Aerodynamik: Warum kann eine Lenkmatte gesteuert werden?

Hallo,

Ich versuche schon seit einigen Tagen zu verstehen, warum eine Matte aber auch ein Stabdrachen mit den Hauptsteuerleinen gesteuert werden kann. Insbesondere interessiert mich, wie die Aerodynamik durch das Ziehen/Loslassen der Hauptsteuerleinen beeinflusst wird.

Bei den Bremsleinen ist mir das klar: Der Zug an der Bremsleine bewirkt ein staerkere Verwoelbung des Profils und damit steigen sowohl Auftrieb wie auch Widerstand. Durch den einseitig erhoehten Widerstand dreht dann die Matte/Stabdrachen. Der zusaetzliche Auftrieb macht sich in einer hoeheren Zugkraft bemerkbar.

Aber wie geht das mit den Hauptsteuerleinen? Das kommt es doch nicht zu einer Verwoelbung, oder? Andererseits muss auf der Seite, auf der gezogen wird, der Widerstand ansteigen, damit's um die Kurve geht. Wird etwa der Anstellwinkel beeinflusst? Was passiert beim Stabdrachen? Kann mir jemand auf die Spruenge helfen.

Gruss
Rainer

Hey Leute,

Schoener Film, aber das ist mir zu populaer-wissenschaftlich.
Die labern dort was von "Windmenge". Als Ingenieur stellen sich mir die Nackenhaare :kirre: ...(sorry)
Wenn das so funktionieren wuerde, wie im Film beschrieben, wuerde der Drachen nicht so fliegen, wie er es tut. Denn wenn links gezogen wird, und die "Windmenge" (roll-eyes) rechts zunimmt, wuerde der Drachen nach rechts gehen, da die groessere "Windmenge" am rechten Teil diesen nach hinten drueckt. Die Steuerung wuerde andersherum wie beim Fahrrad (he, Igor) funktionieren. Im Film ist wohl gemeint, dass links der Widerstand zunimmt, wenn links gezogen wird. Das ist klar. Die Frage ist warum?

Mir geht's darum, das genauer zu verstehen. Was ich wissen will, ist, warum und wie sich die Umstroemung des Drachens beim Steuern mit den Hauptleinen veraendert, so dass der Widerstand von rechter und linker Seite ungleich wird, ein Drehmoment um die Hochachse zustande kommt, und der Drachen deshalb eine Kurve fliegt.

Gruss
Rainer

He Igor,

ich moechte hier ueber die Aerodynamik beim Steuern eines Drachen diskutieren.
Alles andere ist ueberfluessig ...

Rainer

So ich hab's gefunden:

In dieser Arbeit ist auf Seite 15/16 das Prinzip erklaert. Demnach bildet sich bei ungleichem Zug auf rechter und linker Steuerleine in der Mitte des Schirms eine "Stufe". An dieser verformten Stelle entsteht eine resultierende aerodynamische Kraft, die den Drachen in Richtung der gezogenen Leine bewegt. Wenn man sich Videos von Zweileinern genau anschaut, kann man die Ausbildung dieser "Stufe" tatsaechlich sehen.
Ganz schoen tricky, wie so eine Matte gesteuert wird (nicht wahr Igor :-O ) ....

Die genannte Betrachtung gilt aber eigentlich nur fuer Matten.
Jetzt ist aber die Frage, was passiert bei Stabdrachen.

Gruss
Rainer

P.S.: Wie kann ich denn direkt Bilder hier einfuegen? Ich habe nur die Moeglichkeit gefunden, einen Link zu einem Bild einzufuegen. :-O

Hallo Ralph,

ich denke

Zitat

weshalb ein Kite bei Bewegung an Zugkraft zunimmt

kann man recht einfach erklaeren.

Die aerodynamischen Kraefte (Auftrieb und Widerstand), die am Drachen entstehen, sind proportional zum dem Quadrat der Anstroemgeschwindigkeit des Drachen.
Als Beispiel: Fliegt der Drachen in die gleiche Richtung zum Wind doppelt so schnell, so nehmen die aerodynamischen Kraefte und damit die Zugkraft um ein Vierfaches zu (ist nicht ganz richtig. Eigentlich muss sich die Relativgeschwindikeit verdoppeln).

Wenn Du einen Loop geflogen hast, hat der Drachen eine hoehere Geschwindigkeit, wenn er aus dem Loop herauskommt, und damit nehmen dann die Zugkraefte zu. Aber selbst im Loop ist die Relativgeschwindigkeit des Drachens zum Wind im Mittel hoeher, als wenn Du den Drachen an der "gleichen" Position haelst.

Aus diesem Grund wird versucht, Drachen, die zur Energieerzeugung einsetzt werden, mit Hilfe einer "automatischen" Steuerung Achten fliegen zu lassen. Der Drache fliegt dann immer wieder durch die Powerzone. Er hat eine hoehere Fluggeschwindigkeit relativ zum Wind und damit mehr Zugkraft. Aus beidem resultiert eine hoehere Energieabgabe. Roland Schmehl hat das schoen anhand einer https://youtu.be/YZhujZBWIrI[/media]feature=channel&list=UL]Simulation gezeigt. In dem Video sind sowohl die Kraefte wie auch die Geschwindigkeit des Drachens dargestellt.

Gruss
Rainer

dwt

Zitat

schlieslich verstehen wir ja auch erst in den letzten Jahren wieso Flugzeugflügel Auftrieb erzeugen.

Da muss ich widersprechen: Die Tragluegeltheorie entstand zu Beginn des 20. Jahrhunderts (Prandelt, van Karman, Kutta Joukowski, ...), spater dann Truckenbrodt und Schlichting. Rechnen koennen wir Tragfluegel, seit die Computer das hergeben, also seit Ende der 80'ger.

In dem von Dir genannten Artikel, geht es darum, richtig zu stellen, woher der Auftrieb tatsaechlich ruehrt. Das wird leider - auch heute noch - vielfach falsch erklaert.

Gruss
Rainer
- Editiert von Goeran am 14.10.2012, 15:57 -