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

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    #16
    Andere Herangehensweise

    Ich glaube, der Knick bildet sich nur wegen der beiden getrennten Aufhängungspunkte. Bei einem Klapper hängst du deutlich mehr in einem Tragegurt. Dabei verschiebt sich der die Drehachse allerdings deutlich unter die geöffnete Seite.

    Bei der Analyse der Flugsituationen werden, so glaube ich, zu viele Faktoren auf einmal verwurschtelt. Dynamische und statische Effekte überlagern sich beim Kurvenfliegen, dazu kommt noch, dass die Luftmasse nie homogen ist. Das ganze wird mit Masseträgheit und Trägheitsmomenten verkompliziert. Zum guten Schluss sitzt da noch ein Pilot auf dem Sitzbrett, der sowieso so rumturnt, wie er meint es sei richtig...

    Was ich sagen will: Vielleicht kommen wir alle weiter, wenn wir die Fragestellung in "logische Teilpakete" unterteilen, die im Anschluss miteinander verknüpft werden können.

    Folgender Gedankengang:

    1. Ausgangssituation: Schirm fliegt gerade aus, in indifferenter Luftmasse, stationärer Flugzustand. Schwerpunkt und Drehpunkt des Schirmes liegen genau auf der Symetrieachse. Drehpunkt irgendwo oben unter der Kappe, Schwerpunkt im Bauchnabel des Piloten.

    2. Pilot, als einziger, der initial rumturnen kann, kippt zur Seite. Der Schwerpunkt verlagert sich ein weinig zur Seite. Durch die Kinematik Sitzbrett, Tragegurt und Anbindung Tragegurte an Kappe verschieben sich die beiden Flügelhälften vertikal. Es entsteht zwischen den Flügelhälften besagtes schräges Flügelstück. (soweit unstrittig, oder?)

    Unser Pilot ist gut. Und er hat Glück, dass er einen guten Schirm hat. Das System ist dermaßen gut, dass es dafür überhaupt keine Zeit benötigt!

    Ratz fatz, ein Knick ist im Segel, die Fuhre fliegt aber immer noch aufgrund unserer fiktiven, "wie wir es brauchen" - Trägheit, in die ursprüngliche Richtung.

    3. Jetzt muss wirklich mal was passieren.
    Wie sieht die Flächenbelastung derzeit aus? Unsere Masse, im Schwerpunkt versammelt, hängt an den beiden Tragegurten. Der Schwerpunkt liegt, wie es sich bei einem guterzogenen Pendel gehört, auf der Symetrieachse direkt unter dem Schwerpunkt.
    Die marginale Schwerpunktsverlagerung führt bei dem unterstellten Ausnahmepiloten mit seinem Superschirm zu keinem Drehmoment um die Drehachse.
    An beiden Tragegurten ziehen danach die gleichen Kräfte (sonst würde der Pilot um seinen vielbesagten Bauchnabel langsam aber sicher rotieren).

    Ich wage in der Schlussfolgerung die These aufzustellen, dass auf beiden Flügelhälften in diesem Zeitpunkt auch die gleiche Flächenbelastung vorzufinden ist.

    4. An diesem fiesen, kleinen, schrägstehenden Stückchen Gleitschirm, so schräg zwischen den beiden erwachsenen, wohlbelasteten Flügelhälften, ohne Zugehöhrigkeit zu irgendwelchen Leinen, zupft ein dummer Kraftvektor in eine andere Richtung, als an den beiden sittsamen Flügelhälften.

    5. So. Jetzt ist auch unser Super Pilot mit seiner ach so tollen, "trägheitslosen Ausrüstung" total überfordert. Er gibt diesem Vektor nach, der ihn in bislang ungekannte Dimensionen, nämlich die Welt der Dreidimensionalität und der Dynamik, davon trägt.

    6. Der Kraftvektor erzeugt ein Drehmoment um den Drehpunkt, das Pendel dreht um den Drehpunkt. Wenn das System geradeaus weiterfliegen würde, gäbe es ein neues, stabiles Gleichgewicht, in dem die Symetrieachse, die Schwerpunktslage und der Drehpunkt eine andere Position zur Ausgangslage einnehmen würden.

    7. Jetzt, ja jetzt versetzen wir unserem ach so arroganten Piloten die finale Bewusstseinserweiterung: Die dritte Dimension!! Ja, er verlässt die Flugachse und darf sich frei im Raum bewegen!!!! Wir spendieren ihm auch den Genuss von Beschleunigung.
    Boa, sein sich bislang so überaus vorhersehbar verhaltender Schirm macht jetzt Sachen, welche nicht mehr so einfach zu verstehen sind... Pendeln um die Querachse, kombiniert mit Rollenn um die Längs- und Gieren um die Hochachse, damit einhergehende Schwerpunkts- und Drehachsenverlagerungen, positive und negative Beschleunigungen, unterschiedliche Flächenbelastungen, dadurch unterschiedliche Anstellwinkel, unterschiedliche Luftwiderstände, unterschiedliche Auftriebe........... Ahrrrrrrghhhhhhh

    8. HILFE!!!! Wie geht es bei 7. weiter?

    Schöne Weihnachten
    Bernd

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      #17
      AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

      Das soll jetzt der Klarheit dienen?
      Vergleiche mal dein Klagen im 2. Absatz mit deinem Schritt Nr.7

      Ich wäre schon froh, wenn wir im stationären Kurvenflug mehr Konsens fänden.

