Luftwiderstand

[Steffen]

@ melch

oh, man, was soll das, bleib doch sachlich! Ich antworte Dir trotzdem:

Du hast es selbst schon gesagt: "Das Gesamtsystem Schirm+Pilot vernichtet dauernd Lageenergie in kinetische Energie => kein perpetuum mobile", ich habe aber auch nie was von perpetuum mobile geschrieben, das ist Physik 7. Klasse, das setze ich hier einfach mal voraus.
Insofern hast Du auch mein Beispiel mit der Münze scheinbar nicht verstanden. Wo es drum ging, warum ein Gleitschirm überhaupt bestrebt ist vorwärts loszufliegen (hat nichts mit potentieller Energie der Münze, die der Gleitschirm [besser Gesamtsystem, sagte ich aber bereits] Deiner Meinung nicht hat), was dann weiter klarmachen sollte, warum bei Widerstandserhöhung am Piloten der Schirm vorkommt, der Gleitpfad steiler wird und dann der Auftriebsvektor im folgenden stationären Flugzustand halt nicht mehr senkrecht nach oben zeigt (immer Gesamtsystem betrachten, wichtig) sondern so Pi mal Daumen in die Verlängerung der B-Leinenebene (Da zeigt der Auftriebsvektor nämlich immer hin). Jetzt schau mal hin, wo die B-Ebene hinzeigt, beim Downplane nach Retterwurf - na klingelts. Ich werde mal ein Bildchen machen , wie ich das meine.

Gruß
Steffen

[melch limacher]

hab mir mal herausgenommen, an deiner zeichnung zu manipulieren.
in der oberen Zeichung gleicht der Pilotenwiderstand die Horizontalkomponente von A aus.

in der unteren Zeichnung wird der Auftrieb des Schirmes kleiner,
weil (wie auch du gesagt hast) die vom Piloten ausgeübte Kraft auf den Schirm abnimmt (und das beginnt schon beim allerkleinsten Winkel)
ist der Auftrieb kleiner, wird der Schirm langsamer (A ist es ja, was dem Schirm Vorwärtsfahrt gibt)

Dass sich immer ein Gleichgewicht zwischen Widerstand und Auftrieb einstellt dürfte klar sein, sonst würde der Schirm drehen.
Folglich muss der Auftrieb immer abnehmen, wenn Wp zunimmt.

Falls es immer noch nicht ganz klar ist: Schau deine 2. Zeichnung an. Du behauptest, der Schirm könnte so stabil fliegen. Wenn das so ist, dann dreht er sich dabei ja nicht. daraus folgt, dass sich die horizontalkomponente von A und Wp die Waage halten müssen. und wenn sie das tun, dann kommt Gp zum Zuge und bringt das ganze ins Lot.
Zurück im Lot ist Wp immer noch genau der Selbe, folglich A ebenfalls.
Nur wenn sich Gp im Lot befindet, ist ein Gleichgewicht möglich!

gruss

[Steffen]

Beide Bildchen zeigen den Gleichgewichtszustand => Anstellwinkel jeweils halbwegs gleich. Der dicke schwarze Strich ist der Pilot.

[sphinx]

gleitschirm hat nämlich doch eine masse!

Super Steffen, das Bild zeigt doch eindeutig, dass der Schirm weiterfliegt, obwohl der Pilot halbwegs an dem Bremsfallschirm, Rettung o.Ä. hängt, weil der Schirm nämlich nicht schwerelos ist, sondern immerhin 7 Kg wiegt. Sieht man ja auch schön, wo der Schirm hinfliegt, wenn er nach einem Retterwurf wieder aufgeht.
Das Beispiel ist zwar extrem, aber ein Rettungsschirm ist ja nichts anderes als ein extrem grosser Pilotenwiderstand.

sorry melch!

sphinx

[melch limacher]

so sehr es mich auch schmerzt, ich muss nun doch zugeben, dass ihr recht habt. bei meiner überlegung habe ich vergessen, dass A durchaus Gp ausgleichen kann. somit ist es wahr, dass der pilot unter dem schirm zurückgeblasen wird.

sorry, dass ich eine dermassen lange leitung hatte!

gruss

melch

[sphinx]

Klappempfindlichkeit

Jetzt stellt sich für mich nur noch die Frage, ob z.B: durch einen grossen Staudruckairbag der Anströmwinkel und damit die Klappempfindlichkeit kleiner oder grösser wird?

sphinx

[pipo]

@sphinx

original geschrieben von sphinx:
gleitschirm hat nämlich doch eine masse!

