DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

[JP Philippe]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hi,

Die stärkere Wölbung auf der Kappen-Außenhälfte und die geringer Wölbung auf der Kappen-Innenhälfte ist aus meiner Sicht auf folgende Umstände zurückzuführen

mir geht es hier nur um Terminologie:
Für mich ist der Flügel gekrümmt oder gebogen. IMHO entspricht die Wölbung des Flügels der Profilwölbung und kann im Falle des Gleitschirms durch Trimmer verändert werden..

-JP

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo JP,

Aus Beitrag 192:

Gut, das ist das Gegenteil von dem Schluß den das Modell zuläßt?!

-JP

danke für den Hinweis. Ich habe die Formulierung präzisiert.

Viele Grüße

Uli

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo JP,

Aus Beitrag 196:

Hi,

mir geht es hier nur um Terminologie:
Für mich ist der Flügel gekrümmt oder gebogen. IMHO entspricht die Wölbung des Flügels der Profilwölbung und kann im Falle des Gleitschirms durch Trimmer verändert werden..

-JP

Vielen Dank für deinen Hinweis. Wie es aus dem Kontext hervorgeht handelt es sich nicht um die Profilwölbung sondern und die Wölbung bzw. Krümmung der Kappe in Spannweitenrichtung.

Bzgl. Terminologie bin ich dabei ziemlich konform in diesem Thread, vgl. z.B. Beitrag 20 von Nickl und Beitrag 180 von Host.

Viele Grüße

Uli

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo JP,

Aus Beitrag 194:

oh - großes Problem.
Der Schirm kann nur durch zwei Arten verschiedene Anstellwinkel am Flügel haben:

• Er verwindet sich in sich selbst. Da glaube ich aufgrund der Struktur des Systems nicht dran.
• Er giert nach innen. Das ist auch meine Meinung, aber Horst wiederspricht diesem , weil sein Modell sonst nicht mehr funktionieren würde.

-JP

Bitte lies nochmals den Kontext der von dir zitierten Stelle in meinem Beitrag, dort ist noch eine dritte Ursache beschrieben.

Viele Grüße

Uli

[JP Philippe]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hi,
Ich kanns nicht finden.
Wir reden schon vom Anstellwinkel = Winkel zwischen Flugbahn und Profilsehne?
Hat jemand anderes was gefunden? *stehichaufdemschlauch?*

-JP

[Idefix]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hi Uli, Danke fuer Deine Antwort

so wie's aussieht, hat jeder Flieger sein eigenes Modell.
Wenigstens bei Punkt 0 sind wir uns einig.
Den Rest muss ich nochmal praezisieren/erlauetern:

0) Es kommt zu einer seitlichen Gewichtsverschiebung (ja)!

1) Meine Meinung: Verformung des Fluegels ist Dreckeffekt. (ja/nein)?
(LaCage ist z.B. nur der Spezialfall fuer die extrem grosse Knickbreite!)

2) Auch bei LaCage verschiebt sich der Pilot, und zwar direkt an der 'Waeschespinne'! (ja)!

3) Meine Meinung: LaCage lenkt nach demselben Modell 'Schwerpunkt zur Seite', nur dass es bei ihr halt sauberer als beim geht als beim GS! (ja/nein)?

4) Auch bei einem festen Fluegel (z.B. StyroporGleitschirmmodell) bewirkt Gurtverkuerzung oder Waeschespinne Schwerpunktverschiebung! (ja)!

5) Meine Meinung: Auch ein fester Fluegel (z.B. StyroporGleitschirmmodell) ist duch seitliche Gewichtsverschiebung lenkbar? (ja/nein)?

6) Meine Meinung: Ein fester Fluegel lenkt nicht schlechter als das Modell mit Verformung? (ja/nein)?

Wieso sollte die Schwerpunktverschiebung bei LaCage einen Lenkeffekt bewirken, beim normalen GS aber nicht?