      Ad 3. Denkfehler: Es wirkt auch noch die Schwerkraft, nicht nur die Tragegurtkräfte.
      Selbst bei einem abgeschnittenen Tragegurt hängt man nach kurzer Drehung wieder in stabilem Gleichgewicht am verbleibenden Gurt.
      Ergo können die Flügelhälften doch verschieden belastet sein ohne dass der Pilot ständig rotiert.
      Zuletzt geändert von Ma Schmi; 24.12.2007, 11:10.

      Kommentar


        #18
        AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

        Zitat von Markus Schmidt Beitrag anzeigen
        Hilfreich in technischen Problemfällen finde ich immer eine Extremwertbetrachtung.
        Nehmen wir an, man könnte eine Karabinerverschiebung von 5 Metern erreichen.

        Der Schirm sähe dann so aus:

        XXXXXX
        X
        X
        X
        X
        X
        X
        X
        X
        XXXXX
        Sofort ist klar warum das Ding eine Kurve fliegt und aufwendige Experimente erübrigen sich.

        Extremwertbetrachtung II:
        Eine Schirmhälfte wäre viel stärker belastet. Das entspräche zu Ende gedacht einer anderen Schirmhälfte die nur rumschlabbert und ausser Widerstand nichts produziert.
        Der Schirm dreht offensichtlich zu dieser unbelasteten Seite hin, wie bei einem Klapper und nicht weg wie von Konrad postuliert.

        Summa summarum behaupte ich also gezeigt zu haben, dass Horsts Knick ein Moment in die richtige Richtung ergibt, Konrads asymetrische Flächenbelastung aber der Kurve sogar entgegen wirkt.

        Hi Markus,

        hm, da bin ich mir nicht so sicher. Ich erinnere mich da an das Video vom Sicherheitstraining am Achensee. Da hatte sich Eki einseitig aus dem Tragegurt ausgehängt (gab auch mal nen Artikel in einer Zeitschrift dazu). Das ist sozusagen der Mega-Extremfall - der Schirm hat danach aber interessanterweise sofort und heftigst auf die offene Seite weggedreht!

        Ad 3. Denkfehler: Es wirkt auch noch die Schwerkraft, nicht nur die Tragegurtkräfte.
        Selbst bei einem abgeschnittenen Tragegurt hängt man nach kurzer Drehung wieder in stabilem Gleichgewicht am verbleibenden Gurt.
        Ergo können die Flügelhälften doch verschieden belastet sein ohne dass der Pilot ständig rotiert.
        By the way: Das geht schon wegen der Kappenkrümmung nicht! Der Schirm hat dann ja auf der einen Seite nen heruntergezogenen Stabi und auf der anderen Seite die Schirmmitte mit der anderen - jetzt nur noch flatternden - Schlabberhälfte: das ist genau der Grund, warum ein Schirm mit abgeschnittenem Tragegurt eben nicht im Gleichgewicht ist, sondern durch die Auftriebskraft des Stabibereiches - die normalerweise den Schirm aufspannt - voll zur offenen Seite hingezogen wird!

        @all:
        Ich bin auch der Meinung, dass die Kraft, die es zum Verschieben der Karabiner benötigt, einzig aus der Geometrie des Gurtzeugs herrührt. Wenn man beim Groundhandling mal uneingehängt den einen Tragegurt am Aufhängepunkt in der einen Hand und den anderen in der anderen Hand hält (logischerweise während der Schirm oben ist ), kann man ohne größere Mühe die Tragegurte gegeneinander verschieben - der Schirm reagiert aber sofort drauf!

        So gesehen wiedersprechen in allen bisher vorgebrachten Theorien immer einige kleine Dinge meiner täglichen Erfahrung - beide Theorien (oder wie man das immer nennen mag) sind in meinen Augen noch unvollständig. Habe aber leider auch noch keine vollständige Erklärung...............

        Beste Grüße,
        Steffen
        Zuletzt geändert von Steffen; 27.12.2007, 15:24.

        Kommentar


          #19
          AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

          hi fliescher,

          ich denke das schirmprofil spielt die entscheidende rolle:

          ein normales profil hat an der eintrittskante mehr auftrieb als hinten. es entsteht also immer ein rückwärts-überschlag-moment. das moment führt nur deshalb zu keinem überschlag, weil die gewichtskraft des flieschers (bei mir besonders hoch) das verhindert.
          kippt die kappe wegen des knicks etwas zur seite, dann erzeugt der auftrieb nicht nur eine kraft in der vertikalen, sondern auch eine kraft in der horizontalen.
          das rückwärts-überschlags-moment in der horizontalen wird aber nicht von der gewichtskraft kompensiert! -> also fliegt der schirm eine kurve (er "überschlägt" sich horizontal - "gedämpft" durch die fliehkraft)!!!
          wäre das profil so gebaut, das die auftriebsverteilung nicht zu einem überschlag führen würde (also wär das profil auch ohne leinen und flieger flugfähig), dann würde der schirm nur ein paar mal hin und her pendeln - aber keine kurve flieschen!

          gruss
          ralf

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            #20
            AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

            Hallo allerseits, da bin ich (der Konrad).

            Ich schaue hier nur sehr selten vorbei, war aber doch neugierig, ob die Diskussion weitergeht.
            Scheinbar tut sie das - find ich klasse.

            Ich will mal ein paar Missverständnisse ausräumen.

