objektive Gleitzahlmessung !

[herc]

folgende Idee:

Im laminaren Küstenwind wird mit Hilfe eines geeigneten 3-Achsen Kraftsensors das Verhältnis von lift zu drag präzise gemessen.

Wurde das schon einmal versucht ? Die Vorteile liegen auf der Hand: es wird die reine Gleitzahl des Schirmes ermittelt, ohne Gurtzeug und Pilot.

ich habe mal eine skizze gemacht:




kann das so funktionieren ? oder mach ich da grad einen Denkfehler ?

bei kites kann man die Gleitzahl über den Winkel zum Horizont abschätzen :

http://2e5.com/kite/ld/

[herc]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

um einmal die Diskussion anzustossen:

1. es soll nicht um die reale Gleitleistung Schirm+Pilot gehen. Genau da liegt oft der Knackpunkt der bisher üblichen Gleitzahlangaben. Redet der Hersteller jetzt von Testflügen mit Sitz/Liegegurt? War es ein "schmaler" Pilot mit Speedarms ? etc.. Ich fände es mal äußerst spannend, die nackten Schirme miteinander zu vergleichen. Wer mag, kann dann gerne 1-3 Gleitzahlpunkte abziehen verursacht durch den Pilotenwiderstand.

2. natürlich sollte der See-Wind möglichst konstant und im Bereich der Trimmgeschwindigkeit liegen, um womögliche, lastbedingte Unterschiede in der Profilausbildung / güte zu vermeiden.

3. Der Windwinkel zur Horizontalen sollte mit berücksichtigt und gemessen werden, da es sonst logischerweise zur verfälschten Messung der beiden Kraftkomponenten kommt.. Im einfachsten Falle würde man den Kraftmesser parallel zur Windrichtung ausrichten...

4. Selbst wenn die absolute Gleitzahlmessung nicht exakt stimmen sollte, könnte man doch bei konstanten Rahmenbedingungen abwechselnd zwei Schirme miteinander vergleichen und sehr genaue Unterschiede in der Leistung ermitteln können. (Arbeitstitel: "Blacklight vs Mentor3 vs Chili3 - die Offenbahrung" ;-) )

5. na klar, Minimum-Sinken ist für den Hobby-Hausbart-Flachland-Flieger wichtiger - die Belehrung brauch ich nicht.
Trotzdem bleibt die Gleitzahl ein spannender Parameter - neben vielen anderen..

[SATurn]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Reproduzierbarer wäre eine solche Messung mit Hilfe von geeigneten Testfahrzeuge wie sie z.B. der DHV für die Lasttests verwendet:

[setup]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Physikalisch dürfte es sicher kein großes Problem sein die Gleitzahl bis aufs Zehntel zu messen. Die Frage ist, ob wir das wollen? Ist in etwa das Gleiche wie beim Videobeweis im Fußball - worüber soll man am Stammtisch denn noch diskutieren? Ansonsten bin ich eher bei Mike, da mit einem Testfahrzeug sicher genauere Daten ermittelbar sind.

Michael

[Tino]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Klingt interessant. Könnte man aber auch umgekehrt für die Gurtzeuge machen.

Bei den Gleitzahlen könnte ich mir aber vorstellen dass es Meßfehler gibt weil die Schirme bei gleicher Größe unterschiedlich schwer sein können, z. B. Ellus vs. Tuareg. Ich würde vermuten dass der schwere Schirn weiter hinten hängt.

[Segelohr]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

5. na klar, Minimum-Sinken ist für den Hobby-Hausbart-Flachland-Flieger wichtiger - die Belehrung brauch ich nicht.
Trotzdem bleibt die Gleitzahl ein spannender Parameter - neben vielen anderen..

Ähh, das Minimumsinken im Trim (Steigen) finde ich generell interessanter als die GZ.
Die interessiert mich vor allem im beschleunigten Flug.
Ich glaube nicht, daß der Vergleich der puren Trim GZ was bringt. Wenn dann ist die ganze Polare interessant.
Und die am Trockendock zu ermitteln....ob das geht ?

[soundglider]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Also prinzipiell ist die Idee gut! Allerdings würde ich auch eher ein KFZ oder Windkanal nehmen und damit drei Parameter durchvariieren:

1. Geschwindigkeit

2. Bremsleinenweg

3. Beschleunigerweg

(jeweils alle Kombinationen, gemessen wird über den 3D-Kraftsensor)

Daraus lässt sich eigentlich hervorragend die komplette Polare und sogar noch mehr ermitteln. Eine klassische Polare ist beim GS ja sowiso eigentlich unterbestimmt, weil es nicht nur die lineare Möglichkeit der Geschwindigkeitsvariation gibt (du kannst auch gleichzeitig Beschleuniger und Bremse ziehen). Es entsteht also eine Schar von Polaren, die erst in kombinierter Betrachtung die tatsächliche Leistung des Schirms wiederspiegeln.

Zum Anstellwinkel: Eigentlich müsste sich in etwa der Anstellwinkel einstellen, der sich auch im Flug einstellt, oder? Es dürfte eigentlich näherungsweise aufs selbe rauskommen, ob man (Realität: ) den Winkel des Schirms zum Horizont konstant hält und den Gleitwinkel verändert, oder (Experiment: ) den Winkel des Schirms zum Horizont variiert und den Gleitwinkel parallel zum Horizont vorgibt. Bedeutet natürlich, dass man zur Berechnung von Auftrieb und Widerstand den exakten Nickwinkel des Schirms mitmessen muss (was aber auch nicht schwer ist)

[thunder1986]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Dann müsste man für jede Brems- oder Beschleunigerposition genau so schnell fahren, dass der vertikale Kraftvektor dem gewünschten Pilotengewicht entspricht. Könnte funktionieren, aber wohl sehr sensiebel für Wind etc.

