Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

[Cacao]

Bei dem Thema stabile Steilspirale würde mich mal interessieren, wie verhält sich ein Schirm eigentlich bei einer Flächenbelastung oberhalb des zertifizierten Maximalwertes.
Ich könnte mir vorstellen, dass es Piloten gibt, die durch Zufall oder auch mit Absicht mehr oder weniger die maximale Zuladung überschreiten.
Diese z.B. um bei guter Thermik schneller zu sein oder einfach um etwas dynamischer zu fliegen.
Warscheinlich ist das von Schirm zu Schirm unterschiedlich, aber vielleicht gibt es eine Tendenz, die schon mal erprobt wurde?

[Xysos]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Total unproblematisch, wenn einem die Begriffe "dosiert" und "Außenbremse" geläufig sind.

Klar, ab 16 Metern wird mein Schirm stabil, aber hey - ich hab ne gesunde Hand die gerade mal 5 cm Impuls gegenbremsen muss, ohne einen zu großen Druck und schon holt man das Teil aus der Zentrifugalstellung. Wenn du natürlich draufbleibst aussen, würd ich dir raten durchzuziehen "I wonder how I wonder why... "

P.S.: Sind 8 kg - ausversehen natürlich

Zusatz: War bisher bei allen Schirmen so, die über dem Limit geflogen sind. Der Bereich in dem die Spirale stabil wird, verschiebt sich ein wenig.
Fast als "sicher" anzusehen sind wohl die heutigen "C" Schirme, die haben, solang noch die ganze Fläche da ist, einen enormen willen in den Normalflug überzugehen.

[shoulders]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Bei der Steilspirale rotiert der Pilot um den Schirm; das muss schnell genug passieren, dass letzterer nach unten "fliegen" kann. Wenn der Pilot schwerer ist, wird der Schirm nicht so steil auf die Nase gehen können; die Spirale dürfte also schwächer ausfallen. Dafür wird bei einem schwereren Piloten die Einleitung leichter sein, weil der Schirm dynamischer wird.

CU
Shoulders

[pipo]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Hi,

Bei der Steilspirale rotiert der Pilot um den Schirm; das muss schnell genug passieren, dass letzterer nach unten "fliegen" kann. Wenn der Pilot schwerer ist, wird der Schirm nicht so steil auf die Nase gehen können; die Spirale dürfte also schwächer ausfallen. Dafür wird bei einem schwereren Piloten die Einleitung leichter sein, weil der Schirm dynamischer wird.

Galileo hat 1590 erkannt, dass schwere Körper nicht schneller fallen, als leichte Körper. Das gilt auch noch 2011 und auch in der Steilspirale.

Wie weit der Schirm auf die Nase geht, ist also erst einmal vom Gewicht unabhängig. Natürlich lässt sich eine Spirale mit größerer Flächenbelastung viel schneller bzw. leichter einleiten. Wenn man einen Schirm um 10-20% überlädt, dann wird sich also vor allem durch die größere Dynamik auswirken: Die Spirale lässt sich schneller einleiten. Der Schirm wird dann aber nicht grob anders spiralen. Also auch nicht stabiler, oder weniger stabil.

vG!

P.

[shoulders]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Galileo hat 1590 erkannt, dass schwere Körper nicht schneller fallen, als leichte Körper. Das gilt auch noch 2011 und auch in der Steilspirale.

Schon richtig, aber der Luftwiderstand macht's. Sonst würden wir nämlich auch so mitsamt Schirm gleich schnell zu Boden fallen, statt unter ihm dahinsegeln zu können

Spannender ist freilich die Zentrifugalkraft. Denn wie gesagt muss die Flugrichtung des Schirms schon sehr nach unten zeigen, damit es eine Spirale wird - und auch in der Richtung ist der Luftwiderstand des Schirms noch größer. Damit aber der Pilot auf annähernd gleiche Höhe kommt, so dass eine Flugrichtung nach unten überhaupt möglich wird, muss er hinreichend schnell um den Schirm rotieren, wozu bei höherem Gewicht auch mehr Energie erforderlich ist. Also wird der schwerere Pilot langsamer spiralen (Einleiten wird er, aber das hatten wir ja schon, dafür dynamischer).

Beim SAT wäre es übrigens etwas anders. Hier rotiert der Schirm um den Piloten (bzw. um ein näher an diesem liegendes Drehzentrum, wenn wir schon ganz genau sein wollen), und das schneller. Da wirkt sich die Pilotenmasse weniger aus, weil sie näher am Drehzentrum ist.

