Linearität von Cw-Werten zu "Flächen" beim pendelsabilen Retter
Widersprechen sich die folgenden beiden Beiträge von zwei Forumcracks nicht etwas arg? Liegen da Missverständnisse, oder evtuell nur verschiedene Sichtweisen über REALES und Theoretisches vor? Ich nahm mir die Mühe das Ganze mal optisch aufzubereiten, um eine sachliche Diskussionsgrundlage zu erzielen.
Cw-Werte sind fast nur von theoretischen Formen exakt bekannt bzw. belegt. Diese sind oft nicht mal direkt vergleichbar, da die Reynoldszahl und die Dimension bzw. Beschaffenweit der Prüflinge stark variieren. Stichworte hierzu:
Halbschale aus Blech getrieben, D=500m, H=250mm, Toleranz +/- 2mm, t=1mm, Kantenradius 0,3mm; Prüfling mit v=40m/s vermessen
Dreieck Dicke=2mm, S=200mm, scharfkantig, v=20m/s ; es gibt zu "realen Dreiecken" keine Cw-Werte mit belegtem Prüfaufbau!!
Gleitschirmretter D=5m, Htop =1.1m, Rand stoffumsäumt, Toleranz +/- 4cm, t=1mm, Öffnungsfläche oszilierend / elastisch
Für eine gute Pendelstabilität ist eine «minimal hohe» Seitenfläche (diese erlaubt eine geordnete Umströmung) nötig. Gemäss Dani L. wäre die Kondomform (D klein zu H) sehr pendelstabil. Auch ein optimal (tief-) plazierter zentraler Top-Punk hilft, übereinstimmend gemäss mehreren Retterbauern, eine deutlich verbesserte Pendelstabilität realisieren zu können.
Gesichert ist nur, dass theoretische Cw-Werte zwischen 2.3 (unendlich langes Halbschalen-Rohr) über ca. 1.4 bei der hohlen Halbkugel und der flachen Scheibe (ca. 1.1) liegen. Der Kreisring (Da= 2x dinnen) hat was von der unendlich langen Rechteckplatte und somit einen ähnlich guten Cw-Wert wie die hohle Halbkugel. Unterhalb der hohlen Halbkugel, sind die Cw-Werte in sinkender Reihenfolge folgendermassen: 1. Dreieck, 2. Quadraht 3. Poligon mit n>=5 und eben bis 4. der flachen Scheibe. Sieht man das letzte Bild der Dreieck-Rettung an (Quellen X-Dreamfly / UTube-Video easygliderful), so ist offensichtlich, dass die X-Two real eher flach gebaut wurde und sie somit einen Cw-Wert näher der flachen Scheibe, als dem einer Halbschale haben könnte.
In der Strömungslehre (mit Reyonoldszahlen im GS-Retterbereich) gilt es als erwiesen, dass bei umströmten Körpern der Anstellwinkel und der Eintrittskanntenbereich machentscheidend sind. Vergleicht man das Bild 1 der X-Two, ist IMO offensichtlich, dass die Eintrittskante eher rund ist (B1cw = ca. B2cw). Sie unterscheidet sich daher nicht wesentlich von allen anderen Retterformen (Rundkappe, SQR, Oktagon, Pentagon, Kreuzkappe). Der Cw-WertDreieck kann somit «bild-bewiesen» nur leicht besser als der einer runden Scheibe sein… Einen Cw-Wert-Vorteil (z.B. grösser 8%?), gegenüber Mitbewerbern müsste IMO zuerst ausführlich belegt werden können (vgl. auch Bild 2 mit der quasi-runden Gesammtform...). Ob dies eine Unternehmung zustande bringt, welche ihre angebliche Null-Vorwärtsfahrt mit einer stupiden Messmethode glaubhaft machen will, bezweichfle ich sehr.
Gemäss dem Video von easyglider ist der Messaufbau zur Vorwärtsfahrt bei der X-Two folgender:
- Nicht symmetrisches, stabiles, ca. 8m langes Kunststoff-Flachgeflecht wird an beweglichem(!) Fixpunkt montiert.
- Observierung erfolgt zwar evtl. durch Gimball-nivellierte Cam, welche aber relativ zum Band-Fixpunkt chaotisch beweglich ist und dadurch die Perspektive zwangsläufig ständig wechselt…
- Die Steifigkeit vom «quadratisch perforierten» Kunststoffgeflecht aus dem Bausektor ist suboptimal für eine Indikatorfahne, welche ja massenklein, aber hoch widerstanderzeugend sein sollte.
