Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

[shoulders]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Ein Gleitschirm transportiert ein Gewicht über eine bestimmte Strecke, er verrichtet also Arbeit (u.a. gegenüber der Schwerkraft) und wandelt dabei potentielle Energie in kinetisch Energie um. Da er diese Arbeit auch in einer bestimmten Zeit erledigt, kann daraus seine Leistung errechnet werden. Der Wirkungsgrad ist dabei „lediglich“ die Kenngrösse für die Effizienz der zugrundeliegenden Energieumwandlung.

Oder nicht?

Ciao / Maxl

Nö, nicht . Die Arbeit ist das Integral der Kraft über einen Weg. Vereinfacht lässt sich sagen: die einzige in das System investierte Kraft ist die Schwerkraft, und dem Gleitschirm kommt hierbei allenfalls die Rolle eines mehr oder minder effizienten Kraftwandlers zu (weniger Kraft über einen längeren Weg), aber das ist kein Leistungsindex. Führt hier aber von der Fragestellung weg...

CU
Shoulders

[soundglider]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Zurück zur Frage des TE bzgl. Zurücknicken/Pendeln bei Thermikeinflug, bevor sich hier wieder alles in pseudowissenschaftliches Blabla verstrickt:

Betrachte mal die Geschwindigkeitspolare des Schirms. Ein Schirm der zurücknickt, wird durch die Trägheit des Manövers gegenüber der Luft langsamer, z.T. deutlich unter 30km/h. Der Anstellwinkel ist hoch, zusätzlich zur Erhöhung des Anstellwinkels durch die Thermik kommt nun auch noch das Zurücknicken. In der Geschwindigkeitpolare ist ersichtlich, dass der Schirm in diesem Flugzustand ein Sinken gegenüber der Luft von >1,5m/s hat. Diese Leistungsverschlechterung entsteht durch die stärkere Aufdickung und Ablösung der Grenzschicht im hinteren Bereich des Profils bei hoher Anstellung.

Ein Schirm der neutral bleibt oder sogar nach vorne zieht, kompensiert durch sein Verhalten die Anstellwinkeländerung durch die Thermik, er bleibt also idealerweise im optimalen Betriebsbereich von 1,0m/s sinken ggü. Luft. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass beim Einflug in die Thermik einige Meter weniger verloren werden als beim zurücknickenden Schirm, sondern durch die höhere Geschwindigkeit kann der Pilot auch deutlich dynamischer und effizienter genau im Thermikzentrum einkreisen. Das was ein solcher Schirm beim Thermikeinflug gut macht, macht er beim Ausflug allerdings schlechter. Anstatt vorzunicken und Fahrt aufzunehmen, sacken einige dieser Schirme eher ein wenig durch. Idealerweise geht man also beim Ausfliegen aus der Thermik ins Gas, allerdings ist das bei stärkeren Randturbulenzen nicht jedermanns Sache.

[bauer]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

- "in meiner Welt" so ziemlich (fast) alles!

Zum Leistungsverlust beim Gleiten: Beim Pendeln im Gleitflug wird fortlaufend Energie der Geschwindigkeit in Energie der Lage (Höhe) umgewandelt - und umgekehrt. Diese Umwandlung hat einen geringen Wirkungsgrad und verursacht Energieverluste. Kleinere Pendelbewegungen können durch Steuereingaben gut gedämpft werden und der Leistungsverlust ist dann nicht so gewaltig.

