Flächenbelastung und Leistung

[fritz]

Welchen Einfluß hat die Flächenbelastung auf die Leistung eines Gleitschirmes?

Wird die Flächenbelastung höher, nimmt die Geschwindigkeit zu und das Steigvermögen ab. Das ist allgemein bekannt.
Ist das zwangsläufig, oder gibt es auch Schirme, die eine Mindestbelastung brauchen um einigermaßen gut zu steigen?
Wie verändert sich das Gleiten mit der Flächenbelastung?

Fritz

[harald e. wolf]

AW: Flächenbelastung und Leistung

"Wird die Flächenbelastung höher, nimmt die Geschwindigkeit zu und das Steigvermögen ab. Das ist allgemein bekannt."

...wo hast Du geschult?

[MURMEL]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Hallo Fritz,

die Flächenbelastung ändert die Gleitzahl selbst nicht, sie verschiebt nur die Geschwindigkeit des besten Gleitens, das heißt, je geringer die Flächenbelastung umso geringer ist die Geschwindigkeit des besten Gleitens und je höher die Flächenbelastung umso höher die Geschwindigkeit des besten Gleitens. (Physikalisch ist es das Verhältnis aus Auftrieb zu Widerstand und da in der Formel sowohl im Zähler wie auch im Nenner die Geschwindigkeit vorkommt, kürzt sich das weg.)

Eine Mindestflächenbelastung muß schon sein, weil du sonst keine vernünftige Vorwärtsgeschwindigkeit erfliegen kannst. Zwar bleibst du dann unter Umständen auch wegen deines sehr geringen Sinkens ewig lange oben, kommst aber nicht gescheit vorwärts. Du brauchst also eine bestimmte Flächenbelastung nicht, um gut zu steigen (da ist weniger Gewicht gut) sondern um eine bestimmte Fluggeschwindigkeit zu erreichen.
Viele Grüße
Michael C.

[Micha0365]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Welchen Einfluß hat die Flächenbelastung auf die Leistung eines Gleitschirmes?

Murmel hat Recht. Mit ein wenig Überlegen, kann man sogar selbst drauf kommen...

Grenzwertbetrachtung:
Fall A) Flächenbelastung = beinahe Null
Der Schirm steigt exakt gleich mit der Luftmasse, also ideal (Massenträgheit mal außen vor).
Allerdings macht er auch keine Vorwärtsfahrt mehr, sondern bewegt sich auch in Horizontalrichtung mit der Luftmasse. Im Prinzip ist das ein ausbalancierter Fesselballon.

Fall B) Flächenbelastung = sehr sehr groß
Der Schirm steigt überhaupt nicht, weil die durch Aufwind an der Tragfläche entstehende Kraft stets kleiner ist, als die Gewichtskraft, die das Fluggerät nach unten zieht. Ist ein Tragflächenprofil vorhanden (oder etwas anderes asymmetrisches), wird auf jeden Fall eine Vorwärtsfahrt erzeugt. Ein Beispiel für ein Flugobjekt mit relativ großer Flächenbelastung ist das Space Shuttle. Das hat reichlich Vorwärtsfahrt und kann antriebslos landen, ohne zu zerschellen aber es würde höchstens in einem heftigen Tornado ohne Antrieb steigen können. Die Gleitzahl ist dabei mit geschätzten 4 bis 5 (im Unterschallflug) noch nicht einmal dramatisch schlecht. Die hängt nämlich nicht von der Flächenbelastung ab, sondern nur vom Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand.

Man kann aus den Grenzwertbetrachtungen also direkt ableiten, dass Deine anfängliche Aussage ohne Ausnahme stimmt: "Wird die Flächenbelastung höher, nimmt die Geschwindigkeit zu und das Steigvermögen ab. "

Die Gleitzahl ändert sich nicht, wenn man die Flächenbelastung ändert. Das Fluggerät sinkt zwar schneller, fliegt aber auch schneller vorwärts. Ausschlaggebend ist nur lift/drag.

[Gast]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Z.B. hier (how2soar.de) ist es gut erläutert. Zum Beispiel:
Du sparst bei deinem neuen Gurtzeug samt Leichtretter und Diät 10kg Gesamtgewicht ein. Bisher hattest du 110kg Abfluggewicht, nun sind es 100. Dein Schirm hat eine proj. Fläche von 25m². Deine FB lag also bei 4,4kg/m² und liegt nun bei 4,0kg/m².
Dein geringstes Sinken lag bisher bei 1,05 m/s und liegt nun bei:
vSink: 1,00 m/s = 1,05 m/s * Wurzel (4,0 / 4,4 ) // Hier hätte man auch direkt die Gewichtsunterschiede nehmen können.

