Speedsurfen Driftwinkel

    Ich habe mich oben verkehrt ausgedrückt. 1500 N WÜRDE die Finne liefern, WENN sie einen ca von ~1 HÄTTE, was man vom JEDEM FUNKTIONIERENDEN Profil in bei 10° Anstellwinkel ungefähr erwarten sollte.


    Bissl verwirrt - nochmal gerechnet
    50 km/h sind 13,88 m/s.


    mit einer Wasserdichte von 1000 kg/m³
    und der Formel 1/2 * Dichte * Geschwindigkeit²
    komme ich auf einen Staudruck von 96450 N/m²


    der effektive ca ergibt sich mit Seitenkraft / (Staudruck * Finnenfläche)
    und einer Fläche von 150 cm²=0,015m²
    zu 450N / (96450N/m² * 0,015m²) = 0,31

    Zitat von Isonic87

    interessant! hab ich das richtig verstanden, das waren gerade mal 18 m/s Anströmgeschwindigkeit ?


    18 m/s ist für einen Kanal schon ein sauguter Wert, guck dir mal die Pumpenleistung an.
    Am Profil ist aber noch kein Stall. Erst wenn die Blase hinten am Profil nicht mehr eingefangen wird löst sich die Strömung ab, dann spricht man von Stall.



    Nun denk mal an 80 km/h und V², dann bist du bei Ca 0,15
    Oder du gehst von 10 Grad und Ca 1,0 aus bei 80 km/h - wieviel N da wohl rauskommen?

    Wie sich das bei höherer Geschwindigkeit fortsetzt ist schon klar.


    Ich will auf etwas Anderes hinaus - und Kavitation als Stichwort hast du ja mit deinem Link schon geliefert.


    Schon bei 50 km/h liegt entspricht der Staudruck etwa dem Atmosphärendruck. Lokal treten bei der Umströmung des Profils aber deutlich höhere Geschwindigkeiten auf, besonders an der Nase.


    K.A, wie hoch die jetzt genau liegen - aber nehmen wir Pi mal Daumen mal das Doppelte der Anströmgeschwindigkeit - dann haben wir dort lokal eine Saugwirkung vom 3 fachen Atmospharendruck nach dem guten alten Bernoulli. Unter Null kann der Druck nicht gehen - also bekommen wir zwangsläufig einen Strömungsabriss durch Kavitation ... aber ob der sich wieder anlegt wie in dem Video? Bei 10° zweifel ich daran!


    Ich würde sagen - zum Speedsurfen brauchen wir keine Laminarprofile aus der Aerodynamik - sondern Profile, die speziell für Kavitationsbedingungen ausgelegt sind. Fündig wird man zB bei Oberflächenpropellern schneller Rennboote, die halb in der Luft, halb im Wasser arbeiten.


    Hätte ich goldene Hände wie ein Wolfgang Lessacher und wollte eine Speedfinne bauen - hätte sie als Profil einen scharfen Keil mit einem Öffnungswinkel von etwa 4°. Nase scharf. Hinterkante hohl geschliffen. Outline dreiecksförmig. Vorderkante gerade und 45° nach hinten geneigt. Hinterkante ebenfalls gerade und etwa 5° nach hinten geneigt. Tip spitz. Das Ganze gerade so entschärft, wie wegen Verletzungsgefahr nötig. Fläche etwa 30% größer, als die sonst benutzte Speedfinne.

    Eine Begründung dafür bekomme ich heute nicht mehr gebacken. Falls jemand eine solche Finne baut, wette ich aber einen Kasten Bier (Sorte nach Wahl), dass sie "nicht mehr als einen Hauch" schlechter funktioniert als, die besten Speedfinnen am Markt.

    Hier ein Lehrvideo (englisch), das Kavitation in ihren verschiedensten Formen behandelt. Wer sich nicht den ganzen Film ansehen mag, findet ab Minute 13 einen Versuch, der die Auswirkungen auf Auftrieb und Widerstand an einem typischen Profil zeigt:
    http://www.youtube.com/watch?v=K_w3gcvA87I


    Hier ist Ventilation am Ruder einer Motte zu sehen:
    http://www.youtube.com/watch?v=s58KsP9GvHE


    Der aufmerksame Betrachter wird eine große Ähnlichkeit mit der Kavitationserscheinung in dem von Dr. Spinout verlinkten Video feststellen. Hier nochmal der Link:
    http://www.youtube.com/watch?v=DijdU0rmDdc


    Hier noch ein Video von der NACA zum Thema Ventilation:
    http://www.youtube.com/watch?v=0J0jaMIRMR0


    Also was ist das nun bei den Speedsurfern - Kavitation oder Ventilation? Die Auswirkungen auf die Umströmung sind beinahe identisch, bis auf das unterschiedliche Druckniveau. Aber die ursachen sind natürlich sehr verschieden - und damit auch, was man dagegen (oder dafür) tun kann.

    Rechnerisch liegt das ca an der Finne bei 0,1 bzw. sogar darunter, wenn es an die 50 kts geht. Das erfordert ca 1 Grad oder weniger Anstellwinkel. Wurde ja auch schon erwähnt.


    Auf keinen liegt der Winkel bei 10 Grad und es kann auch nicht bei abgerissener Strömung gefahren werden, da gäbe es ja keine Querkraft, nur spin-out.
    Die Fehlinterpretation mit dem Winkel liegt an den Fotos, die schräg von vorn mit Tele gemacht werden. Andere Bilder direkt von vorn oder hinten zeigen keinen grossen Winkel. So, wie es sein muss!


