Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

[Lasse]

Lässt sich bei Gegenwind durch mehr Klappen (also z.B. 20°) die
Klinkhöhe beim Windenschlepp mit Starrflügeln vergrößern ?

Hintergrund: die Klinkhöhe ergibt sich aus dem durchschnittlichen Steigen
(m/s) mal die Schleppdauer (Sekunden).

Durch mehr Klappen erhöht sich der Auftrieb (bei gleicher V)
oder gleicher Auftrieb bei weniger V.
Es erhöht sich zwar auch der Widerstand,den Vortrieb liefert jedoch die Winde.
Durch den höheren Auftriebsbeiwert kann der Starrflügel langsamer fliegen.
Die Schleppdauer verlängert sich. Je mehr Gegenwind umso mehr verlängert sich
die Schleppdauer im Verhältnis.
Das GS bei Gegenwind größere Klinkhöhen erzielen als Starrflügel,lässt wohl ähnlich erklären ?

Hat jemand schonmal die Windenschlepp Klinkhöhen ausgewertet ?
Wieviel langsamer wird die Geschwindigkeit im Schlepp bei mehr Klappen ?
Wie verändern sich Steigwerte 5°/10°/15°/20° ?

Gibt es andere Theorien ?

Vielen Dank

[Lasse]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Um mal theoretische Gedanken aus dem Motorflug zu übernehmen.
Dort gibt es eine Geschwindigkeit fürs beste Steigen (absolute Steigwerte in m/s) Vy
Dann gibt es eine Vx die Geschwindigkeit für den besten Steigwinkel. Also die Geschwindigkeit mit der nach zurücklegen einer
gewissen Distanz die größte Höhe erreicht wird. (z.B. um über ein Hinderniss zu kommen)
Vx ist immer geringer als Vy.
Im Windenschlepp ist die gewisse Distanz die Schleppstrecke.
Das heißt es gilt im Windenschlepp Vx zu fliegen.

[häusi]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

hi alle

es gibt beim starrflügler eine stellung wo der auftrieb am grössten ist.
beim atos sind das (ca.) 15 grad.
bei steileren stellungen wird der auftrieb nicht mehr grösser, der widerstand nimmt jedoch zu und der gleitwinkel wird massiv schlechter (halbiert).
diese Stellung wird beim landen oder zum vernichten von höhe benutzt.

grüsse

[cooly]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Starre sind recht empfindlich bei Strömungsabriss - hier das letzte rauszukitzeln für mehr Ausklinkhöhe würde ich nicht empfehlen.
Zumal nicht allein die Ausklinkhöhe maßgeblich ist (soweit sie denn mind über 300m liegt und Thermik in der Schleppstrecke abgeht), sondern der passende Zeitpunkt/Stelle.
Nicht zuletzt klinkt man auch manchmal schon während des Schlepps weil es durch eine Blase geht. Bei Thermikblasen während des Schlepps zur maximalen Ausklinkhöhe weiterzufliegen und dann zurück zur Thermik - und schon ist die Blase weg.

Die Klappenstellung zu optimieren für maximalen Auftrieb und lange am Seil zu bleiben, ist aber dennoch ein guter Ansatz der die Chancen erhöht oben zu bleiben.
Wobei man eben darauf achten sollte, dass man sich vorallem in der Sicherheitsstartphase (die ersten 50-100 Höhenmeter) nicht mit zu großem Anstellwinkel nahe dem Stallbereich aufhällt, wenn dann ein Seilriß kommt, ist der Boden schneller da, als man abfangen kann.

