Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

[Martin Prerovsky]

AW: Skyman`s Sir Edmund

Ich schenk Euch mal ein paar ///////////////////////////////////////////

Weil bis auf die, die Ahnung haben, schreiben alle was von Millisekunden (ms) Und nein, ich bin kein Klugscheisser, es is einfach falsch...

Gruss,
Martin

[MAV_03]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Hallo Marty,

könntest du bitte deinen kompletten Berechnungsverlauf einstellen, mich würde interessieren wie du auf diese Formel kommst.
Die Zentrifugalkraft bzw. Zentripetalkraft (die wirkt ja auf uns) berechnet man meins Wissen anders.
Nicht die Schirmgeschwindigkeit ist ausschlaggebend (nur indirekt) sondern die Radialgeschwindigkeit und vor allem der Radius (Leinenlänge).
Was auch noch hinzukommt ist ob du eine schlanke 50kg Dame bist oder ein aerodynamischer kugelförmiger 120kg Mann. (Achtung kein Bezug auf irgendwelche Personen im Forum / ich kenn ja niemanden persönlich).
Meine Berechnung:
F=(m*4π^2*r)/(T^2)

•"F" die Fliehkraft in Newton [ N ]
•"m" die Masse in Kilogramm [ kg ]
•"r" ist der Radius der Kreisbahn in Meter [ m ] 12 Meter hab ich mal angenommen
•"π" ist die Kreiszahl; π = 3,14159...
•"T" ist die Umlaufzeit in Sekunden [ s ] 3 Sekunden nehme ich hier mal an, da alle auf diese drei Sekunden pochen

Bei mir: (80*4π^2*12)/(3^2)

= 4211N / 9,81
=429,25 kg (wirken auf meinen Körper)

Ergibt das 5,36 fache meines Gewichtes.

[Knollipop]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Servus,

Sorry, bei allem ehrlichen Respekt vor Dir persönlich, ich finde Deine immer wiederkehrenden Anspielungen auf das „GDF“ absolut fehl am Platz.

Habt Euch doch etwas mehr lieb - GDF ist doch nur das Akronym fuer GleitschirmDrachenForum. Netter kann man es nicht sagen, vor allem wenn man das dauernde Gezicke hier mitnehmen muss, bloss weil man auf Infos und Unterhaltung hofft. /OT

CU

Knolli

[JHG]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

...

könntest du bitte deinen kompletten Berechnungsverlauf einstellen, mich würde interessieren wie du auf diese Formel kommst.

bin zwar nicht Marty aber der Ansatz kommt wohl daher dass die Geschwindigkeit eines Schirms (im normalen Flug) mit der Wurzel der Gewichtskraft aka Masse zunimmt.

Also doppelte Masse => Wurzel 2 = 1,414 fache Geschwindigkeit. Daraus ergibt sich umgekehrt dass bei doppelter Geschwindigkeit die 4fache Gewichtskraft benötigt wird. Lt. Marty würde also bei einer 20 m/s Spirale mindestens 4 G auftreten.

Ich habe mir vor einiger Zeit einmal ein Diagramm aus dem igc meines Skytraxx 2+ gebastelt.


Fazit: Der Zusammenhang ist nicht so einfach. Während der Anstieg der G Kräfte bis zum Max Sinken von 16 m/s noch recht gut korreliert, bleiben die G Kräfte auf knapp 4 obwohl die Sinkrate auf fast 10 m/s gesunken ist.

Edit: Könnte natürlich auch Trägheit der G Sensoren sein. (glaube ich aber nicht)


PS: Ich weiß sind keine 27 m/s über 3 Minuten ...

[shoulders]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Könnte natürlich auch Trägheit der G Sensoren sein. (glaube ich aber nicht)[/SIZE]

Nein, das ist die Trägheit des geänderten Gesamtsystems (Schirm schräggestellt vs. auf der Nase). Der Übergang vom Ersten zum Zweiten ist leichter als umgekehrt, auch weil der Pilot sein Gewicht beim Übergang (passiv) verlagert hat, und man kennt durchaus Fälle, in denen sich der zweite Zustand sogar ganz von selbst erhält (stabile Steilspirale), obwohl der Sinkwert längst zurück gegangen ist.

Davon abgesehen hängt der von Dir skizzierte Verlauf sehr von Schirm und Spiraltechnik ab. Hier ein anderes Beispiel, wo die maximale G-Kraft ebenfalls mit dem angestrebten Maximalsinken erreicht wird, während diesem konstant absinkt (das war so eine Mess-Spirale, die der Pilot für Gerätetests eine Weile unter Instrumentenkontrolle konstant hält) und danach fast genauso gut korellierend wieder abnimmt:





CU
Shoulders

[Marty]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Davon abgesehen, könntest Du mir vielleicht aushelfen, indem Du die physikalischen Zusammenhänge kurz erläuterst, die Deinen Abschätzungen zugrunde liegen:
Ich lerne gern dazu.