Super Steffen, das Bild zeigt doch eindeutig, dass der Schirm weiterfliegt, obwohl der Pilot halbwegs an dem Bremsfallschirm, Rettung o.Ä. hängt, weil der Schirm nämlich nicht schwerelos ist, sondern immerhin 7 Kg wiegt.

ich denke du hast den Grund für das "hinter dem Schirm hängen" nicht verstanden. Der springende Punkt ist nicht die Masse. Auch unter einem völlig masselosen Schirm würde der Pilot, nur durch seinen Widerstand, hinterherhängen. Die Masse hat sogar gar keinen Einfluß, wenn man annimmt, daß die Luftkräfte am Flügel genau im Schwerpunkt angreifen! (in meiner Zeichnung aus dem vorigen Posting wäre das der Punkt P)

original geschrieben von sphinx:
Jetzt stellt sich für mich nur noch die Frage, ob z.B: durch einen grossen Staudruckairbag der Anströmwinkel und damit die Klappempfindlichkeit kleiner oder grösser wird?

nachdem es nach dieser Diskussion scheint, als würden - unabhängig vom Pilotenwiderstand - sowohl Geschwindigkeit als auch der Anstellwinkel in etwa gleich bleiben, denke ich, daß der Einfluß auf die Klapperanfälligkeit zu vernachlässigen ist.

grüße pipo

[sphinx]

Klappanfälligkeit

@pipo

tendenziell müsste jedoch die Klappanfälligkeit steigen. Auch hierfür gibt es denke ich ein paar extreme Beispiele, die das zeigen. Z.B beim Motorflug oder Windenflug wird genau das Gegenteil eines Widerstandes erzeugt. Es wird sogar am Piloten geschoben. Der Schirm bekommt einen steileren Anstellwinkel und wird klappunempfindlicher und fliegt aber auch näher am Sackflug.
Wird der Pilot durch einen grossen Airbag beispielsweise gebremst, müsste genau das Gegenteil auftreten, oder liege ich hiermit falsch?

sphinx

[sphinx]

@pipo

Du hast recht, auch ohne Schirmmase kann der Pilot hinterherhängen die Auftriebskraft hat ja nicht nur eine vertikale Komponente, sondern im Kräftedreieck auch eine horizontale Komponente und die horizontale Komponente wirkt auch gegen den Pilotenwiderstand. Ist es das?

sphinx

[Steffen]

Re: Klappanfälligkeit

Original geschrieben von sphinx
.........Der Schirm bekommt einen steileren Anstellwinkel und wird klappunempfindlicher und fliegt aber auch näher am Sackflug.

Beim Motorflug sollte der Anstellwinkel auch annähernd gleich bleiben, denn vom Boden aus gesehen hängt der Pilot durch den Motor angeschoben zwar vor dem Schirm, aber der Gleitpfad geht auch in den Himmel (Steigflug mit laufendem Motor) => summa summarum sollte sich ebenfalls am Anstellwinkel nichts ändern.
Aber eine Turbulenz (die ja nichts mit dem Gleichgewichtszustand am Fluggerät im stationären Flug zu tun hat), die einen Schirm mit Profilsehne knapp unter horizontal (also Gleitflug) einklappen läßt, wird einen Schirm, der sich in der selben Luftmasse im Steigflug befindet (Profilsehne zeigt von der Turbulenz aus gesehen steiler nach oben) wohl unbehelligt lassen.
[Diese Theorie muß ich aber nochmal überschlafen :-) ]

Viele Grüße
Steffen

[pipo]

@sphinx

original geschrieben von sphinx:
tendenziell müsste jedoch die Klappanfälligkeit steigen. Auch hierfür gibt es denke ich ein paar extreme Beispiele, die das zeigen. Z.B beim Motorflug oder Windenflug wird genau das Gegenteil eines Widerstandes erzeugt. Es wird sogar am Piloten geschoben. geschoben. Der Schirm bekommt einen steileren Anstellwinkel und wird klappunempfindlicher...

Wenn du einen Schirm zuerst ohne und dann mit Motor fliegst, dann hast du mit Sicherheit eine geringere Klapperanfälligkeit, wenn der Motor dran hängt. Das ergibt sich aber einfach aus der erhöhten Flächenbelastung. Es ist meiner Meinung nach also egal, ob der Motor läuft, oder nicht.
Was den Anstellwinkel beim Motorflug betrifft, schließe ich mich Steffen an; ich denke auch, daß sich da am Anstellwinkel nichts wesentliches ändert - wieder egal, ob der Motor nun läuft, oder nicht.
zum Windenstart:
ich habe zwar noch nie einen Gleitschirmwindenstart gesehen - geschweige denn einen selbst geflogen. (in Tirol haben wir ja Berge zum starten )
Trotzdem könnte ich mir vorstellen, daß es sich hier ähnlich, wie beim Motorfliegen verhält. Der Seilzug ist ja auch nichts anderes als eine Kraft, die schräg nach unten gerichtet ist - ebenso, wie die Summe aus Gewichts- und Schubkraft beim Motor.
Vielleicht kann es aber in der Beschleunigungsphase durchaus zu erhöhten Anstellwinkeln kommen?!
Was dafür spricht, ist die Tatsache, daß beim Windenstart die A-Leinen sehr start beansprucht werden.