            Grundsätzlich:
            - Ich beobachte und dann frage ich. Ich bin kein reiner Bücherhengst, da ich aber
            als Fluglehrer keinen Mist erzählen will und ich aber Widersprüche zwischen "Buchwissen" und
            Praxis sehe, erlaube ich mir dem mehr zu trauen, was ich selber beobachtet und erfahren habe.
            - Ich habe nie behauptet, der Knick hat überhaupt keinen Einfluss. Da ist was da, das hat also
            auch Auswirkungen. Ich gebe dem Knick aber höchstens 30%, mal grob geschätzt.
            - Ich bin diskussionsbereit und gestehe Fehler ein, wenn ich welche gemacht habe. Ich will keine
            Frontenreiterei - das bringt keinem was. Man muss mich aber auch sachlich überzeugen.

            Ich habe zuerst ein paar einfache Fragen:

            1. Frage: brauche ich einen Kraftaufwand, um mich zur Seite zu legen und so zu bleiben?
            (meine Flugerfahrung sagt: ja)

            Wie schaut das bei euch aus? (nur ganz einfach gefragt)

            Benötigte man dazu KEINEN Kraftaufwand, dann bräuchte ich bloß einen Arm seitlich abstrecken
            und müsste brachial zu dieser Seite fallen (Arm: etwa 7 kg). Ist das so?
            (meine Flugerfahrung sagt: nein)

            2. Frage: wenn ich doch einen Kraftauwand benötige, dann belaste ich auch die Flächen
            unterschiedlich stark. Und was passiert dann? (das will ich aber jetzt noch garnicht wissen)

            3. sagen wir 10 cm Knick, also +5 cm und -5 cm:
            Wenn ich das verursache, muss eine gesamte Flügelhälfte 5 cm runter und die ander 5 cm rauf.
            Um das durchzuführen, brauche ich jedenfalls mal eine Kraft. Ist diese Schräglage eingenommen,
            wäre anschließend kein Kraftaufwand mehr nötig, um diese Position zu halten.
            Frage: Ist das tatsächlich so? (meine Flugerfahrung sagt: nein)

            Vgl. Steilspirale: wenn ich in der Spirale die Körperspannung nachlasse und mich zur Mitte legen
            lasse, leitet der Schirm selbständig aus. Stabile Spiralen sind oft das Resultat von zu breiten
            Sitzbrettern. Der Pilot klemmt/hängt auf der Innenseite fest - Kraft wird notwendig.

            Es erscheint mir, aus einem unerfindlichen Grund, nicht plausibel, daß ich in der Lage wäre, eine
            gesamte Flügelhälfte um 5 cm aus ihrer Flugriichtung herunter zu drücken. Jetzt kommen die
            Fotoauswertungen ins Spiel: Ich habe einige sehr brauchbare Fotos (das sammelt sich so an
            im Schulbetrieb). Es ist eine seltsame Deformation erkennbar. Die Flügelinnenseit entwölbt sich
            und die Flügelaußenseite wölbt sich stärker - dazwischen der Knick. Aus dieser Tatsache
            entstand die Theorie der Schwerpunktsverlagerung entlang der Querachse zur Innenseite, zur
            stärker belasteten Seite.
            Bitte dazu bedenken: eine höhere Flächenbelastung verursacht nicht eine steilere Flugbahn,
            sondern die Polare rutscht entlang der Tangente nach vorne-unten - also keine Abweichung von
            der eigentlichen Flugbahn. Flügelhälfte mal eben um 5 cm runterdrücken, hmm ??

            Die Idee: die Flügelhälten werden überhautnicht versetzt, sondern nur verbogen und das um einen
            eigenen Druckpunkt jeder Hälfte. Dabei entsteht auch ein Knick.

            Wie ist das jetzt mit der Flächenbelastung? Die Kappe ist gekrümmt. Die tragenden Kräfte
            wirken sternförmig - also senkrecht zur Oberfläche - nach außen weg. Ist eine Seite stärker
            belastet als die andere, zieht es den Flügel zur Kurveninnenseite - viola, das Rollmoment.
            Daß der stärker belastete Innenflügel (Flächenbelastung) den Außenflügel nicht überholt, liegt
            daran, daß der Schirm rollt. Eigentlich will die Kappe garnicht rollen, sie will nur zu
            der Seite, wo das größere Gewicht ist. Sie muß aber rollen, da ja der blöde Pilot noch unten
            dran hängt. Durch eine Rollbewegung vergrößert sich der Anstellwinkel am Innenflügel bzw.
            verringert sich am Außenflügel. Und jetzt bitte mal einen Blick auf eine Flügelpolare werfen:
            Die Geschwindigkeit nimmt durch die Astellwinkelerhöhung viel stärker ab, als sie durch die
            höhere Flächenbelastung zunimmt! (Flügelpolare=Profilpolare + WS + WI)
            (jaa, nachts ist es kälter als draußen.. Habe mal überschlagen: + 3 kg (Karab.Diff. 10 cm) auf
            einer Seite macht etwa + 0,5 km/h aus. Bei angenommenen 0,2 m/s zusätzlichem Sinken am
            Innenflügel (Mitte) durchs Rollen, ergibt das eine Anstellwinkelerhöhung von knapp 2° und
            bedeutet: ca. - 7 km/h (sag mer mal: nach 4 s hat die Kappe eine Querneigung von 18° erreicht))
            Das ist nur ne seeehr grobe Rechnung, aber: bitteschön, da habt ihr euer Giermoment.
            Rechnet mal nach, wie schnell der Stabilo innen und außen ist bei einem Vollkreis von 21 sec mit
            einem Radius von 32 m und 42 m ist (Span proj. 10 m. 37 m -+ 5 m). Das sind etwa -+6 km/h.

