugt, ohne es tatsächlich zu wissen - rein gefühlsmäßig - daß der HG-Pilot den Steuerbügel leicht anzieht um die AW Erhöhung zu kompensieren. HG´ler, bitte ggfs. um Berichtigung!

Nochmal nachgedacht: Erhöhung des Wiederstandes heißt zunächst minimale AW Verkleinerung und Gleitw. Verschlechterung - dadurch wieder AW Erhöhung durch langsameres Fliegen, zumindest in der Summe.
Peter C´s Film hat mich nochmal über den AW nachdenken lassen. Je langsamer desto mehr AW.

In diesem Thread http://www.gleitschirmdrachenforum.d...-Anstellwinkel gibt´s ein paar sehr gute Erklärungen von den üblichen "Verdächtigten"

[BeKu]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Der HG wird durch den Bremsschirm langsamer, das Sinken erhöht sich und damit wird der AW größer. Ich bin fast überzeugt, ohne es tatsächlich zu wissen - rein gefühlsmäßig - daß der HG-Pilot den Steuerbügel leicht anzieht um die AW Erhöhung zu kompensieren. HG´ler, bitte ggfs. um Berichtigung!

Ich bin HG'ler.

Den Bremsschirm zieht man nicht, um langsamer zu fliegen, sondern um steilere Anflüge zu ermöglichen, und um die Ausgleitstrecke zu reduzieren (vorallem bei kleinen Landewiesen). Drachenflieger haben aber - im Gegensatz zum GS - immer die volle Steuerbarkeit auch um die Querachse.

Viele Grüße
B.

[WA]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Ich bin HG'ler.

Den Bremsschirm zieht man nicht, um langsamer zu fliegen, sondern um steilere Anflüge zu ermöglichen, -

Prima, dann bin ich ja beim Richtigen. Um es besser zu verstehen, Du wirst steiler im Anflug und um die dadurch resultierende Speedzunahme zu kompensieren brauchs´t den Bremsschirm - richtig?

[WA]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Servus Malte, wolltest Du hierher?

Ich bin gerade am Rechnen und am Zeichnen und am Rechnen, habe aber irgendwie Probleme eine Abhängigkeit zwischen Pilotenwiderstand und Anstellwinkel zu finden...
Entweder steh ich gerade auf dem Schlauch oder es gibt keine!?

Malte

EDIT: Ups, hab was übersehen *g*

EDIT2: Kürzt sich doch weg

EDIT3: Mist, wie bin ich denn jetzt in den anderen Thread gekommen!?!?

[MalteJ]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Ja

Ich hab mir (mal wieder) Gedanken zu dem Problem gemacht. Habe bei meinen ersten Rechnungen aber außer Acht gelassen, dass der Pilot nicht dem Schwerpunkt des Systems entspricht. Bin noch dran

[MalteJ]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Ich habe mir jetzt mal ein kleines Progrämmchen geschrieben, um das Nickverhalten eines Gleitschirms zu simulieren.
Ich hab jetzt noch nicht überprüft, ob das alles stimmt, was da so rauskommt, aber es sieht auf den ersten Blick gar nicht so schlecht aus.

Hier seht ihr ein Diagramm, das fünf Variablen über der Zeit anzeigt. Zum Zeitpunkt t=0 [s] wird die Fläche des Piloten von 0,5 auf 1m² verdoppelt. Man sieht deutlich, dass dies einen dynamischen Flugzustand erzeugt: das ganze System fängt an zu pendeln.
u ist die Geschwindigkeit über Grund in m/s
v ist die Sinkgeschwindigkeit in m/s
alpha ist der Anstellwinkel in Grad
phi ist der Einstell- oder Nickwinkel in Grad - also der Winkel zwischen Profilsehne und Horizont. Wenn phi positiv ist, zeigt die Nase nach oben
gamma ist der Gleitwinkel in Grad. Positives gamma bedeutet, der Schirm sinkt.


