Ein wenig Foil-Theorie

[Dirk8037]

Zitat von klarheit

Was bei eurer AR Diskussion aber vernachlässigt würde, ist die Profildicke. Mein 5 Jahre altes Kitefoil mit LA und damit viel Dicke, ist bei gleicher Fläche nur einen Tick langsamer als mein gleich großer Ypra, allerdings trägt das praktisch ab 0 Speed.

Wenn ich dass alles richtig verstehe, ist die Dicke dann vor allem für den Parasitische Widerstand verantwortlich.
Würde auch gut zu den alten dicken Flügeln passen. Da war ab einer gewissen Geschwindigkeit Schluss und nur noch Haltekräfte.
Könnte man sicher bis zu einem Punkt mit Kraft und Trapetz überwinden.
Beim Segelboot musst du nix halten.
>1cm weniger Dicke ist einfacher. Macht aber auch irgendwann zu. Nur das dass für die meisten, dann nicht mehr so entscheidend ist.
Aber all die GPS Vergleiche zeigen, das die Decke nicht so weit weg ist.

Passt perfekt zu der Grafik oben.
Kannst halt Stabi weglassen und gegen Dicke Fuse eintauschen, etwas Profil tüfteln damit der Anstieg eher linear bleibt.

[DieWelle]

Zitat von klarheit

Was bei eurer AR Diskussion aber vernachlässigt würde, ist die Profildicke. Mein 5 Jahre altes Kitefoil mit LA und damit viel Dicke, ist bei gleicher Fläche nur einen Tick langsamer als mein gleich großer Ypra, allerdings trägt das praktisch ab 0 Speed.

Mein Verständnis ist:
Die Profildicke ergibt sich aus dem gewählten Profil und der benötigten Auftriebskraft (mindestens die Gewichtskraft der Fahrermasse, plus X). Also ich denke, die Profildicke ergibt sich auf Basis der zahlreichen anderen Festlegungen, die man für das Wingdesign machen muss.

Ob Foil A langsamer ist als Foil B, das lässt sich ja nur unter exakt identischen Bedingungen feststellen (Windgeschwindigkeit, Größe des Kites / Wings, ähnliche Wasserbedingungen etc.). Ist wahrscheinlich immer sehr subjektiv diese Einschätzung.
Ich kann nur sagen, dass ich einen riesigen Unterschied empfinde zwischen einem f-one SK8 650 (AR 8,1 und ziemlich dünn) Moses 633 (AR 3?, mind. doppelt so dick wie ein SK8 650). Das SK8 braucht viel weniger Kite-Zug um zu fliegen und wird mit weniger Kite-Zug schneller als das 633. Ohne Kite-Zug gleitet es noch viel länger weiter als das 633, d.h. es verliert viel langsamer an Geschwindigkeit ("Glide"). Ich kann mit dem 633 genauso schnell foilen wie mit dem SK8, aber dafür brauche ich mind. 3 m² mehr Kite-Fläche bei gleichem Wind (und das 633 erzeugt dann mit zunehmender Geschwindigkeit kaum noch zu kontrollierenden Auftrieb - für 75 kg Fahrer). Andererseits: Das 633 hebt schon bei Schrittgeschwindigkeit ab und bleibt fast bis zum Stillstand oben, das kann das SK8 natürlich nicht. Sehr schön für Anfänger.

Ich werde nie das erste Mal vergessen, als mit dem SK8 eine kleine Welle gesurft bin (davor bin ich ein Alpine Freestyle/Wave 950 gefahren, welches schon relativ dünn war ggü. dem 633): Es war so als ob ich von verrosteten Gleitschuhen für Kinder auf Inline-Skates mit frisch gefetteten Kugellagern und harten Rollen umgestiegen wäre!!! Das Ding ist quasi "ohne Grund" dermaßen schnell geworden, das hat mich völlig weggehauen...

[K.G.]

Die Profildicke hat keinen Einfluß auf den Auftrieb und ergibt sich daher auch nicht aus dem gewählten Profil !

