Kriterien für "Dynamik"

[andsch]

Moin,

kann mir ein Aerodynamiker (oder von mir aus auch ein Nichtaerodynamiker) erklären welche Kriterien ein Schirm haben muss damit er besonders "dynamisch" ist?
Neben der Größe (und der daraus resultierenden Flächenbelastung) gibt es doch sicher auch etliche konstruktionelle Mittel (z.B. Streckung) die zwischen einer "gedämpften" und einer "dynamischen" Kappe unterscheiden.

Welche sind das denn in Summe?
Kann man das überhaupt auf einzelne Designelemente runterbrechen?
Ist es für den "Laien" (also, nicht-Konstrukteur wie DU und Ich) irgendwie möglich schon durch betrachten des Schirms Rückschlüsse auf die Dynamik zu treffen?

Danke für alle Rückmeldungen!
Andreas

[X-Dream Dani]

AW: Kriterien für "Dynamik"

Hallo Andreas,

Ich gehöre eher zu den "Nichtaerodynamikern". Trotzdem versuche ich dir meine Sicht der Dinge zu erklären.

Die Problematik beginnt aus meiner Sicht schon beim Begriff "Dynamik". In der Mechanik ist die Dynamik ein Teilgebiet, dass sich mit der Wirkung von Kräften befasst. In unserem konkreten Fall, beim Gleitschirm, wird mit dem Begriff Dynamik im weitesten Sinne die Geschwindigkeitszunahme in Abhängigkeit der Flächenbelastung beschrieben. Einfach gesagt, definiert die Dynamik wie viel Km/h schneller fliegt mein Schirm wenn ich um 10kg schwerer bin.

Natürlich ist diese Erkenntnis für die Einschätzung eines Gleitschirmes nicht wirklich aussagekräftig. Trotzdem wird gerade diese Kenntnis entscheidend um von konstruktiver Seite einem Schirm Dynamik zu verleihen. Das Profil ist ein wichtiges Element um einem Schirm entsprechende Dynamik zu verleihen. Unterschiedliche Profilformen erzeugen unterschiedliche Dynamik, sprich Geschwindigkeitszunahme.

Das Profil ist jedoch nicht alleine verantwortlich um ein Gleitschirm als dynamisches Gerät erscheinen zu lassen. In der Regel verändert sich unser Abfluggewicht ja nicht in einem Masse bei dem wir exorbitante Geschwindigkeitsunterschied zu erwarten hätten. Unser tiefe Schwerpunkt, die langen Leinen jedoch erzeugen eine Fliehkraft die eine höhere Flächenbelastung am Schirm generiert. Die Zunahme der Flächenbelastung in einer Spirale oder Wing-Over lässt selbst ein wenig dynamisches Profil zu merklicher Geschwindigkeitszunahme überreden und der Schirm wird als "dynamisch" betitelt. Dies obschon das Profil nicht wirklich zu den dynamischen Profilen gehört.

Gerade die Entwicklungen der letzten Jahre gingen in genau diese Richtung. Die Profile sind im Nasenbereich eher rund und stumpf geworden, die Leinenlängen eher grösser und die Kappenkrümmung auch eher Richtung grosser Tunnelierung. Das Profil würde die Dynamik eigentlich ausbremsen. Durch die langen Leinen und die starke Tunnelierung wirken die heutigen Schirme bei Wing-Over und Spiralen schnell dynamisch. Die effektiv messbare Geschwindigkeitszunahme in Abhängigkeit zum Pilotengewicht ist jedoch klein.

Die "alte" Profilgenerationen sind grundsätzlich dynamischer gewesen. Die kurzen Leinen lassen jedoch das Gegenteil erfühlen.


Gruss


Dani

X-Dream Fly

[RaoulDuke]

AW: Kriterien für "Dynamik"

In unserem konkreten Fall, beim Gleitschirm, wird mit dem Begriff Dynamik im weitesten Sinne die Geschwindigkeitszunahme in Abhängigkeit der Flächenbelastung beschrieben.

Ist die nicht immer gleich? Bei 10% Gewichtszunahme brauche ich 10% mehr Auftrieb, dafür wiederum 5% mehr Geschwindigkeit....

[pipo]

AW: Kriterien für "Dynamik"

Hi,

Ist die nicht immer gleich? Bei 10% Gewichtszunahme brauche ich 10% mehr Auftrieb, dafür wiederum 5% mehr Geschwindigkeit....