CU
Shoulders

[X-Dream Dani]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Hallo Shoulders,

ich hoffe, dass bei deinen SAT's der Schirm sich nicht um den Piloten rotiert, bzw. bei der Spirale nicht der Pilot um den Schirm sich dreht. Grundsätzlich drehen jeweils beide, Schirm und Pilot um jeweils eine Drehachse ansonsten sich früher oder später sich ein Knäuel bilden würde.... ;-)
Beim SAT steht die Drehachse zwischen Pilot und Schirm, wobei sie näher beim Piloten steht als beim Schirm. Dabei dreht der Schirm vorwärts fliegend, der Pilot rückwärts fliegend um diese Drehachse. Bei der Spirale ist die Drehachse aus Sicht des Piloten oberhalb der Kappe. Dabei drehen Schirm und Pilot in die gleiche Richtung um die Achse.

Aus der Praxis weiss man, dass das Gewicht sehr wohl eine Einfluss auf die Spirale aufweist. Gleitschirme weisen im oberen Gewichtsbereich eine erhöhte Tendenz zur stabilen Steilspirale auf. Diese Eigenschaft pauschal auf jeden Schirm zu projizieren ist jedoch falsch, sind doch viele Parameter für eine solche stabile Spirale verantwortlich. Einzelne Parameter davon, sind nicht zwangsmässig Gewichtsabhängig.

Gruss

Dani

X-Dream Fly

[JHG]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Schon richtig, aber der Luftwiderstand macht's. Sonst würden wir nämlich auch so mitsamt Schirm gleich schnell zu Boden fallen, statt unter ihm dahinsegeln zu können

Genau und im stationären Geradeausflug "fällt" der überladene Schrim durchaus schneller, nämlich um die Wurzel der prozentualen Erhöhung des Gewichts. Also 20% mehr Gewicht = ca. 10% mehr Sinken aber auch 10% mehr Vorwärtsfahrt

Spannender ist freilich die Zentrifugalkraft. Denn wie gesagt muss die Flugrichtung des Schirms schon sehr nach unten zeigen, damit es eine Spirale wird - und auch in der Richtung ist der Luftwiderstand des Schirms noch größer. Damit aber der Pilot auf annähernd gleiche Höhe kommt, so dass eine Flugrichtung nach unten überhaupt möglich wird, muss er hinreichend schnell um den Schirm rotieren, wozu bei höherem Gewicht auch mehr Energie erforderlich ist. Also wird der schwerere Pilot langsamer spiralen (Einleiten wird er, aber das hatten wir ja schon, dafür dynamischer).

Kannst Du das ein wenig ausführen ? Ist für mich nicht nachvollziehbar.
- In welcher Richtung ist der Luftwiderstand größer ? Größer als was ?
- Inwiefern ändert sich der Luftwiderstand des Schirms bei einer Erhöhung des Pilotengewichts ?
- Warum ist für die Rotation mehr Energie notwendig ? Für die Beschleunigung OK aber für die Rotation selbst ? Abgesehen davon ist durch das höhere Gewicht ja auch mehr Energie vorhanden.

Meiner Erfahrung nach schaffe ich mit meinem nicht überladenen Triton , deutlich höhere Sinkwerte als mit meinem um ca. 15 kg überladenen Blue, würde als für die shouldersche Theorie sprechen, sind halt aber auch ziemlich unterschiedliche Schirme.

[shoulders]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Beim SAT steht die Drehachse zwischen Pilot und Schirm, wobei sie näher beim Piloten steht als beim Schirm.

Hi Dani,

guckst (bzw. zitierst) Du hier:

Beim SAT wäre es übrigens etwas anders. Hier rotiert der Schirm um den Piloten (bzw. um ein näher an diesem liegendes Drehzentrum, wenn wir schon ganz genau sein wollen), und das schneller. Da wirkt sich die Pilotenmasse weniger aus, weil sie näher am Drehzentrum ist.

Ich kenne den Zusammenhang schon, aber die Vereinfachung erschien mir hinnehmbar (genauso wie bei der Spirale, bei der das Drehzentrum ja wie Du sagst nicht der Schirm ist, sondern noch ein Stückerl jenseits davon - aus Pilotensicht - liegt).

Nichtsdestoweniger hab' ich tatsächlich schon mal den Drehpunkt beim SAT ganz woanders gehabt - aber das war ein vergurkter bzw. abgerissener mit mörderischem Spiralsturz und Retterwurf


CU
Shoulders

[shoulders]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

- In welcher Richtung ist der Luftwiderstand größer ? Größer als was ?

