Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

[pipo]

Ich habe mein folgendes Posting aus dem Thread namens Wohin geht die Entwicklung hier her kopiert, weil´s sonst dort zu sehr off-topic wird.

Manfred Ullrichs erstes Posting:

Ich bin kein Hersteller, aber wenn man davon ausgeht, dass der Flügel (inklusiv sonstigem) einigermaßen
folgendem Gesetz folgt:

Sinken = B(I)/v + B(S) *v³ (dies ergibt die Polare!)

v= Fluggeschwindigkeit
B(I) = Widerstandsbeiwert für Induziertem Widerstand
B(S) = Widerstandsbeiwert für sonstige Widerstände

dann ergibt sich bei um Faktor x höherem Gewicht bei sonst gleichem! Flügel

- der Beiwert des Induzierten Widerstandes B(I) wird um x² größer
- die Fluggeschwindigkeiten sowohl des Kleinsten Sinkens als auch des
Besten Gleitens werden jeweils um Wurzel x größer
- das Kleinste Sinkens wird um x^1,5 stärker (schlechter)
- das Beste Gleiten wird um 1/x schlechter

Wenn also das Gewicht (und damit die Flächenbelastung) z.B. um ein Viertel größer ist,
hieße das ungefähr:
- 56% größerer Widerstandsbeiwert B(I)
- 12% größere Fluggeschwindigkeiten
- 40% stärkeres Kleinstes Sinken
- 20% schlechterer Gleitwinkel (also statt z.B. 10 zu 1 ist es nun 8 zu 1)

Gruß, Manfred

Meine Antwort:

Hallo Manfred!

Beim gleichen Flügel steigt der Beiwert des Induzierten Widerstandes B(I) mit Gewicht².

Das leuchtet mir nicht ein.
Das was ich unter (Widerstands,- oder Auftriebs-)Beiwert verstehe, ändert sich überhaupt nicht mit dem Gewicht, bzw. der Flächenbelastung, sondern ist bei gegebenem Profil/Flügelgeometrie ausschließlich eine Funktion des Anstellwinkels. (vlg. Profilpolare)
Der induzierte Widerstandsbeiwert wird auch häufig als Funktion des Auftriebsbeiwertes angegeben, welcher aber selbst ja wieder nur eine Funktion des Anstellwinkels ist:

k ... Korrekturfaktor für Flügelgeometrie (0 für unverwundene Ellipse)
Lamda ... Streckung

Nochmal: Für einen bestimmten Anstellwinkel ergibt sich die Gleitzahl aus dem Quotienten aus ca und cw:

gamma ... Gleitwinkel

Und der Gesamtwiderstandsbeiwert setzt sich eben aus Profil-, Reibungs- und induziertem Widerstandsbeiwert zusammen, wobei die wiederum nur eine Funktion des Anstellwinkels sind.
Naja und ein Flügel, der um den "Faktor x" höher beladen ist, fliegt mit einer um "Wurzel aus x" erhöhten Geschwindigkeit mit genau dem selben Anstellwinkel und damit eben auch mit genau der selben Gleitzahl, da sämtliche Einflussgrößen nur vom Anstellwinkel abhängig sind.

Pipo

["Transporter"]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

was aber bei allem zu bedenken ist,daß es ja beim segelflugzeug eine starre flügelfläche ist,da kann man eine polare genauer berrechnen.

beim gleitschirm ist die flügelgüte,je nach turbulenz variabel,deshalb ist es dort auch schwer genaue gleitzahlen,polaren ect. zu erfliegen!

[EMR]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

[ ..... ] deshalb ist es dort auch schwer [ ..... ]

Och Mensch, Transporter, lass den Thread hier doch mal den Jungs, die wissenschaftlich drangehn wollen!

Bittebitte!

Gruß Martin

[manfred.ullrich]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Ich habe mein folgendes Posting aus dem Thread namens Wohin geht die Entwicklung hier her kopiert, weil´s sonst dort zu sehr off-topic wird.

Manfred Ullrichs erstes Posting:



Meine Antwort:

Hallo Manfred!


Das leuchtet mir nicht ein...............

Hallo Pipo,

ich war fast schon so weit, mit Dir zu argumentieren, aber dann nahm ich zur Hand, was ich vor über
drei Jahren (einmalig!) ausgedruckt hatte - eine Forumdiskussion, in der Du Dich in einem Maße
und auf eine Weise vergaloppiert hattest, wie es hätte kaum schlimmer sein können.

Unser Denken ist so grundverschieden, dass ich keinen Sinn in unserer Diskussion sehe. Vielleicht
kannst Du Dich doch noch besinnen, wenn Du Dir http://home.arcor.de/manfred.ullrich/ind_widerstand.htm
gründlich ! durch den Kopf gehen lässt (ergänzt auch durch ein interessantes Foto).