[Lasse]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Das die Sicherheit,besonders im Anfangssteigflug berücksichtigt werden muss ist mir klar. Deswegen will ich nicht plump den Anstellwinkel erhöhen,
sondern evtl.die Klappenstellung varieren. Vermutlich je nach Wind zwischen 10°und 20° ?
Der Auftriebsbeiwert steigt mit der Klappenstellung an.Erkennbar daran das mit vollen Klappen am langsamsten geflogen werden kann.
Das dabei der Widerstand deutlich ansteigt und das Verhältniss Auftrieb/Widerstand schlechter wird - ist auch bekannt.
Die Steigwerte nehmen bei zuviel Klappen ab.
Wie sich jedoch bei Vx / Vy zeigt,ist es jedoch nicht immer sinnvoll mit der Klappenstellung geschleppt zu werden bei der die (absoluten) Steigwerte am Seil am größten sind, sondern das Produkt aus Steigwerten x Schleppdauer.
Auch die GZ ist kein Kriterium. Oder wie erklärt sich das auch ein Gleitschirm mit halber Gleitzahl ! bei Nullwind auf größere Klinkhöhen kommt.
Umgekehrt ein Segelflugzeug mit GZ 40 erreicht auch nicht wesentlich mehr Klinkhöhe.
Da wir bei uns am Platz Klinkhöhen von +-300 m erreichen, ist hier aus meiner Sicht eine Optimierung erstrebenswert.
Je größer die Klinkhöhen umso weniger kommt es auf die letzten Meter an.
Hat jemand mal die Steigwerte / Geschwindigkeiten in verschiedenen Klappenstellungen aufgezeichnet ?

[marcel1]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Auch die GZ ist kein Kriterium. Oder wie erklärt sich das auch ein Gleitschirm mit halber Gleitzahl ! bei Nullwind auf größere Klinkhöhen kommt.

Qualitativ kann ich das erklären:
Wie schon gesagt wurde, kommt es auf die Schleppdauer * Mittleres Steigen an. Ein Fluggerät mit besserer Gleitzahl erreicht bei gleichem Zug etwas bessere Steigwerte. Wenn er dafür aber deutlich schneller fliegen muß, verliert er über die Schleppdauer wieder. Das gleicht sich anscheinend annähernd (oder eben manchmal nicht ganz) aus bei Nullwind.

Wobei bei deutlichem Wind immer das langsamere Flüggerät im Vorteil sein wird. Im Extrembeispiel 30 km/h Wind kannst Du mit einem GS theoretisch fast unendliche Ausklinkhöhen erreichen (limitiert fast nur durch die Seillänge auf der Trommel, der Schirm steigt einfach senkrecht weg). Und ein alter, langsamer GS mit mieser Gleitzahl braucht sogar weniger Wind für den Effekt und ist kurioserweise im Vorteil.
Mit nem schnelleren Fluggerät ist der Schlepp hingegen irgendwann zuende und Deine Ausklinkhöhe zwar gut, aber begrenzt.

Du siehst, es sind eben mehrere Faktoren, die für die Ausklinkhöhe eine Rolle spielen. Die Schleppdauer ist ein wichtiger Parameter. Einer der oft unterschätzt wird. GZ ist eben nicht alles - zumindest beim Windenschlepp.

[Bernhard Wienand]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Interessante Fragestellung!

Das DHV-Info 77 vom November 1994 enthält einen 3-seitigen Artikel 'Seiltanz, ...' von Ingo Westerboer über den Windenschlepp von Drachen. Dort heißt es u.A., dass man die größte Höhe gewinne, wenn man im Schlepp stets mit der Geschwindigkeit des besten Gleitens fliege, zum Ausklinken hin bis zu 25% schneller.
So etwa habe ich es auch in meiner Ausbildung und vom Schleppbeauftragten Horst Barthelmes gehört.
Das klang für mich auch bisher plausibel, so dass ich mir keine weiteren Gedanken gemacht habe.

Nach dieser Fragestellung regen sich bei mir aber Zweifel.
Eher vermute ich, dass man mit der etwas geringeren Geschwindigkeit des geringsten Sinkens v(min.sink.) fliegen sollte, am Ende des Schlepps dann aber schneller.
v(min.sink.) wird mit dem Anstellwinkel der max. Luftkraft (Auftrieb + Widerstand) des Profils erreicht, und beim Profil kommt die Wölbklappe ins Spiel. Ich müsste mich also mit der Klappenstellung schleppen lassen, die zum geringsten Sinken führt.
Das Sinken (bzw. Steigen) wird außerdem durch die Flächenbelastung beeinflusst.

Dass man für maximale Schlepphöhe möglichst langsam fliegen sollte, also kurz vorm Strömungsabriss, halte ich, abgesehen vom Sicherheitsrisiko, für falsch.
Betrachtet man die Flugbahn eines Schlepps bei Windstille, so hängt die Steiggeschwindigkeit von der Fluggeschwindigkeit ab. Und die Fluggeschwindigkeit hängt davon ab, wie schnell und in welchem Winkel das Schleppseil gezogen wird.
Durch Gegenwind bekommt man allerdings Fluggeschwindigkeit bzw. Anströmgeschwindigkeit geschenkt, so dass es sein kann, dass die Winde das Seil für die notwendige Anströmgeschwindigkeit gar nicht einziehen muss, ggf. sogar bremsen muss, damit es nicht von der Trommel gewickelt wird. Dies passiert bei langsamen Geräten natürlich eher als bei schnelleren.