Nochmals die Auftriebsformel:

Auftrieb = k * A * cl * v2
also = Konstante * Fläche * Auftriebsbeiwert * Geschwindigkeit zum Quadrat

Auftrieb (=Gesamtgewicht), Konstante und Fläche sind vorgegeben, somit kann man nur den Anstellwinkel passend zur Geschwindigkeit wählen. Das passiert beim Wingen automatisch/intuitiv: Je langsamer man foilt, umso stärker muss man das Foil anstellen, um den benötigten Auftrieb zu erhalten. Und irgendwann erfolgt dann der Strömungsabriss...

Zum Auftriebsbeiwert cl: Dieser vergrößert sich annähernd linear mit dem Anstellwinkel, ist aber auch profilabhängig: Aber nicht von der Dicke, sondern hauptsächlich von der Wölbung!!!

Eine Mindestprofildicke (vor allem im Mittelteil) ist aber aus Festigkeitsgründen erforderlich! (die Profildicke wirkt sich hier quadratisch auf die Festigkeit aus!)

Hier zwei Cl-Verläufe für das HQ2.0/10 mit 2% Wölbung und das FX60-126 mit 3,7%:
http://airfoiltools.com/polar/detail...6-il-500000-n5
http://airfoiltools.com/polar/detail...0-il-500000-n5

(Leider schaff ich es nicht, hier Grafiken richtig einzufügen.)

Bitte jeweils das Diagramm "Cl v Alpha" beachten: das mit 3,7% hochgewölbte FX60-126 hat bei gleichem Anstellwinkel Alpha deutlich mehr Auftrieb als das mit 2,0% "normal" gewölbte HQ2.0/10!
Das SK8 zB ist ca. 2% gewölbt (selbst gemessen), das Axis Fireball zB ca. 3,7% (lt. Video Adrian Roper), die neuen KTs weisen vermutlich noch mehr Wölbung auf...

Ist auch logisch, weil der Auftrieb nach dem Impulserhaltungssatz vom Winkel der umgelenkten Strömung abhängt und die Strömung von einem stark gewölbten Profil (bei gleichem Anstellwinkel) stärker nach unten gelenkt wird.

[DieWelle]

Das wird mir ein bisschen zu detailliert...
Die Profildicke soll also nichts mit der Wölbung zu tun haben?
Unabhängig vom Festigkeitsthema: Wie soll ein stark gewölbtes Profil aussehen, das gleichzeitig sehr dünn wäre?! Ein gewölbtes Blatt Papier? Kann ich mir nicht sinnvoll vorstellen.
Es kommt mir weiterhin so vor, als gäbe es einen (in der Realität, bzw. Praxis) direkten Zusammenhang zwischen Profildicke und Wölbung, und damit eben auch zwischen Dicke und Widerstand.

Und ja, ich war wohl gedanklich beim Gesamtwiderstand gedacht, nicht beim induzierten W..

[K.G.]

zB ein Windsurfsegel? oder das Segel eines Segelboots?
oder sowas: http://airfoiltools.com/airfoil/deta...foil=goe394-il

Ich hab nicht behauptet, daß Dicke nichts mit Widerstand zu tun hat.
Ich hab behauptet, daß Dicke nichts mit Auftrieb zu tun hat.

[Jan:)!]

Zitat von K.G.

Die Profildicke hat keinen Einfluß auf den Auftrieb und ergibt sich daher auch nicht aus dem gewählten Profil !

Nochmals die Auftriebsformel:

Auftrieb = k * A * cl * v2
also = Konstante * Fläche * Auftriebsbeiwert * Geschwindigkeit zum Quadrat

Ich denke da liegst du falsch.

Der Auftriebsbeiwert hängt vom verwendeten Profil ab und damit auch von der Profildicke.
Deine Erklärung mit der Wölbung dazu macht auch nur zum Teil Sinn.
Auch Profile ganz ohne Wölbung erzeugen Auftrieb.

Und nimmst du z.B. symmetrische NACA Profile, wie 0010 oder 0012 usw. Dann siehst du, dass der Auftrieb mit der Dicke zunimmt.

[K.G.]

Ich hab gerade das Cl/Alpha-Diagramm vom Naca0010 und dem Naca0012 verglichen: Die sind doch exakt gleich, oder überseh ich da was???

http://airfoiltools.com/polar/detail...0-il-500000-n5
http://airfoiltools.com/polar/detail...2-il-500000-n5

...jeweils 0,0 Auftrieb bei 0 Grad Anströmwinkel und 1,00 bei 10 Grad Anströmung, dazwischen annähernd linear
Deine beiden genannten unterschiedlich dicken Profile (10% und 12%) mit gleicher Wölbung (=0) haben beim selben Anstellwinkel denselben Auftrieb.

