Select Fins: THE SCIENCE OF WINDSURFING FINS

  • Mal etwas zur Verständigung, von Select Fins: :)



    THE SCIENCE OF WINDSURFING FINS




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    Since you love windsurfing as much as us we thought you might appreciate some insight and theory into fin dynamics.

    There's a lot of hype and jargon spoken about fins, so we hope you find this theoretical information useful when making choices about what fins to buy.

    There's a lot to cover, so we're going to send this to you in a series of short episodes, starting with a common misconception …

    THINNER PROFILES ARE FASTER
    Indeed thinner profiles are faster - BUT only when used for speed sailing at very high speeds. For 'normal' speeds, thinner profiles in most constructions simply don't deliver enough LIFT.

    There are a lot of influences on generating lift:


    • Surface area, profile (thickness)
    • Profile form (wing shape or camber - the shape of the fin in plan shape or cross section if you like), Chord (the front-to-back width)
    • Depth top to bottom
    • Profile ratio (chord length in mm. ÷ thickness in mm. expressed as %)
    • Stiffness
    • Flex
    • Twist



    … and more, that all play their part.

    Any one fin that's built without taking into account fine tuning of all of the above for specific purpose is selling you short in control, speed and lift.

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    Both the profile form and profile ratio are normally optimized for the use and intended speed range.

    A higher % profile will, in principle, generate more lift compared to a lower % profile at a given speed - but with a higher resistance.

    For speed, the amount of lift generated should be high, while the resistance must be as low as possible.

    Profile efficiency (lift ÷ drag ratio) has a relation to the required speed range and type of profile. Profile forms and outlines are a real scientific area. E.g., the realms of NASA, Boeing, Airbus, Shipbuilders etc. who, for as long as aerodynamics has existed, have spent infinite amounts of money to find 'the ideal profile'.






    At higher speeds thinner profiles normally show a higher efficiency. Hence thinner profiles are better suited at higher speeds - but not necessarily for reaching them.

    There's a cut-off point at around 9% (of chord ÷ thickness). Below 9% would typically be used for speed. 9% or higher for slalom use.

    It could be a good idea to develop fins with >12% ratios specifically for very low speeds, like first time use etc . The result will be a high-lift fin at very low speed. Ideal to learn windsurfing on …

    The amount of lift generated by a fin depends on a number of variables.


    • If speed doubles, lift will increase by a factor of 4!
    • Angle of attack (lift increases linearly with the angle).
    • Profile form and ratio (the higher the ratio the more lift per a given area).
    • Rake angle also influences the lift figure considerably (a weed fin with 45-deg. delivers considerably less lift compared to a slalom fin with 12 deg.


    After all that science you're probably ready to go windsurfing! Next time we'll be slightly less technical BUT, the theory you just learned will help you understand the next step!

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    Dateien

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    Dieser Text wurde nach alter, neuer und eigener Rechtschreibung geschrieben und ist daher fehlerfrei!
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  • nicht ganz verkehrt, aber dennoch sind die Aussagen zum Einfluss der Profildicke nicht richtig. Ein dickeres Profil weist insges einen hoeheren Maximalauftrieb auf, zusammen mit der runderen Nase wird das Profil gutmuetiger . fuer die beim Windsurfen Anstellwinkel ist das jedoch weitestgehend irrelevant (ausser beim max. Hoehelaufen) , insofern ist die Aussage auch falsch, dass ein dickeres Profil im Vergleich zu dünneren Profilen mehr 'Lift' produziert. Bei gleicher Finnenflaeche und Anstellwinkel ist der Auftrieb praktisch identisch weil nahezu unabh von der Profildicke. Viel wesentlicher sind hier Gesamtflaeche der Finne, Flaechenverteilung und Flex und Twist der Finne.



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  • auch der 'Cut-off' Point bei 9% ist durch nichts belegt. Die Effizienz eines Profils hat nur sekundaer was mit dessen Dicke zu tun, sondern mit dem Profilverlauf (Dickenrücklage, Nasenradius, s-Schlag o.ä.)