Gruß, Manfred

["Transporter"]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Och Mensch, Transporter, lass den Thread hier doch mal den Jungs, die wissenschaftlich drangehn wollen!

Bittebitte!

Gruß Martin

laß ich doch,was du wieder hast

[pipo]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Hi Manfred!

ich war fast schon so weit, mit Dir zu argumentieren, aber dann nahm ich zur Hand, was ich vor über drei Jahren (einmalig!) ausgedruckt hatte - eine Forumdiskussion, in der Du Dich in einem Maße und auf eine Weise vergaloppiert hattest, wie es hätte kaum schlimmer sein können.
Unser Denken ist so grundverschieden, dass ich keinen Sinn in unserer Diskussion sehe. ...

Nachdem Manfred Kistler, Hannes Papesh und sämtliche Hersteller von Segelflugzeugen ganz offensichtlich meiner Meinung sind, ist es für mich nicht auch recht offensichtlich, wer der jenige ist, der sich grade vergallopiert!

Schade eigentlich, dass du dadurch eine weitere Diskussion unmöglich machst - viele deiner Denkansätze finde ich sehr interessant.
Nur wäre es eben meiner Meinung nach angebracht, seine Denkansätze zu überdenken, wenn sämtliche Fachleute und Fachliteratur den eigenen Denkansätzen widersprechen.
(schau dir noch mal die Postings von Hannes und Manfred an, wirf einen Blick auf die veröffentlichten Segelfliegerpolaren oder besorge dir diesbezügliche Fachliteratur - mir gefällt in diesem Zusammenhang "Streckensegelflug" von Helmut Reichmann sehr gut, das darüber hinaus auch noch eine Menge zu bieten hat)

Pipo

EDIT:
Hier nochmal die Punkte, deren Unrichtigkeit du, nach etwas Überlegen bzw. Nachforschung, sicher einsehen wirst:

dann ergibt sich bei um Faktor x höherem Gewicht bei sonst gleichem! Flügel

- das Kleinste Sinkens wird um x^1,5 stärker (schlechter)
- das Beste Gleiten wird um 1/x schlechter

Deine Formel ist ansich richtig, nur bist du leider anscheinend nicht daran interessiert, darüber zu diskutieren.

[hangglider]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Richtig streiten kann man sich nur wenn die Begrifflichkeiten geklärt sind !

@manfred.ullrich
Niemand wiederspricht der physikalischen Erklärung, die der Amiprof abgibt.
Sie stimmt.
Nur spricht der gute Mann nirgends von induziertem Widerstand !!
Die Erklärung bezieht sich ausschliesslich auf die Beschreibung des zum Fliegen notwendigen Auftriebes.
Wie dieser effektiv , d.h. mit hohem Wirkungsgrad, erzeugt wird steht nicht in der Erklärung.

Hier müssen nun die Begrifflichkeiten geklärt werden:

Für den Aerodynamiker ist der induzierte Widerstand der, durch den Randwirbel erzeugte schädliche Widerstand.
Diesen Widerstand kann man messen und durch geeignete Massnahmen (Winglets, Randbogenform, Grenzschichtabsaugung, ..) veringern. Damit wird der Wirkungsgrad des Flügels optimiert.

Die notwendigen Leistung für die Erzeugung des Auftriebes als induzierten Widerstand zu bezeichnen ist daher im Sinne der Kommunikation unter Aerodynamikern falsch.

Bei der Auslegung eines Fluggerätes kommt es im Wesendlichen darauf an, das Verhalten und die Effizienz eines Flügels zu kennen.
Die phisikalisch notwendige Leistung um das Flugrerät in der Luft zu halten wird dann von dieser Auslegung bestimmt.
Im allgemeinen aber nicht als schädlicher Widerstand betrachtet.

HG

[manfred.ullrich]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

...Die notwendigen Leistung für die Erzeugung des Auftriebes als induzierten Widerstand zu bezeichnen ist daher im Sinne der Kommunikation unter Aerodynamikern falsch.....

Hallo Hangglider,

eine Form von Leistung ist (Flug)-Geschwindigkeit mal Gegenkraft. Gegenkraft gegen eine Bewegung
nennt man Widerstand.

Wie also würdest Du diesen für "die notwendige Leistung bei der Erzeugung des Auftriebs" anfallenden
Widerstand nennen???

Ich zitiere, was "klaus_the_flyer" am 9.11.2002 08:21 geschrieben hat:

"Wenn ein Flugzeug vorbeigeflogen ist, bleibt noch die abwärtsbewegte Luft übrig, d.h. sie hat noch
kinetische Energie. Diese Energie fehlt dem Flugzeug bzw. muss das Flugzeug dauernd der
durchflogenen Luft zuführen. Dieser Energieverlust ist ein Maß für den Induzierten Widerstand und
entsteht auch in völlig reibungsfreier Strömung".