Naja, zum Thema Windenstart gibt´s sicher kompetentere - würd mich übrigens selbst auch interessieren.

grüße pipo

[Peter Bruggmüller]

Denkanstöße

Hallo,

mit großem Interesse habe ich gesehen, dass einiges diskutiert worden ist. Mir fehlt die Zeit, ausführlich mitzumischen, aber einige Anmerkungen kann ich mir nicht verkneifen.

1. Es ist hier immer nur das KRÄFTEgleichgewicht betrachtet worden, aber nie das MOMENTENgleichgewicht. Beide Gleichgewichte sind für einen stationären Flugzustand erforderlich. Weil der Pilot bis zu 8 Meter vom Druckpunkt entfernt ist, bewirkt ein Vergrößern seines Widerstands ein beachtliches Drehmoment. Um beim Schaukelbeispiel zu bleiben. Er pendelt etwas zurück (wird "zurückgeblasen"), aber eben nicht mehr vor, dieses Drehmoment verhindert das. Vielleicht hilft dieses Experiment: Man setze sich bei kräftigem Wind unter eine Schaukel mit einem großen, geöffnetem Regenschirm...

2. Ich selbst habe den Begriff Einstellwinkel unsauber verwendet, er müsste für den Gleitschirm extra definiert werden, da der Gleitschirm im Gegensatz zum konventionellen Flugzeug keine deutlich sichtbare Längsachse hat. Die Grundaussage bleibt aber. Der Anstellwinkel bleibt fast unverändert, selbst wenn am Pilotenwiderstand geschraubt wird.

3. Downplane ist eine sehr interessante Flugfigur. Ein Artikel im GLEITSCHIRM ist dazu bereits in Arbeit. Gerade diese Figur zeigt deutlich, dass der Pilot nicht wegen der Schwerkraft unter dem Schirm hängen muss. Es müssen "nur" Kräfte- und Momentengleichgewicht stimmen.
Auch in der stationären Spirale hängt der Pilot nicht unter der Schirmkappe, wie es nur durch das Gewicht sein müsste. Die große Fliehkraft verändert eben das Kräftegleichgewicht völlig.

4. @melch: Zeig' mir, wo ich behauptet habe, größerer Pilotenwiderstand verbessert das Gleiten, und Du hast einen Tandemflug gewonnen ;-) (Gleitzahl ist nicht Gleitwinkel!!)

Peter Bruggmüller

[melch limacher]

hallo peter,

ich muss mich hier in aller form entschuldigen. während der ganzen diskussion habe ich erstens eine falsche meinung vertreten und zweitens das in einem recht unhöflichen ton.
zum gleiten: habe den artikel wieder gefunden. du hast recht, dass das nirgends geschrieben wurde!

hatte den artikel schlechter in errinnerung, als er ist (liegt vermutlich vor allem daran, dass ich mir das mit dem zurückblasen bisher nicht vorstellen konnte)

sorry und gruss

[Steffen]

Re: Denkanstöße

Original geschrieben von Peter Bruggmüller
1. Es ist hier immer nur das KRÄFTEgleichgewicht betrachtet worden, aber nie das MOMENTENgleichgewicht............

2. Ich selbst habe den Begriff Einstellwinkel unsauber verwendet, er müsste für den Gleitschirm extra definiert werden

Hallo Peter,

zu 1. Ich versuche gerade ein Gedankenexperiment zu konstruieren, bei dem ein Kräftgleichgewicht herrscht, aber kein Momentengleichgewicht -> klappt aber nicht => sollte das eine im Gleichgewicht sein, müßte es das andere auch sein.

zu 2. So eine richtig tolle Definition von Einstellwinkel habe ich in GS-Büchern gar nicht gefunden, habe den aus der Fallschirmspringerei übernommen. Hat beim Gleitschirm/Fallschirm halt einen Haken: Beim Flächenflugzeug ist der Einstellwinkel eine konstruktiv fixe Größe, während der Einstellwinkel beim GS eigentlich ebenfalls mit der Bremsenstellung verändert wird, da sich beim Anbremsen die Profilsehne verändert (läßt man aber die Bremsleinenebene raus ist´s schon ganz ok).

Gespannt bin ich auf den Downplanebeitrag.

Viele Grüße
Steffen

[pipo]

@peter bruggmüller

original geschrieben von peter bruggmüller:
1. Es ist hier immer nur das KRÄFTEgleichgewicht betrachtet worden, aber nie das MOMENTENgleichgewicht.

stimmt nicht. du hättest nur genauer lesen müssen

original geschrieben von mir:
(...)Für jeden Punkt in einem unbeschleunigten stationären System (also auch für unseren Schirm) muß gelten, daß die Summe der Momente um diesen Punkt gleich Null sind. Ansonsten würde dieses System zu rotieren beginnen.
Wenn du die Momente um den Punkt P in der oberen Zeichnung betrachtest, dann wirst du feststellen müssen, daß hier sehr wohl ein Moment wirkt. Es wird vom Widerstand des Piloten verursacht. Da der Pilot genau unterm Schirm hängt, hat die Gewichtskraft hier noch keinerlei rücktreibende Kraft.(...)

grüße pipo