    Gesendet von iPad mit Tapatalk

  • Soll ich dir mal den Kontakt senden von Select, dass du denen das mal erklärst? :)

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  • Totti: Was liftet mehr,dünnes oder dickes Profil


    Beantworte Du es doch.
    Ich könnte es nicht beantworten ;)
    Mehr Profildicke erzeugt mehr Lift, oder nicht? Mehr Flex, z.B. durch dünneres Profil auch. Was stimmt denn nun.
    Bauen wir nur noch superdünne "Frühgleitfinnen"?


  • ....Mehr Profildicke erzeugt mehr Lift, oder nicht? Mehr Flex, z.B. durch dünneres Profil auch. Was stimmt denn nun?????????


    Ätsch, reingefallen!


    Leider verwenden die Windsurfer den Begriff "Lift" für zwei völlig unterschiedliche Kräfte.


    Lift in der Strömungsleere :eek: ist eine Kraft, die im wesentlichen senkrecht zur erzeugenden Fläche wirkt. Flugzeugflügel - Auftrieb nach oben
    Der Lift der Finne liftet das Board also nach "mehr Höhe" (auch hier wird der Begriff "Höhe" anders benutzt als bei der Fliegerei!), beim Segeln also nach Luv hin.


    Lift bei den Windsurfern wird die Kraft bezeichnet, die das Board aus dem Wasser hebt, die also senkrecht nach oben geht. Eine harte Finne, die exakt senkrecht im Wasser läuft, kann eigentlich überhaupt keinen Lift erzeugen, da sie in der Richtung keine Druckdifferrenzen erzeugen kann. Flext die Finne aber oder kantet man das Board nach Lee ab, dann ist die Wirkrichtung des Lift zum Teil nach oben gerichtet und
    es entsteht Lift.


    Ganz einfach und deshalb leider total verwirrend, die Begriffe sind eben nicht klar definiert.




    Da ist es ungefähr genau so verwunderlich, daß JP seine mitteltiefe Tuttlebox MTU nennt, obwohl dieser Begriff sonst für Minituttlebox steht.
    Na ja, haben sie sich was dabei gedacht??? Es wird hoffentlich niemand auf die Idee kommen, ein Paar Trackerfinnen in MTU zu bestellen, stell ich mir lustig vor.



    mfg
    Dr.. Spin Out


    Im Übrigen sei angemerkt, daß die "Theorie" bei Maui Ultra Finnen schon seit Langem auf deren Homepage ist. Die ist recht kompetent, auch wenn ich nicht überall zustimmen kann!


  • Jo, lustig wird's doch aber wenn man ein dickes Profil mit viel "Lift (aus der Strömungslehre)" nimmt und dieses stark flext weils weich gebaut ist. Was passiert dann? LiftLift. :D

  • Nochmal ernsthaft. Ich seh's so:
    Ein dickes Profil macht ja im geflexten Zustand auch noch ihren stärkeren Lift. Dieser "echte" Lift wirkt dann aber teilweise vertikal.
    Wie stark die Finne flext, ist nicht durch die Dicke sondern durch die Bauart bestimmt.

  • Bei der Dicke des Finnenprofils gilt dann H³, die Dicke geht in der 3. Potenz in die Festigkeitsrechnung mit ein.
    Also Profil von 9% auf 12 % aufgedickt bedeutet alte Biegefestigkeit x 1,333 x 1,333 x 1,333 = ca. doppelte Härte.
    Moderne "Flexfinnen" funktionieren nur deshalb, weil sie speziell am Tip oft extrem dünn vom Profil her gebaut sind.


    Dicke und weiche Finnen gibt es nicht in Carbon oder anderen Fasereverbundwerkstoffen mit der nötigen Bruchfestigkeit.


    Klar kannst du eine Finne aus weichem Spritzgußplastik nehmen, die hat dann wieder nicht die nötige Bruchfestigkeit - aber möchtest du das???

  • Bei der Dicke des Finnenprofils gilt dann H³, die Dicke geht in der 3. Potenz in die Festigkeitsrechnung mit ein.
    Also Profil von 9% auf 12 % aufgedickt bedeutet alte Biegefestigkeit x 1,333 x 1,333 x 1,333 = ca. doppelte Härte.
    Moderne "Flexfinnen" funktionieren nur deshalb, weil sie speziell am Tip oft extrem dünn vom Profil her gebaut sind.


