Yeti, ich glaub' Du vergallopierst Dich hier langsam mit dem Thema und wir quatschen völlig aneinander vorbei. Es ging um Deine Aussage:

"Durch die elastische Verwindung erhöht sich der induzierte Widerstand"

Darauf ich:
"Induzierter Widerstand: Kannste aber durch 'ne große Streckung  oder Endscheiben/Winglets reduzieren."

und dann Deine Antwort:
"Nein, man kann den induzierten Widerstand (absolut, nicht den Beiwert) durch Vergrößerung der Spannweite verringern".

Wieso "nein"???? Daher meine Antwort:
"Es kommt nicht auf die Spannweite, sondern eben die Streckung an"



Es geht darum, den Anteil des induzierten Widerstands zu verringern. Das geht über die Streckung, also entweder Spannweite, ODER Profiltiefe (Auftriebsverteilung mal außen vor). Was also ist falsch an meiner Aussage??? Stattdessen "verschleppst" Du jetzt das Thema hin zum absoluten Widerstand. Wozu?

                                                               Moin Tim!

Nochmal der Reihe nach: Was ein Boot bremst, ist nicht ein dimensionsloser Widerstandsbeiwert (CW-Wert), sondern der absolute Widerstand (also richtig echte Newtons). Absolut gesehen lässt sich der induzierte Widerstand nicht durch eine Erhöhung der Streckung reduzieren, wenn die Spannweite konstant bleibt. Wird die Streckung hingegen durch eine Vergrößerung der Spannweite erhöht, dann reduziert sich auch der induzierte Widerstand (ist aber bei der MM nicht erlaubt).

Als negativen Seiteneffekt bewirkt aber eine Verringerung der Kielflossenfläche eine Vergrößerung der Abdrift, als positiven Seiteneffekt eine Verringerung der umspülten Oberfläche.

Eine elastische Verwindung der Flosse bewirkt eine Abweichung von der optimalen Auftriebsverteilung (mehr Auftrieb unten, weniger Auftrieb oben) und damit einen höheren k-Faktor -> größeren induzierten Widerstand

Aber lass uns hier nicht die Köpfe einhauen, sondern lieber am WE mal telefonieren, wenn du magst.

Gruß Yeti

Hallo zusammen,

also klarer als Yeti hätte man das kaum darstellen können - Respekt Yeti
!

Wir haben also folgende (sinnvolle) Annahmen:
- Die Auftriebkraft (hier Seitenkraft) oder vielleicht besser noch das hydrodynamisch erzeugte Moment um die Längsachse des Bootes wird als konstant angenommen
- Die Geschwindigkeit des Bootes durchs Wasser wird als konstant angenommen
- die Auftriebsverteilung an der Kielflosse wird als konstant angenommen (elliptisch)
- die Spannweite (Länge der Kielflosse nach unten) ist begrenzt

Was nun frei bleibt ist die Änderung der Streckung durch Veränderung der Profillänge.
Eine Reduzierung der Profillänge hat die Verringerung der Kielflossenfläche zur Folge, wie Yeti schon erklärt hat.

Und nun kommt folgende entscheidende Frage:
Mit welcher Referenzfläche wird denn nun der Auftriebs-BEIWERT gebildet?

Wenn man die reduzierte Fläche als Referenz nimmt, muss der Beiwert grösser werden, damit dieselbe Auftriebskraft herauskommt! Nimmt man die originale Referenzfläche, so bleibt der Auftriebsbeiwert derselbe.

Zusammengefasst gibt Formel 8 in Yetis Rechnung oben also wieder:

Der induzierte Widerstand hängt nur von der Spannweite b ab, wenn die drei Annahmen oben gelten (Auftriebskraft A=const, Geschwindigkeit V=const, Autriebsverteilung k=const)!

Man gewinnt also NICHTS.

Im Gegenteil, wie Yeti schon andeutet:
- Als negativen Seiteneffekt bewirkt aber eine Verringerung der Kielflossenfläche eine Vergrößerung der Abdrift, weil der Anstellwinkel grösser werden muss
- Die Reynoldszahl wird reduziert, so das die Kielflosse aufgrund von Reibungseffekten weniger effektiv arbeitet (z.B. Strömungsablösung schon bei kleineren Anstellwinkeln)

Aber als positiven Seiteneffekt:
- eine Verringerung der umspülten Oberfläche. Das wird wohl auf Vorwindkursen von Vorteil sein.


Viele Grüße
Holger

Was ist mit der Düse ?

