Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

[nikolaus]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

@ Nikolaus,

Schau Dir mal das Attachement an.

Habe ich getan. Es weist gravierende Fehler auf: Was Du "totale Luftkraft nennst, ist der Auftrieb, die Richtung des Widerstandes wurde bereits angesprochen, der Vortrieb fehlt, der Anstellwinkel sowieso. Die Totale Luftkraft (zumindest Stellen Janssen, Slezak und Tänzler das so dar) setzt am Druckpunkt des Schirmes an und verläuft in die dem Schwerpunkt des Pitoten gegenüberliegende Richtung.

Vielleicht kämem wir schneller zum "Ziel", wenn Du auf meine zugegeben provokante Frage, wie sich eine Veränderung des Anstellwinkels auf die Geschwindigkeit auswirkt, eingehen würdest? Also nochmal: Was bedeutet eine Änderung des Anstellwinkels unmittelbar für die Geschwindigkeit, was sind die späteren Folgen?

Ich wundere mich über den Verlauf der Diskussion insgesamt, weil ich glaubte, es eigentlich bereits auf den Punkt gebracht und mit Deiner Hilfe einen (hoffentlich) letzten Fehler korrigiert zu haben?

LG Jochen

[MalteJ]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Was bedeutet eine Änderung des Anstellwinkels unmittelbar für die Geschwindigkeit, was sind die späteren Folgen?

Nunja, das ist schnell erklärt.
Der Anstellwinkel wird kleiner:
Der Auftriebsbeiwert sinkt. Damit muss die Geschwindigkeit steigen, um die gleiche Auftriebskraft zu erzeugen. Zu beachten ist hier, dass die Auftriebskraft rechtwinkelig zur Anströmgeschwindigkeit steht und nicht zur Horizontalen.
Desweiteren steigt der Momentenbeiwert bezogen auf die Profilnase. Der Druckpunkt (-cM/cA) wandert nach vorne.

Anbei der Auftriebs- und Momentenverlauf sowie der Druckpunktverlauf eines NACA 2216 Profils kalkuliert mit XFOIL. Ähnliche Profile finden sich in Gleitschirmen wieder.

Gruß,
Malte

EDIT: Es gilt die Konvention, dass positive(re) Nickmomente schwanzlastig(er) sind.

[soundglider]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

So, damit hier nicht mehr aneinander vorbeigeredet wird, habe ich keine Kosten und Mühen gescheut um euch diese Grafik zu malen ;-)

Dies ist der stationäre Gleitflug eines Gleitschirms. Vergrößert sich jetzt der Widerstandskraftvektor des Piloten, ändert sich der komplette Flugzustand, also alles.

Was wissen wir?
Da immer noch die gleiche Gewichtskraft getragen werden muss, jedoch bei höherem Widerstand, muss der Auftrieb steigen um dies zu kompensieren.

Wie wird das erreicht?
Diese Auftriebssteigerung wird in erster Linie dadurch erreicht, dass der Anstellwinkel sich vergrößert, was sich durch eine Verschlechterung des Gleitwinkels bemerkbar macht. Weitere Effekte, wie die leichte Rotation des Schirms gegen den Uhrzeigersinn (aufgrund des höheren Pilotenwiderstands) spielen eine untergeordnete Rolle und tragen nicht wirklich dazu bei, da die Gewichtskraft (=Rückstellkraft zum Pilotenwiderstand) immer noch um Größenordnungen höher ist, als der Widerstand.

Ich hoffe ich konnte etwas Licht in die Sache bringen



... Natürlich ist auch diese Skizze nur eine vereinfachte Darstellung der Realität , aber aus flugmechanischer Sichtweise korrekt.

[nikolaus]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Danke, Malte, aber um ehrlich zu sein, eigentlich schon zu hoch für mich (über das Verständnis der elementaren Größen, Auftrieb, Vortrieb, Geschwindigkeit, Widerstand, Anstellwinkel und Totale Luftkraft - in dem Umfang, wie es in der Theorie bzw. im A-Lizenz-Lehrbuch, "Gleitschirmfliegen", beschrieben wird - reicht`s bei mir nicht hinaus). Ein "populärwissenschaftliches Modell" scheint mir sinnvoll weil weder ich noch die Mehrheit der Diskussionsteilnehmer hier ein wissenschaftliches nachvollziehen können (inhaltlich richtig möchte es aber dennoch sein).