-> Eine Prüffahne zur Winkelmessung ist um so genauer, je klarer die Führungsleine fast keinen Luftwiderstand hat. Die einzelnen Flares (z.B. drei bis acht Stück) sollten hingegen einen viel grösseren Luftwiderstand erzeugen. Die Flares sind ideal massenlos, die Prüfleine kann auch noch andere Funktionen übernehmen. Siehe hierzu z.B. einen gut ein Jahr alter Konzeptvorschlag «Messung der Horizontalgeschwindigkeit» zHd. der PMA vom 25.2.18. Praktiker oder Theoretiker-Ansatz? Man beachte dort auch all die örtlichen Benennungen der Messmittel.
Fazit: Die aktuelle Rettergeneration wird grösstenteils ein Verhältnis der Flachstofffläche zur projizierten (Horizontal-) Fläche von etwa 1.6 : 1 haben.
Aerodynamisch gesehen, müsste man bei einem nicht steuerbaren Retter (mit der maximal erlaubter Vorwärtsfahrt von 5m/s) die Projektionsfläche in Flugrichtung, also z.B. im 35°-Winkel zur Senkrechten, verifizieren können. DAS geht wirklich nicht. Fakt ist aber, dass die Halbschalen (Rundkappen) am wenigsten Stoff für eine max. grosse Eingangsöffnungsfläche verbrauchen - aber zugleich, trotz grösster Bauhöhe (nicht an der Eintrittskante, sonder im Zentrum), eine (zu) hohe Pendelanfälligkeit besitzen. -> IMO sind daher Öffnungsgeschwindigkeit und Vertikalsinken die einzigen «neutral erfassten» harten Daten die uns Piloten im Zertifizierungsprotokoll geliefert werden. Alles Andere ist Glaubenssache, Vertrauen (-smissbrauch), Marketing etc. Dies alles ist ganz unabhängig davon, ob nun jemand selber 150 oder 5 Retteröffnungen auf zwei oder zwanzig verschieden Modellen nachweisen könnte.
Grüessli,
Thomas
P.S.:
Geometrie Retterformen.pdf
Nehmen wir mal an, dass alle Retterentwickler eine ähnlich hohe Seitenfläche, bzw. Bauhöhe, für die gleiche Pendelstabilität verbaut haben. Daraus folgere ich dann, dass z.B. bei der Kreuzkappe (Quadratform mit A=1 und U=4) mindestens einen Drittel, also 33% der Gesamtstofffläche, seitlich benötigt wird. Bei der pendelstabilsten Kondomform könnte der Vertikalstoffanteil vielleicht zweimal die Grundfläche, also 200% betragen.
Somit wird eindeutig und geometrisch nachweisbar (für immer die gleichgrosse Grundfläche A=1) der Verikalstoffanteil überproportional grösser, je weiter sich die Grundform zu etwas Gestrecktem, oder etwas Schlankem in Richtung unendlich lange Halbschalenröhre mit Cw-Wert=2,3 bewegt.
Übliche Geometrien--------Umfang U zu Fläche A-------Widerstandsbeiwert
Dreieck spitz, konkav------1.47--------(5.86/4)--------CW= ca. 1.3
Dreieck konvex, «real»-----0.98--.-----(3.90/4)--------CW= ca. 1.2
Pentagon------------------0.95--------(3.81/4)
Quadrat-------------------1.0-----.---(4.00/4)--------CW=1.16
Rund(-Kappe, veraltet)---.-0.88--.-----(3.55/4)
Für Geometrie- und CW-Wert-Akzeptierer erschliesst sich IMO daraus, dass das real verbaute Dreieck etwa auf 2% mit den Grundformen von Okta-/Pentagon und Kreuzkappe gleichwertig ist. Erst beim theoretischen, beziehungsweise spitzen Dreieck könnte der CW-Wert-Vorteil gegenüber der Kreuzkappe vielleicht auf maximal um 15% ansteigen. Ob dies mit einer schlechteren Dominanz und anderen soften Kriterien, welche alle schwer zu verifizieren sind(!), bezahlt werden müsste, wissen die Götter.
Anders rum: Die Flächeneffizienz ist nicht linear zum CW-Wert. Die Form mit n seitlichen Ausblasöffnungen wird irgendwo zwischen CW=2.3 und CW=1.1 das Optimum haben; z.B. bei einem "3.5"- bis n-Eck.