Dem ist eigentlich nichts hinzuzufügen - der hat's begriffen.

In ruhiger Luft kann größere Last keinen besseren Gleitwinkel ergeben, dass trotzdem
Segelflugzeuge mit Wasserlast fliegen, hat seine Ursache darin, dass sich dann ! mit
größerer Last ein besserer Gleitwinkel ergeben kann, wenn das Flugzeug in insgesamt
absteigender Luft und/oder Gegenwind fliegt. Das verschiebt die Polare.

Gruß, Manfred

[pipo]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

dann ergibt sich bei um Faktor x höherem Gewicht bei sonst gleichem! Flügel
- das Beste Gleiten wird um 1/x schlechter

...auf der Homepage eines der größten Segelflugzeughersteller (Glaser-Dirks) zu lesen:

Die beste Gleitzahl ändert sich mit steigender Flächenbelastung sowieso nur unwesentlich (nur durch die Re-Zahl Effekte, die allerdings mehr theoretisch sind und sich in Messflügen meist nicht nachweisen lassen). Bei gleicher Vorfluggeschwindigkeit [Anm.: damit ist die praktisch sinnvolle Sollfahrt gemeint] hat das schwerere Flugzeug eine bessere Gleitzahl. Der eigentliche Effekt ist aber, dass die ganze Polare zu höheren Geschwindigkeiten hin verschoben wird und man damit nach Sollfahrtgeber zwischen den Aufwinden schneller fliegt (aber bei der gleichen Gleitzahl) als mit niedrigerer Flächenbelastung.

... ob die auch einfach keine Ahnung haben?

[JHG]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Beim gleichen Flügel steigt der Beiwert des Induzierten Widerstandes B(I) mit Gewicht².

Wenn ich die Formel für den induzierten Widerstand auf Deiner Seite hernehme komme ich nur auf lineare Steigerung mit G.

Wo liegt der Fehler ?

[manfred.ullrich]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Wenn ich die Formel für den induzierten Widerstand auf Deiner Seite hernehme komme ich nur auf lineare Steigerung mit G.

Wo liegt der Fehler ?

Verstehe ich nicht, das ist doch G mit dem Quadratzeichen dahinter - siehst Du, Dein Browser, das nicht?

Gruß, Manfred

[hangglider]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

@m.u
Leider scheinen deine Ansichten ins fanatisch religiöse abzugleiten, wie sonst ist zu erklären, das du meinen Beitrag so missverstehen kannst ??
Es sind verschiedene Sichten auf die gleiche Gegebenheit, das wollte ich ausdrücken.

Daraus muß man keinen Glaubenskampf ableiten.

Kein Aerodynamiker wird bestreiten das der Auftrieb dem Impuls der abwärtsbeschleunigten Luft das Gleichgewicht hält.

Die notwendige Leistung überwindet natürlich einen Widerstand, den Gesamtwiderstand nämlich. Der induzierte Widerstand ist hierin enthalten.

So wird im allgemeinen gelehrt, das ist meine begriffliche Basis.

Physikalisch kann es nicht sein, das man mit dem gleichen Fluggerät schneller (schwerer) fliegen kann ohne mehr Leistung einzusetzen und damit (beim Gleitflug) die Gleitzahl zu veringern, ausser man gewinnt durch die höhere Geschwindigkeit an Effizienz am Flügel.

Moderne Laminarprofile z.B. brauchen eine gewisse Geschwindigkeit(RE-Zahl) um wirklich effizient zu sein. Daher auch die Wassertanks bei den Segelfliegern.
(Die Landen auch nicht gern schnell )

Die Unterschiede können erheblich sein, wir haben das mit einem realen Flugmodell im Windkanal seinerzeit mal ausgemessen.

@pipo
Sollfahrtgleitzahlen haben nichts mit dem Gleitwinkel und der Gleitzahl eines Flugzeuges selbst zu tun.

Vertragt euch wieder, klärt erstmal worüber ihr euch eigendlich Streitet

HG

[manfred.ullrich]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Kein Aerodynamiker wird bestreiten das der Auftrieb dem Impuls der abwärtsbeschleunigten Luft das Gleichgewicht hält.
............
Physikalisch kann es nicht sein, das man mit dem gleichen Fluggerät schneller (schwerer) fliegen kann ohne mehr Leistung einzusetzen und damit (beim Gleitflug) die Gleitzahl zu veringern, ausser man gewinnt durch die höhere Geschwindigkeit an Effizienz am Flügel.

