Projekt: Dimensionslose Kennzahlen im Drachenbau

Hi,

seit langem denke ich über die Frage nach, wie man die "Design-Eigenschafts"-Beziehungen beim Lenkdrachenbau besser verstehen lernen kann.

Nur wenige dieser Beziehungen sind schon bekannt. Das beste Beispiel ist wohl das Aspect-Ratio, sprich das Verhältnis von Spannweite zu Standhöhe. Es ist bekannt, daß ein hohes AR z.B. bestimmte Trickeigenschaften (Flicflac, Yoyo) unterstützt.

Das AR ist ein typisches Beispiel für eine sogenannte Dimensionslose Kennzahl (Länge/Länge), wie sie gerne in der Verfahrenstechnik zur Auslegung bzw. Skalierungen von Apparaten genutzt wird. Der Reiz liegt dabei in der Übertragbarkeit und Skalierbarkeit.

Ich denke das es bei Lenkdrachen, die ja im Prinzip alles "nur" Dreiecke mit Standoff sind, noch mehr charakteristische Kennzahlen gibt. So gibt es IMO bestimmt eine "günstige" Position der Seitenverbinder, bzw. der Waagenpunkte bei einem Drachen, um gute Backspinfähigkeit zu erhalten.
(Dabei spielt die Gewichtsbalance natürlich auch eine Rolle, die wird aber durch die Verbinderposition direkt beeinflußt...).
Mein Ziel wäre es dann, für die Entwicklung neuer Modelle ein besseres Verständnis zu erlangen und evtl. auch so etwas wie "Empfohlene" Werte zu finden, um bei Neuentwicklungen grobe Misserfolge zu vermeiden.
Die Dimensionslosen Kennzahlen sind natürlich nur ein Hilfmittel für eine zielgerichtete Entwicklung und keine Anleitung, um den "perfekten" Drachen zu bauen (aber wer weiß )

Um relevante Dimensionslose Kennzahlen zu finden und zu analysieren, habe ich mir vorgenommen, bekannte Drachenmodelle zu vermessen und deren Eigenschaften zu erfassen und erhoffe mir bei unterschiedlichen Modellen mit ähnlichen Eigenschaften Verhältnisse (wo von auch immer) in ähnlicher Größenordnung zu finden.

Da man sich an einem Drachen unendlich viele Daten auf nehmen kann (und ich keine Bauplandatenbank erstellen möchte ;-)) müssen die wichtigen Größen gefunden werden.
IMO sind das:
Länge LK
Position der Verbinder auf der LK (Länge Nase Verbind. oQS, Länge Verbinder oQS-uQS, Länge Verb. uQS - Flügelspitze)
Länge oQS und uQS
Länge Kiel
Position Mittelkreuz (Länge Nase-MK, Länge MK-Kiel
(Wenn dabei der Waagenanknüpfpunkt nicht bei den Verbindern liegt sollte "beides" aufgenommen werden.)
Länge, Anzahl und Position der Standoffs.

Frage:
Habe ich da etwas wichtiges vergessen?

Noch keine genaue Idee habe ich, wie und welche Eigenschaften ich "vermessen" soll.
Bisher schwebt mit ein Notensystem für Präzision und Tricks und eine Bemerkung für "besondere" Eigenschaften vor.

Im zweiten Schritt wäre es nun notwendig, eine möglichst gute und große Datenbasis aufzunehen. Folgende Modelle werde ich vermessen und bewerten:
Gemini
Styx 2.3
Phoenix
Virus
Laluna
Shadow
Maestrale 2001
Rave
Jam Session (Ur)
Skymax (Ur)
Cyclone Skymax
x-Masque
Double Zero
Gallego
Psycho
Obsession I und II
Geenie
Hot Pepper Indoor

Das alles werde ich in MS- Excel verwursten, damit man etwas Mathematik betreiben kann.

Frage:
Wäre jemand bereit mir Daten weiterer Modelle zu geben?

Dann gilt es die charakteristischen Verhältnisse zu identifizieren.

Frage:
Hat da jemand noch/schon Ideen?

Soviel mal zu den Gedanken, die ich im Kopf habe und vielleicht gibt es ja noch ein paar hilfreiche Kommentare um zu brauchbaren Ergebnissen zu kommen.

Zitat

Original von StegMich

... interessante Idee - wenn du es dann geschaffst hast, eine Formel zu entwickeln, mit der man den Drachensport berechnen kann, werde ich meine Drachen verkaufen und mir eine neue Unberechenbarkeit als Hobby suchen. 8-)

Ich glaube nicht, daß ich überhaupt in der Lage bin die Drachenformel zu finden und das wäre in der Tat auch fragwürdig. Aber es wurmt micht als Naturtwissenschaftler schon, daß wir da so blind im Nebel stochern 8-) .