Widersprechen sich die folgenden beiden Beiträge von zwei Forumcracks nicht etwas arg? Liegen da Missverständnisse, oder evtuell nur verschiedene Sichtweisen über REALES und Theoretisches vor? Ich nahm mir die Mühe das Ganze mal optisch aufzubereiten, um eine sachliche Diskussionsgrundlage zu erzielen.
Zitat von X-Dream Dani
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Zitat von Sebastian Neuhaus
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Cw-Werte sind fast nur von theoretischen Formen exakt bekannt bzw. belegt. Diese sind oft nicht mal direkt vergleichbar, da die Reynoldszahl und die Dimension bzw. Beschaffenweit der Prüflinge stark variieren. Stichworte hierzu:
Halbschale aus Blech getrieben, D=500m, H=250mm, Toleranz +/- 2mm, t=1mm, Kantenradius 0,3mm; Prüfling mit v=40m/s vermessen
Dreieck Dicke=2mm, S=200mm, scharfkantig, v=20m/s ; es gibt zu "realen Dreiecken" keine Cw-Werte mit belegtem Prüfaufbau!!
Gleitschirmretter D=5m, Htop =1.1m, Rand stoffumsäumt, Toleranz +/- 4cm, t=1mm, Öffnungsfläche oszilierend / elastisch
Für eine gute Pendelstabilität ist eine «minimal hohe» Seitenfläche (diese erlaubt eine geordnete Umströmung) nötig. Gemäss Dani L. wäre die Kondomform (D klein zu H) sehr pendelstabil. Auch ein optimal (tief-) plazierter zentraler Top-Punk hilft, übereinstimmend gemäss mehreren Retterbauern, eine deutlich verbesserte Pendelstabilität realisieren zu können.
Gesichert ist nur, dass theoretische Cw-Werte zwischen 2.3 (unendlich langes Halbschalen-Rohr) über ca. 1.4 bei der hohlen Halbkugel und der flachen Scheibe (ca. 1.1) liegen. Der Kreisring (Da= 2x dinnen) hat was von der unendlich langen Rechteckplatte und somit einen ähnlich guten Cw-Wert wie die hohle Halbkugel. Unterhalb der hohlen Halbkugel, sind die Cw-Werte in sinkender Reihenfolge folgendermassen: 1. Dreieck, 2. Quadraht 3. Poligon mit n>=5 und eben bis 4. der flachen Scheibe. Sieht man das letzte Bild der Dreieck-Rettung an (Quellen X-Dreamfly / UTube-Video easygliderful), so ist offensichtlich, dass die X-Two real eher flach gebaut wurde und sie somit einen Cw-Wert näher der flachen Scheibe, als dem einer Halbschale haben könnte.
In der Strömungslehre (mit Reyonoldszahlen im GS-Retterbereich) gilt es als erwiesen, dass bei umströmten Körpern der Anstellwinkel und der Eintrittskanntenbereich machentscheidend sind. Vergleicht man das Bild 1 der X-Two, ist IMO offensichtlich, dass die Eintrittskante eher rund ist (B1cw = ca. B2cw). Sie unterscheidet sich daher nicht wesentlich von allen anderen Retterformen (Rundkappe, SQR, Oktagon, Pentagon, Kreuzkappe). Der Cw-WertDreieck kann somit «bild-bewiesen» nur leicht besser als der einer runden Scheibe sein… Einen Cw-Wert-Vorteil (z.B. grösser 8%?), gegenüber Mitbewerbern müsste IMO zuerst ausführlich belegt werden können (vgl. auch Bild 2 mit der quasi-runden Gesammtform...). Ob dies eine Unternehmung zustande bringt, welche ihre angebliche Null-Vorwärtsfahrt mit einer stupiden Messmethode glaubhaft machen will, bezweichfle ich sehr.
Gemäss dem Video von easyglider ist der Messaufbau zur Vorwärtsfahrt bei der X-Two folgender:
- Nicht symmetrisches, stabiles, ca. 8m langes Kunststoff-Flachgeflecht wird an beweglichem(!) Fixpunkt montiert.
- Observierung erfolgt zwar evtl. durch Gimball-nivellierte Cam, welche aber relativ zum Band-Fixpunkt chaotisch beweglich ist und dadurch die Perspektive zwangsläufig ständig wechselt…
- Die Steifigkeit vom «quadratisch perforierten» Kunststoffgeflecht aus dem Bausektor ist suboptimal für eine Indikatorfahne, welche ja massenklein, aber hoch widerstanderzeugend sein sollte.