Beim Windenschlepp ist außerdem zu berücksichtigen, dass mit zunehmender Höhe die Vertikal-Komponente der Seilkraft zunimmt, was zu einer höheren Flächenbelastung und damit zu einem geringeren Steigen führt.
Daher die Regel, zu Beginn (ab Sicherheitshöhe) mit der normalen Flächenbelastung eher langsam fliegen (mit v(min.sink.)), zum Ende hin mit der erhöhten Flächenbelastung schneller.

Welche Klappenstellung (bei welchem Gegenwind) optimal ist, wäre nur dann zu berechnen, wenn die dazugehörigen Luftkraftbeiwerte bekannt sind. Eine empirische Untersuchung erscheint mir wegen der Störeinflüsse (jeder Schlepp ist anders) nahezu unmöglich.

Gruß, Bernhard

[Lasse]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Niemand soll einfach langsamer fliegen oder sich gar der Stallgeschwindigkeit nähern !!
Die Überlegung ist ob durch mehr Klappen (es reduzieren sich Trimm- und Stallgeschwindigkeit) bei Gegenwind mit dem Starrflügel größere Höhen erreicht werden.
1994 gab es noch keine Starrflügel und damit auch keine Wölbklappen im Windenschlepp.
Mal eine noch theoretische Überlegung:
Normale Schleppgeschwindigkeit 45 km/h
20 km/h Gegenwind führt zur Groundspeed von 25 km/h
Wenn sich jetzt die Schleppgeschwindigkeit um 5 km/h durch mehr Klappen reduzieren ließe (ohne dabei die Sicherheit zu reduzieren)
ergibt sich ein Groundspeed von 20km/h. Die Schleppdauer verlängert sich also 20 %.
Wenn dabei z.B. die Steigwerte nur um 10 % schlechter ausfallen, hätte sich die Klinkhöhe trotzdem um 10 % erhöht.
Leider kenne ich auch keine Polaren von Starrflügeln in verschiedenen Klappenstellungen.:-(

[marcel1]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Wenn sich jetzt die Schleppgeschwindigkeit um 5 km/h durch mehr Klappen reduzieren ließe (ohne dabei die Sicherheit zu reduzieren)
ergibt sich ein Groundspeed von 20km/h. Die Schleppdauer verlängert sich also 20 %.
Wenn dabei z.B. die Steigwerte nur um 10 % schlechter ausfallen, hätte sich die Klinkhöhe trotzdem um 10 % erhöht.
Leider kenne ich auch keine Polaren von Starrflügeln in verschiedenen Klappenstellungen.:-(

Die Überlegung ist meiner Meinung nach durchaus richtig. Lohnen wird sich so etwas allerdings vermutlich erst bei höheren Gegenwindgeschwindigkeiten. Und um auszurechnen, ab wann sich das lohnen kann, bräuchte man in der Tat die genaue Polare. Und selbst dann ist die Rechnung nicht einfach, da man ja über den ganzen Schleppvorgang integrieren muß und der Effekt der geringeren Geschwindigkeit je nach Schleppphase anders wirkt.

Und wenn es sich nur bei sehr hohen Gegenwindgeschwindigkeiten lohnt, dann ist der Nutzen auch recht beschränkt, da dann die Ausklinkhöhe auch ohne Tricks recht hoch ist. Sicherheitskompromisse lohnen daher eher nicht. Würde mich aber fast wundern, wenn es noch nie jemand ausprobiert hätte. Hochsoaren am Schleppseil haben mit dem GS ja auch schon Leute ausprobiert...