Oder anders herum, du futterst dir über Weihnachten 10 kg an:
vTrim: 40,0 km/h = 38,3 km/h * Wurzel (120 kg / 110 kg) // FB nun bei 4,8kg/m², du bist nun außerhalb des zugelassenen Bereichs...

Mit der Weihnachtsgans im Bauch verschiebt sich aber auch die Gleitzahl nach schneller, d.h. wenn du vorher eine GZ von 9,04 bei 38,3 km/h hattest, hast du nun 9,04 bei 40km/h. Und das kann man durchaus als bessere Leistung verstehen.

Das Ganze stimmt bei Gleitschirmen aber u.a. deswegen nicht, weil eine unterschiedliche Flächenbelastung auch den Innendruck und die nach außen wirkende Zugkraft, und damit das Profil ändern. Aber die Größenordungen dürften hinhauen.

[fritz]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Es geht mir um das Für und Wider des Fliegens mit hoher Flächenbelastung.
Den Spruch:"Den mußt du ganz oben am Gewichtsbereich fliegen, damit er richtig geht", hört man oft.
Warum ist das so?
Der Armin Harich fliegt seine großen Strecken wohl mit mittlerer Flächenbelastung. Die meisten anderen eher am oberen Rand. Den Unterschied Flachland - Alpen kenne ich. Das soll nicht mein Thema sein.
2 bis 3 km/h mehr sind bei 10 Stunden Flugzeit kaum 30 km Srecke, weil ja auch noch ein paar Kreise notwendig sind.
Welche Faktoren spielen dann noch eine Rolle?
Der Schirm liegt ruhiger in der Luft, nickt weniger, klappt später. Macht das auch mehr Leistung?

Fritz

[Tino]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Mehr Flächenlast = mehr Innendruck = glatteres Segel.

Größere Schirme haben mehr Flächenlast weil die Beladung im Quadrat steigt. Die Falten werden relativ zur Größe gesehen kleiner, der Schirm relativ glatter.

[MURMEL]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Hallo Fritz,
im Grunde ist es ein Kompromiss aus schnellerem Vorwärtskommen bei hoher Flächenbelastung und (zumindestens ist das in der Segelfliegerei so) den damit schlechteren Steigflugeigenschaften und höherem Sinken. Da fliegt man also bei guter starker Thermik mit hoher Flächenbelastung.
Und bei schwächerer Thermik läßt man den Wasserbalast zuhause oder läßt ihn ab.
Und da im Flachen eher die Thermik schwächer ist, ist da dann die geringere Flächenbelastung die sinnvollere Alternative und in den Bergen die höhere Flächenbelastung.
Und manchmal ist es im Flachen ja sogar so, daß du mit der höheren Flächenbelastung gar nicht hoch kommst.
Und je mehr du viel geradeaus fliegen kannst und der Kurbelanteil geringer ist , z.B. Wolkenstraßen, Gebirgsketten, um so sinnvoller ist die hohe Flächenbelastung.
Viele Grüße

Michael C.

[fritz]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Hallo Fritz,
im Grunde ist es ein Kompromiss aus schnellerem Vorwärtskommen bei hoher Flächenbelastung und (zumindestens ist das in der Segelfliegerei so) den damit schlechteren Steigflugeigenschaften und höherem Sinken.
Viele Grüße

Michael C.

Wieviel Strecke das beim Segelflieger ausmacht, kann ich nicht beurteilen.
Beim Gleitschirm kann es nach meiner - vielleicht zu einfachen Schätzung - 30 km ausmachen und das bei erhöhtem Absaufrisiko.
Davon abgesehen, daß Gegenwindschenkel so bestimmt besser zu fliegen sind.

Kann es sein, daß ein faltenfreies Segel bei höherer Flächenlast die Erklärung (von Tino) ist?

Fritz

[Uli Straßer]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Da fliegt man also bei guter starker Thermik mit hoher Flächenbelastung.
Und bei schwächerer Thermik läßt man den Wasserbalast zuhause oder läßt ihn ab.

Und ich grüble immer noch darüber nach, wie man im Laufe eines längeren Streckentages die Flächenbelastung erhöhen könnte . Mit geringerer Flächenbelastung starten, um bei schwacher Thermik am Vormittag nicht gleich am Boden zu stehen und bei im Tagesgang zunehmend stärkerer Thermik Antimaterie ablassen, um dann mit höherer Flächenbelastung schneller fliegen zu können wäre so eine Vision. Hat jemand so etwas ähnliches wie Antimaterie, d.h. ich schmeiße was weg und erhöhe dabei meine Gesamtmasse .