-> Eine Prüffahne zur Winkelmessung ist um so genauer, je klarer die Führungsleine fast keinen Luftwiderstand hat. Die einzelnen Flares (z.B. drei bis acht Stück) sollten hingegen einen viel grösseren Luftwiderstand erzeugen. Die Flares sind ideal massenlos, die Prüfleine kann auch noch andere Funktionen übernehmen. Siehe hierzu z.B. einen gut ein Jahr alter Konzeptvorschlag «Messung der Horizontalgeschwindigkeit» zHd. der PMA vom 25.2.18. Praktiker oder Theoretiker-Ansatz? Man beachte dort auch all die örtlichen Benennungen der Messmittel.
Fazit: Die aktuelle Rettergeneration wird grösstenteils ein Verhältnis der Flachstofffläche zur projizierten (Horizontal-) Fläche von etwa 1.6 : 1 haben.
Aerodynamisch gesehen, müsste man bei einem nicht steuerbaren Retter (mit der maximal erlaubter Vorwärtsfahrt von 5m/s) die Projektionsfläche in Flugrichtung, also z.B. im 35°-Winkel zur Senkrechten, verifizieren können. DAS geht wirklich nicht. Fakt ist aber, dass die Halbschalen (Rundkappen) am wenigsten Stoff für eine max. grosse Eingangsöffnungsfläche verbrauchen - aber zugleich, trotz grösster Bauhöhe (nicht an der Eintrittskante, sonder im Zentrum), eine (zu) hohe Pendelanfälligkeit besitzen. -> IMO sind daher Öffnungsgeschwindigkeit und Vertikalsinken die einzigen «neutral erfassten» harten Daten die uns Piloten im Zertifizierungsprotokoll geliefert werden. Alles Andere ist Glaubenssache, Vertrauen (-smissbrauch), Marketing etc. Dies alles ist ganz unabhängig davon, ob nun jemand selber 150 oder 5 Retteröffnungen auf zwei oder zwanzig verschieden Modellen nachweisen könnte.
Grüessli,
Thomas
P.S.:
Geometrie Retterformen.pdf
Nehmen wir mal an, dass alle Retterentwickler eine ähnlich hohe Seitenfläche, bzw. Bauhöhe, für die gleiche Pendelstabilität verbaut haben. Daraus folgere ich dann, dass z.B. bei der Kreuzkappe (Quadratform mit A=1 und U=4) mindestens einen Drittel, also 33% der Gesamtstofffläche, seitlich benötigt wird. Bei der pendelstabilsten Kondomform könnte der Vertikalstoffanteil vielleicht zweimal die Grundfläche, also 200% betragen.
Somit wird eindeutig und geometrisch nachweisbar (für immer die gleichgrosse Grundfläche A=1) der Verikalstoffanteil überproportional grösser, je weiter sich die Grundform zu etwas Gestrecktem, oder etwas Schlankem in Richtung unendlich lange Halbschalenröhre mit Cw-Wert=2,3 bewegt.
Übliche Geometrien--------Umfang U zu Fläche A-------Widerstandsbeiwert
Dreieck spitz, konkav------1.47--------(5.86/4)--------CW= ca. 1.3
Dreieck konvex, «real»-----0.98--.-----(3.90/4)--------CW= ca. 1.2
Pentagon------------------0.95--------(3.81/4)
Quadrat-------------------1.0-----.---(4.00/4)--------CW=1.16
Rund(-Kappe, veraltet)---.-0.88--.-----(3.55/4)
Für Geometrie- und CW-Wert-Akzeptierer erschliesst sich IMO daraus, dass das real verbaute Dreieck etwa auf 2% mit den Grundformen von Okta-/Pentagon und Kreuzkappe gleichwertig ist. Erst beim theoretischen, beziehungsweise spitzen Dreieck könnte der CW-Wert-Vorteil gegenüber der Kreuzkappe vielleicht auf maximal um 15% ansteigen. Ob dies mit einer schlechteren Dominanz und anderen soften Kriterien, welche alle schwer zu verifizieren sind(!), bezahlt werden müsste, wissen die Götter.
Anders rum: Die Flächeneffizienz ist nicht linear zum CW-Wert. Die Form mit n seitlichen Ausblasöffnungen wird irgendwo zwischen CW=2.3 und CW=1.1 das Optimum haben; z.B. bei einem "3.5"- bis n-Eck.
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