Ja genau, das ist für jeden Schirm die selbe Gesetzmäßigkeit.

kann mir ein Aerodynamiker (oder von mir aus auch ein Nichtaerodynamiker) erklären welche Kriterien ein Schirm haben muss damit er besonders "dynamisch" ist?
Neben der Größe (und der daraus resultierenden Flächenbelastung) gibt es doch sicher auch etliche konstruktionelle Mittel (z.B. Streckung) die zwischen einer "gedämpften" und einer "dynamischen" Kappe unterscheiden.

Wenn du Dynamik quasi als Gegenpol zur Dämpfung siehst, macht es vielleicht Sinn, das in die einzelnen Achsen zu zerlegen. Die Dynamik um die Hochachse (Gieren) steigt mit

• kleinerer Schränkung
  wenn der Außenflügel sehr schnell getrimmt ist, ist der Schirm drehwilliger um die Hochachse, weil außen weniger bremst.
• kleinerer Spannweite
  Je kleiner die Spannweite, desto kleiner der Hebelarm des bremsenden Außenflügels beim gieren.
• geringere Pfeilung
  Erklärung siehe z.B. hier: http://www-imk.fzk.de/~kouker/flugphysik/#kvpfeil

Diese Punkte betreffen den nicht angebremsten Schirm.
Sobald man über die Bremse eine Kurve einleitet, bekommt die Bremsgeometrie natürlich eine wesentliche Bedeutung. Ist die Bremse z.B. so betont, dass der Außenflügel besonders stark angebremst wird, wir der Schirm schnell um die Hochachse drehen, aber dabei auch zum Bohren neigen.


Die Dynamik um die Längsachse (Rollen) steigt mit:

• größerer Krümmung
  die Erklärung ergibt sich weitgehend aus der Erklärung der V-Form: http://www-imk.fzk.de/~kouker/flugphysik/#stlachse
  Die Schirmkrümmung wäre in gewisser Weise eine negative V-Form.
• Leinenlänge
  Lange Leinen erhöhen tendentiell die Rolldämpfung. Wenn Dynamik das Gegenteil der Dämpfung ist, erhöht sich also die Dynamik durch kurze Leinen.
• Aufhängungsgeometrie
  Es gibt Schirme mit eingebauter Kreuzverspannung im Schirm. (wenn z.B. die mittlere Profilrippe vom linken und rechten Tragegurt aufgehängt ist.) Das erhöht natürlich die Dämpfung. Wie die Aufhängung für hohe Dynamik aussieht kann man sich vielleicht denken.

Auch hier spielt die Bremsbetonung wieder eine große Rolle



Die Dynamik um die Querachse (Nicken) steigt mit:

• wenig druckpunktstabilem Profil.
• kurzer Leinenlänge

Besonders beim Nicken spielt aber auch die Formstabilität des Schirms eine große Rolle. Ein SuSi z.B. neigt bei wenig Last zur Deformation zwischen den Aufhängungsebenen. Lässt man den Schirm vorschießen deformiert er sich also in Flügeltiefen-Richtung. Das dämpft jede Nickbewegung. Mit normaler Flächenbelastung ist es daher kaum möglich, hohe Wingover zu fliegen, weil durch die Deformation Energie "geschluckt" wird, und weil sich so vergleichsweise wenig Dynamik aufbauen kann.

Grundsätzlich denke ich, dass ein kompakter Schirm (der also kaum zu Deformationen neigt) wichtig für große Dynamik ist. Der Flügel sollte also auch bei kleinen Anstellwinkeln nicht entleeren, oder zwischen den Ebenen zusammenschieben. Das ist wiederum von einer Vielzahl von Parametern abhängig.

Der ganz entscheidende Einfluss für die Dynamik ist aber sicher die Flächenbelstung, aber die wurde eh schon erwähnt!

vG!

P.

[soundglider]

AW: Kriterien für "Dynamik"

Hallo Pipo,
gäbs in diesem Forum Karma, hättest du jetzt ein +1 von mir
Danke für den fundiert erklärten Beitrag!

[martinpi]

AW: Kriterien für "Dynamik"

Ja genau, das ist für jeden Schirm die selbe Gesetzmäßigkeit.

Ja genau, das wollte ich auch schon einwenden.
Übrigens nicht nur für jeden Schirm sondern für jedes Fluggerät vom Papierflieger bis zum A380.

Danke für deine Ausführungen!