[häusi]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

hallo alle

hier mal der versuch, etwas fakten in die diskussion zu bringen:-)

zitiert aus:

https://de.wikipedia.org/wiki/Windenstart

"Forschung
Zwischen den Jahren 2008 und 2010 befassten sich Studierende und wissenschaftliche Mitarbeiter am Lehrstuhl für Flugdynamik (später dann Institut für Flugsystemdynamik) der RWTH Aachen unter der Leitung der Professoren W. Alles sowie D. Moormann mit der flugmechanischen Modellierung des Windenstarts. Schwerpunkt der Arbeiten war das Schaffen von Modellen zur Abbildung der Interaktion zwischen Flugzeug, Winde, Seil, Pilot und Windenfahrer.[5][6] Diese Modelle erlauben eine Flugleistungsanalyse im Windenstart.[7] Später wurden sie um aerodynamische Modelle zur Abbildung der aerodynamischen Effekte an den Steuerflächen des Flugzeugs ergänzt.[8] Wichtige Ergebnisse der Simulationen sind unter anderem:

- Das Seilgewicht spielt eine kleine Rolle für die Ausklinkhöhe, der Luftwiderstand des Seils, oft vernachlässigt, ist mindestens genauso wichtig.
- Mit hoherer Seillast können bessere Ausklinkhöhen erreicht werden.
- Wird das Flugzeug mit dem Anstellwinkel des besten Gleitens geflogen, so erreicht man bei gegebener Seilkraft den steilsten Startvorgang und somit die beste Ausklinkhöhe (die zugehörige Geschwindigkeit ist von der Seilkraft abhängig und kann anhand eines Seitenfadens eingeschätzt werden)."

das heisst für starrflügler:
- die klappenstellung für den besten gleitwinkel einstellen (etwas weniger als 5 grad) sollte die beste ausklinkhöhe ergeben. damit sollten geräteseitig die optimalsten voraussetzungen gegeben sein.
- experimentieren mit der seillast (gilt wohl auch für gs und hg)

bin gespannt auf die weitere diskussion...

grüsse

[marcel1]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opu...5/pdf/3265.pdf

Ist grundsätzlich interessant, allerdings ist das alles für Segelflugzeuge mit über 100 km/h Schleppgeschwindigkeit simuliert worden. Noch dazu alles bei Nullwind, bis auf einen Durchgang der Simulation mit 2.5 m/s Rücken- bzw. Gegenwind, was gegenüber dem Trimmspeed eines Seglers lächerlich ist.

Man kann also aus dieser Simulation keine Schlußfolgerung hinsichtlich der Ausklinkhöhe bei deutlichem Gegenwind - womit ich > 50% Trimmspeed meine - ziehen. Und bei stärkerem Gegenwind machen 5 km/h Geschwindigkeit mehr oder weniger prozentual sehr viel mehr aus als bei Wind <10% Trimm. Was man aus der Simulation sagen kann, ist, daß man bei Nullwind immer am besten mit dem besten Gleitwinkel fliegt, um die beste Ausklinkhöhe zu realisieren. Und daß mehr Zug mehr Höhe bringt, aber sicherheitstechnische Nachteile hat.

Es gibt relativ sicher bei irgend einem Gegenwind einen Punkt, wo langsamer fliegen mehr Höhe bringt, als der dadurch erzeugte schlechtere Gleitwinkel vernichtet. Die Frage ist, ab welcher Windgeschwindigkeit das relevant wird...

[cooly]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

zu beachten ist auch, dass die Flugbahn ja nach oben geht, d.h. der Auftrieb (relativ zum Horizont) nicht nach vorne oben zeigt, sondern ggf direkt nach oben, oder sogar eine Komponente nach hinten hat (was vom Windenzug kompensiert wird). Die Idee VminSinken * Schleppdauer zu optimieren ist zwar richtig, aber als VminSinken muss man ein anderes auf die ansteigende Flugbahn optimiertes nehmen (nicht das vom normalen Sinkflug). Ein Teil des Auftriebskraftvektors ist dem Widerstand zu verdanken. Wenn man die Überlegung fortsetzt kommt man schnell auf die Idee im Schlepp zu drücken=Widerstand erhöhen, um bei sehr hohem Anstellwinkel und mehr Widerstand, mehr der Schleppkraft in Widerstand = Komponente nach oben zu verwandeln, wie bei einem Lenkdrachen. Diese Optimierung der Schlepphöhe führt aber letztendlich zu Fluglagen, die bei einem Seilriß fatal sind und zum Überschlag führen können. Vermutlich wird auch das Risiko des seitlichen Ausbrechens/Lockout größer.