            Wie ist das jetzt mir euren Flugerfahrungen? Wie ist das mit dem Kraftaufwand?


            @ Horst: Denkfehler: Eintwisten und rückwärtsfliegen bringt nichts. Dein Versuch war für die
            Katz. Allerdings daraus zu folgern: "ich merke nix, also gibt es auch nix", ist ungefähr so, wie
            wenn ein Farbenblinder sagt: "ich sehe keine Farben, also gibt es keine Farben".
            Patrick hat es richtig erkannt. Gewicht links, linker Tragegurt wird verkürzt, Linkskurve, ebenso
            würde man dabei zur selben Seite auspendeln wie vorwärts - vollkommen wurscht, ob eingetwistet
            oder nicht. Lustigerweise ist das sonst keinem aufgefallen.

            Apropos holprig: bitte nochmal 3 Absätze höher lesen. Das ist etwas, was du eigentlich wissen
            solltest als Aerodynamiker. Ich habe im ersten Artikel extra darauf hingewiesen, daß ich auf
            das Giermoment erstmal verzichte. Der Hinweis war: Profilpolare. Da hätte man mal kucken
            und sich auch was dazu überlegen können.

            Und noch was: Man KANN bei einem normalen Flug die unterschiedliche Flächenbelastung
            nachweisen. Zwei Drucksensoren zwischen Karabiner und Tragegurtschlaufen. Ich habe solche
            Gerätschaften leider nicht und mich an zwei Federwaagen zu hängen, ist mir zu heiß.
            Ich will mal kucken, ob man sowas irgenwo auftreiben/ausleihen kann.

            @ Malte: schlauer Mensch, gute Fragen.

            @ Markus: ich habe nie postuliert (was n scheiß Wort) daß der Schirm nach nem Klapper zur
            offenen Seite abdreht. Bitte keinen Blödsinn erfinden und mir dann in den Mund legen.

            @ alle: Diese Klappergeschichte ist nur bedingt brauchbar. Der Widerstand. Wenn ich diesen Klapper abschneiden (und zunähen) würde, dann würden die meisten Schirme trotzdem zur
            "fehlenden" Seite abdrehen. Die Frage lautet: wie ist die Auftriebsverteilung und die Krümmung
            der Kalotte rechts und links vom Druckpunkt dieser einen Hälfte? Es gibt Schirme, die mit nem
            50% Klappern und volkommen passiven Piloten geradeaus fliegen! (hab ich auf Video)

            (sorry, wollte eigentlich nicht so viel schreiben.)

            so long, Nickl (Konrad Friz)

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              #21
              AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

              Hi Nickl,

              @ Markus: ich habe nie postuliert (was n scheiß Wort) daß der Schirm nach nem Klapper zur
              offenen Seite abdreht. Bitte keinen Blödsinn erfinden und mir dann in den Mund legen.
              Mein Schirm macht das. Ohne Gas und Klapper gehalten (sonst isser gleich wieder offen) dreht er nach dem Auspendeln zur offenen Seite. Ach ja, die Größe des Klappers spielt auch ne Rolle .*
              Ich denke das liegt u.a. durch die Widerstandszunahme des pos. geschränkten Aussenflügels durch den höheren Austriebsbeiwert (= mehr Widerstand).

              Vielleicht hilft es dem Verständnis, das Kurvenfliegen ein wenig in Rollen und Gieren zu zerlegen.

              Die Gewichtsverlagerung bewirkt ja eher ein Rollen, also muß auch die stark negative V-Form eine Rolle spielen. Die wirkt destabilisierend und "Verstärkt" die geringe Schwerpunktverschiebung.

              peace,
              JP

              *und natürlich der Knickwinkel.. ROFL
              Zuletzt geändert von JP Philippe; 08.01.2008, 14:00.
              -

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                #22
                AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                N'abend!

                Jetzt auch mal mein Senf dazu: Wenn eine Kurvensteuerung durch 'reinlegen' vor allem durch die Verschiebung des Schwerpunktes geschähe und nur zweitrangig aufgrund des entstehenden Knicks im Flügel, dann wären doch Gurtzeuge mit Kreuzgurt im Prinzip der Sache nicht hinderlich, oder?
                'Rüberlegen kann man sich darin ja ganz problemlos, nur: aus gutem Grund geht's damit nicht so um's Eck Denk' mal drüber nach...

                Gruß,

                Benjamin (Der sich nach anfänglicher Skepsis von der Knickflächen-Theorie hat überzeugen lassen)
                ___________________

                Wer aufgibt, wird nie erfahren, ob es nicht doch funktioniert hätte... ;-)

                Kommentar


                  #23
                  AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                  versteh ich das richtig?
                  wir fliegen hunderte km, die geilsten acro-moves...

                  ... aber wissen nicht warum das ding eine kurve fliegen kann?
                  wissen die hersteller das auch nicht? auch nicht der zertifizierende dhv?

                  *stutz*

                  (eigentlich is mir ja egal, hauptsache es funzt - aber es is irgendwie besorgniserregend...)