                                                               Eric,

du solltest die Klassenregeln der MM doch genauer kennen...

Düsen und andere Vortriebsmittel sind nicht erlaubt, nur reine Segelkraft.    

Gruß aus Hannover
Sch... Wetter, will lieber segeln!

Wir kommen hier von Hölzchen auf Stöckchen. Ich versuche es also mal der Reihe nach anzugehen:

Christian: "Absolut gesehen lässt sich der induzierte Widerstand nicht durch eine Erhöhung der Streckung reduzieren, wenn die Spannweite konstant bleibt."

Aber hallo, gerade wenn Du's absolut betrachtest. Durch die Multiplikation mit Deiner Bezugsfläche, die in diesem Fall die Flügeloberfläche ist und durch einer verringerte Profiltiefe kleiner wird reduziert er sich ja weiter.  

Man könnte Deine Argumentation ja umkehren und sagen: Cool, ich erhöhe einfach meine Profiltiefe, dann habe ich mehr Fläche, also mehr Auftrieb. Ist aber eben nicht so einfach weil's ein Optimierungsproblem ist. Dazu mal folgendes Bildchen:



Es zeigt die Entwicklung der Rumpfformen von Segelyachten. Früher konnte man nicht so leicht bauen, okay, aber trotzdem dachte man, man bräuchte soviel Fläche wie möglich im Wasser (links). So ein Rumpf hat zwar viiiiiieeeel Fläche, aber eben eine absolut bescheidene Streckung. Der induzierte Widerstand von sowas ist riesig, ganz zu schweigen vom Reibungswiderstand (der den größten Anteil hat).
Im Laufe der Zeit wurde die Kielflosse dann immer weiter reduziert. Daraus folgt eine Verringerung des induzierten Widerstandes und des Reibungswiderstandes.

Bzgl. der Abdrift versucht man ja eine bestmögliche Gleitzahl zu bekommen, d.h. maximaler Auftrieb bei geringstem Widerstand. Wo dieses Optimum liegt und wo sich diesbezüglich der MM-Kiel befindet ist (vermute ich) völlig offen.

Christian: "Als negativen Seiteneffekt bewirkt aber eine Verringerung der Kielflossenfläche eine Vergrößerung der Abdrift, als positiven Seiteneffekt eine Verringerung der umspülten Oberfläche."

Du sagst es ja selber: Durch einen schlankeren Kiel verringerst Du die benetzte Oberfläche (und den induzierten Widerstand ), d.h. der absolute Widerstand sinkt, Du wirst schneller, ist eben die Frage, ob das den geringeren c_a kompensiert. v geht quadratisch ein, A reduziert sich aber nur linear....

Holger: "Die Auftriebkraft (hier Seitenkraft) oder vielleicht besser noch das hydrodynamisch erzeugte Moment um die Längsachse des Bootes wird als konstant angenommen"

Falsch, die Auftriebskraft hängt ganz erheblich von der Fläche und der Streckung ab. Größere Fläche => größerer Auftrieb, aber durch eine geringe Streckung verringere ich sie auch wieder.

Holger: "Die Geschwindigkeit des Bootes durchs Wasser wird als konstant angenommen"

Falsch, reduziere ich meinen Widerstand, erhöht sich zwangsläufig die Geschwindigkeit.

Holger: "die Auftriebsverteilung an der Kielflosse wird als konstant angenommen (elliptisch)"

Falsch, das gilt für einen rechteckigen, ungeschränkten Flügel (wie bei der MM) schonmal nicht und für einen -wie oben geplanten- hydroelastischen Kiel auch nicht.

Holger: "Wenn man die reduzierte Fläche als Referenz nimmt, muss der Beiwert grösser werden, damit dieselbe Auftriebskraft herauskommt! Nimmt man die originale Referenzfläche, so bleibt der Auftriebsbeiwert derselbe."

Wie oben beschrieben: Kleinere Profiltiefe->größere Streckung->reduzierter Widerstand (induzierter- und Reibungsw.)->erhöhte Geschwindigkeit->gleicher Auftrieb? Das ist eben die große Frage.

Es gibt halt zig Parameter, die ein schlankerer und torsionsweicher Kiel beeinflusst. Um och ein paar weitere zu bringen:

Angestellter Kiel->Rumpf driftet nicht mehr=>
1. Kein induzierter Widerstand des Rumpfes,
2. geringerer Wellenwiderstand des Rumpfes und
3. geringerer Druckwiderstand des Rumpfes.