Laut dieser Berechnung nimmt die Geschwindigkeit über Grund durch einen höheren Pilotenwiderstand so gut wie gar nicht zu. Es handelt sich hier um 0,1m/s.
Der Anstellwinkel wird ebenfalls nur minimal kleiner.
Die Sinkgeschwindigkeit nimmt schon etwas mehr zu.
Damit wird auch der Gleitwinkel schlechter, wie man an der gamma-Linie sieht. Gleichzeitig nickt der Schirm etwas nach vorne, sodass phi kleiner wird.

Letztendlich bringt ein höherer Widerstand so gut wie keine Mehrgeschwindigkeit über Grund.

Viele Grüße,
Malte

[MalteJ]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Zum Vergleich hier mal ein Diagramm, bei dem bei t=0 [s] der Pilot unter dem Schirm innerhalb von 10 Sekunden nach vorne geschoben wird - sprich der Beschleuniger wurde betätigt.


Leider habe ich keine Polaren von aktuellen Schirmen da.
Mag mir da mal jemand was zukommen lassen?
Mein Code nutzt im Hintergrund eine CSV Datei mit ca, cw und cm über alpha für die Aerodynamik des Schirms.
Also sowas:

alpha,CL,CD,CM
-14.25,-0.80796,0.06504,-0.0401
-14,-0.79134,0.06344,-0.0405
-13.75,-0.7755,0.06116,-0.0408
-13.5,-0.75882,0.05928,-0.0412
-13.25,-0.7416,0.05764,-0.0417
-13,-0.7239,0.05612,-0.0424
-12.75,-0.70578,0.05472,-0.0431
-12.5,-0.68736,0.05336,-0.0439
-12.25,-0.6687,0.05216,-0.0448

Die Parameter für Pilot und Leinen wie cw, A oder m gebe ich explizit ein.
Im Grunde sieht die Konfiguration der Simulation schlussendlich so aus (Python Code):

    paraglider     = Paraglider()
    paraglider.A   = 20.0
    paraglider.m   = 8.0
    paraglider.moi = 1.0
    paraglider.x_rel = np.array((+0.8,7))

    polar = Polar()
    polar.readCsv("gleitschirm.csv")
    paraglider.setPolar(Polar())

    lines     = Lines()
    lines.cl  = 0.0
    lines.cd  = 0.35
    lines.A   = 1.0
    lines.m   = 1.5
    lines.moi = 1.0
    lines.x_rel = np.array((0,3.5))

    pilot     = AeroDevice()
    pilot.cl  = 0.0
    pilot.cd  = 0.5
    pilot.A   = 0.5
    pilot.m   = 100.0
    pilot.moi = 1.0
    pilot.x_rel = np.array((0,0))

    sys = ParagliderSystem()
    sys.rho = 1.2

    sys.setParaglider(paraglider)
    sys.setLines(lines)
    sys.setPilot(pilot)

    sys.adjustCenterOfGravity()

    sys.calculateState()

    #integrator = ForwardEuler()
    integrator = ClassicalRungeKutta()
    integrator.timestep = 0.05
    integrator.setSystem(sys)

    # initial conditions
    sys.v = np.array((11.1,-1))
    sys.phi = 3.1/180*np.pi
    integrator.time = -250.0

    print("t,u,v,alpha,phi,gamma")
    for i in range(0,10000):
        integrator.iterate()
        print("%f,%f,%f,%f,%f,%f" % (integrator.time, sys.v[0], sys.v[1], paraglider.alpha* 180/np.pi, sys.phi* 180/np.pi, np.arctan(sys.v[1]/sys.v[0]*(-1)) * 180/np.pi))
        if integrator.time >= 0:
            ## Pilot Flaeche verdoppeln
            # pilot.A = 1

            # Gas geben: Pilot innerhalb von 10 Sekunden 50cm nach vorne schieben
            paraglider.x_rel = np.array((0.8-min(0.5,0.5*(integrator.time/10)),7))
            sys.adjustCenterOfGravity()