Im Flug die Gleitschirmfläche (aerodynamisch sinnvoll, nicht wie öfter zu beobachten impulsartig und eher sinnlos ) zu verkleinern erscheint mir als Ingenieur allerdings zumindest momentan eine realistischere Möglichkeit zu sein. Auf geht's, Jugend forscht .

Gruß

Uli

PS: Man könnte natürlich auch an vorher organisierten Depots (z.B. Berggipfel) Masse aufnehmen. Bei entsprechendem Geschick und Helfer auch im Flug vorstellbar .

[gleitschirmroli]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Und ich grüble immer noch darüber nach, wie man im Laufe eines längeren Streckentages die Flächenbelastung erhöhen könnte . Mit geringerer Flächenbelastung starten, um bei schwacher Thermik am Vormittag nicht gleich am Boden zu stehen und bei im Tagesgang zunehmend stärkerer Thermik Antimaterie ablassen, um dann mit höherer Flächenbelastung schneller fliegen zu können wäre so eine Vision. Hat jemand so etwas ähnliches wie Antimaterie, d.h. ich schmeiße was weg und erhöhe dabei meine Gesamtmasse .

Darüber (also nicht Antimaterie) haben wir uns schon früher den Kopf zerbrochen und es gibt da evtl eine Lösung über die wir heute lachen aber die vielleicht in 10 Jahren in jedem Streckenfluggurtzeug verbaut sein wird.
Man nehme: einen kleinen kompakten Luftentfeuchter und gewinnt so Wasser aus der Luft. Durch Wolkenflug kann die Wasseraufnahme drastisch erhöht werden
Die Dinger sehen im Katalog noch etwas sperrig aus aber ich denke unsere fliegenden Ingenieure können das schon irgendwie aerodynamisch verpacken.

http://www.luftentfeuchter-shop.ch/luftentfeuchter/315-meaco-10l.html

[Seba]

AW: Flächenbelastung und Leistung

... vielleicht in 10 Jahren in jedem Streckenfluggurtzeug verbaut sein wird...
http://www.luftentfeuchter-shop.ch/l...meaco-10l.html

Sehr, sehr, sehr unwahrscheinlich. Mit der gleichen Energie die Du für eine relevante Menge Wasser brauchst könntest Du alternativ richtig lange einen Propeller oder Impeller im Gurtzeug antreiben. Da wäre es doch sehr viel besser gleich mit einer schnelleren Fläche zu starten und vor und nach der starken Thermik etwas zusätzlichen Schub zu geben - hat sich ja evolutionär bei den Vögeln schon bewährt...

[GerLitz]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Luftbetankung, während ner Talquerung vom Motorschirmtrike aus

Damits schnell geht, könnte man direkt nen Wasser-Sack im Front-Container übergeben.
Das Trike fliegt drüber, der Container wird an einer Schnur herab gelassen, Uli zieht sich das Ding vor die Brust und klinkt die Karabiner um - fertig.

Stellt Euch nicht so an

PS
Uups, kam ja als Idee von Uli selber als PS noch hinterher, hatte ich gar ni gesehen

[Uli Straßer]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Uli, warum so komliziert???

Helium o.ä. in Airbag, z.B. den Aufblasbaren von Karpo, wenn Belastung steigen soll ablassen. Eventuell könntest du eine kleine Flasche mit flüssigem Helium zum Auffüllen am Abend wieder hernehmen...

Gruß Moses

Guter Ansatz, aber nur Airbag/Gurtzeug wohl zu geringes Volumen um wirksamen Auftrieb zu erzeugen. Evtl. ganzen Schirm mit Helium füllen . Gesamtwirkungsgrad kann evtl. durch geeignete Onboard-Verpflegung - i.e. Hülsenfrüchte o.ä. - noch gesteigert werden, Stichwort Ausgasung... .

Gruß

Uli

[Ubache]

AW: Flächenbelastung und Leistung

Guter Ansatz, aber nur Airbag/Gurtzeug wohl zu geringes Volumen um wirksamen Auftrieb zu erzeugen. Evtl. ganzen Schirm mit Helium füllen

Und dann hat man ja immer noch den Wasserballast dabei, den man abends ablässt. Morgens Helium für umgerechnet 10 kg mehr Auftrieb rein, mittags ablassen und abends 5 kg Wasserballast ablassen. Dann hat man den gewünschten Effekt.

Oder einfach Segelflieger fliegen, wenn's der Gleitschirm nicht mehr tut