Wieso bin ich schneller als der Wind

[Mikelman]

Hallo alle zusammen
Wer kann mir mal erklären warum ich schneller als der Wind bin, und wie schnell man bei so ca 23 Km/h maximal werden kann.

Danke fürs nachgrübeln

bis dann
Mikel

Hi Mikel,

wurde schon des öfteren diskutiert ... schneller als der Wind wirst Du, da sich Wahrer Wind und Fahrtwind zum Scheinbaren Wind addieren. Das ist der Wind, der auf Deinen Kite wirkt. Wichtig ist dabei zu berücksichtigen dass ein Kite wie ein Flügel / Profilsegel und nicht wie ein Windsack arbeitet. Bei reinem Vorwindkurs (=Windsack) funktionierts daher nicht.

Ein gutes Bild hat Jule mal reingestellt:


Viele Grüße,
Niki

[hangmany]

Und:

Je schneller Du wirst, umso stärker wird auch Dein Fahrtwind, und somit auch die Summe der Winde, mit der Du nun tatsächlich fährst!

Nur Vorsicht, die Richtung ändert sich damit ja auch! Also Abfallen! Bzw. Du kannst nicht mehr so viel Höhe zu laufen, je schneller Du fährst!

(War die Benennung der Wind nicht andersrum: Wahrer, weil du tatsächlich mit ihm fährst-also die Summe, und scheinbarer ist der der an Land den Baum biegt, und Dir deshalb eine scheinbar andere Richtung anzeigt)????

hang on
Hangmany

Zitat:Hangmany schrieb:
(War die Benennung der Wind nicht andersrum: Wahrer, weil du tatsächlich mit ihm fährst-also die Summe, und scheinbarer ist der der an Land den Baum biegt, und Dir deshalb eine scheinbar andere Richtung anzeigt)????

Nope. Wahrer Wind: so wie Mutter Natur und Odin ihn pustet. Fahrtwind: versteht sich von selbst. Scheinbarer Wind: das Ergebnis aus Fahrtwind und Wahrem Wind.

Viele Grüße,
Niki

[banana]

reine Vektoraddition!!!

[joe]

Was man noch erwähnen sollte:

Mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit wächst der Windwiderstand des Geräts, daher ist keine unbegrenzte Geschwindigkeitszunahme möglich.


(Deswegen kann man auf die 23 km/h Frage auch keine einfache Antwort geben, da der Windwiederstand nicht bekannt ist.)

Gruss
Johannes

[go-travel-more]

Hi,
um die Verwirrung nach ein paar Glas Vino tinto noch zu steigern, schlummern noch so Begriffe wie Bernoulli, Beschleunigung und Querschnitt und Unterdruck bzw. Überdruck so in meinem hintersten Hirnwindungen.
Vielleicht kann ja mal einer der aktuellen Inschinörstudenten aufklären

Nicht für Ungut!

Dirk

++ SOULWAVE in Klitmöller 30.08.-13.09.03
++ Surfweek in HYERES 17.10.-02.11.03
++ TARIFA über Sylvester 20.12.03-10.01.04

www.go-travel-more.de
info@go-travel-more.de

[Tigga]

hi mikel
das thema hatte ich schonmal angeleiert und was mir die erklärung leichter machte war folgendes:

Alfred Evert

Denk-Blockade - vom Winde verweht

Alles ist denkbar - doch die Naturwissenschaft hat sich verboten, das ´Unmögliche´ zu denken. Sobald z.B. der Begriff ´Perpetuum mobile´ auftaucht, wirkt die antrainierte Denkblockade perfekt.
Mit diesem Beitrag soll aufgezeigt werden, warum es sehr wohl möglich ist Energie zu ´gewinnen´, beispielsweise ein Mehrfaches der gegebenen Windenergie nutzbar zu machen.

Im Artikel ´Warum das Segel nicht zieht´ habe ich versucht darzustellen, warum ein Surfer schneller segeln kann als die anstehende Windgeschwindigkeit. Dieses ´Mehr´ an Bewegungsenergie habe ich zurück geführt auf die Wirkung des Soges: Wind ist nur die auslösende Kraft, schneller als der Wind segelt man per Luftdruck bzw. der Druckdifferenz aus teilweiser Abschirmung in Lee, also der windabgewandten Seite des Segels.