Malte

[testpilot]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Leute Leute, habt ihr kein Flugwetter….
ein Wettbewerbsschirm vollbeschleunigt und eventuell Trimmer geöffnet mit aufrecht sitzender Haltung im Sitzgurtzeug oder Acrogurtzeug fliegt Euch bei leichtesten Turbulenzen sowas von um die Ohren wie ihr es im SiKu noch nicht erlebt habt, logisch, weil der Auftrieb nicht mehr reicht um die Eintrittskante bei dem zunehmenden Winkel oben zu halten, bitte nicht gedankenlos nachmachen ohne einige 100m Höhe unterm Sitzbrett
und wenn der eine oder andere von Euch nicht glaubt das der Winkel sich anhaltend durch mehr Pilotenwiderstand erhöht, kann ja "vielleicht" mal seinen Reserveschirm im Flug öffnen, fast gleicher Angriffspunkt, absolut gleiches Gewicht nur "etwas" mehr Luftwiderstand als eingepackt, na, jetzt endlich verstanden, diese "Extremwertbetrachtung" sollte nun jedem Wenigflieger oder VielForumSurfer klarmachen was schlimmstenfalls passiert,
die Achse des Schwerpunkts des GS-Systems liegt zwischen Schirm und Pilot
Leute, geht einfach mehr fliegen!

[MalteJ]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Versteh ich nicht, was du da schreibst. Von welchem Winkel sprichst du?

[soundglider]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Zum Vergleich hier mal ein Diagramm, bei dem bei t=0 [s] der Pilot unter dem Schirm innerhalb von 10 Sekunden nach vorne geschoben wird - sprich der Beschleuniger wurde betätigt.
[ATTACH=CONFIG]21989[/ATTACH]

Leider habe ich keine Polaren von aktuellen Schirmen da.
Mag mir da mal jemand was zukommen lassen?
Mein Code nutzt im Hintergrund eine CSV Datei mit ca, cw und cm über alpha für die Aerodynamik des Schirms.
Also sowas:

alpha,CL,CD,CM
-14.25,-0.80796,0.06504,-0.0401
-14,-0.79134,0.06344,-0.0405
-13.75,-0.7755,0.06116,-0.0408
-13.5,-0.75882,0.05928,-0.0412
-13.25,-0.7416,0.05764,-0.0417
-13,-0.7239,0.05612,-0.0424
-12.75,-0.70578,0.05472,-0.0431
-12.5,-0.68736,0.05336,-0.0439
-12.25,-0.6687,0.05216,-0.0448

Die Parameter für Pilot und Leinen wie cw, A oder m gebe ich explizit ein.
Im Grunde sieht die Konfiguration der Simulation schlussendlich so aus (Python Code):

    paraglider     = Paraglider()
    paraglider.A   = 20.0
    paraglider.m   = 8.0
    paraglider.moi = 1.0
    paraglider.x_rel = np.array((+0.8,7))

    polar = Polar()
    polar.readCsv("gleitschirm.csv")
    paraglider.setPolar(Polar())

    lines     = Lines()
    lines.cl  = 0.0
    lines.cd  = 0.35
    lines.A   = 1.0
    lines.m   = 1.5
    lines.moi = 1.0
    lines.x_rel = np.array((0,3.5))

    pilot     = AeroDevice()
    pilot.cl  = 0.0
    pilot.cd  = 0.5
    pilot.A   = 0.5
    pilot.m   = 100.0
    pilot.moi = 1.0
    pilot.x_rel = np.array((0,0))

    sys = ParagliderSystem()
    sys.rho = 1.2

    sys.setParaglider(paraglider)
    sys.setLines(lines)
    sys.setPilot(pilot)

    sys.adjustCenterOfGravity()

    sys.calculateState()

    #integrator = ForwardEuler()
    integrator = ClassicalRungeKutta()
    integrator.timestep = 0.05
    integrator.setSystem(sys)