Das Zurücknicken beim Thermikeinflug entsteht durch die destabilisierende Wirkung der Druckpunktwanderung am Profil. Bei einer Vergrößerung des Anstellwinkels (Thermikeinflug) wandert der Druckpunkt nach vorne und wirkt zusätzlich Anstellwinkelvergrößernd. (=instabiles Verhalten)

Letztlich dominiert natürlich die "Pendelstabilität". Beim folgenden Vornicken wandert der Druckpunkt deutlich nach hinten und verstärkt die Bewegung.
Stark gewölbte Profile haben eine große Druckpunktwanderung! Profile von "Hochleistern" die ja auch für höhere Maximalgeschwindigkeiten ausgelegt sind haben eher geringere Wölbungen und daher kleinere Druckpunktwanderungen. Hochleister haben auch eine größere Streckung (kleinere Flügeltiefe) und damit ist eine sonst gleiche Druckpunktwanderung v. z.B. 10% in cm gemessen deutlich kleiner.
Achtung! Die Lage des Druckpunktes und seine Wanderung sind stark von der Bremsbetätigung (Profiländerung) abhängig!
Dem Aufbäumen entgegen wirkt folgender Effekt:Wenn sich beim Einflug in die Thermik der Anstellwinkel vergrößert dann ändert sich auch die Richtung der Auftriebskraft und der Luftkraft - in diesem Fall nach vorne - der Schirm nickt bzw. beschleunigt nach vorne. (Definitionsgemäß steht der Auftrieb im rechten Winkel zur Anströmrichtung! -nicht im rechten Winkel zum Profil!)

Dieser Effekt führt bei vielen "Hochleistern" zum hineinbeschleunigen in die Thermik und das erleichtert wesentlich die Zentrierarbeit! (-findet selbst ins Zentrum.) - Und das Vornicken reduziert den turbulenzbedingten Anstieg des Anstellwinkels. (=Nickstabilisierende Wirkung)

Ein stark zurücknickender Schirm "prallt beim Thermikeinflug gegen eine Wand" - Das Einfliegen ins Zentrum und das Einkreisen im passenden Moment wird deutlich erschwert! (Wenn der Schirm hinten ist: Bremsen verboten!) Pendeln erschwert es nicht nur, die Thermik zu fühlen sondern auch, die Kurvenradien und die Fluggeschwindigkeit entsprechend der beabsichtigten Kreisbahn und der Zentrierbewegungen zu steuern! =großer Leistungsverlust! (-ohne Steuereingaben wird so ein Schirm die Thermik wahrscheinlich verlieren!) Der Vorteil des stärker gewölbten Profils lieget in der Langsamflugleistung - und die ist beim Kurbeln ja auch sehr wichtig!

[Willi Wombat]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Ich denke jetzt habe ich es auch verstanden.
Danke Bauer für diesen schönen 1. Beitrag.

[bauer]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Nachtrag zu #21:
Ein Schirm der zu starkem Nicken neigt ist auch ein Sicherheitsproblem!
Abhängig von der jeweiligen "Position" auf der Bahnschwingungskurve kann der Anstellwinkel gefährlich gross od. gefährlich klein sein.
Der verfügbare bzw. nutzbare Bremsweg ändert sich entsprechend ebenfalls laufend. = hohe Pilotenanforderung!
Der Schirm erfährt beim Einflug in die Thermik eine Anstellwinkelvergrösserung die durch die folgende Nickbewegung verstärkt wird. In dieser Phase ist die g-Last, die Leinenspannung und die Klapperresistenz hoch. ABER: "oben angekommen" ist die Fluggeschwindigkeit gering, die g-Last sowie die Leinenspannung und die Klapperresistenz stark verringert. Der Schirm nickt nach vorne und der Anstellwinkel wird klein. Wenn hier die Abwärtsböe kommt dann kann besonders der AAA+++111 -Schirm einen sehr kapitalen Klapper bekommen. Dazu finden sich etliche sehr "schöne" videos im Web.
Wird das im EN-Test berücksichtigt? -Nein. Wird das in der safetyclass berücksichtigt? -Nein. Diese Tests beziehen sich auf gezogene Klapper in ruhiger Luft! (Das sind voraussetzungen für die Gültigkeit der Tests!)
Das hat aber ausdrücklich nichts -od. zumindest wenig- mit unseren Flügen in wirklicher Luft zu tun.
Es soll sich BITTE niemand bei seiner Einschätzung der Sicherheit weitgehend auf die Schirmklasse verlassen! Das ist ein sicherer Weg zur Katastrophe!