Na super, soll mich jetzt wohl in eine heiße Diskussion ziehen lassen wollen. Na ich nehm den Handschuh auf, zumindest solange es sachlich bleibt ;-)

Meine Berechnung:
F=(m*4π^2*r)/(T^2)
•"F" die Fliehkraft in Newton [ N ]
•"m" die Masse in Kilogramm [ kg ]
•"r" ist der Radius der Kreisbahn in Meter [ m ] 12 Meter hab ich mal angenommen
•"π" ist die Kreiszahl; π = 3,14159...
•"T" ist die Umlaufzeit in Sekunden [ s ] 3 Sekunden nehme ich hier mal an, da alle auf diese drei Sekunden pochen

Bei mir: (80*4π^2*12)/(3^2)
= 4211N / 9,81
=429,25 kg (wirken auf meinen Körper)
Ergibt das 5,36 fache meines Gewichtes.

Ja das ist vollkommen richtig. Die Fliehkraft auf einer Kreisbahn ist mw²r (w heißt omega) oder auch mv²/r, die Formel die du abgewandelt verwendest. Dabei setzt du eben eine Geschwindigkeit voraus. Du ermittelst sie aus einem Umfang (2r* π) geteilt durch die Umlaufzeit. Wenn die Annahmen so alle stimmen dann stimmt auch deine Fliehkraft. Die Gesamtkraft ist dann zwar noch um das Eigengewicht in lotrechter Achse zu erhöhen, ist aber ab großen Fliehkräften nicht mehr so stark beeinflussend. R = SQRT(G²+F²) [alles in N]. Etwas mehr Einfluss hat das dann bei asymmetrischen Spiralen wenn die Drehachse nicht die Hochachse ist.
In meiner Überlegung frage ich mich aber wie man einen Schirm auf so eine hohe Geschwindigkeit bringt. Im Horizontalflug könnte man ja von einer Propellermaschine gezogen werden, dann müsste man aber eben das Gewicht solange erhöhen bis wieder Gleichgewicht herrscht. Daraus abgeleitet kommt (so wie JHG ja auch schon erklärt) die Überlegung, das ich x² mal soviel Gewicht brauche wie x fach ich schneller sein will. Die Möglichkeit der Anstellwinkelveränderung jetzt mal außen vor gelassen.

Tatsächlich ist es aber viel komplexer, weil wir eben keine Ruder haben und daher auch nicht nur im Kreis oder nur nach unten fliegen können. Viel mehr ergibt sich jeweils ein Gleichgewichtszustand in Abhängigkeit von unseren Aktionen.
Wenn wir jetzt konstant im Spiralflug nach unten sind, also in einer Schraubenlinie, dann macht der Schirm eine andere Bahn als der Pilot (no na). Die Bahnkurve des Schirms ist eine Kreisbahn über den Radius Schirm + der vertikalen Sink (Flug) Bewegung, während der Pilot die Kreisbahn mit Radius Pilot (ist normalerweise etwa Radius Schirm plus Leinenlänge * Cos(phi)) + der vertikalen Sink (Flug) Bewegung hat. Die vertikale Bewegung ist gleich (stabile Spirale) die Winkelgeschwindigkeit auch. Die Bahngeschwindigkeit und die Fliehkraft die auf den Pilot wirkt viel größer. F = mw²*r also je größer r umso (linear) größer die Fliehkraft. Heißt ja aber auch nur, dass die gesamte Gewichtskraft die auf den Schirm wirkt am wesentlichsten von dem außen fliegenden Piloten erzeugt wird.
Die Bahngeschwindigkeit des Schirms zu berechnen ist schwer. Dazu müsste man eben den genauen Drehradius wissen, aber auch den Spiralwinkel (nennen wir in Kappa, den Winkel den die Schirmlängsachse zur Lotrechten abweicht). Üblicherweise ist dieser Winkel bei einer vollen Spirale aber sehr klein (Schirm geht auf die Nase). Also ist die Bahngeschwindigkeit des Schirms hauptsächlich definiert durch die Sinkgeschwindigkeit (die ja für Schirm und Pilot gleich ist), aber richtigerweise noch etwas höher als diese. Wenn man bei den 3 Sekunden Drehgeschwindigkeit bleibt, und dann einen Schirmradius von 3 m annimmt sowie einen Pilotenradius von 10m dann kommt eine Kreisgeschwindigkeit von ca. 6,3 m/s beim Schirm und ca. 21 m/s beim Piloten raus (wenn die Annahmen stimmen). Bei größeren Radien mit gleicher Umlaufzeit (3s) wäre das natürlich noch mehr, aber das ist ja die Frage welche Werte sind realistisch. Jedenfalls wäre die Bahngeschwindigkeit für diese Annahme dann am Schirm – sollten wir 28m/s Sinken erreichen wollen – etwa 28,7 m/s, der Pilot hat dann aber schon eine Bahngeschwindigkeit von ca. 35 m/s (das alles einmal unter der Annahme, dass Kappa sehr klein ist). Für die Fliehkraft die auf den Piloten wirkt, darf man aber nur die Kreisgeschwindigkeit zur Berechnung nehmen, nicht die Bahngeschwindigkeit.
So langsam wird’s kompliziert, obwohl wir ja viel vereinfachen.