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo JP,

Aus Beitrag 200:

Wir reden schon vom Anstellwinkel = Winkel zwischen Flugbahn und Profilsehne?

Ich meine in meinem Beitrag 186 den Winkel (in der Ebene Längs-Hoch-Achse) zwischen Anströmung und jeweils einer der beiden Kappenhälften (ohne Kappen-Mittelstück, das den Doppel-Knick bildet).

Die kurzzeitige Änderung des Anstellwinkels der jeweiligen Kappenhälfte gegenüber dem Anstellwinkel der gesamten Kappe resultiert nun aus ihrer Relativgeschwindigkeit in Richtung der Hochachse infolge der Bildung des Doppel-Knicks.

Viele Grüße

Uli

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo Idefix,

vielen Dank für deinen Beitrag 201:

so wie's aussieht, hat jeder Flieger sein eigenes Modell.
Wenigstens bei Punkt 0 sind wir uns einig.
Den Rest muss ich nochmal praezisieren/erlauetern:

0) Es kommt zu einer seitlichen Gewichtsverschiebung (ja)!

1) Meine Meinung: Verformung des Fluegels ist Dreckeffekt. (ja/nein)?
(LaCage ist z.B. nur der Spezialfall fuer die extrem grosse Knickbreite!)

...

Wieso sollte die Schwerpunktverschiebung bei LaCage einen Lenkeffekt bewirken, beim normalen GS aber nicht?

Mir ist nicht ganz klar, was die '"(ja/nein)" und die Fragezeichen zu bedeuten haben. Z.B. bei 1) schreibst du: "Meine Meinung: ... (ja/nein) ?". Sind wir in diesem Punkt noch nicht einer Meinung? Oder ist das nochmals eine Frage an mich?

Auch ist mir nicht ganz klar, was du mit Knickbreite meinst. Bitte könntest du dies noch näher erläutern.

Ich freue mich auch, dass wir bzgl. 0) eine - wenn auch kleine - gemeinsame Basis gefunden haben. Können wir diese erweitern, z.B. bzgl. der Verhältnisse in den stationären Flugzuständen (Geradeausflug und Kurvenflug)?

Hast du eine Idee, wie wir bei Punkt 1 weiterkommen?

Zu deiner letzten Anmerkung:

Aus meiner Sicht ist der wesentliche Unterschied zwischen einem Gleitschirm und La Cage ist der zusätzliche System-Freiheitsgrad (mechanisch sind es sogar mehrere), den die Kinematische Kette aus Gurtzeug, Tragegurten, innerer und äußerer Kappenhälfte jeweils inkl. Leine sowie Kappen-Mittelstück bei einem Gleitschirm bilden, vgl. mein Modell aus Anmerkung 7 in Beitrag 186.

Durch die überbestimmte Verbindung vom „Wäscheständer“ zur Kappe bei La Cage ist die Geometrie der Kappe vorbestimmt. In Spannweitenrichtung betrachtet gibt es zu jeder Position des Wäscheständers eine vorbestimmte Geometrie der Kappe, die nur noch durch die Unterschiedliche Dehnung der Leinen und des Kappenmaterials im Zusammenspiel mit der Aerodynamik leicht variiert, vgl. Bilder von La Cage im Kurvenflug .

Bei einem Gleitschirm macht sich dieser Freiheitsgrad als Verformungsmöglich der Kappe bemerkbar – sowohl als Kappen-Doppel-Knick wie auch als Wölbungseinfluss in Spannweitenrichtung (innere Flügelhälfte kleiner, äußere Flügelhälfte größer - die Wölbungsveränderung kann wahrscheinlich in guter Näherung als "Verschmierung" des Doppel-Knicks interpretiert werden). Die resultierende Verformung der Kappe verändert die Aerodynamik signifikant und wirkt auch auf die Position des Schwerpunktes des Gesamtsystems zurück.