Nun hat ein Leser eingewandt, daß die höhere Fahrtgeschwindigkeit entsteht, weil die gesamte ´Surfmaschine´ praktisch wie ein Übersetzungsgetriebe funktioniert. Das ist ein guter Ansatzpunkt, um nochmals diese Problematik zu prüfen.

Ein Surfsegel soll ca. 300 cm hoch und 133 cm breit sein, eine Fläche von rund 2 qm oder 20.000 qcm aufweisen. Die Luftmasse drückt mit Windgeschwindigkeit auf diese Segelfläche.

Das Surfboard soll ein Quader von ca. 300 cm Länge, 50 cm Breite und 10 cm Höhe darstellen und hätte damit einen maximalen Auftrieb von 150 Litern bzw. 150 kg. Wenn die komplette ´Surfmaschine´ inklusive Surfer z.B. 100 kg wiegt, würde dieser Körper im Schnitt 6.6 cm tief eintauchen, die Stirnfläche unter Wasser also 330 qcm aufweisen.

Ein Surfbrett ist nicht rechtwinklig sondern strömungsgünstig geformt. Das ändert nichts an der Tatsache, daß bei Fahrt das Wasser vor dem Brett hinter das Brett zu transportieren ist. Dies geschieht indem vorn das Wasser verdrängt wird und hinten wieder zurück fließt. (In Fahrt ist die Hinterseite des Bretts frei von Wasser, ist also kein der Stirnfläche entsprechender Druck gegeben).

Das Wasser muß vorn über die (theoretisch plane) Wasseroberfläche angehoben werden durch seitliches Wegdrücken, egal wie, stets auf der projektierten Stirnfläche von obigen 330 qcm steht damit Druckwiderstand an. (Die strömungsgünstigere Form stellt nur eine längere Zeitspanne für die Verdrängung zur Verfügung. Sonst wären aufgrund des aufgestauten Wassers am Bug noch mehr Wassermassen zu bewegen).

Die Dichte von Wasser ist rund 1000 mal höher als die der Luft, diese 330 qcm Wasser-Stirnfläche entsprächen damit 330.000 qcm Luft-Angriffsfläche. Kein Wunder also, daß diese nur 20.000 qcm Segelfläche den Surfer in Windrichtung (platt vor dem Wind) nur mit etwa ein Viertel der Windgeschwindigkeit fahren läßt (z.B. 1.2 m/sec Fahrt- bei 5 m/sec Windgeschwindigkeit). Und schon gar nicht kann damit im Sinne eines Getriebes die Windgeschwindigkeit in höhere Fahrtgeschwindigkeit übersetzt werden.

Wenn der Surfer ausschließlich mit der Energie des Windes angetrieben würde, wäre seine Geschwindigkeit in allen anderen Richtungen nochmals geringer. Wenn Surfer sich offensichtlich schneller bewegen können und andrerseits der Widerstand im Quadrat zur Geschwindigkeit steigt, muß mehrfach höhere Antriebsenergie - anderer Herkunft - verfügbar sein. Die Quelle dieser Kraft ist Gravitation bzw. das Gewicht von Luft bzw. die teilweise Abschirmung des Luftdrucks.

Auf allen 20.000 qcm Segelfläche lastet normaler Luftdruck, beidseits rund 1 Kilo je qcm, somit vielfach größere Kräfte als durch Windgeschwindigkeit gegeben sind. Nur eine geringfügige (geradezu minimale) Reduzierung des Druckes auf der Leeseite des Segels ist also erforderlich zur Überwindung des Widerstandes dieser Wasser-Stirnseite von nur 330 qcm.

In oben genanntem Artikel (und mehrfach an anderer Stelle) habe ich beschrieben, wie per Sog diese Wirkung erreicht wird. Während der Widerstand im Quadrat der Geschwindigkeit ansteigt, wächst bei dieser Sogwirkung die Effektivität mit steigender Geschwindigkeit. So wirkt am Segel der schnellere ´scheinbare Wind´, d.h. der ´wahre´ Wind verstärkt um die Komponente des ´Fahrtwindes´. Der Zuwachs an Fahrtgeschwindigkeit wird lediglich dadurch begrenzt, daß der Vektor der Kraftwirkung zunehmend quer zur Fahrtrichtung weist.