                  Kommentar


                    #24
                    AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                    Noch was:

                    Wenn wir schon in Gieren und Rollen zerlegen: Alleine der Knick macht's vielleicht nicht, aber der schräge Auftriebsvektor in der Mitte zieht ja den Ganzen Schirm in eine Rollbewegung zur Kurveninnenseite. Dadurch wird das Kurvenmoment natürlich potenziert! Die Gierwirkung ist dabei imho eher zu vernachlässigen.
                    Ein Flugzeug macht ja auch keinen Looping, weil das Höhenruder auf einmal soviel Auftrieb erzeugt, sondern weil es dafür sorgt, dass auf einmal die Tragfläche anders angeströmt wird!
                    Die Kurvenneigung des Schirm-Piloten-Systems wird dann durch die Kreiselkraft weiter verstärkt, so dass tatsächlich ein recht kleines Moment am 'Knick' ausreicht um den Schirm in eine Steile Kurve zu ziehen.
                    ___________________

                    Wer aufgibt, wird nie erfahren, ob es nicht doch funktioniert hätte... ;-)

                    Kommentar


                      #25
                      AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                      Zitat von tigerente Beitrag anzeigen
                      versteh ich das richtig?
                      wir fliegen hunderte km, die geilsten acro-moves...

                      ... aber wissen nicht warum das ding eine kurve fliegen kann?
                      wissen die hersteller das auch nicht? auch nicht der zertifizierende dhv?

                      *stutz*

                      (eigentlich is mir ja egal, hauptsache es funzt - aber es is irgendwie besorgniserregend...)
                      Noch dazu: Hummeln können ja nach eingehenden flugphysikalischen Analysen auch nicht fliegen, wissen das aber nicht

                      Vielleicht fragen wir also lieber nicht zu genau nach, sonst fällt uns auch irgendwann auf, dass wir gar nicht fliegen können...
                      ___________________

                      Wer aufgibt, wird nie erfahren, ob es nicht doch funktioniert hätte... ;-)

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                        #26
                        AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                        Hi!

                        Zitat von I-Zen Beitrag anzeigen
                        Jetzt auch mal mein Senf dazu: Wenn eine Kurvensteuerung durch 'reinlegen' vor allem durch die Verschiebung des Schwerpunktes geschähe und nur zweitrangig aufgrund des entstehenden Knicks im Flügel, dann wären doch Gurtzeuge mit Kreuzgurt im Prinzip der Sache nicht hinderlich, oder?
                        'Rüberlegen kann man sich darin ja ganz problemlos, nur: aus gutem Grund geht's damit nicht so um's Eck Denk' mal drüber nach...
                        Natürlich wären Sie das: wenn ein Kreuzgurt vorhanden ist, belastest Du,
                        wenn Du Dich (z.B.) nach rechts lehnst, den rechten Karabiner und
                        den linken, nämlich über den Kreuzgurt.

                        Insofern widerspricht das Konrads Modell keineswegs.

                        Es geht nicht um die Lage des Piloten im Raum bei Konrads Theorie. Nimm den Piloten als
                        punktförmig an. Es wird über den Karabiner eine Kraft (einseitig!) auf den Tragegurt eingeleitet.
                        Du kannst auch aufrecht sitzen bleiben, und ein Gewicht von 10 kg, das Du bis dahin mittig auf
                        dem Schoß hattest, an einen der beiden Karabiner hängen. Es wird wohl niemand bezweifeln,
                        daß der Schirm dann kurven wird. Fragt sich nur, warum

                        Wer ein "kippeliges" Gurtzeugt fliegt, braucht sich ja auch nicht hinauszulehnen. Druck auf
                        den Oberschenkel/Pobacken ausüben reicht völlig. Schaffe ich beim Windenschlepp spielend
                        "im Stehen", also noch aufrecht in den Beingurten hängend. Wenn der Schirm nach einer Seite
                        weg will, übe ich auf die andere Druck aus, meist reicht das, um wieder auf die Spur zu kommen,
                        und man hat nicht gebremst, was man beim Schlepp nicht will.

                        Anderes Spiel:

                        Laß in ruhiger Luft die Bremsen aus. Faß einen Haupttragegurt oberhalb des Karabiners.
                        Und jetzt zieh einfach parallel zum Körper nach unten. 10 bis 20 kp Kraft kriegt man da
                        als erwachsener Mann sicher drauf, auch wenn die Haltung nicht optimal zum Ausüben
                        von Kraft ist. Kurve? Ich werd's mal probieren, aber ich bin jetzt schon sicher, daß es zu einem
                        Rollmoment kommt.

                        Letzten Sommer im Sicherheitstraining: Stützen von Klappern ... Klapper rechts, linke Hand
                        von außen an den linken Tragegurt und Körper einfach an denselben heranziehen, sodaß
                        man aufrecht sitzt (normalerweise würde man nach rechts kippen). Ergebnis: das durch den
                        Klapper erzeugte Rollmoment nach rechts wird kompensiert, Schirm fliegt geradeaus.

                        Ich halte es für anschaulich nachvollziehbar, daß die Ausübung unterschiedlicher Kräfte auf
                        die beiden Tragegurte ein Rollmoment erzeugt, was denn sonst?
                        -----------------------------------------------------------------------
                        So, jetzt noch mal meine eigene Theorie von vorne - deckt sich so wie ich das sehe mit Konrad ;-)

                        1. Wir sind im stationären Geradeausflug, auf die beiden Tragegurte wirkt die Gewichtskraft und
                        sonst nichts, was man berücksichtigen müsste. Die Verteilung der Kraft auf beide Tragegurte ist
                        symmetrisch.

                        2. Alle Turnübungen oder Gedankenmodelle, die oben angeführt wurden, dienen einzig dazu, diese
                        symmetrische Verteilung zu stören. Was anderes als die Gewichtskraft haben wir ja nicht zur Verfügung.