Um auf deinen Punkt 1) zurückzukommen, sehe ich nur die Möglichkeit durch aufwendige Simulationen oder Messungen weiterzukommen.

Viele Grüße

Uli

[JP Philippe]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo,

naja, ich finde nicht, das La Cage so viel anders ist. Der Knick - so hat Horst in seiner Simulation festgestellt - wird nach kurzer Zeit "verwaschen". Der Grund dafür liegt darin, das der Schirm "zur Seite geschwenkt" wird, wie auch beim Cage.
Die Gründe dafür sind die Zugspannung im Mittensegement und die unterschiedlichen Kräfte auf dem Tragegurt. Diese sind zwar innere Kräfte, aber sie stehen direkt mit den äußeren Kräften - namentlich dem Auftrieb bzw seiner Verteilung - in Wechselwirkung.

-JP

[Idefix]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hoi Uli,

jetzt kommen wir der Sache langsam naeher

Mir ist nicht ganz klar, was die '"(ja/nein)" und die Fragezeichen zu bedeuten haben.

Korrekt. (ja/nein)? bedeutet "WederKonsens,nochkannichsBeweisen"

Auch ist mir nicht ganz klar, was du mit Knickbreite meinst. Bitte könntest du dies noch näher erläutern.

Mit 'Knickbreite' mein ich den Abstand des innersten rechten und linken Loops.
(siehe die 'Uebrigens...'-Aussage am Ende des Beitrags 149)
Hab auch 2 Bildle gemalt, eins mit GSMinimaleKnickbreite (Bifilare Aufhaengung ala Graffity) und eins mit GSGrosseKnickbreite.
Rot: Auftrieb des Flaechenanteils
Lila: Rollkraft des Knick (und die ist halt unahbaengig von der Knickbreite)
Gruen: GEGENRollkraefte der linken und rechten Nicht-Knickteile.

Ich freue mich auch, dass wir bzgl. 0) eine - wenn auch kleine - gemeinsame Basis gefunden haben. Können wir diese erweitern, z.B. bzgl. der Verhältnisse in den stationären Flugzuständen (Geradeausflug und Kurvenflug)?

Null Problemo. Wir normieren das Ganze auf Geraetekoordinaten.
Querachse des GS ist unser Bezugssystem, o.k.?

Hast du eine Idee, wie wir bei Punkt 1 weiterkommen?

Aber Latuernich!
Hier zwei Bildle, wie LaCage und GS-Konventionell in meinem normierten Weltbild aussehen.
Naemlich von der Wirkung her identisch.
LaCageStationaererKurvenflugGeraetenormalisiert.bm p
GSStationaererKurvenflugGeraetenormalisiert.bmp

Aus meiner Sicht ist der wesentliche Unterschied zwischen einem Gleitschirm und La Cage ist der zusätzliche System-Freiheitsgrad (mechanisch sind es sogar mehrere)

Na, da sind wir uns doch zunaechst schon wieder einig :-)
GS 3 Freiheitsgrade (Gurthoehendifferenz, Bremse Links, Bremse Rechts),
LaCage nur 2 Freiheitsgrade (Rolldifferenz, Nickdifferenz, gieren geht nur am Boden ;-)
Wo ich allerdings intervenieren muss, ist deine Schlussfolgerung, da wir ja bei Gewichststeuerung den Effekt der Gurthoehendiffernz mit dem der Rolldifferenz vergleichen, von den Bremsen lassen wir aber schoen die Fingerchen...

Wo ich jetzt allerdings nicht weiterkomme ist der Beweis, dass die Schwerpunktverschiebung zu nem Gieren fuehrt!
Kannst Du mir da nicht helfen?

