Aerodynamik bei Seitenwind für Vortrieb

[TheoS]

Hier ist noch die Tabellenkalkulation als PDF gespeichert. Die bearbeitbare Tabellenkalkulation ist darin als ODS Datei eingebettet. Sie erscheint wenn das PDF mit Libre Office geöffnet wird. (MS-Office, Open Office und Gnumeric können das leider nicht.) Wer das macht, wird feststellen, dass es leicht ist, Parameter einzustellen, wo das Resultat keinen Sinn mehr macht. Also Vorsicht mit Schlussfolgerungen...

 

[Leonardi]

Hier ein Bild der Tabellenkalkulation (die Datei selbst liess sich nicht anhängen):

Wenn DU "Dateien anhängen" klickst, so steht dort: "Benutzerdefinierte Dateien(*.zip, *.txt, *.pdf, *.png, *.jpg, *.jpe, *.gpe, *.gif, *.gpx)". Das bedeutet, das Du Excel Dateien z.B. *.xls oder beliebig andere Dateien vorher in *.zip Dateien umwandeln musst um sie hochladen zu können.

Zum komprimieren und dekomprimieren (zippen und entzippen) gibt es viele Programme: https://de.wikipedia.org/wiki/ZIP-Dateiformat#Programme

Gruß Leonardi

 

[TheoS]

Danke Leonardi. Hier noch als ZIP. Wenn das ODS in MS-Office nicht funktioniert, kann ich noch ein XLS nachschieben. Viele Grüsse, Theo

 

[labella-baron]

Das Höhe:Tiefe- Verhältnis eines Flugel-Winglets ist ein völlig gegensätzliches zu Deiner Bauart, die mehr mit einem Grenzschicht-Zaun gemeinsam hat.

Dann werde ich mich wohl mehr mit dem Grenzschichtzaun beschäftigen müssen.

Habe nun versucht einen solchen anzubringen:

Leider war heute wieder lediglich Windstärke 3 vor Ort. Kein Unterschied verifizierbar. Muss auf besseren Wind warten.

 

[labella-baron]

Könnte die Segelenergie gespeichtert werden (z.b. mit elektrischer Nutzbremsung) würde über den ganzen Halbkreis ein Energiegewinn stattfinden (Punktlinie, gemittelt ca. 15 W, bei 100% Wirkungsgrad).

Wenn ich deine ODT-Datei öffne, verläuft die Punktlinie nicht bei -15W, sondern bei ca. +40W. Auch die VA-Geschwindigkeiten sind bereits anders: in L7 steht 15,00 statt 16m/s.
Was kann da los sein?

Edit: Ah als Wind war nur 5m/s eingetragen

 

[w_v5pl]

Ich notiere beim Befahren "meiner" Strecken immer Windrichtung und -Stärke.

In der hügeligen Umgebung hier ändert sich Beides lokal nicht nur graduell, auch wirkt der Wind nie über mehr als etwa 1 km ungestört auf's VM.
Subjektiv habe ich den Eindruck, daß seitlicher Wind von schräg hinten am Besten hilft.

Um relativ unwirksamen seitlichen Wind, und Wind von hinten, "nutzbar" zu machen, schwebt mir eine Veränderung der "Segelfläche" vor.

Ich habe auf dem Feld einen kleinen Lenkmatten-Drachen ausprobiert, aber der ist für einen VM-Fahrer allein während der Fahrt nicht handhabbar, von der zusätzlichen Aufmerksamkeit ganz abgesehen.
Ausnahme bleibt vielleicht dies:

Mir schwebt eine dezente und leicht zu aktivierende zusätzliche "Segelfläche" vor, muß ja nicht gleich die Ausmaße wie beim Whike haben um zu wirken.

Grüße,
Christian

 

[TheoS]

Edit: Ah als Wind war nur 5m/s eingetragen

Danke für den Hinweis. Sorry, ich hatte es nicht auf den ursprünglichen Wert zurückgesetzt.