Meine Frage war eigentlich auch speziell an JHG gerichtet, weil er mit einem entgegengesetzten Wirkungszusammenhang argumentiert hat (höhere Geschwindigkeit bei größerem Anstellwinkel und umgekehrt) und damit meinem einfachen Umkehrschluss in Post #47 widersprochen hat: Wird ein System (trotz Widerstandseinsparung) langsamer, muss sich der Anstellwinkel vergrößert haben.

LG Jochen

PS
persönliche Frage: Ist die Veränderung des Bremsdruckes während Nickbewegungen eine Folge der Druckpunktwanderung?

[nikolaus]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Was wissen wir?
Da immer noch die gleiche Gewichtskraft getragen werden muss, jedoch bei höherem Widerstand, muss der Auftrieb steigen um dies zu kompensieren.

Wie wird das erreicht?
Diese Auftriebssteigerung wird in erster Linie dadurch erreicht, dass der Anstellwinkel sich vergrößert, was sich durch eine Verschlechterung des Gleitwinkels bemerkbar macht. Weitere Effekte, wie die leichte Rotation des Schirms gegen den Uhrzeigersinn (aufgrund des höheren Pilotenwiderstands) spielen eine untergeordnete Rolle und tragen nicht wirklich dazu bei, da die Gewichtskraft (=Rückstellkraft zum Pilotenwiderstand) immer noch um Größenordnungen höher ist, als der Widerstand.

Wenn sicher wäre, dass die Unterschiede der Widerstände von Schirm und Pilot nicht relevant seien, wäre eine Erhöhung des Pilotenwiderstandes also (edit: annähernd) gleichbedeutend mit einem Zug der Bremsleinen? Demnach würde das System lediglich bei steigendem Anstellwinkel verlangsamt und die beobachteten Beschleunigungen wären Hirngespinste? Bist Du sicher?

Noch ein edit: Da die Last gleich geblieben ist, muss auch der Auftrieb nicht vergrößert werden, stattdessen aber der Vortrieb (ich werde offenbar langsam müde, wenn ich jetzt schon einem 9. Semesterianer verwirren lasse). Solange wir die Geschwindigkeitkeit "halten" könnten, würde sich der Anstellwinkel nicht ändern müssen. Wir könnten ja z.B. auch den Beschleuniger treten, um nicht langsamer zu werden (was immer das unter dem Strich für den Anstellwinkel bedeuten würde)...

Letztes edit: Wie weit können wir einen 100 kp Last an einem 10 m langen Seil mit einer Kraft von sagen wir 5 kp aus seiner Position verschieben? Da beide Widerstände (Pilot und Kappe) mit der Geschwindigkeit quadratisch ansteigen, tut es auch deren Differenz. Ich bin jetzt nicht besonders gut in Cw-Werten: Sind 5 kp Differenz zwischen Sitz und Liegegurtzeug bei Beispielsweise 35 km/h schon völlig überzogen?

LG Jochen

[MalteJ]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Ist die Veränderung des Bremsdruckes während Nickbewegungen eine Folge der Druckpunktwanderung?

Du meinst, dass der Bremsdruck bei kleinen Anstellwinkeln geringer ist, als bei höheren, richtig?
Ich würde nicht sagen, dass das mit dem Druckpunkt direkt zusammenhängt. Vielmehr herrscht bei großen Anstellwinkeln unter dem Profil ein relativ großer Druck. Wenn du die Bremse betätigst, wird der hintere Teil des Segels heruntergezogen. Dabei musst du gegen den Druck auf der Unterseite ankämpfen. Dies macht sich in einem höheren Steuerdruck bemerkbar.

Mit dem Druckpunkt hat es folgendes auf sich:
Auftrieb wird dort erzeugt, wo eine konvexe Wölbung (Umlenkung der Strömung) am Profil vorhanden ist. Bei einem kleinen Anstellwinkel "sieht" die Luft eine solche konvexe Wölbung erst im hinteren Teil des Profils. Deshalb wird auch hier der Auftrieb erzeugt. Der Druckpunkt liegt dementsprechend weit hinten. Bei größeren Anstellwinkeln wird die Luft direkt hinter der Nase umgelenkt. Der Auftrieb wird also hier bereits erzeugt - der Druckpunkt liegt weiter vorne.