    # initial conditions
    sys.v = np.array((11.1,-1))
    sys.phi = 3.1/180*np.pi
    integrator.time = -250.0

    print("t,u,v,alpha,phi,gamma")
    for i in range(0,10000):
        integrator.iterate()
        print("%f,%f,%f,%f,%f,%f" % (integrator.time, sys.v[0], sys.v[1], paraglider.alpha* 180/np.pi, sys.phi* 180/np.pi, np.arctan(sys.v[1]/sys.v[0]*(-1)) * 180/np.pi))
        if integrator.time >= 0:
            ## Pilot Flaeche verdoppeln
            # pilot.A = 1

            # Gas geben: Pilot innerhalb von 10 Sekunden 50cm nach vorne schieben
            paraglider.x_rel = np.array((0.8-min(0.5,0.5*(integrator.time/10)),7))
            sys.adjustCenterOfGravity()

Malte

Cool! Aber ohne das grundlegende Gleichungssystem fehlt der spannende Teil Hast du schonmal daran gedacht, dein Tool als Open Source irgendwo hochzuladen? Würde gerne auch damit rumspielen, bzw. könnte etwas dazu beitragen. Python ist auch die Programmiersprache meiner Wahl wenns um wissenschaftliche Probleme geht!

PS: Hab auch an der TUM LRT studiert

[MalteJ]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Cool! Aber ohne das grundlegende Gleichungssystem fehlt der spannende Teil Hast du schonmal daran gedacht, dein Tool als Open Source irgendwo hochzuladen? Würde gerne auch damit rumspielen, bzw. könnte etwas dazu beitragen. Python ist auch die Programmiersprache meiner Wahl wenns um wissenschaftliche Probleme geht.

Sorry, wurde gestern etwas zu spät dafür. Hier aber schonmal der link zum Code:

https://github.com/MalteJ/ParaPitch

[Steffen]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

und wenn der eine oder andere von Euch nicht glaubt das der Winkel sich anhaltend durch mehr Pilotenwiderstand erhöht, kann ja "vielleicht" mal seinen Reserveschirm im Flug öffnen, fast gleicher Angriffspunkt, absolut gleiches Gewicht nur "etwas" mehr Luftwiderstand als eingepackt, na, jetzt endlich verstanden, diese "Extremwertbetrachtung" sollte nun jedem Wenigflieger oder VielForumSurfer klarmachen was schlimmstenfalls passiert,
die Achse des Schwerpunkts des GS-Systems liegt zwischen Schirm und Pilot
Leute, geht einfach mehr fliegen!

Richtig! Was passiert? Volle Scherenstellung! Der Schirm klappt....nicht! Es geht ziemlich schnell nahezu senkrecht abwärts. Der Schirm bleibt dabei wunderschön geöffnet und die Vertikalgeschwindigkeit ist extrem hoch.... der Anstellwinkel.....der ist nahezu gleich. Ich kann Dir gerne ein Video von meinem Einschlag in den Achensee geben...., dort kannst Du den Geschwindigkeitsvektor im Standbild super einzeichnen und gleichzeitig noch die Profilsehne, schnell den Winkel geschätzt, mit einem Standbild im Normalflug verglichen und gestaunt! Ziemlich identischer Anstellwinkel! Zumindest innerhalb des Meßfehlers, der in etwa dem Fehler einer normalen visuellen Beurteilung entspricht! Die Neigung des Geschwindigkeitsvektors zum Horizont ist allerdings dramatisch unterschiedlich!

Grüße,
Steffen

[Horst Altmann]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Hallo, darf ich mich da mal einklinken?

Zufällig hab ich mir genau zu diesem Thema letzte Woche aus anderem Grunde einige Gedanken gemacht und so wie Malte erst theoretisch was rumgerechnet und dann im Experiment mit einen Bremsschirm am Gurtzeug probiert:

Zur grauen Theorie: Zur Modellierung sollte man den Piloten und den Gleitschirm als gekoppeltes 2-Körper-System sehen. Malte, so macht du es auch oder? Pilot und Schirm sind also gelenkig miteinander verbunden - der Pilot kann nach vorne/hinten schaukeln wobei der Schirm das nicht mitmacht. Das Gelenk entspricht dabei der Verbindung Schirm/Gurtzeug über die Karabiner und die weichen Gurte. Hab mal ne Grafik angehängt, im Bild rechts das 2-Körper-Modell. Ich denke, dieses Modell entspricht der Realität am Besten.