Sollte dann nicht auch irgendwie die Steifigkeit, Flächenmoment oder Trägheitsmomente der Stäbe rein? Wie willst du alles dimensionslos kriegen? etwa: LK hat 150 cm, Verbinder sitzt bei 50 cm --> 1:3 oder so?
Interessanter Ansatz ist es auf jeden Fall, sehr wissenschaftlich :H: . Was etwas aussen vor ist, ist aber das Segel!?!

Zitat

Original von Schmendrick

konnte mann nucícht ein Schema aufstellen -so, daß du immer die gleiche Datenqualität erhälst?

Das ist natürlich essentiell!

Zitat

z.B.:
Länge LK = cm Typ: (Exel, skyshark, ......)
Position der Verbinder auf der LK:
Länge Nase Verbind. oQS, = cm
Länge Verbinder oQS-uQS, = cm
Länge Verb. uQS - Flügelspitze = cm
Länge oQS = cm Gewicht= Gramm
Länge uQS = cm Gewicht= Gramm
Länge Kiel = cm
Position Mittelkreuz:
Länge Nase-MK, = cm
Länge MK-Kiel = cm

(Wenn dabei der Waagenanknüpfpunkt nicht bei den Verbindern liegt sollte "beides" aufgenommen werden.)

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Das Stabmaterial mit in die Betrachtung zu nehmen ist natürlich naheliegend und kann die "Genauigkeit" bei den Analogieschlüssen erhöhen. Auf der anderen Seite erhöht sich der Aufwand bei der Datenerhebung etwas.

Ich werde das aber mit aufnehmen und eine Excel-Vorlage erstellen, die dann alle Interessierten benutzen sollten. (Es gibt/gab so eine Files-Funktion im Profil. Kann man die nutzen, um die Datei zur Verfügung zu stellen?)

Zitat

Anzahl und Material der Standoffs. =
Position 1 ( vom Kiel zur Flügelspitze hin gemessen) = cm
Länge 1 = cm
Position 2 ( vom Kiel zur Flügelspitze hin gemessen) = cm
Länge 2 = cm
Position 3( vom Kiel zur Flügelspitze hin gemessen) = cm
Länge 3 = cm

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Mir wird jetzt deutlich, daß es ziemlich komplex ist, die "Bauchung" zu charakterisieren. Ich hätte jetzt die Länge der Standoffs und deren Position auf der Querspreize aufgenommen. Das ist aber auch nur ein Teil der Wahrheit. Darüber muss ich noch mal nachdenken!

Vielleicht macht es Sinn zusätzlich zu messen, wie weit das Segel ausgestellt (wie "dick" der Kite) ist und wie weit die Schleppkante ausgeschnitten ist (Maximale lotrechte Entfernung zur Verbindungslinie der Flügelspitzen)?

Ein weiteres kleines Problem ist mir aufgegangen: Sollte man (wenn möglich) am planen Segel oder den aufgebauten Drachen vermessen?
Beim Vermessen des aufgebauten Kite muß man bei evtl. resultierende Kennzahlen die daraus zu bestimmenden Daten für den Segelschnitt umrechnen. Was aber prinzipell möglich sein sollte.

Zitat

Original von Mojo
Sollte dann nicht auch irgendwie die Steifigkeit, Flächenmoment oder Trägheitsmomente der Stäbe rein?

Ich denke das wird dann zu kompliziert und ausserdem sind dieses Daten kaum zugänglich.

Zitat

Wie willst du alles dimensionslos kriegen? etwa: LK hat 150 cm, Verbinder sitzt bei 50 cm --> 1:3 oder so?

Wenn ich die Lösung schon hätte, würde ich hier nicht so dumm fragen Ich hoffe einfach, daß mir beim Betrachten und Spielen mit den Zahlen und etwas Nachdenken "Trends" und "Tendenzen" auffallen.

Zitat

Interessanter Ansatz ist es auf jeden Fall, sehr wissenschaftlich :H: .

eher besonders halbwissenschaftlich, schließlich hoffe ich wenigstens empirisch Zusammenhänge zu finden...

Zitat

Was etwas aussen vor ist, ist aber das Segel!?!

hmm, abgesehen von einer Ventilierung und der Material-Dehnung ist die Segelgeometrie durch die Längen bei Bestabung und Verbinderpositionen + Schleppkantenverlauf festgelegt.

Steifigkeit, Dehnung usw. zu Berücksichtigen halte ich aber für zu komplex, um einfache "Faustformeln" zu ergründen und um mehr soll es ja nicht gehen.
Ansonsten müßte man auch noch in die Beurteilung der Flugeigenschaften z.B. die Windgeschwindigkeit einschließen....