Das Problem mit der Berechnung der Auswirkung eines höheren Pilotenwiderstands liegt darin, dass sich mit dem geänderten Widerstand auch der Winkel der Profilsehne gegenüber dem Horizont und der Anstellwinkel ändert. Dies führt wiederum zu Änderungen des Gleitwinkels. Eine andere Geschwindigkeit stellt sich ein. Und all das hat wiederum Einfluss auf den Pilotenwiderstand und vorallem die Richtung, in die der Widerstand wirkt.
Mal sehen, vielleicht findet sich ja noch eine schöne Lösung.

Gruß,
Malte

[nikolaus]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Ist die Veränderung des Bremsdruckes während Nickbewegungen eine Folge der Druckpunktwanderung?

Du meinst, dass der Bremsdruck bei kleinen Anstellwinkeln geringer ist, als bei höheren, richtig?

Hallo Malte, danke für die Erklärung!
Ich dachte einfach an turbulente Flugbedingungen, bei denen die Kappe beim Vorschießen wenig Bremsdruck "liefert" und beim zurücknicken mehr. Die Auf- und Abwindanteile führen zu Anstellwinkelveränderungen, die horizontalen Anteile zu Geschwindigkeitsunterschieden (Airspeed) zwischen Schirm und Pilot (passt also zum Thema). Aufgrund Deiner Beschreibung wird am Beispiel, Einflug in Aufwind (Kappe nickt zurück, Bremsdruck steigt) klar, dass es nicht der Druckpunkt sein kann, der "an der Bremse zieht" sondern entweder der plötzliche Anstieg der totalen Luftkraft oder (wahrscheinlicher) unser Vorpendeln.

Ich habe mir noch gar nicht klar gemacht, wieso sich der Schirm überhaupt aufbäumt. Der Widerstand in Fahrtrichtung wäre ja eigentlich unverändert; in Summe mit dem Aufwind wird er aber nicht mehr aus Gleitpfadrichtung angeströmt sondern von "weiter unten" und das auch noch stärker als zuvor. Wo bleibt eigentlich der ursprüngliche Vortrieb, und wie verändert sich der Auftrieb (auch noch unter Berücksichtigung einer Anhängelast, die aufgrund seiner Massenträgheit bestrebt ist den ursprünglichen Kurs mit unverändertem Groundspeed beizubehalten)? (Diese Frage ist jetzt nicht an Dich gerichtet und beschäftigt mich selbst erst seit genau jetzt)

Das Problem mit der Berechnung der Auswirkung eines höheren Pilotenwiderstands liegt darin, dass sich mit dem geänderten Widerstand auch der Winkel der Profilsehne gegenüber dem Horizont und der Anstellwinkel ändert. Dies führt wiederum zu Änderungen des Gleitwinkels. Eine andere Geschwindigkeit stellt sich ein. Und all das hat wiederum Einfluss auf den Pilotenwiderstand und vor allem die Richtung, in die der Widerstand wirkt.
Mal sehen, vielleicht findet sich ja noch eine schöne Lösung.

Gruß,
Malte

Hältst Du in meinem Ansatz aus 43 mit Korrektur in 47 für verkehrt oder nur für zu simpel (mir ging`s ja nicht um Berechnungen, sondern nur um ein grundsätzliches Verständnis)?

Gruß Jochen

[Pleasure]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

(=Rückstellkraft zum Pilotenwiderstand)

Das ist ein guter Ausdruck und bringt genau meine These auf den Punkt

[MuhTiger]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

..... hi urs, kannst du noch mitteilen, aus welcher geschindigkeit und welchem sinken die veränderungen stattfanden.

.....Und ich vermute mal, dass du egal wie du deinen Widerstand auch erhöht hast, genau an der selben Stelle unterm Schirm hingst wie widerstandsoptimiert...