[Lasse]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opu...5/pdf/3265.pdf

Es gibt relativ sicher bei irgend einem Gegenwind einen Punkt, wo langsamer fliegen mehr Höhe bringt, als der dadurch erzeugte schlechtere Gleitwinkel vernichtet. Die Frage ist, ab welcher Windgeschwindigkeit das relevant wird...

Genau das halte ich für eine wichtige Frage. Wobei ich bei Gegenwind zwar langsamer fliegen,dieses jedoch durch mehr Klappen erreichen möchte.
(auch um die gleiche Sicherheit zu behalten)
In jeder Klappenposition gibt es eine eigene Geschwindigkeit des besten Gleitens. Je mehr Klappen umso langsamer wird diese liegen. (bei schlechterem Gleitwinkel).
Um jetzt was ausrechenen zu können,brauchen wir Messergebnisse oder die verschiedenen Polaren.
Bei Nullwind ist die Geschwindigkeit des besten Gleitens sicher richtig.
Ansonsten lassen sich die Erfahrungen mit Gegenwind aus dem Segelflug nicht 1:1 übertragen.
- Der Segelflugschlepp erfolgt mit 100km/h+. Wind spielt daher eine deutlich kleinere Rolle.

[cooly]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

die verschiedenen Polaren.

Die Polaren bei verschiedenen Klappenstellungen im Sinkflug ohne Wind und ohne äussere Krafteinwirkung helfen allein nicht weiter, sie lassen sich nicht ohne weiteres auf den Schlepp übertragen.
Im Schlepp erfolgt die Anströmung nicht mehr aus der selben Richtung, die Anströmrichtung ändert sich im Schlepp entsprechend der Schleppbahn und Gegenwindrichtung und Geschwindigkeit (welche selbst im Schlepp nicht konstant bleibt, z.b. zunehmender Wind in der Höhe, Schlepp mit Seitenwind..).
Auch die scheinbare Gewichtskraft verändert sich durch den Zug der Schleppwinde der nicht konstant ist (ausgenommen der Windenfahrer geht an den Anschlag für Maximalkraft) und deren Winkel verändert sich im Schlepp, hinzu kommt das Seilgewicht (abnehmend im Schlepp bei Dynema weniger als bei Stahl). Man wird um ein Gesamtmodell mit allen einwirkenden Kräften nicht umhin kommen.

Meßreihen mit unterschiedlichen Klappenstellungen, wobei neben der Kappenstellung auch der Zugkraftverlauf an der Winde, sowie die Windrichtung und Stärke in unterschiedlichen Höhen, Pilotengewicht und Geräteprofil/Alter des Segels/Polare Parameter sind, die das Ausklinkergebnis (und die Flugbahn) beeinflussen.
Neben der reinen Ausklinkhöhe sollte auch die Böigkeit und Anfälligkeit für Strömungsabrisse (Airspeed) gemessen/bewertet werden.

Vielleicht helfen auch erst mal Erfahrungswerte einzelner Piloten weiter:
ich wiege x Kg, fliege Atos XY Bj Z. Bei 20km/h Gegenwind am Boden 40km/h in 500m GND, 1500m Schlepplänge und Klappenstellung X, erreiche ich eine Ausklinkhöhe von ..
wenn ich die Klappenstellung auf Y setze geht bei Böen, öfter der Stallalram des Varios mit Airspeedmesser an..

[jogo]

AW: Mehr Klappen bei Gegenwind im Windenschlepp ?

Interessante Fragestellung!

Durch Gegenwind bekommt man allerdings Fluggeschwindigkeit bzw. Anströmgeschwindigkeit geschenkt, so dass es sein kann, dass die Winde das Seil für die notwendige Anströmgeschwindigkeit gar nicht einziehen muss, ggf. sogar bremsen muss, damit es nicht von der Trommel gewickelt wird.
Gruß, Bernhard

Nein, am ende muss das seil von der Trommel.(sicherheit !)
Bremsen* muss man evt. um die vorgeschribene zugkracht constant zu halten (anders gibt es gein steigen,dan hangt nur das gewicht von seil an der drachen)
*eine gute Winde macht das automatisch(die seilzugkraft constant halten,einholen oder Bremsen)
Zur Thema: warum (theoretisch)der beste gleiter nicht immer am hogste an der Winde endet weil flug-gewicht und notige PS an der Winde, und sicherheit eine rolle spielen...



Johan