In Vorwärtsfahrt (die bei der Steilspirale nach unten geht), und größer als der des Piloten.

Wie, in Vorwärtsfahrt? Dann wäre die Kappe ja langsamer als der Schirm und müsste demzufolge stets hinter dem Piloten hängen ! Aber das tut sie auch - denn da der Schirm ein Eigensinken hat, weist auch der Vektor im Geradeausflug stets etwas nach unten (sonst müssten sich die Konstrukteure nicht so mit der Gleitzahl anstrengen ). Und in die Richtung gesehen kommt der Schirm dann tatsächlich hinterher...

- Inwiefern ändert sich der Luftwiderstand des Schirms bei einer Erhöhung des Pilotengewichts ?

Tut er nicht.

- Warum ist für die Rotation mehr Energie notwendig ? Für die Beschleunigung OK aber für die Rotation selbst ? Abgesehen davon ist durch das höhere Gewicht ja auch mehr Energie vorhanden.

Weil ein rotierender Körper permanent beschleunigt wird (http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft). So wie die Schwerkraft ihn zum Erdmittelpunkt hin beschleunigt, tut dies die Zentrifugalkraft nach außen - und in beiden Fällen ist diese Kraft proportional zur Masse.

Der Schirm wiederum ist ja nur deshalb ein Flügel, weil u.a. das Gewicht (Masse x Erdbeschleunigung) des Piloten dran hängt und er, wenn er dieser Kraft folgen will, durch eine sinnreiche Konstruktion mit Luft gefüllt und in Form gebracht wird. Soll er nun nach unten "fliegen" (nicht bloß gestallt fallen), dann muss irgendwie dafür gesorgt werden, dass weiterhin eine Kraft so an ihm zieht, dass er gefüllt bleibt. Also ziemlich quer zur "Flugrichtung" - genau das passiert, wenn man spiralt.

"Vorhanden" ist die den rotierenden Körper auf seiner Bahn haltende Energie nicht vonn alleine; sie wird dem System ständig zugeführt. Sieht man bei einem Hammerwerfer. Wenn der nichts tut, fällt ihm auch eine zuvor rotierende Kugel wieder auf die Füße - und natürlich muss der für eine schwerere Kugel auch mehr Energie aufwenden, um sie auf einer möglichst großen Kreisbahn in Rotation zu versetzen.


CU
Shoulders

[JHG]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

In Vorwärtsfahrt (die bei der Steilspirale nach unten geht), und größer als der des Piloten.

OK

Wie, in Vorwärtsfahrt? Dann wäre die Kappe ja langsamer als der Schirm und müsste demzufolge stets hinter dem Piloten hängen ! Aber das tut sie auch - denn da der Schirm ein Eigensinken hat, weist auch der Vektor im Geradeausflug stets etwas nach unten (sonst müssten sich die Konstrukteure nicht so mit der Gleitzahl anstrengen ). Und in die Richtung gesehen kommt der Schirm dann tatsächlich hinterher...

???? Kenn mi nimma aus. Die Kappe langsamer als der Schirm oder meintest du Pilot ? Und weil er Eigensinken hat kommt er doch über den Piloten ? Oder meinst weil sich dadurch erst ein Anstellwinkel ergibt bzw. dadurch eine reultierende Luftkraft die eben auch eine Komponenete in Flugrichtung hat ?

Tut er nicht.

Warum ist dann der Widerstand noch größer ?

..."Vorhanden" ist die den rotierenden Körper auf seiner Bahn haltende Energie nicht vonn alleine; sie wird dem System ständig zugeführt.

Wurde die Energie einmal zugeführt ist sie "vorhanden". Es müssen ausschließlich die Reibungsverluste ersetzt werden.

Sieht man bei einem Hammerwerfer. Wenn der nichts tut, fällt ihm auch eine zuvor rotierende Kugel wieder auf die Füße -

Das sah good old Newton aber anders. Einmal mehr die Reibungsverluste müssen nach der ursprünglichen Beschelunigung ersetzt werden. Ich habe in Deinen Erklärungen aber noch nicht finden können, warum ein schwerer Pilot mehr Reibungsverluste haben sollte als ein leichterer. Der schwere Pilot hat ja sogar das bessere Verhältnis Masse / Oberfläche müßte die Reibungsverluste also "besser" ersetzen können.

und natürlich muss der für eine schwerere Kugel auch mehr Energie aufwenden, um sie auf einer möglichst großen Kreisbahn in Rotation zu versetzen.