Zitat

Original von koebi-lee

Und nicht vergessen der Leitkantenverlauf des Segels im nicht-aufgebauten-Zustand. Es gibt Drachen die eine fast gerade Leitkantentasche aufweisen (z.B. Asmara), und solche die doch schon einen ziemlichen Bogenschnitt aufweisen (z.B. Axis M.). Dort könnte man ein Verhältnis einführen von:

Leitkantenlänge : Überhöhung des Segelschnittes bei Leitkantenmitte

yepp, das ist eine wichtige Größe und neben dem Aspect-Ratio wurde auch die Wirkung einer profilierten bzw. runden LK schon vorher diskutiert:

Trickflug:
-Gebogene LK hilft eher bei "schwebenden" Axel/Flatspins.
-Gerade LK: Plus für Yoyo und Rückenlage; "französisch" (?)

Präzision:
Da steht was in der Artikelreihe von Christoph Fokken aus dem Drama. Damuß ich noch mal anchschauen.

Zitat

Zitat:
Original von Mojo
Sollte dann nicht auch irgendwie die Steifigkeit, Flächenmoment oder Trägheitsmomente der Stäbe rein?

Ich denke das wird dann zu kompliziert und ausserdem sind dieses Daten kaum zugänglich.

Mir ging es eher darum, wenn du z.B. einen Std mit einem UL vergleichst, weisen doch evtl beide die gleichen dimensionlosen Kennzahlen auf, weil beide die gleichen Gestängelängen und Verbinderpositionen haben. Der Ul hat aber nur "höherwertiges" bzw. leichteres Gestänge. Das könnte man aber mit irgendwelchen Gestängedaten abfangen, kann ja auch der Faktor Gestängegewicht sein. Den kann man sicherlich leicht mit einrechnen.

Zitat

Original von Mojo
[quote]Zitat:
Original von Mojo

Mir ging es eher darum, wenn du z.B. einen Std mit einem UL vergleichst, weisen doch evtl beide die gleichen dimensionlosen Kennzahlen auf, weil beide die gleichen Gestängelängen und Verbinderpositionen haben...

Wenn man STDs und ULs vergleicht, wird IMO ganz gut deutlich, was die Kennzahlen leisten können bzw. sollen.
Meistens bleiben viele "Grundeigenschaften" eines Kites schon erhalten, wenn man das Gestänge modifiziert. Daher können SUL, UL, STD und VTD für einen Kite ja auf dem selben Shape basieren.
(Diese Erkenntnis bestärkt mich eigentlich gerade darin, den angedachten Weg zu verfolgen.)

Ein echtes Problem "Gewicht" richtig zu berücksichtigen sehe ich eher bei Zusatzgewichten, wo dem Drachen bestimmte Eigenschaften "aufgezwungen" werden. Daher ist es bestimmt sinnvoll die Bewertung der Flugeigenschaften (auch) ohne Zusatzgewichte vorzunehmen.

Vielleicht ist es aber auch trotzdem sinnvoll, das Flächengewicht abzuschätzen und aufzunehmen.

Zitat

Original von markusm
ich habs eben beim lesen nicht gesehen.

hat schon jemand den nasenwinkel genannt?

der ergibt sich automatisch, wenn du die Längen miteinander verwurstelst!

Zitat

Original von markusm
ich habs eben beim lesen nicht gesehen.

hat schon jemand den nasenwinkel genannt?

wie Mojo schon geschrieben hat, der ergibt sich aus der Postition und Länge der QS.
Um zu Dimensionslosen Kennzahlen zu kommen, bräuchte man dann noch andere charakteristische Winkel, die man zueinander ins Verhältnis setzen kann...

Jetzt kömmt der Inscheniör wieder durch . Ne Ponti Rundung ist irgendwo schon drinne, angedacht als größtmöglicher Abstand von der Geraden.

Über die LK-Profilierung haben wir schon gesprochen und die ist es IMO auch wert aufgenommen zu werden. Aber auch hier steckt der Teufel im Detail. Drachen wie der Skymax haben die Rundung nur im unteren Teil der LK. Beim Titan von Heinrich Sirker liegt die Rundung der LK nicht plan zur Segelfläche, sondern ist "in sich" noch mal gebogen. Der LeVirus sieht aus, als wäre die LK typisch französisch gerade, wenn man genau hinschaut ist da eine leichte Biegung nach "vorne".

Daher habe ich mir gedacht, die Profilierung als maximalen Abstand zur Sekante Nase-Flügelspitze zu Charakterisieren und dann eine "Bemerkung" dazu mit aufzunehmen.

Als weiteres möchte ich die kursierenden Yoyo-Stopper-Regeln prüfen. Also die Daten zu den Yoyostoppern mit auf nehmen. Auch das ist nicht ganz trivial. Reichen die Längen auf der LK?
Gerne wird auch der Abstand zum Mittelkreuz im zusammengelegten Zustand angegeben.

Was ist mit der Waage?????

Die Waage hat IMO am ehesten Einfluß auf die Präzision.
Bei Slackline-Tricks wird der Einfluß geringer.
Fade und BS sind durch die Waage beeinflußbar, meiner Erfahrung nach ist eine Waage, mit der man diese Tricks "erzwingt" insgesamt abr ziemlich unbrauchbar...