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo Idefix,

Mit 'Knickbreite' mein ich den Abstand des innersten rechten und linken Loops.
(siehe die 'Uebrigens...'-Aussage am Ende des Beitrags 149)
Hab auch 2 Bildle gemalt, eins mit GSMinimaleKnickbreite (Bifilare Aufhaengung ala Graffity) und eins mit GSGrosseKnickbreite.
Rot: Auftrieb des Flaechenanteils
Lila: Rollkraft des Knick (und die ist halt unahbaengig von der Knickbreite)
Gruen: GEGENRollkraefte der linken und rechten Nicht-Knickteile.

Bitte kannst du die Ursache der grünen Kräfte erklären? Und was ist der innere rechte und linke Loop?

Na, da sind wir uns doch zunaechst schon wieder einig :-)
GS 3 Freiheitsgrade (Gurthoehendifferenz, Bremse Links, Bremse Rechts),
LaCage nur 2 Freiheitsgrade (Rolldifferenz, Nickdifferenz, gieren geht nur am Boden ;-)

Was du beschreibst verstehe ich unter (Steuer-)Einwirkungsmöglichkeiten des Piloten. Für den Gleitschirm gibt es vier: Bremse links, Bremse rechts, seitliche Gewichtsverlagerung im Gurtzeug und Beschleuniger. Bei La Cage gibt es zwei: Pilot relativ zur Aufhängung in Längsrichtung (= Kippen des Wäscheständers um eine Achse parallel zur Querachse) und Pilot relativ zur Aufhängung in Querrichtung (= Kippen des Wäscheständers um eine Achse parllel zur Längsachse).

Mit Freiheitsgraden meine ich die für eine flugmechanische Betrachtung relevanten Bewegungsmöglichkeiten eines Systems (auch Relativbewegungen zwischen den Komponenten eines Systems). Hier unterscheidet sich La Cage grundlegend von einem Gleitschirm, da sich die Kappe des Gleitschirms verformen kann (Kappen-Doppel-Knick und Wölbungsänderung in Spannweitenrichtung).

Wo ich allerdings intervenieren muss, ist deine Schlussfolgerung, da wir ja bei Gewichststeuerung den Effekt der Gurthoehendiffernz mit dem der Rolldifferenz vergleichen, von den Bremsen lassen wir aber schoen die Fingerchen...

Bitte beschreibe was deiner Meinung nach jeweils passiert.

Wo ich jetzt allerdings nicht weiterkomme ist der Beweis, dass die Schwerpunktverschiebung zu nem Gieren fuehrt!
Kannst Du mir da nicht helfen?

Gerne, wenn ich deine Modellvorstellungen komplett verstanden habe.

Viele Grüße

Uli

PS: Bitte kannst du noch die "bifilarere Aufhaengung der Schirmmitte, z.B. FlyMarket Graffity" aus Beitrag 149 beschreiben. Ich konnte im Internet auf die Schnelle keine konstruktiven Infos finden.

[JP Philippe]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hi,

bifilarere Aufhaengung der Schirmmitte, z.B. FlyMarket Graffity

Also ich meine ich hätte das schonmal erwähnt..
ich vermute er meint wenn die innersten Gallerieleinen von beiden Seiten in der Mitte an gemeinsamen Loops eingeschlauft sind. (Beispiel: P40 oder P21 auf der seite para2000.org) Siehe auch Leinenplan P40 von para2000.org im Anhang.

-JP

PS

Was du beschreibst verstehe ich unter (Steuer-)Einwirkungsmöglichkeiten des Piloten. Für den Gleitschirm gibt es vier: Bremse links, Bremse rechts, seitliche Gewichtsverlagerung im Gurtzeug und Beschleuniger. Bei La Cage gibt es zwei: Pilot relativ zur Aufhängung in Längsrichtung und Pilot relativ zur Aufhängung in Querrichtung.