Ich hatte in der Beschreibung der Datei einen wesentlichen Schritt vergessen, wie man zum Vortrieb (hier T) kommt. Gemäss einer Segelformel ist T = L sin (α) - D cos (α), wobei L "Lift" ("Auftrieb"), D "Drag" ("Widerstand") und α den Anströmwinkel des scheinbaren Winds bedeuten. (Ebenfalls gilt H = L cos (α) + D sin (α) wenn man die seitliche Kraft H will, um den Schlupf der Reifen oder das Kippmoment des VM zu schätzen.)

L wird folgendermassen berechnet, gemäss Hoerner: CL = α AR π / 2 (α in rad), oder CL ≈ 0.0274 α AR (α in Grad). Dies gilt jedoch nur bis α ≈ 15°, so dass die Berechnung umso ungenauer wird, desto höher das Verhältnis wahrer Wind / Fahrzeuggeschwindigkeit ist. D wird durch die folgende gebastelte Näherungsformel dargestellt: CD ≈ 0.09 - 0.1 CL + 0.54 CL² (für CL ≤ 1)). Wenn ich etwas Zeit habe, werde ich versuchen stattdessen die in diesem Thread gegebenen Messungen zu nehmen.

 

[Christoph Moder]

Wenn DU "Dateien anhängen" klickst, so steht dort: "Benutzerdefinierte Dateien(*.zip, *.txt, *.pdf, *.png, *.jpg, *.jpe, *.gpe, *.gif, *.gpx)". Das bedeutet, das Du Excel Dateien z.B. *.xls oder beliebig andere Dateien vorher in *.zip Dateien umwandeln musst um sie hochladen zu können.

Danke Leonardi. Hier noch als ZIP.

ODS-Dateien sind ja bereits Zip-Dateien; eigentlich muss man sie nur umbenennen.

 

[labella-baron]

Ausnahme bleibt vielleicht dies:

Dieses Video ist wirklich erstaunlich

 

[labella-baron]

L wird folgendermassen berechnet, gemäss Hoerner:

Ich finde nichts zu Hoerner und Diskus - hast du da einen Link?

Im Gegensatz zum Diskus rotiert unser VM ja nicht wie ein Flettner-Rotor.
Aber dieser zusätzliche Vortriebseffekt geht ja in deine Berechnungen gar nicht ein - oder doch?
Dagegen müsste die VM-"Tropfen"-Form ja günstiger als die halbe Diskusscheibe sein.

 

[TheoS]

Hoerner, S. F. (1965). Fluid Dynamic Drag. Bricktown, N.J.: Hoerner.
Hoerner, S. F. and H.V. Borst (1975). Fluid Dynamic Lift. Bricktown, N.J.: Hoerner.
https://www.worldcat.org/title/flui...erodynamic-and-hydrodynamic-lift/oclc/1870614
Die längst vergriffenen Bücher gibt es in vielen Uni-Bibliotheken aber nicht online. Ich versuche später das Diagramm für den Diskus zu scannen. Es steht nichts wegen Rotation. Auch die Quelle "Aerodynamics of the Discus" von Richard Ganslen findet sich nicht, dafür modernere Artikel wie dieser. So ein halber Diskus oder eine halbe Linse, z.B. 2.5 m lang und hoch und 0.5 m breit und nahe am Boden gibt intuitiv kein schlechtes Segel, liesse sich aber sicher verbessern und wäre ohne Ausleger oder Kippmechanismus zu wenig stabil.

 

[TheoS]

Sorry, das war falsch. 1.25 m hoch. Und noch eine andere Korrektur: Die Auftriebsformel für den Diskus geht gut bis ca. 25° Anströmwinkel, nicht 15°. Im angebenen "Aerodynamic Beviour of a Discus" sogar bis 30° und mit leicht besseren L/D-Werte als Ganslen/Hoerner, die sich laut Text kaum unterscheiden, ob der Diskus rotiert oder nicht. Deshalb erübrigt sich der versprochene Scan.