Hallo Bernd
Meine Messungen habe ich bei gefühlt laminarem Wind gemacht, einmal gegen, einmal mit dem Wind. Ich mag mich bloss noch an die Differenz erinnern, ich werde aber bei Gelegenheit gerne den Versuch wiederholen und dann ein log präsentieren. Könntest du und andere dasselbe mit Geräten anderer Klassen auch tun, um die Mär, dass dieses Verhalten Klassenabhängig sei auch gleich zu widerlegen?
@Pleasure Da ich meine Position von liegend zu aufrecht geändert habe, ist es mir nicht möglich hier eine richtige Antwort zu geben.

Mein Verständnis des Vorganges:
Der Schirm steht (wenig) weiter vorn relativ zum Pilot.
Dadurch verkleinert sich der Anstellwinkel gegenüber dem Horizont
Der Schirm kompensiert dadurch einen Teil des Geschweindigkeitsverlustes
Der Schirm hat dadurch ein erhöhtes Sinken
Der effektive Anstellwinkel (Flugbahn gegen über Schirm) ist aber vergrössert

Wobei ich nicht der ultimative Theoretiker bin....
Immerhin wären damit einige der diskutierten Widersprüche gelöst und stimmig mit den Beobachtungen.

Grüsse, mir ist z.Z. ehernach Glühwein als Bier im Falle...

[waskukstdu]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

von malte
Du meinst, dass der Bremsdruck bei kleinen Anstellwinkeln geringer ist, als bei höheren, richtig?
Ich würde nicht sagen, dass das mit dem Druckpunkt direkt zusammenhängt. Vielmehr herrscht bei großen Anstellwinkeln unter dem Profil ein relativ großer Druck. Wenn du die Bremse betätigst, wird der hintere Teil des Segels heruntergezogen. Dabei musst du gegen den Druck auf der Unterseite ankämpfen. Dies macht sich in einem höheren Steuerdruck bemerkbar.

hi
wenn ich bei einem großen anstellwinkel bremse-ups dann wirds ungemütlich oder??
denke es ist genau andersum

Wobei ich nicht der ultimative Theoretiker bin....
komm malte du bist der profi.

grüße

[JHG]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Habe ich getan. Es weist gravierende Fehler auf: Was Du "totale Luftkraft nennst, ist der Auftrieb, die Richtung des Widerstandes wurde bereits angesprochen, der Vortrieb fehlt, der Anstellwinkel sowieso. Die Totale Luftkraft (zumindest Stellen Janssen, Slezak und Tänzler das so dar) setzt am Druckpunkt des Schirmes an und verläuft in die dem Schwerpunkt des Pitoten gegenüberliegende Richtung.

Vielleicht kämem wir schneller zum "Ziel", wenn Du auf meine zugegeben provokante Frage, wie sich eine Veränderung des Anstellwinkels auf die Geschwindigkeit auswirkt, eingehen würdest? Also nochmal: Was bedeutet eine Änderung des Anstellwinkels unmittelbar für die Geschwindigkeit, was sind die späteren Folgen?

Ich wundere mich über den Verlauf der Diskussion insgesamt, weil ich glaubte, es eigentlich bereits auf den Punkt gebracht und mit Deiner Hilfe einen (hoffentlich) letzten Fehler korrigiert zu haben?

LG Jochen

Den einzigen Fehler den meine Vereinfachung aufweist ist die Richtung des Widerstands. Betrachte Klanggleiters Zeichnung und reduziere das System auf einen Punkt (ja das ist zulässig) und es sieht genauso aus wie meine Skizze.

Im einzelnen:

Ich habe es als totale Luftkraft bezeichnet weil der Vektor den du als Auftrieb bezeichnest sowohl den Vortrieb (fehlt also nicht) = Horizontalkomponente und den Auftrieb = Vertikalkomponente beinhaltet.

Wenn das so in deiner Literatur steht, schön. Schau mal nach bei Wiki. http://de.wikipedia.org/wiki/Auftrieb da stehen die Begriffe so wie ich sie verwendet habe. Nämlich Auftrieb senkrecht nach oben Vortrieb waagrecht und Resultierende braucht demnach einen anderen Namen als Auftrieb. Welche Terminologie jetzt richtig ist ? Keine Ahnung um ehrlich zu sein, von den Kräften her ist es jedenfalls richtig (bis auf die Widerstandsrichtung).