Die hat der schwerere Pilot auch zu Verfügung.

[Pleasure]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Näherungsweise:

Nimm ein Pendel mit einem bestimmten Gewicht, lass es mit einer bestimmten Bahngeschwindigkeit rotieren ... es wird einen bestimmten Winkel zur Erdsenkrechten einnehmen.

Nimm das selbe Pendel..häng mehr Gewicht dran... dreh es gleich schnell wie vorher .... es wird den selben Winkel einnehmen wie vorher

Mach das mit dem selben Pendel mit noch mehr Gewicht.... selber Winkel gleiches Ergebnis.

Es hat nix mit dem Gewicht zu tun, sondern rein mit dem Abstand des Schwerpunktes zum Rotationszentrum und mit der Drehgeschwindigkeit.

Falls es nicht stimmt...nicht schlagen, aber so glaub ich mich an den Physikunterricht vor geraumer Zeit erinnern zu können

[Flynix]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

...
Es hat nix mit dem Gewicht zu tun, sondern ... und mit der Drehgeschwindigkeit.

Falls es nicht stimmt...nicht schlagen

Nicht schlagen sondern fragen :

Die Geschwindigkeit eines Gleistschirms hängt doch auch vomn Gewicht des Piloten ab?
Also doch evtl. auch die Drehgeschwindigkeit?

Also hats doch mit dem Gewicht zu tun!

[DonP]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

achwas, beim spiralisieren pfeif ich auf theorie und verlass mich auf die praxis - und die sagt: ist der luftwiderstand des schirms kleiner als der des piloten ist die spiral' stabil. ist der luftwiderstand des schirms größer als der des piloten leitet die schirm piloten kombo (via pendelstabilisierung) ganz von selber aus.

mit der bremserei zum ausleiten einer spirale macht man ja auch nix anderes als den luftwiderstand der kappe drastisch zu erhöhen.

am eindruckvollsten erlebbar ist das beim speedflyen, da hat der schirm meist schon nach einer umdrehung weniger luftwiderstand als der pilot und kann bei passendem gleichgewicht aus CW pilot und CW kappe sekundenlang ohne drehung senkrecht nach unten geflogen werden.

beim speedflyen kann man experimentalphysikalisch auch noch schön erleben das man im winter mit weit geschnittenem schigwand' und aerodynmisch ziemlich bremserten ski viel schnell in einer stabilen spirale ist als zB im sommer mit kurzer hos' und wenig flatterndem obergwand'

ein bissl illustrations- / anschauungsmaterial gibts hier ab ca. 3:30min ff.

http://www.schnellcraft.com/index.php/schnellcraft/item/chamonix-2011-teaser

FAZIT:

Luftwiderstand ist aus meiner Sicht die "Schlüsselgröße" für eine stabile spirale.

Ich leite daraus ab das man wohl mit fettem Airbag GZ und flatterndem, halboffenen jumpsuit overall schneller in einer stabilen spriale "landen" wird als mit einem akro GZ in der badehose....teufelteufel das klingt nicht unbrisant ,-)))

möglicherweise liegt ja hier auch die wurzel der geschichte warum beim PG über den fakt das eine stabile spirale existiert so viel wind gemacht wird..... bei fast jedem anderen aerodynamisch gesteuerten fluggerät muss man DAUERND steuernd eingreifen um ned abzustürzen... aber vermutlich gibts irgendwo ein im flugbetrieb dominantes verborgenes totstell gen das bei stresssituationen im pg betrieb zum hands-up gen mutiert und nur die mangelhafte physische konstitution betroffener pg piloten lässt die pfoten unter zunehmender wirkung der zentrifugalkraft unaufhaltsam nach unten sinken und schlägt dem hr. darwin auf diese weise ein höchst erfinderisches schnippchen... somit ist der PG für gewisse zielgruppen also doch ein inputfrei sicher lenkbares fluggerät, na gottseidank, also doch alles 100% A1er sicher.

,-))

PS: vermute ja moderne EN-A haben deshalb bleischrot im bremsgriff ,-)

PSS: aja und ;-)) bitte nicht vergessen, der alltag is eh schon ernst genug auf unserer ansonsten eh ganz schönen erde ,-)

VG

P

[shoulders]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Nimm das selbe Pendel..häng mehr Gewicht dran... dreh es gleich schnell wie vorher .... es wird den selben Winkel einnehmen wie vorher

Du musst aber mehr Energie zuführen, um es auch mit mehr Gewicht dran gleich schnell wie vorher drehen zu können!