Ich komme zurück auf meine primär Überlegung. Wie bekomme ich einen normalen GS (mit ca.25 -28 m² Fläche) ohne dass ich ihn in einem D-bag verpacke nur mit meinem und seinem Eigengewicht auf 100 km/h. Im Stall geht’s schon mal nicht, also einfach mit runterfallen ist nicht. Ich muss ihn schon runterfliegen weil da ist sein Widerstand geringer. Aber dann hat er auch Auftrieb. Den muss ich halt jetzt mit Gewicht kompensieren. Woher nehme ich jetzt das Gewicht? Ah, Fliehkraft. Ich brauch also für eine gewisse Geschwindigkeit meines Gleitschirms, bei gegebener Größe ein bestimmtes Gewicht um einen stationären Flug zu erhalten. Zugegeben bei Hochleistern, die kleiner sind im Verhältnis zum Pilotengewicht, und die auch eine etwas höhere Trimmspeed haben, kann man da schon einiges erreichen. Man kann ja auch den Anstellwinkel reduzieren (Beschleuniger) aber habe ich so noch nicht so viele getroffen, die das dann auch noch machen (JN macht das?).

Sicher kann man auch die Sinkgeschwindigkeit erhöhen (ohne die Fliehkraft zu bemühen) in dem man die Fläche des Schirms verkleinert (Klapperspirale, Ohrenspirale), hat aber dann halt die selben Kräfte auf weniger Fläche und weniger Leinen wirken, was auch nicht gut ist, ..... aber es geht.

Asymmetrisch, weil schon angesprochen, verändert das Sinken auch, weil eben dann in gewissen Abschnitten der Spiralbewegung das Gewicht sich zur Fliehkraft „addiert“ (Teile davon) und in anderen Abschnitten „subtrahiert“. Im Durchschnitt ist das Sinken aber bei einer asymmetrischen Spirale nicht größer als bei einer stabil vertikal Geflogenen.

So, das sind meine Gedanken, Physik und Aerodynamik Kenntnisse ich warte auf Eure Korrekturen.

@JHG, so falsch ist dein Diagramm gar nicht, ganz im Gegenteil, es zeigt doch schön den Zusammenhang von Sinkgeschwindigkeit und G Belastung.

Das von Shoulders sagt auch was aus.

[schoepfus]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Nur ein kleiner Einwurf (da mir alles andere in diesem Thread eh viel zu hoch ist ):
Meine Wenigkeit vermisst in dieser ganzen theoretischen Diskussion das Wörtchen "Gleitzahl".

Ich glaube mich dunkel erinnern zu können, dass hier mal Pipo die hohen G-Kräfte in der Spirale bei Hochleistern in Zusammenhang mit der höheren Gleitzahl dieser Schirme erklärte und umgekehrt die hohen Sinkgeschwindigkeiten bei niedrigen G-Kräften bei kleinen Miniwings oder Speedflyern (oder schlecht leistenden A-Schirmen)

Als weiterer Praxisbeweis für die Gleitzahl-These ist ja der Bremsschirm von Ozone, den man zum Spiralen werfen kann. Im Endeffekt wirkt sich der erhöhte Widerstand negativ auf die Gleitzahl aus und lässt somit auch bei Hochleistern (2-Leinern) moderate G-Kräfte in der Spirale wirken (Geht übrigens mit allen Schirmen und sei super angenehm.)

[Im Lee is schee!]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Hier ein anderes Beispiel...

Egal wo du dieses Bild her hast aber der Graph von Höhe MSL korreliert nicht mit dem Graphen des Sinkwertes.
Dieses Bild sieht etwas "konstruiert" aus.

[JHG]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

...

@JHG, so falsch ist dein Diagramm gar nicht, ganz im Gegenteil, es zeigt doch schön den Zusammenhang von Sinkgeschwindigkeit und G Belastung.

...

Das Diagramm kann nicht falsch sein weil es sich um Messwerte handelt. Dass tendenziell die Gs bei höheren Sinkraten höher sind ist ja was man erwarten könnte, was mich überrascht hat ist allerdings die Tatsache dass man hier bei 16 m/s 4,1 und 10 m/s 3,9 G hat. Wie Shoulders Bsp. ziegt geht es auch umgekehrt. Heißt aber dass selbst bei einer gegebenen Schirm / Pilotenkombi ein rechnerischer Zusammenhang nicht so ohne Weiteres darstellbar ist.