Selbstverständlich liefert ein angestelltes symetrisches Profil genauso wie eine angestellte Platte Auftrieb, aber wo bitte siehst Du in den o.a. Diagrammen zunehmenden Lift bei zunehmender Dicke???

Nochmals mein Argument: "Bei gleichem Anstellwinkel liefert ein stärker gewölbtes Profil mehr Auftrieb!"

Vielleicht kann ich mich einfach nur schlecht ausdrücken...

"Deine Erklärung mit der Wölbung dazu macht auch nur zum Teil Sinn.": Ich empfinde das abwertend: Hier hätte ich mir schon eine Erklärung/Begründung erwartet!

[K.G.]

Und noch 2 Beispiele:

Die in Modellbaukreisen sehr beliebte HQ-Familie von Helmut Quabeck:
(Bitte wieder jeweils nur das Diagramm "Cl v Alpha", also "Auftrieb v Anströmwinkel" betrachten!)


1) Gleiche Dicke, unterschiedliche Wölbung:

Das HQ 1,5/10 hat 1,5% Wölbung bei 10%Dicke:
http://airfoiltools.com/polar/detail...0-il-500000-n5
5 Grad Anstellwinkel: ca. 0.75 Lift-Koeffizient

Das HQ 3,0/10 hat 3% Wölbung bei 10% (also gleicher Dicke):
http://airfoiltools.com/polar/detail...0-il-500000-n5
5 Grad Anstellwinkel: ca. 0.9 Lift-Koeffizient

Fazit: Gleiche Dicke, gleicher Anstellwinkel: Das gewölbte Profil hat mehr Auftrieb!


2) Unterschiedliche Dicke, gleiche Wölbung:

HQ 1,5/12:
http://airfoiltools.com/polar/detail...2-il-500000-n5

HQ 1,5/10:
http://airfoiltools.com/polar/detail...0-il-500000-n5

Fazit: Unterschiedliche Dicke, gleiche Wölbung: Gleicher Auftrieb!

Soll sich jeder selbst eine Meinung über die ausgetauschten Argumente machen, ich werde in den nächsten Tagen wenig Zeit zum Diskutieren haben. Ich mach lieber meinen neuen Selbstbau-Flügel fertig, da ist noch einiges zu schleifen...

[Dirk8037]

Vielleicht besteht ja ein Missverständnis bzgl der Definition von Dicke.
Gemässe Naca ist es nicht Unter- bis Unterkanter insgesamt sondern Fläche zu Fläche. Im Extremfall hat ein Kite eine Dicke die der Tuchstärke.
Die Proflitiefe ist dann die Wölbung

Es hatte mal ne Funktion in einer der Datenbanken, mit der man sich die Profile nach der besten Gleitzahl auflisten lassen konnte.
Das dicke Worthmann (63142??) war ganz oben, besser waren welche die einem Kitequerschnitt näher kamen.

[Jan:)!]

Zitat von K.G.

"Deine Erklärung mit der Wölbung dazu macht auch nur zum Teil Sinn.": Ich empfinde das abwertend: Hier hätte ich mir schon eine Erklärung/Begründung erwartet!

Auch Profile ganz ohne Wölbung erzeugen Auftrieb.
Habe ich doch direkt da drunter geschrieben.

Deine Erklärung dass der Auftrieb eines Profils praktisch ausschließlich von der Wölbung abhängig sein soll, klingt für mich nur bedingt plausibel, wenn auch Profile ohne Wölbung Auftrieb erzeugen.

Zitat von K.G.

Ich hab gerade das Cl/Alpha-Diagramm vom Naca0010 und dem Naca0012 verglichen: Die sind doch exakt gleich, oder überseh ich da was???

Nimm doch Profile mit einem größeren Unterschied, dann sieht man auch den Effekt stärker.

http://airfoiltools.com/airfoil/deta...il=naca0006-il
http://airfoiltools.com/airfoil/deta...il=naca0018-il

Bei den selben Parametern ist der maximale CL beim 6% Profil bei 0,8 und beim 18% Profil bei 1,25.

Der maximal erreichbare Lift ist beim 18% Profil über 50% höher.