 

[labella-baron]

Muss auf besseren Wind warten.

Heute wars wieder nix: Windstärke 4 - aber aus der falschen Richtung, aus Süd
Kann mich nicht erinnern, dass es hier Südwind mit vier Beaufort je gegeben hat.

 

[w_v5pl]

Diese Stelle auf dem Rückweg von meiner "Jogging-Strecke" Richtung Norden, kurz vor dem Wiesbach



zeigt mir, wie stark mich der seitliche

Rückenwind

unterstützt.

Ich komme aus der Langgasse, und nach dem Kreisel (~25 km/h) schaffe ich's bis zur Brücke über den Wiesbach normalerweise auf etwa 37 km/h.

Gestern Nachmittag waren es dort 41 km/h, bis Armsheim nicht unter 35.
Ich hatte den Schaumdeckel nur auf dem Hinweg genutzt, auf dem Rückweg zur Vergrößerung der "Segelfläche" verstaut und offen gefahren.

Grüße,
Christian

 

[labella-baron]

Heute wars wieder nix: Windstärke 4 - aber aus der falschen Richtung, aus Süd

Heute mit Westwind gings besser.

Aber auch bei Böen nur bis einstellige km/h beschleunigend. Erst bei 15km/h konnte ich dauerhaft rollen.
Als Maximum wurde offiziell Windstärke 6 mit Böen 65km/h gemessen - wo halt gerade genau.
Langsam denke ich, dass das Evo-S hierzu doch nicht optimal geeignet ist.

 

[labella-baron]

Langsam denke ich, dass das Evo-S hierzu doch nicht optimal geeignet ist.

Das Evo-R aber auch nicht : Ebenfalls bei Windstärke 6 aus Westen
Verstehs nicht, damit ging das schon mal deutlich besser. Offenbar spielt die Umgebung eine große Rolle.

 

[labella-baron]

So, heute bei Windstärke 6 - aber die messen ja in 10m Höhe
In VM-Kopfhöhe habe ich nur ca. 5m/s gemessen - also effektiv nur Windstärke 3 !

Bei 3m/s aus der richtigen Richtung bin ich mit dem Evo-S bei meinem Systemgewicht losgerollt und es hat gaanz sachte beschleunigt bis es wieder vorbei war. In Gegenrichtung natürlich auch.
Aber immerhin bin ich einmal bis 18km/h gekommen.

 

[Christoph Moder]

Gestern Abend war es sehr windig; ich war zwar nicht auf freiem Feld unterwegs, d.h. keine konstanten Bedingungen, sondern sehr böig und viel wechselnder Lenkeinfluss. Aber irgendwann hat mich auch mal eine heftige Bö getroffen, tendenziell von schräg hinten, und mich kurz spürbar beschleunigt – bergauf! (Kann also nicht sagen, ob das Segeleffekt oder einfach Staudruck war.)

 

[labella-baron]

Kann also nicht sagen, ob das Segeleffekt oder einfach Staudruck war.

Wie schnell warst du denn? Du meinst sogar der scheinbare und nicht nur der wahre Wind kam von schräg hinten? Es ist ja immer die Kraftkomponente rechtwinklig zur Fahrtrichtung welche wir nutzen.

 

[Christoph Moder]

Wie schnell warst du denn? Du meinst sogar der scheinbare und nicht nur der wahre Wind kam von schräg hinten? Es ist ja immer die Kraftkomponente rechtwinklig zur Fahrtrichtung welche wir nutzen.

Es geht dort mit knapp 4% bergauf, ich dürfte ca. 15–20 km/h gefahren sein. Die Strecke geht etwa nach SSW, d.h. wenn der Wind nicht aus Westen, sondern Nordwesten gekommen ist, könnte das passen.