Geringere Profiltiefe des Kiels am Rumpfübergang=>
1. Geringerer Interferenzwiderstand,
2. größere Streckung (Folgen: s.o.) und
3. geringerer Wellenwiderstand durch den Kiels bei Krängung.

Was also das Ergebnis sein wird, kann man aufgrund der tausend Zahnrädchen nicht sagen. Man muss also experimentieren, was ja das MM-Segeln so reizvoll macht.  

Ach ja: Klaus, Dein Achterstag ist trotzdem cool!  

Äh,  
muß man jetzt mit einem Taschenrechner am See erscheinen, wenn man segeln will?
Demnächst kommt wohl auch noch ein MM-Führerschein, wobei  ab 4 Servo's  und über 5 Nm, ist er da nicht jetzt schon nach irgendwelchen Vorschriften  vorgeschrieben?

Gruß aus Bremen
Ron

Hi Ron,

lass sie doch!

Während sich Tim, Christian und Holger bei der nächsten Regatta die Widerstandsbeiwerte, Streckungen, Auftriebsverteilungen und Profiltiefen um die Ohren dreschen werden wir uns darauf beschränken schneller im Ziel zu sein    :popcorn:

Moin Tim!

Du hast recht, wir kommen nicht weiter und die Diskussion dreht sich im Kreis.

Wenn du dir noch einmal oben die Gleichungen anschaust: Über Gl. 1 sind wir uns ja einig, über 2. auch noch. 3. und 4. ist nichts Besonderes, 5. ergibt sich durch Umformung aus 4. Auf 6. komme ich, indem ich 5. und 2. in 1. einsetze. 6. Setze ich in 3. ein und erhalte durch Kürzen Gl. 8. Da steht aber nichts mehr von Streckung, warum? In 7. kann man die Fläche S komplett rauskürzen.

Auch wenn man sich mit der Entstehung des induzierten Widerstandes befasst, findet man keinen Hinweis, dass das etwas mit der Fläche (und somit der Streckung) zu tun haben könnte. Der Flügel fliegt in seinem eigenen (induzierten) Abwind, wodurch der Auftriebsvektor etwas nach hinten gekippt ist und somit eine Komponente in Anströmrichtung hat. Diese Komponente ist der induzierte Widerstand.

Noch ein Rechenbeispiel:
Geschwindigkeit V = 0,8 m/s
Dichte: 1000 kg/m³
benötigte Kraft an der Kielflosse: 1N
Grundriss der Flosse: Trapez mit 130mm Länge, Profiltiefe oben: 55mm, Profiltiefe unten 45mm
Fläche: 6500mm² (0,0065m²)
Streckung: 2,6

Bei der Geschwindigkeit von 0,8 m/s ist für eine Kraft von 1N ein Auftriebsbeiwert von CA = 0,481 erforderlich.

Nach Gl. 1 ergibt sich daraus ein CWi von 0,0283 (für k=1)

Mit diesem CWi und Gl.3 ein induzierter Widerstand von

Wi = (0,8 m/s)² * 1000 kg/m³ /2 * 0,0065m² * 0,0283 = 0,0589 N

Jetzt verdoppeln wir die Streckung (bei gleicher Spannweite), indem wir die Profiltiefen halbieren.

Die Streckung ist jetzt = 5,2 und die Fläche S = 0,00325m²

Mit der kleineren Fläche brauchen wir für eine Kraft von 1N jetzt einen Auftriebsbeiwert von CA = 0,962, daraus ergibt sich ein CWi von 0,0566

Der induzierte Widerstand ist damit:

Wi = (0,8 m/s)² * 1000 kg/m³ /2 * 0,00325m² * 0,0566 = 0,0589 N

:brav:

Gruß Yeti

P.S. @Ron: Brauchst du für sowas 'nen Taschenrechner?

Dein Denkfehler bei dieser Rechnung ist, dass Du annimst, v sei konstant. Ich reduziere durch die Verringerung der Profiltiefe erstens die Oberfläche und erhöhe die Streckung.

Deshalb reduziere ich den Widerstand und erhöht sich die Geschwindigkeit, d.h. ich muss c_a nicht erhöhen um die gleiche Auftriebskraft zu bekommen, d.h. Deine Erhöhung von c_wi ist auch falsch.

Wäre, würde könnte... Wäre die momentane Kielform der MM optimal ausgelegt würde ich mich eindeutig mit allen Veränderungen verschlechtern, klar. Aber IST sie das?????? Ich glaube kaum, dass die bei Graupner 100 verschiedene Formen analysieren.