[Vibe]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Nachtrag zu #21:
Ein Schirm der zu starkem Nicken neigt ist auch ein Sicherheitsproblem!
Abhängig von der jeweiligen "Position" auf der Bahnschwingungskurve kann der Anstellwinkel gefährlich gross od. gefährlich klein sein.
Der verfügbare bzw. nutzbare Bremsweg ändert sich entsprechend ebenfalls laufend. = hohe Pilotenanforderung!
Der Schirm erfährt beim Einflug in die Thermik eine Anstellwinkelvergrösserung die durch die folgende Nickbewegung verstärkt wird. In dieser Phase ist die g-Last, die Leinenspannung und die Klapperresistenz hoch. ABER: "oben angekommen" ist die Fluggeschwindigkeit gering, die g-Last sowie die Leinenspannung und die Klapperresistenz stark verringert. Der Schirm nickt nach vorne und der Anstellwinkel wird klein. Wenn hier die Abwärtsböe kommt dann kann besonders der AAA+++111 -Schirm einen sehr kapitalen Klapper bekommen. Dazu finden sich etliche sehr "schöne" videos im Web.
Wird das im EN-Test berücksichtigt? -Nein. Wird das in der safetyclass berücksichtigt? -Nein. Diese Tests beziehen sich auf gezogene Klapper in ruhiger Luft! (Das sind voraussetzungen für die Gültigkeit der Tests!)
Das hat aber ausdrücklich nichts -od. zumindest wenig- mit unseren Flügen in wirklicher Luft zu tun.
Es soll sich BITTE niemand bei seiner Einschätzung der Sicherheit weitgehend auf die Schirmklasse verlassen! Das ist ein sicherer Weg zur Katastrophe!

Ganz so kraß würde ich das nicht sehen. Die "Nickfreudigkeit" eines Schirmes läßt sich schon sehr schön daraus erkennen wie er nach einem Frontklapper anfährt.

Gruß

Claus

[bauer]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

[QUOTE=Vibe;458511]Ganz so kraß würde ich das nicht sehen. Die "Nickfreudigkeit" eines Schirmes läßt sich schon sehr schön daraus erkennen wie er nach einem Frontklapper anfährt.

Möglicherweise ist das richtig.
Ich bin aber nicht ganz davon überzeugt, ob dabei auch die Druckpunktwanderung eine dominnierende Rolle spielt.
Die Physik (Flugmechanik) des Anfahrens nach einem Frontklapper verstehe ich nicht vollständig. (Auch nicht die beim Anfahren aus dem Sackflug.)
Wer aus diesem Forum kann diesen Vorgang analysieren und eine gute Beschreibung liefern?
LG Hans

[Gast]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Die Physik (Flugmechanik) des Anfahrens nach einem Frontklapper verstehe ich nicht vollständig.
Wer aus diesem Forum kann diesen Vorgang analysieren und eine gute Beschreibung liefern?

Und dabei bitte auch sagen, wo der Punkt liegt, um den der Gleitschirm beim pendeln dreht?

[Willi Wombat]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Die Physik (Flugmechanik) des Anfahrens nach einem Frontklapper verstehe ich nicht vollständig.

Lässt sich das nicht mit dem oben von dir erklärten beschreiben?

Der Schirm wird im Sackflug senkrecht von unten umströmt und die Nasenkrümmung stellt im Gegensatz zur Austrittskante ein kurzes Profil dar.
Der Auftrieb wirkt wie du oben gesagt hast rechtwinklig zur Antrömrichtung und beschleunigt die Kappe damit horizontal nach vorne.
Dadurch dreht das System und damit das Kappenprofil zunehmend in die Anströmrichtung, wird immer schöner umströmt und produziert immer mehr Auftrieb in Horizontalrichtung
Der Pilot wird nach vorne gezogen und "springt" der Kappe hinterher.
Gleichzeitig ändert aber der Anströmvektor mit zunehmender Horizontalkomponente seine Richtung
Das Profil wird nicht mehr von unten sondern von schräg unten angeströmt und die Auftriebskraft dreht entsprechend auch aus der Horizontalen nach oben.
Das System stellt sich auf.