La cage kann auch beschleunigen. IMHO ist im statischen kurvenflug ist der Unterschied deutlich kleiner als Du denkst.. Ausserdem reden wir hier aktuell nicht über den Einsatz von Bremsen.
Die grünen und schwarzen Pfeile kann ich Dir auch erklären:
Ist die Kräftezerlegung der roten Pfeile (= Auftriebskräfte) in x und y Komponenten.
Die Kernaussage der Zeichnung ist wohl: "Die x Komponenten, die aus der Zerlegung der Auftriebsvektoren hervorgeht, hebt die x-Komponente der Auftriebskraft des "Knicks" auf".

[Hohe-Berge]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo JP,

... (Beispiel: P40 oder P21 auf der seite para2000.org) Siehe auch Leinenplan P40 von para2000.org im Anhang. ...

vielen Dank für den Leinenplan - super! Ich nehme auch an, dass Idefix dies damit meint. Nun haben wir eine klare Diskussionsgrundlage. Mal sehen ob wir damit auch zu gemeinsamen Schlüssen kommen ;-) .

La cage kann auch beschleunigen.

Zitat aus der Seite der La Cage-Organisation "La Cage hat weder Bremsen, noch Beschleuniger, noch Trimms.". Er beschleunigt durch kippen des "Wäscheständers" (dort vornehmer als Leier bezeichnet) um eine Achse parallel zur Querachse (vorne nach unten). In meinem Beitrag 206 habe ich dies auch die Steuereinwirkung "Pilot relativ zur Aufhängung in Längsrichtung" genannt.

IMHO ist im statischen kurvenflug ist der Unterschied deutlich kleiner als Du denkst.

Wenn du den stationären Kurvenflug und dabei das Gleichgewicht der Kräfte meinst, sehe ich überhaupt kein Unterschied ;-). In beiden Fällen liegen die Luftkräfte und die Massenkräfte (zzgl. Archimedeskraft der Luft in der Kappe) auf der selben Wirklinie und kompensieren sich gegenseitig komplett, vgl. Beitrag 193.

Ausserdem reden wir hier aktuell nicht über den Einsatz von Bremsen.

Auch klar. Ich wollte nur die Begriffe klar machen und ein Missverständnis ausräumen.

Die grünen und schwarzen Pfeile kann ich Dir auch erklären:
Ist die Kräftezerlegung der roten Pfeile (= Auftriebskräfte) in x und y Komponenten.
Die Kernaussage der Zeichnung ist wohl: "Die x Komponenten, die aus der Zerlegung der Auftriebsvektoren hervorgeht, hebt die x-Komponente der Auftriebskraft des "Knicks" auf".

Das habe ich mir auch so zusammengereimt. Die Frage war und ist auf die Ursache gerichtet. Wie kann es in den Bildern des Beitrages 205 zu nach links gerichteten, horizontalen Kräften kommen?

Viele Grüße

Uli

[Idefix]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hi JP, danke fuer den Leinenplan, das hatte ich gemeint.

Hi Uli, ich glaube das wird diesmal richtig gut! (vor ca. 10 Jahren haben wir's nicht so ganz geknackt). Ich bring demnaechst noch'n paar Bilder.


ganz kurz noch: die Beschleuniger stellen fuer mich kein zusaetzlichen Freiheitsgrad dar, sind schon in Freiheitsgrad 'Bremse' mit drin.
(man koennte auch sagen AnstellwinkelRechts, Tragegurthoehendifferenz, AnstellwinkelLinks)


Aber jetzt wieder ans eingemachte:

Die Kappe ist Referenz (Stabi-zu-Stabi), alles andere ist dazu relativ.

Der Auftrieb greift senkrecht und mittig an dieser Referenz an

Wir betrachten ein 'Starr-LaCage' (ein Kohlefaserholm-Rechteckfluegel)

Und einen 'Starr-Gleitschirm' (linkerKohlefaserholm, linkes Knickgelenk, MittlererKohlefaserholm, rechtesKnickgelenk, rechterKohlefaserholm)

Die Gegenrollkraefte am 'Starr-Gleitschirm' entstehen durch unser gewaehltes Koordinatensystem, die Knickroll- und Gegenrollkraefte heben sich auf.