    Dicke und weiche Finnen gibt es nicht in Carbon oder anderen Fasereverbundwerkstoffen mit der nötigen Bruchfestigkeit.


    Klar kannst du eine Finne aus weichem Spritzgußplastik nehmen, die hat dann wieder nicht die nötige Bruchfestigkeit - aber möchtest du das???


    Glas.....

  • Ätsch, reingefallen!


    Leider verwenden die Windsurfer den Begriff "Lift" für zwei völlig unterschiedliche Kräfte.


    Lift in der Strömungsleere :eek: ist eine Kraft, die im wesentlichen senkrecht zur erzeugenden Fläche wirkt. Flugzeugflügel - Auftrieb nach oben
    Der Lift der Finne liftet das Board also nach "mehr Höhe" (auch hier wird der Begriff "Höhe" anders benutzt als bei der Fliegerei!), beim Segeln also nach Luv hin.


    Wo kommt aber der (rote) Lift bei symmetrischen Profilen her. Ein Tragfläche ist ja eben nicht symmetrisch

  • Wo kommt aber der (rote) Lift bei symmetrischen Profilen her. Ein Tragfläche ist ja eben nicht symmetrisch


    Wird ein symmetrisches Profil exakt von vorne angeströmt, entsteht kein Auftrieb (Lift). Der Auftrieb entsteht aber durch den Anstellwinkel - schräge Anströmung von vorne - weil dadurch eine Unter- und eine Überdruckseite am Profil entsteht. Die meisten Windsurf-Finnen, nicht alle, sind ja symmetrisch.

  • Spannende Diskussion...man könnte doch für eine dicke und weiche finne nur in der mitte ud carbon nehmen und aussenrum normales glasgewebe? wäre dann nicht ein stärkerer flex möglich? Aber die frage die es zunächst zu lösen gilt ist ob man das eigentlich will...lohnt ja wohl nur für megaleichtwind. Je schneller man wird desto mehr lift und irgendwann ists dann auch zuviel....


    Gesendet von meinem KIW-L21 mit Tapatalk

  • Also jetzt nochmal langsam zum Mitschreiben:


    Eine dickere Finne kann durch einen höheren Anstellwinkel ohne Strömungsabriss (Spin Out) auch schon bei niedrigeren Geschwindigkeiten die nötige Seitenführungskraft aufbringen. Wird man schneller, reduziert sich automatisch der Anstellwinkel (weniger Abdrift). Es stellt sich also ein Gleichgewicht ein, in dem die Finne nicht mehr Auftrieb (gemeint ist hier wiederum die Seitenführungskraft) produziert als gebraucht wird.


    Was bedeutet das jetzt für den Lift (Kraft nach oben die das Board aus dem Wasser hebt), zwischen einer dicken und einer dünnen Finne bei sonst identischem Setup (Flex, Twist)? Richtig, kein Unterschied. Lift nach oben ist lediglich vom Flex- und Twistverhalten der Finne abhängig, und ein wenig noch von der Outline.


    Inwiefern es möglich ist, unterschiedlich dicke Finnen mit gleichem Flexverhalten zu bauen überlasse ich lieber den Finnenbauern. Theoretisch sollte es möglich sein, dürfte praktisch aber recht schwierig umzusetzen sein.


    Gruß, Onno

    wissen ist macht. nicht wissen macht auch nichts.

  • Aber wenn eine dicke finne flexen würde wäre doch der “lift“ senkrecht nach oben (also des flexenden teils) höher als bei einer dünnen finne, oder hab ich das fallsch mitgenommen?


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  • Aber wenn eine dicke finne flexen würde wäre doch der “lift“ senkrecht nach oben (also des flexenden teils) höher als bei einer dünnen finne, oder hab ich das fallsch mitgenommen?


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    Seh ich auch so....
    Und zum Glück gibt es auch dickere Finnen die flexen.

  • Stellt sich ohnehin die Frage, für wen überhaupt eine steinharte Finne Sinn macht...?... ;)

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  • Übrigens kann man bei c-fins z.b. die S4 mit einem etwas dickerem Tip bekommen. Warum bloss??


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