Es ist damit erwiesen, daß hier die Windenergie nur auslösende Kraft sein kann,
letztlich aber Gravitationskraft genutzt wird.
Da jedes System hinsichtlich Gravitation offen ist,
sind diese (Zusatz-) Kraft nutzende ´perpetuum mobile´ prinzipiell und jederzeit möglich.

Es wird also sehr lohnend sein, diese Kraftquelle gezielt und bestmöglich zu erschließen. Beispielsweise ist im Artikel Kleine Windkraftanlagen eine solche Technik dargestellt.

viel spaß
und

[Robin_S]

...ich glaube mir wird schwindelig...

Preisfrage; welche Kraft wirkt hier???

;-

[silversurfer2025]

also in der neuesten Ausgabe vom PM-Magazin steht es zufälligerweise (aber nur fürs Segeln, weiss nicht ob das genau so beim kiten zählt), hier das was ich noch behalten konnte:
Also wenn man fährt, beugt sich das Segel, dann entsteht ein Effekt wie der, der auch Flugzeuge zum fliegen bringt. Da an einer Seite (da, wo das Segel hingebeult ist) die Luft einen längeren Weg zurücklegen muss an der anderen (der wo der Wind reinbläst) ist die Luftauf dieser, der Lee-Seite schneller. Dadurch entsteht ein Unterdruck auf der "gewölbten", also der Lee-Seite, und somit auch ein Sog, der das Schiff zu der Seite zieht. Dank der Finnen (Kannten,...) wird dieser Sog nach Lee umgesetzt in Vortrieb - man kann schneller fahren als der Wind.
Hoffe das war nicht zu amateurhaft,
Grüße
Tim

[Linus]

Jetzt geb ich mal meinen senf dazu als angehender luftfahrtinschinör:

Prinzipiell hat tim völlig recht: durch die insgesamt schnellere umströmung der windabgewandten seite sinkt dort der druck (Bernoulli: p + 1/2*rho*v^2 = const. wenn v steigt, muss p sinken) gegenüber der windzugewandten seite. zumindest über die gesamte fläche betrachtet ist der betrag des druckes dort also niedriger als auf der windzugewandten seite, was bei reibungsfreier betrachtung zu einer kraft genau senkrecht zur anströmung führt.

Allerdings tritt in realität natürlich reibung auf und führt zu einer kraft genau in anströmrichtung (nicht nur aufgrund der reibungskraft an der oberfläche selbst, sondern auch durch die verlangsamung der anliegenden luftschichten usw... Grenzschichttheorie, will ich keinem zumuten, auch mir selbst nicht, ist schon etwas her...): der kite fliegt nicht so weit zum windfensterrand. ohne reibung wärs aber auch unangenehm, weil der kite wahnsinnig schnell wäre.

um mal zum thema zurückzukommen:
Man wird immer eine Kraftkomponente nach lee haben, die man durch Finnen/Kanteneinsatz soweit wie möglich "eliminiert" (und nicht wie bei pm in vortrieb umgesetzt) und die vorwärts gerichtete Komponente zur Überwindung des Wasserwiderstandes bzw. wenn was übrig bleibt zur beschleunigung nutzt.
Man kann damit durchaus schneller als der wahre wind fahren, entscheidend ist ja nur der scheinbare wind. allerdings kommt dieser bei zunehmender geschwindigkeit immer mehr von vorn (dazu kommt noch die von joe erwähnte erhöhung des widerstands bei steigender anströmgeschwindigkeit), bis irgendwann die nach vorn gerichtete komponente gleich dem wasserwiderstand ist. schneller gehts dann nicht.

Wer übrigens weiß, wie der gute Alfred Elvert auf "Gravitationskraft" kommt, sagt bitte bescheid, sobald er sein pereptuum mobile zum patent angemeldet hat.

So, und jetzt wird gepackt und ein paar praktische studien in workum angestellt. see you at KAG.


Gruß, Linus

Zitat:Linus schrieb:
Wer übrigens weiß, wie der gute Alfred Elvert auf "Gravitationskraft" kommt, sagt bitte bescheid, sobald er sein pereptuum mobile zum patent angemeldet hat.

Ja das fand ich auch super

Doch wer forschet, wird die Lösung ganz am Anfang des Textes von Alfred Elvert finden:
Alles ist denkbar - doch die Naturwissenschaft hat sich verboten, das ´Unmögliche´ zu denken.

So ein Spass
Saludos
Niki