Wenn man nun den Piloten-Widerstand erhöht ...
Pendelt der Pilot nach hinten bis der Hebel aus der Gewichtskraft das gestiegene Widerstands-Moment ausgleicht. Die resultierende Kraft am Piloten (Gewicht + Widerstand) ist dann etwas stärker nach hinten geneigt ...
Der Schirm muss nun entsprechend nach vorne nicken, damit die (mit nach vorne nickende) aerodynamische Kraft mit der Resultierenden am Piloten gleichgerichtet ist. Nicken bedeutet aber nicht, dass sich der Anstellwinkel ändert. AW = Winkel zwischen Anströmung und Schirm-Längsachse. Da sich am Schirm ja weiter nichts tut fliegt dieser in seinem Trimm-Anstellwinkel weiter ...
Wegen des Vornickens und konstantem AW wird nur die Flugbahn steiler. Gleitzahl nimmt also ab, Geschwindigkeit bleibt gleich.

Hab das wie Malte mit einem kleinen Rechenprogramm ausprobiert. Es gibt da noch einen Mini-Effekt: Wenn der Schirm nach vorne nickt, nimmt auch der Hebelarm des Schirm-Schwerpunkt etwas zu. Das gleicht der Schirm dann mit einer Mini-Anstellwinkelverkleinerung aus, die Fluggeschwindigkeit nimmt dann mini-mini zu (wohl kaum spürbar/messbar).


Zum Experiment: Hab mir von einem Drachenflieger so einen Land-Hilfsschirm besorgt und per Gabelseil mit dem Gurtzeug verbunden --> Photo. Bin dann übers Tal geflogen, und bei stabilem Flug dann den Schirm aus der Tasche gezogen und Geschwindigkeit beobachtet. Da war nichts zu sehen. Keine Geschwindigkeitszunahme, dafür ging's spürbar steiler nach unten.


Grüße, Horst

[testpilot]

AW: Auswirkung eins Sitzgurtzeugs bei schnellen Schirmen

Richtig! Was passiert? Volle Scherenstellung! Der Schirm klappt....nicht! Es geht ziemlich schnell nahezu senkrecht abwärts. Der Schirm bleibt dabei wunderschön geöffnet und die Vertikalgeschwindigkeit ist extrem hoch.... der Anstellwinkel.....der ist nahezu gleich. Ich kann Dir gerne ein Video von meinem Einschlag in den Achensee geben...., dort kannst Du den Geschwindigkeitsvektor im Standbild super einzeichnen und gleichzeitig noch die Profilsehne, schnell den Winkel geschätzt, mit einem Standbild im Normalflug verglichen und gestaunt! Ziemlich identischer Anstellwinkel! Zumindest innerhalb des Meßfehlers, der in etwa dem Fehler einer normalen visuellen Beurteilung entspricht! Die Neigung des Geschwindigkeitsvektors zum Horizont ist allerdings dramatisch unterschiedlich!

Grüße,
Steffen

Hallo Steffen,
war es bei Dir ein nicht zertifizierter Wettbewerbsschirm (also ein schneller) oder ein 1er oder 1-2er etc.,

die Wettbewerbsschirme haben beim Groundhandling nur einen deutlich kleineren Winkelbereich über dem Piloten bei dem sie nicht klappen (frontal) und ohne Bremsleinenzug, im Gegesatz zum Schulschirm, der klappt auch nicht wenn die Rettung auf ist,

außerdem sprechen wir hier vom (voll-)beschleunigtem Flug, also "extremen" Anstellwinkel, bei dem der Wettbewerbsschirm maximal schnell wird und gerade eben nicht klappt, aber eine Turbulenz bzw. plötzliche Anstellwinkelveränderung aber zum Klappen bringt, und genau das passiert auch bei hohem Pilotenluftwiederstand,

danke an Horst Altmann für den Selbsttest, allerdings mit "sicherem" Schirm