Moderne Laminarprofile z.B. brauchen eine gewisse Geschwindigkeit(RE-Zahl) um wirklich effizient zu sein. Daher auch die Wassertanks bei den Segelfliegern.

Ja, ich stimme Dir zu, dass es tatsächlich bei den Segelfliegern eine Besonderheit sein muss, die Du ja
mit der Geschwindigkeit(RE-Zahl) und der höheren Effizienz erklärst. Denn wenn allein der Induzierte Widerstand
mit G² steigt, verbessert ein höheres Gewicht NICHT das Beste Gleiten (sogar egal bei welcher Luftbewegung,
da kann man die Polare schieben wie man will). Es muss also ein für Segelflugzeuge spezifische Eigenart sein.

Das Fazit für mich ist: dagegen beim GS und Drachen verschlechtert höheres Gewicht den "Besten Gleitwinkel.

Gruß, Manfred

[JHG]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Doch sehe ich, aber es wird ja auch wieder mit v² dividiert.

Also im Prinzip G²/v² der Rest ist ja konstant .

Wenn ich also (G + 0,25G)²/(v+ 0,1118v)² einsetze und auflöse (a+b)² = a²+2ab+b²

ergibt sich 1,5625 G²/ 1,2362 v² also ca. 1,25 G²/v²

Auf die Schnelle kommen halt einige Rundungsfehler zusammen.

PS: Daß die Geschwindigkeit um Wurzel aus 1,25 steigt steht ja glaube ich außer Zweifel.

[pipo]

AW: Die Polare und er Einfluss der Flächenbelastung

Servus Hangglider!

Physikalisch kann es nicht sein, das man mit dem gleichen Fluggerät schneller (schwerer) fliegen kann ohne mehr Leistung einzusetzen und damit (beim Gleitflug) die Gleitzahl zu veringern, ausser man gewinnt durch die höhere Geschwindigkeit an Effizienz am Flügel.

Die eingesetzte Leistung ist die "vernichtete" potentielle Energie pro Zeit. (also das Sinken)
Und diese Leistung (bzw. eben das Sinken) steigt mit der Masse!
Es wird also auch bei gleichem Gleitwinkel mehr Leistung eingesetzt.

Moderne Laminarprofile z.B. brauchen eine gewisse Geschwindigkeit(RE-Zahl) um wirklich effizient zu sein. Daher auch die Wassertanks bei den Segelfliegern.

Das ist nicht der Punkt. Wie im oben zitierten Artikel zu lesen ist, ist der Einfluss der günstigeren Re-Zahl nicht einmal wirklich messbar.

Sollfahrtgleitzahlen haben nichts mit dem Gleitwinkel und der Gleitzahl eines Flugzeuges selbst zu tun.

Schon klar. Das habe ich ja auch nicht geschrieben.
Und im zitierten Artikel steht ja außerdem explizit, dass auch das beste Gleiten von der Flächenbelastung (außer den Re-Effekten) unberührt bleibt. Das geht ja auch aus sämtlichen Polaren hervor.

Ja, ich stimme Dir zu, dass es tatsächlich bei den Segelfliegern eine Besonderheit sein muss, die Du ja mit der Geschwindigkeit(RE-Zahl) und der höheren Effizienz erklärst.
Es muss also ein für Segelflugzeuge spezifische Eigenart sein.

Sorry, aber das ist jetzt nicht dein Ernst, oder?
(Es scheint übrigens auch eine ganz spezifische Eigenart der Skywalk-& NOVA Schirme zu sein, da beide Konstrukteure bestätigt haben, dass das Gleiten unbeeinflusst bleibt )
Außerdem wird ja - wie oben schon geschrieben - im verlinkten Artikel explizit darauf hingewiesen, dass der Re-Effekt wohl vorhanden ist (natürlich auch beim GS/HG) aber eben vernachlässigbar ist.
Nochmal:
Die beste Gleitzahl ändert sich mit steigender Flächenbelastung sowieso nur unwesentlich (nur durch die Re-Zahl Effekte, die allerdings mehr theoretisch sind und sich in Messflügen meist nicht nachweisen lassen).

Hier wird´s übrigens auch noch einmal genau erklärt - ganz ohne Re-Zahl Einflüsse.
Es läuft eben drauf raus, dass ca&cw ausschließlich anstellwinkelabhängig sind. (eben bei Re-Vernachlässigung!) Dem besten Gleiten ist (unabhängig von der Flächenbelastung) ein Anstellwinkel zugeordnet. Das beste Gleiten bleibt damit vom Gewicht unbeeinflusst.

Übrigens: Für den NOVA Tandem Jamboo wird ja ein Gleiten von über, oder um 1:9 angegeben. Glaubst du wirklich, dass der einsitzig, bzw. mit der halben Flächenbelastung mit 1:18 gleitet???

Pipo