[pipo]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Hallo Claus,

Ganz so kraß würde ich das nicht sehen. Die "Nickfreudigkeit" eines Schirmes läßt sich schon sehr schön daraus erkennen wie er nach einem Frontklapper anfährt.

Da möchte ich widersprechen.
Das Anfahren (und das evtl. folgende Schießen) nach dem Frontklapper hängt in erster Linie vom Öffnungsverhalten ab:
Schirme, bei denen z.B. die Außenflügel nach dem Frontklapper sehr verzögert öffnen, fahren oft verzögert an und schießen gar nicht.
Schirme, die hingegen gleichzeitig an der gesamten Spannweite öffnen ("am besten" wenn der Schirm gerade maximal weit nach hinten gekippt ist) werden weiter vorschießen.

Über die "Nickfreudigkeit" außerhalb des Frontklappers sagt das so gut wie gar nichts aus.

vG,

P.

[gzimmermann]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Hans hat ja viel Plausibles darüber geschrieben. Physikalisch geht es wohl primär um Vektoren und Kräfte, Parallelogramme. Beim Nicken, Vorschiessen und Wiederöffnen des Schirms spielt deshalb wohl das Gewicht des Piloten in Relation zur Schirmgrösse, also die Flächenbelastung eine Rolle. Ich vermute, dass die Flächenbelastung eine wichtigere Rolle spielt als kleine Unterschiede in den Baumustern der Schirme.

[TobiasG]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Physikalisch geht es wohl primär um Vektoren und Kräfte, Parallelogramme.

Mein Reden: Gleitschirmfliegen ist eigentlich nur eine Mischung aus Spaß, Nylon und Wetter!

ps: kleiner Scherz am Rande

[bauer]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Die Beschreibung #27 von Willi gefällt mir gut - weil ich mir das auch genauso vorstelle. zumindest beim Anfahren aus einem senkrechten Sackflug.
Den Effekt mit der Nasenumströmung = Vortrieb erleben wir ja bei jedem Start....
Auch #28 und die wesentlichen Einflüsse des Öffnungsverhaltens sind sehr plausibel.

Wenn ich sage dass ich das das nicht vollständig verstehe meine ich:
Ich kenne nicht die Absolutwerte der verschiedenen Kräfte und kann sie nicht sinnvoll "addieren".
Auch der sicher grosse Einfluss wie weit das "Pendel" beim Frontklapper ausgeschlagen hat ist ein wesentlicher Faktor. -Und das Öffnungsverhalten...
Ich denke, dass auch der Widerstand von Kappe und Leinen eine große Rolle dabei spielt. -Und auch die Flächenbelastung!

Hat jemand eine Idee wie bzw. ob man aus der grundsätzlichen Schirmauslegung auf die grösse des vornickwinkels schließen kann???
Oder: Welche Schirme nicken besonders weit vor???
UND: Ist weites Vornicken generell sehr gefährlich???

Aber vielleicht ist es theoretisch auch kaum abschätzbar weil zu viele Faktoren mitspielen???

LG Hans

[creg]

AW: Was ist so schlimm am Zurücknicken beim Thermikeinflug

Hallo Claus,
Da möchte ich widersprechen.
Das Anfahren (und das evtl. folgende Schießen) nach dem Frontklapper hängt in erster Linie vom Öffnungsverhalten ab:
Schirme, bei denen z.B. die Außenflügel nach dem Frontklapper sehr verzögert öffnen, fahren oft verzögert an und schießen gar nicht.
Schirme, die hingegen gleichzeitig an der gesamten Spannweite öffnen ("am besten" wenn der Schirm gerade maximal weit nach hinten gekippt ist) werden weiter vorschießen.
Über die "Nickfreudigkeit" außerhalb des Frontklappers sagt das so gut wie gar nichts aus.
vG,
P.

Hier ein Beispiel dazu...