Aber die Tragegurthoehendifferenz DeltaH fuehrt zu einer
Schwerpunktverschiebung DeltaS = DeltaH * Leinenlaenge / Spannweite.

Ab diesem DeltaS sind 'Starr-LaCage' und 'Starr-Gleitschirm' wieder gleich.

Das DeltaS erzeugt gemaess M = DeltaS x Pilotengewicht ein Rollen.

In ner Steilspirale funktioniert dieses unendliche Rollen. (Stabile Spirale)

THESE:
Bei horizontaler Flugrichtung ist's etwas komplizierter: Das System versucht immer das niedrigste Energieniveau zu erreichen. Sobald der Aussenfluegel angerollt ist, ist er hoeher als der Innenfluegel. Er versucht irgendwie tiefer zu kommen. Dies schafft er nur, indem er nach innen giert!?!?


Idefix.


PS:
Bei einer Zentrifugalkraft durch Gieren wird der Pilot zusaetzlich Richtung Mitte gezogen, d.h. die Vektorrichtung des Pilotengewichts wird nach innen verbogen, im KappenRefernzKoordinatensystem bedeutet das eine (zusaetzliche) Vergroesserung des DeltaS.

PPS: Wir koennen auch einen 'Starr-Einklapper'(nur rechterKohlefaserholm) simulieren: Die Auftriebskraft greift dann mittig des rechtenKohlefaserholms.
Dadurch erhalten wir eine sehr grosses DeltaS! Deshalb das abrupte abdrehen.

[Horst Altmann]

AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

Hallo,

Ich wollte eigentlich längst schon die Sache mit dem Gier-Rollmoment hier deutlicher aufzeigen. Seitens JP kamen da ja einige Anmerkungen.

Zunächst mal ein interessantes Bild für eine einfache Anströmung: Anstellwinkel 7,5°, Schiebewinkel 0°, Geschwindigkeit 10m/s. Das ist ein typischer hands-off Trimmzustand.

Jetzt mal das Bild anschauen. Im oberen Plot ist der "lokale" Anstellwinkel über dem Flügel dargestellt, darunter der "lokale" Schiebewinkel, ganz unten die "lokale" Anströmgeschwindigkeit (nicht die lokale Geschwindigkeit an der Flügeloberfläche, sondern die Geschwindigekit aus der ungestörten Anströmung).

Um das Bild zu verstehen kurz eine Erklärung, wie's produziert wird. Der Flügel ist viele Elemente unterteilt, sog. Panel. Nun wird für jeden Panel-Mittelpunkt der(eigene) Anströmvektor ausgreechnet. Dies bestimmt sich aus translatorischer Bewegung (V, alfa, beta) und Beiträgen aus Rotation (p, q, r). Hat man den lokalen Anströmvektor wird dieser im "lokalen Profil" angeschaut und hinsichtlichem einem "lokalen" alfa, beta, V ausgewertet. Man bekommt so ein eher anschauliches gefühl für die lokale alfa-Beaufschlagung der Profile, die ja mit der seitlishen Flügelwölbung "abgerollt" sind.

Für diesen einfachen Fall bekomt das anschaulich klare Ergebnis, daß die Panels in der Flügelmitte den grössten Anstellwinkel "spüren", die Panels außen am Stabilo aber wegen der 90°-Rotation alfa=0 haben.

Umgekehrt verhält es sich mit dem Schiebewinekeln. in der Mitte haben die Panels/Profile beta=0. Ganz aussen allerdings ist wegen der "Anströmung von unten" der Schiebewinkel die 7,5°. Ich hoffe, man kann mir hier folgen.

Die geschwindigkeit schliesslich ist für alle Panels wegen fehlender Rotation gleich, nämlich 10m/s.

Der Farbcode an der Seite gilt für die drei Bilder gleichzeitig.

In der nächsten Antwort dann die Bilder mit zusätzlichem Gieren.