Ist doch ganz einfach: die Schwerkraft zieht das Ding Richtung Erdmittelpunkt. Die Zentrifugalkraft nach außen. Der Winkel hängt von der Drehgeschwindigkeit ab; je schneller es sich dreht, um so größer wird die Zentrifugalkraft. Da es immer eine Gravitationskomponente gibt, wird der Winkel niemals ganz 90 Grad erreichen; dafür müsste die Erdanziehungskraft gleich null sein.

Mehr Masse wird stärker zum Erdmittelpunkt gezogen (die Kraft ist proportional zu Masse). Liegt auf der Hand: zwei Bierkästen sind schwerer zu heben als einer. Genauso muss bei gleichem Winkel aber auch eine größere Zentrifugalkraft wirken, denn der Winkel ergibt sich ja aus den Vektoren beider Kräfte.

Aber was hebt denn nun das Gewicht an bzw. wo kommt die Energie her, die senkrecht zur Erdanziehung wirkt? Richtig: die Energie, die in die Drehung investiert wird - die Rotationsenergie, die wieder proportional zur Masse ist. Es kostet also mehr Energie, einen schwereren Körper in Rotation zu versetzen.

Rotiert der Körper erst mal, so wird er nur durch die Reibung bzw. den Luftwiderstand abgebremst. Das rotierende Pendel sinkt also nach unten. Um es wieder auf die ursprüngliche Höhe zu bringen, muss ihm wieder Rotationsenergie zugeführt werden; erneut proportional zur Masse. Das Pendel mit mehr Gewicht dran muss also stärker "nachgedreht" werden.

Der spiralende Gleitschirm funktioniert zwar etwas anders als das rotierende Pendel, unterliegt aber den gleichen Naturgesetzen. Er wird halt zunächst durch Gewichtsverlagerung und Steuerleinenanzug auf eine Bahn gelenkt, die den Piloten kreisförmig beschleunigt; die Einleitung bedeutet Energiezufuhr. Lässt der Pilot - bevor der Schirm auf die Nase gegangen ist! - die innere Leine los und setzt sich gerade hin, so endet die Rotation von ganz alleine wieder (wenngleich nicht immer sonderlich elegant ).

Ist er allerdings auf die Nase gegangen, so erzeugt die Kappe fortgesetzt neue Rotationsenergie (aus der Schwerkraft, also zu Lasten der Höhe). Ist diese größer als die Reibungsverluste, so wird die Spirale stabil. Tatsächlich ist das Ganze um Einiges komplizierter, denn die Kappe verformt sich, die Anströmrichtung ändert sich mit dem Anstellwinkel (und damit ist auch der "Auftrieb" zum Drehzentrum hin variabel), so dass letztlich viele Faktoren zusammen - darunter nicht zuletzt auch der Pilot, wenn der sich beispielsweise "nicht nach außen setzen" lässt - das (unerwünschte) Ergebnis "stabile Spirale" ergeben.

Da nun dauernd neue Rotationsenergie von der Kappe erzeugt wird/werden muss, und diese - wie wir gesehen haben - etwas mit der zu rotierenden Masse zu tun haben, darf getrost von einem Zusammenhang zwischen leichteren Piloten und früheren stabilen Spiralen ausgegangen werden. Freilich ist der nicht trivial, von Schirm zu Schirm unterschiedlich und ganz sicher nicht auf eine einfache Abhängigkeit (5kg runterschwitzen = 20% mehr Sicherheit bei passivem Rumspiralen ) herunterzubrechen; ich lasse mich da auch gerne von den anwesenden Konstrukteuren schlauer machen. Aber plausibel ist er allemal.


CU
Shoulders

[Stefan_Schumacher]

AW: Wie wirkt sich Übergewicht auf die Steilspiralen-Eigenschaften aus

Hm,

vielleicht sollte man einmal untersuchen, inwieweit sich der Drehradius ändert, wenn der Schirm zu klein ist. Der zu kleine Schirm erzeugt weniger Auftriebskraft, welche in der Spirale grob gesprochen horizontal zum Drehpunkt zeigt.
Verändert sich der Radius, verändert sich die Drehgeschwindigkeit? Reagieren Gleitschirme mit einem kleinen Drehradius anders als mit großem Drehradius?

Fragen über Fragen.