                        3. Die unterschiedliche Verteilung der Gewichtskraft bewirkt ein Rollmoment. (*)

                        4. Der Flügel rollt.

                        5. Da die Fläche jetzt nicht mehr gerade in der Luft liegt, wirkt der Auftrieb nicht mehr senkrecht nach oben,
                        sondern ein Teil des Auftriebes zum Kurvenmittelpunkt hin. (**)

                        6. Die Kurve und die "gerollte" Lage im Raum stabilisieren sich gegenseitig, da mit dem Kurvenflug die
                        Zentripetalkraft hinzukommt, bis die Schräglage und der Kurvenradius zueinander passen und wieder
                        Kräftegleichgewicht herrscht. Aufgrund des geringeren vertikalen Anteils des Auftriebs nimmt die
                        Geschwindigkeit zu und wir haben ein höheres Sinken als im Geradeausflug. Die Geschwindigkeit
                        nimmt so weit zu, bis der vertikal wirkende Anteil des Auftriebs wieder der Gewichtskraft entspricht
                        und wir uns mit konstanter Geschwindigkeit nach unten bewegen.

                        (**) Jedes Flächenflugzeug fliegt eine Kurve auch nur mit dem Querruder - nicht besonders sauber, aber
                        eine Kurve. Auch das "Ziehen" kann man weglassen, dann geht das Teil in einer Spirale immer weiter auf
                        die Nase. Letzteres verhindert beim Gleitschirm zunächst die eingebaute Nickstabilität, die wir jetzt
                        erstmal nicht weiter betrachten, weil sie mindestens genauso kompliziert ist wie der Kurvenflug. Das
                        naive "Pendel"-Modell ist m.W. so nicht richtig.

                        (*) Wenn ich jetzt alles richtig hinbekommen habe, ist der einzige offene Punkt die Frage, warum es
                        zu dem Rollmoment kommt. Meine Frage: ist das nicht offensichtlich? Kraft (unterschiedlich verteiltes
                        Gewicht) -> Hebelarm -> Moment? Was soll der Schirm denn sonst machen als rollen? Dazu braucht
                        es doch keinen Knick in der Mitte.

                        Oder was sehe ich jetzt zu "naiv"?

                        Gruß,
                        Patrick
                        Zuletzt geändert von pmhausen; 08.01.2008, 15:47.

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                          #27
                          AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                          OT
                          ...und sie fliegen doch! Seit die Aerodynamiker erkannt haben, dass Hummeln keine Tragflächen haben und damit keine Starrflügler sind (Starre Flieger jetz bitte nich hauen!), können sie offiziell doch fliegen.

                          Frei übersetzt nach Dickinson/Ellington: "Anders als bei Flugzeugen sind die Flügel von Insekten nicht starr, sondern schlagen flexibel durch die Luft. Bei Flugzeugen entstehen an den Tragflächen Wirbel, die nach hinten wegströmen. Auch die Flügel der Insekten erzeugen kleine Luftwirbel. Da sich der Insektenflügel jedoch nach unten bewegt (und zwar an der Spitze schneller als am Rumpf) entsteht an der Spitze des Flügels ein Unterdruck. Dieser Unterdruck zieht den Wirbel nun am Flügel entlang, so daß er die ganze Länge des Flügels entlang streift und nicht wie beim starren Flügel eines Flugzeuges sofort nach hinten wegzieht."
                          hier ein interessanter Artikel: http://www.venganza.org (link geändert: Zurückrudern und Kompensieren durch Anti-Kreationismus, auch bekannt als Pastafarianismus. Nehmt lieber die Links, die Patrick mit reingestellt hat!)

                          Und das rauszufinden und zu zeigen hat bis nach 1997 gedauert. Die Natur ist uns doch irgendwie immer voraus... (Klagelied der Biophysiker)

                          lg chris (die aber nicht weiß, ob eine Hummel so was wie ein Knick-Rollmoment haben kann. Könnte ja die Körperachse schiefstellen. Weiß jemand, wie die steuern?)
                          Zuletzt geändert von schreiberchen; 09.01.2008, 02:24. Grund: Asche über mein Haupt, Patrick hat Recht. Fand den Text ganz gut geschrieben und habe das Drumherum ignoriert.
                          Do not meddle in the affairs of (Independence-)Dragons, for you are crunchy and taste good with ketchup...

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                            #28
                            AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                            Zitat von schreiberchen Beitrag anzeigen
                            hier ein interessanter Artikel: http://www.apologeticspress.org/articles/2528
                            Der Artikel verwendet die Arbeit anderer, um ein kreationistisches Weltbild
                            zu untermauern. (*) Hier die aufgeführten Links zu den ursprünglichen Arbeiten:


                            The common bumblebee is a familiar visitor to European gardens. At first sight there's nothing particularly remarkable about this small furry interloper, but it has been a source of mathematical controversy for nearly a century.


                            The computer-modeling accomplishment - which is expected to aid the future design of tiny insect-like flying machines and should dispel the longstanding myth that "bumblebees cannot fly.


                            (*) "God put so much obvious and careful planning into the tiny wing of the bumblebee—and that is only a minute fraction of the awesome Universe He decisively designed."

                            Es ist offensichtlich, wieviel Sorgfalt und Planung Gott in den winzigen Flügel der
                            Hummel investiert hat - und das ist nur ein Bruchteil des ganzen erstaunlichen
                            Universums, das er so maßgeblich entwarf.

                            Sorry, aber das ist kein gutes Zitat für eine wissenschaftliche Diskussion.
                            Kreationismus ist keine wissenschaftliche Theorie sondern ein Glaubenssatz.

                            Gruß,
                            Patrick
                            Zuletzt geändert von pmhausen; 08.01.2008, 17:30.