@Shoulders. Habe vergessen dass PFB das ja auch darstellen kann. Werde mal ein paar Flüge durchforsten.

@schoepfus: Das war Thomas Grabner https://www.gleitschirmdrachenforum....l=1#post311104 mit Berufung auf ein Gleitschirm aus 2004.

[JHG]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Als weiterer Praxisbeweis für die Gleitzahl-These ist ja der Bremsschirm von Ozone, den man zum Spiralen werfen kann. Im Endeffekt wirkt sich der erhöhte Widerstand negativ auf die Gleitzahl aus und lässt somit auch bei Hochleistern (2-Leinern) moderate G-Kräfte in der Spirale wirken (Geht übrigens mit allen Schirmen und sei super angenehm.)

Oder auch die Holzmüllersche Klapperspirale:



Zacken 2: Spirale rd. 12 m/s und ca. 3 G
Zacken 3: Klapperspirale mit rd. 12 m/s und rd. 1,8 G

Schirm Volt 2 L mit 120 kg

@Shoulders: Kann man da irgendwie reinzoomen ?

[MAV_03]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

@Marty
jetzt verstehe ich deinen Zugang.
Die Formel hab ich deswegen umgewandelt damit wir die drei Sekunden von den vorherigen Post beibehalten.

@schoepfus
Die Gleitzahl hat glaube ich nur einen geringen Einfluss.
Speed- und Miniwings haben sehr kurze Leinen und einen hohen Trimmspeed.
Die kurzen Leinen verringern die G-Kräfte und der hohe Trimmspeed ermöglicht einen schnelleren Abstieg bei gleichem Spiralwinkel (Ich taufe den jetzt so und meine damit: "Wie stark stelle ich meinen Schirm auf die Nase").
Der Anti-G von Ozon verringert die Kreisgeschwindigkeit. Ich kann somit den Spiralwinkel erhöhen und hab weniger G-Kräfte bei mehr Sinken.

Interessant wäre in dem ganzen wie sich der Anstellwinkel wirklich verhält. Theoretisch wissen wir es ja aber ob der bei der Spiral mit 20m auch so bleibt ist die Frage.

[shoulders]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Egal wo du dieses Bild her hast aber der Graph von Höhe MSL korreliert nicht mit dem Graphen des Sinkwertes.
Dieses Bild sieht etwas "konstruiert" aus.

Natürlich korelliert der. Es wurde lediglich das Fenster mit den Graphen sehr breit gezogen (damit man die Werte besser zuordnen kann) und der irrelevante Teil des Fluges vor und nach der Spirale entfernt (dmit das Bild schmaler wird), aber der Graph ist völlig korrekt.


CU
Shoulders

[shoulders]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

@Shoulders: Kann man da irgendwie reinzoomen ?

Man kann das Fenster sehr breit ziehen (habe ich für den Bildausschnitt gemacht). Aber ausgelöst durch die aktuelle Debatte wird so was Ähnliches wie Zoomen (eher eine Ausschnittsanalyse, eventuell sogar mit tabellarischer Darstellung) ein neues Feature werden.


CU
Shoulders

[Im Lee is schee!]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Natürlich korelliert der.

Nein.
Wenn man sich nur den Teil ansieht wo die Sinkgeschwindigkeit langsam bis zum höchsten Wert ansteigt dann eine Zeit lang konstant bleibt um danach wieder langsam abzufallen, da dürfte die Höhenkurve keine so lange Gerade bzw. konstantes Gefälle haben.
Egal.

[shoulders]

AW: Spiraltheorie (off topic aus dem Sir Edmund-Thread)

Nein.
Wenn man sich nur den Teil ansieht wo die Sinkgeschwindigkeit langsam bis zum höchsten Wert ansteigt dann eine Zeit lang konstant bleibt um danach wieder langsam abzufallen, da dürfte die Höhenkurve keine so lange Gerade bzw. konstantes Gefälle haben.

Das liegt daran, dass der Track ein 5-Sekunden-Intervall hat. Der Sprung von Geradeausflug zu nahezu MaxG geht gerade mal über drei Trackpunkte, deren zweiter noch dazu mit 1,68G gerade mal in der Einleitphase liegt. Die beobachtete Gerade ist also keineswegs "lang", sondern im Gegenteil ideal kurz bzw. überhaupt nur deshalb eine, weil sie nur zwei Punkte - den 2. und den 3. mit bereits 3,27G - verbindet

Wir erinnern uns:

In den Bereich maximaler Sinkwerte kommt man übrigens sehr schnell, keineswegs per verzögertem, linearen Herantasten.

CU
Shoulders