[soundglider]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Muss man nicht unbedingt, wenn man für jede Position den kompletten Geschwindigkeitsbereich abfährt, kann man sogar im nachhinein sich passend zum Abfluggewicht die individuelle polare ausgeben lassen.

[D. Düsentrieb]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Das Kappengewicht muss natürlich zur vertikalen Kraft hinzuaddiert werden und sollte somit nicht mehr als Unsicherheitsfaktor mit eingehen. Per Schnittstelle zum Tempomat kann die Fahrzeuggeschwindigkeit von der Liftkraft geregelt werden.
btw. Fahrzeuge können bei jeder Tag- und Nachtzeit fahren und vielleicht gibts ja einen großen Hangar, dann stünde einer Indoor Testanlage nichts mehr im Wege.

[Andi1965]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Puh, gute Frage.
2 Hinweise, falls die Gleitzahl abgeleitet werden soll.
Auf dem Bild fiegt ein Moschi. Der Pilot treibt den Schirm an und der Anstellwinkel/Auftrieb/Drag ist groß.
Hat also ein Schirm bei geringerem Spritverbrauch (Kraftflug) auch eine bessere GZ? Das kann, muß aber nicht zusammen hängen.

Die Messgenauigkeit für den Drag spielt ab GZ 8 eine immer größere Rolle. Der Meßbereich bleibt aber.

Mit Zugleinen an der Kappe könnte man beide Einwände stark verkleinern.
Wenn der Pilot leicht hinter der Kappe bliebe, wären die Ergebnisse um Klassen verwertbarer.
Gute Frage, keine Antwort von mir. :-) Grüße Andi

[martinpi]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Das ganze habe ich mir so ähnlich auch schon überlegt. Bin halt ein Theoretiker.
Ich glaube dass man ohne (3D-)Kraftmessung auskommen müsste denn der Winkel unter dem die Leine von der Senkrechten abweicht ist schon der gesuchte Gleitwinkel (und sein Cotangens ist die Gleitzahl).

Ich habe einmal von einem Drachen-Bewerb gelesen (Drachensteigen, nicht Drachenfliegen) bei dem dieser Winkel gemessen wurde und Gewinner war wessen Leine am steilsten nach oben zog.

Allerdings: Da die Idee so einfach ist, und es nicht so gemacht wird, wird sie wohl irgendeinen Haken haben.

[D. Düsentrieb]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Das ganze habe ich mir so ähnlich auch schon überlegt. Bin halt ein Theoretiker.
Ich glaube dass man ohne (3D-)Kraftmessung auskommen müsste denn der Winkel unter dem die Leine von der Senkrechten abweicht ist schon der gesuchte Gleitwinkel (und sein Cotangens ist die Gleitzahl).

Nöö, da Du nicht davon ausgehen kannst, dass eine Leine bei null Auftrieb auch gleichzeitig senkrecht steht. Diesen "Nullauftriebswinkel" zu ermitteln wäre nochmals schwieriger.
Wüsstest Du, wo an der Kappe der Auftriebsschwerpunkt liegt, könnte man durchaus den Winkel dieses Punktes zum Aufhängepunkt am Tragegurt zur GZ Ermittlung nutzen. Aber wer weiß den schon so genau?

[martinpi]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Nöö, da Du nicht davon ausgehen kannst, dass eine Leine bei null Auftrieb auch gleichzeitig senkrecht steht. Diesen "Nullauftriebswinkel" zu ermitteln wäre nochmals schwieriger.
Wüsstest Du, wo an der Kappe der Auftriebsschwerpunkt liegt, könnte man durchaus den Winkel dieses Punktes zum Aufhängepunkt am Tragegurt zur GZ Ermittlung nutzen. Aber wer weiß den schon so genau?

Nööö.

Natürlich gehe ich nicht davon aus dass eine Leine bei null Auftrieb auch gleichzeitig senkrecht steht. Senkrecht steht die Leine bzw. der Traggurt (bei waagrechter Anströmung) wenn der Schirm null Widerstand hätte. Ein Schirm mit null Widerstand gleitet waagrecht. Ich bin jetzt zu faul das Kräftedreieck aufzuzeichnen aber das kannst du selber auch.
Ein waagrecht gleitender Schirm hätte eine Gleitzahl von unendlich. Die Abweichung des Traggurtes von der senkrechten wäre 0° und der Cotangens von 0° ist ... erraten .... unendlich.

Es ist ein Grundsatz in der Mechanik dass ein Seil nur eine Kraft in Längsrichtung übertragen kann, und daher unabhängig davon wo der Auftriebsschwerpunkt liegt. Das heißt dass du mit dem Winkel nichts anderes misst als mit dem Kraftsensor (bei dem du sonst das gleiche Problem hättest).

[D. Düsentrieb]

AW: objektive Gleitzahlmessung !

Tja, leider besteht unsere Beleinung und auch der Tragegurt nicht aus einer einzelnen Leine/Ebene. Und da die Lastverteilung in der Tiefe zuerst mal nicht bekannt ist, kannst du auch nicht die Richtung der resultierenden Kraft ermitteln, die letztendlich wieder zum Auftriebsschwerpunkt zeigen würde. Verlängern wir unseren Tragegurt mit einem einzelnen Band, dann enspräche dieses dem gesuchten Winkel. Kraftsensoren und Winkelmessung würden zum gleichen Ergebnis führen. Die Diskussion ging jedoch in die Richtung, wie man es einfacher mit weniger Messfehler realisieren kann und da wäre die Winkelmessung über eine Leinenlänge von 7m doch ziemlich genau. Schon einfach ein Foto würde zur Auswertung reichen.
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DD