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                              #29
                              AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                              Hallo an alle, speziell jetzt auch an den Nickl.

                              Schön, dass der Nickl nun zufällig (oder als Reaktion auf meine email an ihn) in die Diskussion hier im Forum mit einsteigt. Das macht den thread jetzt richtig interessant.

                              Ich möchte im Folgenden erst mal in allg. Form etwas zu den bisher weiter aufgelaufenen Beiträgen sagen und dann in einer weiteren Antwort etwas Neues (wird spannend) bringen.

                              Mit einer elementaren, mechanischen Sache möchte ich aber mal anfangen: Innere Kräfte können in einem System nichts bewirken! Sowenig wie der berühmte Baron von Mhausen sich selbst aus dem Sumpf ziehen kann, genauso wenig können die Kräfte in den Tragegurten (die sich dann in die Leinenkräfte aufteilen usw.) etwas auswirken. Um ein System zu beschleunigen oder zu drehen braucht es sog. eingeprägte Kräfte oder Kräfte von außen. Beim Gleitschirm sind das eben Gewichtskräfte und die aerodynamischen Kräfte. Und gerade die Aerodynamik richtet sich nach Geometrie des Flügels und seiner Anströmung und nicht nach der "Lagerung" des Flügels. Es ist das Zusammenspiel der aerodynamischen Kräfte und Momente mit den Gewichts- und Massenreaktionen, die dann die Flugdynamik ergeben. Die "inneren" Bauteile werden entsprechend belastet und stellen sich entsprechend ein, z.B. Kraft im Tragegurt des Gleitschirms oder die Zugkraft in der Flügelstrebe einer Cessna.

                              Die zentrale Frage ist weiterhin: Kommt das Rollmoment beim Reinlegen aus einer Flügelverformung (und ist dann ein äußeres aerodynamisches Moment) oder aus einer seitlichen Verschiebung des Piloten-Schwerpunkts aus der Symmetrie-Ebene des Schirms (dann hätte man ein Gewichts-Moment). Aus einer Simulations-Rechnung, die vom praktischen Flugversuch sehr gut bestätigt wurde, habe ich schon früher abgeleitet, dass es für den 30 Sekunden Kreisflug (mit dem Modell-Schirm, nicht für jeden beliebigen) ein stetiges Rollmoment von ca. 130Nm braucht. Die aerodynamische Betrachtung des Knicks in Schirmmitte hatte diesen Wert zunächst geliefert. Der Nickl hat den Wert dann auch in seinem Info-Beitrag über eine geometrische Betrachtung zusammen mit der Flächenbelastung bestätigt. (Zumindest da sind wir uns einig ).

                              Sollte die Theorie mit dem Knick-Rollmoment falsch sein und die Theorie mit der Gewichtsverlagerung richtig sein, müsste ein Pilot von 70kg (ca. 700N) sich rund 20cm rauslehnen. Das wär schon knapp die Hälfte des empfohlenen Karabiner-Abstands. Ist das realistisch? Ich denke nicht. Die Gewichtsverlagerung bringt's nicht!

                              Außerdem, so glaube ich, kann ein Gleitschirm-Pilot seinen Massenmittelpunkt nicht bedeutend seitlich verlagern, da er über die Leinen einfach zu flexibel aufgehängt ist. Wie Malte weiter oben schon mit-überlegt wird der Piloten-Schwerpunkt wegen der flexiblen Leinen in (oder zumindest nahe) seiner neutralen Position verbleiben. Nur der Drachenflieger kann seine Masse seitlich verschieben, weil er eben über die Hände ans Trapez und damit "an den Flügel" fassen kann um sich hin- und her zu ziehen. Beim Gleitschirm geht's halt nicht.

                              In den Urlaubstagen hab ich das Buch von Otto Voigt: "Aerodynamik und Flugmechanik des Gleitschirms" gelesen und bin dort auf Seite 90 unten auf Folgendes gestoßen: "… Die heruntergezogene Schirmhälfte erzeugt dabei weder mehr Auftrieb noch verschiebt sich der Schwerpunkt merklich zur Schirmkappe. Entscheidend ist nur die Deformation der Schirmmitte. Ein zur Seite lehnen oder Kippen des Sitzbrettes zeigt keinerlei Wirkung. Deshalb ist der Ausdruck Gewichtsverlagerung eigentlich irreführend. Das Mittelsegment steht schief über dem Schwerpunkt und der zugehörige Luftkraftvektor erzeugt ein Rollmoment.". Da steht eigentlich alles bereits qualitativ beschrieben. Meine Überlegungen und Rechnungen haben das Ganze eigentlich nur mit Zahlenwerten und Praxis-Vergleich bestätigt. Ist doch schön, wenn verschiedene Quellen das gleiche Ergebnis erzielen.   

                              Zum Flug-Experiment:
                              Weil eben innere Kräfte ein System nicht beeinflussen können war mein Flug-Experiment schon richtig! Es hat durch Reinlegen auf die eine Seite und Schirm-Deformation zur anderen Seite hin die beiden Kandidaten aerodynamisches Rollmoment und Gewichts-Moment gegeneinander wirken lassen. Und voilà: Das aerodynamische Rollmoment hat die Antwort gebracht. Ich bin ein bisschen verwundert, dass bisher niemand auf das Experiment und die Daten-Auswertung näher eingegangen ist. Man könnte auch einen ähnlichen Versuch durchführen (Danke Rüdiger für deine email): Neutral im Gurt sitzenblieben und dann einen Tragegurt (zB über Flaschenzug ähnlich dem Beschleuniger oder Umstülpen des Karabiners oder Einfädeln und Betätigen eines 2-Punkt-Hebels) verkürzen und schauen was passiert. Wetten, der Schirm fliegt eine saubere Kurve auch ohne Reinlegen des Piloten?