Was den Anstellwinkel und die Geschwindigkeit angeht hat es Klanggleiter besser erklärt als ich es je könnte. Da sich der Widerstand verändert, muss sich auch der Auftrieb (um in der hier verwendeten Diktion zu bleiben) auch verändern.

Beschleunigen bzw. Bremsen zählt nicht, weil du damit das Profil veränderst und damit ein weiterer Parameter verändert wurde, dann noch Anstellwinkel oder Geschwindigkeiten vergleichen zu wollen ist einfach nicht sinnvoll.


@ Klanggleiter

Sehr viel schöneres Bild.

Weitere Effekte, wie die leichte Rotation des Schirms gegen den Uhrzeigersinn (aufgrund des höheren Pilotenwiderstands) spielen eine untergeordnete Rolle und tragen nicht wirklich dazu bei, da die Gewichtskraft (=Rückstellkraft zum Pilotenwiderstand) immer noch um Größenordnungen höher ist, als der Widerstand.

Nur eines: Der Rotationswinkel des Piloten beträgt überschlagsmäßig 0,8° (http://www.gleitschirmdrachenforum.d...l=1#post292304) entspricht der Anstellwinkelvberringerung

Verschlechterung des Gleitwinkels von GZ 9 auf 8 = 6,4° auf 7,2° also 0,8° entspricht der Anstellwinkelerhöhung.
Gesamtveränderung des Anstellwinkles = mehr oder weniger Null

Dies entspricht wiederrum gut den Aussagen im PGF nämlich dass von leichter Verringerung der Geschwindigkeit bis zur leichten Erhöhung je nach Gewicht, Trimmung, Profil, alles möglich ist.

[soundglider]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Nur eines: Der Rotationswinkel des Piloten beträgt überschlagsmäßig 0,8° (http://www.gleitschirmdrachenforum.d...l=1#post292304) entspricht der Anstellwinkelvberringerung

Verschlechterung des Gleitwinkels von GZ 9 auf 8 = 6,4° auf 7,2° also 0,8° entspricht der Anstellwinkelerhöhung.
Gesamtveränderung des Anstellwinkles = mehr oder weniger Null

Interessant!!

Jetzt gibt es zwei Optionen

1. Verändert sich der Anstellwinkel nämlich de facto nicht, kann der zusätzliche Widerstand nicht dadurch kompensiert werden.
Folge ist, dass die einzige Möglichkeit ist, dass der Schirm einfach schneller angeströmt wird (schneller fliegt), was dann bei gleichem Anstellwinkel mehr Auftrieb erzeugt.

2. Die Differenz ist vielleicht aber auch nicht exakt 0, sondern reicht vielleicht aus, um den zusätzlichen Widerstand auszugleichen

Eventuell ist es auch eine Kombination von beidem.

@ nikolaus: Prinzipiell hast dus schon richtig ausgedrückt. Als Antwort auf deine Frage: Der Pilot wird in deinem Fall um etwa 50cm nach hinten bzw. um 2,8° ausgelenkt. 5 kp als Widerstandsänderung (!) sind also deutlich zu hoch geschätzt.

[Pleasure]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Interessant!!


1. Verändert sich der Anstellwinkel nämlich de facto nicht, kann der zusätzliche Widerstand nicht dadurch kompensiert werden.
Folge ist, dass die einzige Möglichkeit ist, dass der Schirm einfach schneller angeströmt wird (schneller fliegt), was dann bei gleichem Anstellwinkel mehr Auftrieb erzeugt.

@laisch.... i gfrei mi scho aufs Bier *gg*

[JHG]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

@laisch.... i gfrei mi scho aufs Bier *gg*

du zahlst ? ;-)
der pilot ist ja trotzdem gegenüber der horizontalen rotiert, aber durch die geänderte anströmung ist der anstellwinkel mehr oder weniger gleichgeblieben. dein punkt war ja dass du immer genau lotrecht unterm flügel hängst und sich da nix verändert...

[soundglider]

AW: Gleitzahl, wer bestimmt die und wie geht das von Handen?????

Ich seh schon, das wird hier noch in einer Schlägerei enden