                              Wo ich grad so am Schreiben bin noch was Allgemeines zur Kurvenfliegerei. Kurven ist flugmechanisch gesehen eine komplexe Sache weil im Vergleich zur einfachen Geradeausfliegerei (nur Anstellwinkel wichtig) nun auch Schiebewinkel und alle DREI Drehraten (Rollen, Nicken und Gieren) mitspielen. Was die Aerodynamik nun macht ist nicht mehr einfach zu durchblicken. Am Besten man bastelt sich ein komplexes Modell, was die Aerodynamik mit alfa, beta und allen Drehraten voll enthält und lässt den Rechner tun. Ansätze, im Kurvenflug das System als 2 zusammengesetzte Flügel zu betrachten und für jeden Halbflügel dann die Geradeausflug-Polare zu bemühen sind da wenig geeignet.

                              In einem sauberen Kreisflug (wie etwa beim Reinlegen) führt man eine Schraubenbahn um eine vertikal im Raum stehende Achse durch. Da der Schirm nun aber hängt und zusätzlich mit der Nase etwas nach oben zeigt zerlegt sich der vertikale Drehvektor ins Schirm-Achsensystem mit Anteilen für Roll-, Nick- und Gierdrehung. Hier mal ein paar Daten aus der Simulations-Rechnung (die natürlich nur für das betrachtete Modell gilt; Basis ist ein moderner DHV2-Flügel) um ein Gefühl zu kriegen:
                              Anstellwinkel: 8,1°
                              Schiebewinkel: 0,6°
                              Wende-Rate: 12,85 °/s (entspricht gut dem im Experiment gewonnenen Daten)
                              Roll-Rate (um Schirm-feste Längsachse): -0,26°/s
                              Nick-Rate (um Schirm-feste Querachse): 3,17°/s
                              Gier-Rate (um Schirm-feste Hochachse): 12,45°/s
                              Nicklage-Winkel: 1,1°
                              Hänge-Winkel: 14,2°
                              Geschwindigkeit: 10,45 m/s
                              Radius: 46,1 m

                              Mit Reinlegen und Aufbau des aerodynamischen Knick-Moments (da bin ich nun fest von überzeugt) rollt der Schirm erst mal rein und findet seinen Hängewinkel für den Kurvenflug. Warum aber muß man dann weiterhin reingelegt bleiben? Wir brauchen das Roll-Moment weiterhin, um im Kurvenflug das Momenten-Gleichgewicht zu halten (ich weis, Momente sind für die meisten eine schwierig zu packende Sache aber so ist die Sache nun mal. Allein mit Kräften funktioniert nur der punktförmige Körper und ein Gleitschirm ist nun mal was ausgedehntes). Im Kurvenflug dominiert die Gier-Rate (siehe Daten oben) und so wird der äußere Stabilo eben schneller angeströmt als der innere. In der Folge erzeugt der äußere Stabilo mehr Kraft nach außen (wegen der eher senkrechten Ausrichtung des Stabilos wirken die Luftkräfte hier seitlich, nicht nach oben) und bewirkt auf den tief hängenden Gesamt-Schwerpunkt ein wiederum aufrichtendes Moment. Der Stabilo will uns wieder ins Horizontale zurückdrehen. Um dies auszugleichen und den Kurvenflug stetig zu halten muß man fortwährend reingelegt bleiben.

                              Soweit erst mal. Später mehr. Grüße, Horst.
                              Skywalk Teampilot

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                                #30
                                AW: DHV-Info Diskussion zum Reinlegen: Knick-Rollmoment oder Gewichtsverlagerung?

                                Hallo Horst,

                                bezüglich dem Knick noch einen Kommentar:

                                Dir ist sicher der "Cage" bekannt? Dort fliegt der Gleitschirm (cage-) prinzipbedingt ohne Bremse und ohne Knick in der Mitte (oder sonstigen geometrischen Veränderungen) eine Kurve . Diese sieht nicht deutlich anders aus als bei einem konventionellen Gleitschirm.

                                Quelle: www.aspic.org
                                Hättest Du mit dem Knick recht, müßte "la cage" einfach geradeaus weiterfliegen.

                                Für mich widerlegt das die Geschichte vom Rollmoment durch Flügelverformung. Für mich ist eine Kombination aus:
                                • Negativer V-Form
                                • Schwerpunktverlagerung
                                • Widerstandszuwachs durch höheren Auftrieb (=> Schiebewinkel und Konsorten)
                                (diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit)
                                Und nein, ich rechne das knickmodell auch nicht nach. Wozu soll ich ein falsches phys. Modell nachrechnen?

                                Gruß,

                                -JP

                                PS
                                Zitat von pmhausen
                                Jedes Flächenflugzeug fliegt eine Kurve auch nur mit dem Querruder - nicht besonders sauber, aber eine Kurve.
                                Die Bremse am Gleitschirm ist eine (fast) reine Bremse, kein Querruder. Das ergibt sich daraus, das die Endkante fast im 90° Winkel nach UNTEN abknickt, statt einer Ruderklappe mit ~25% Flächentiefe die ein paar grad nach OBEN fahren müßte. Die Bremsen beim Schirm bewegen sich nämlich gegensinnig zur Querruderklappe.
                                Zuletzt geändert von JP Philippe; 09.01.2008, 11:00.
                                -

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