    Screen Shot 2012-08-25 at 5.44.55 PM.jpgScreen Shot 2012-08-25 at 5.34.33 PM.jpg

    Hier mal 2 andere Bilder...

    Zitat von kleppy10


    Auf keinen liegt der Winkel bei 10 Grad und es kann auch nicht bei abgerissener Strömung gefahren werden, da gäbe es ja keine Querkraft, nur spin-out.
    Die Fehlinterpretation mit dem Winkel liegt an den Fotos, die schräg von vorn mit Tele gemacht werden. Andere Bilder direkt von vorn oder hinten zeigen keinen grossen Winkel. So, wie es sein muss!


    Screen Shot 2012-08-25 at 5.44.55 PM.jpgScreen Shot 2012-08-25 at 5.34.33 PM.jpg


    Da die Auftriebsverteilung bei anliegender Strömung immer 1/3 Überdruckseite und 2/3 Unterdruckseite ist, kann man bei den Verhältnissen über 40 kn bequem auf die 2/3 der Unterdruckseite verzichten. Irgendwo bei 8-10 Grad Anstellwinkel reichen dann die Querkräfte der Überdruckseite allein aus.


    Kennt ja auch jeder, der schon mal nen schnellen Spinout hatte, das Board läuft mit größerem Abdriftwinkel einfach weiter und man hat das Gefühl, es wird gar nicht mal langsamer.

    Zitat von Dr. Spin Out

    Da die Auftriebsverteilung bei anliegender Strömung immer 1/3 Überdruckseite und 2/3 Unterdruckseite ist, kann man bei den Verhältnissen über 40 kn bequem auf die 2/3 der Unterdruckseite verzichten. Irgendwo bei 8-10 Grad Anstellwinkel reichen dann die Querkräfte der Überdruckseite allein aus.


    Kennt ja auch jeder, der schon mal nen schnellen Spinout hatte, das Board läuft mit größerem Abdriftwinkel einfach weiter und man hat das Gefühl, es wird gar nicht mal langsamer.


    Warum sollte man bei einem ca von 0,1 einen spin-out bekommen? Da sind ja 10 Grad Anstellwinkelreserve.
    Der Eindruck, dass der Winkel so gross ist, kommt durch die Teleaufnahmen schräg von vorn, da das Brett optisch stark verkürzt wird.
    In der anliegenden Grafik sieht man, dass bei einem Verkürzungsfaktor von 90 % aus dem 1 Grad Driftwinkel 10 Grad entstehen.
    Gruss
    KleppyDriftwinkel.jpg

    Zitat von kleppy10

    Warum sollte man bei einem ca von 0,1 einen spin-out bekommen? Da sind ja 10 Grad Anstellwinkelreserve.


    Dies rechnerische Ca 0,1 entspricht einer erzeugenden Fläche mit Streckung unendlich und nicht mit Streckung 3, also mußt du die Verluste durch die grottenschlechte Streckung mit einem höheren Anstellwinkel kompensieren und landest bei Ca 0,2. Dieser Wert gilt dann für eine gleichförmige, konstante Anströmung, die aber unter einem Surfboard nicht gegeben ist, die dynamischen Veränderungen können kurzfristig durchaus zu doppelt so große Lasten führen, somit bist du dann bei Spitzenwerten von Ca 0,4.
    Jetzt laß mal noch ein Luft-Wasser Schaumgemisch von der Boardunterseite an die Finne kommen, dann hast du einen perfekten Spin Out durch Ventilation mit einer Gasblase, die erst wieder bei einer deutlichen Fahrtreduktion weggeht.


    Und genau das möchte garantiert kein Speedfahrer, der hält einfach weiter dicht.


    Also eine mögliche technische Erklärung gibt es, ob es wirklich so ist kann nur der Surfer selbst sehen, wenn er während der Fahrt nach hinten auf seine Finne sieht und das abströmende Wasser beobachtet, man kann die Reste der sich auflösenden Blase unten im Wasser perfekt erkennen. Es gibt aber nur wenige Leute, die bei 40 kn nach hinten gucken, die meisten haben das nicht überlebt!

    Zitat von table_top

    @ Kleppy, die Bilder #27 kannst Du vergessen: 1 ist ein Freereider und 2 ist ohne Bezug zur Fahrtrichtung.


    Was soll das heissen, Freerider? Da müsste der Winkel ja noch grösser sein als beim Speed fahren.
    Der Bezug zur Fahrtrichtung in Bild 2 ergibt sich aus dem Winkel zwischen Längsachse und Richtung des abfließenden Wassers. Das kann man ja wohl sehen.
    Ich schlage vor , ein Speedfahrer baut mal seine GoPro aufs Brett oder hinten an den Gabelbaum schräg nach unten, so dass man den Winkel des abfließenden Wassers erkennen kann, dann hat sich das Thema erledigt.

    und die Diskussion ging doch auch von Speed-KITERN aus . Das beim Speed-SURFEN keine so grossen Driftwinkel , so wie hier besprochen , d.h. 10 deg, vorkommen ist doch wohl klar, oder ?


    Dort ist alles im normalen Bereich und die Winkel sicher unter 1 deg.

    Klarheit könnte nur eine Messung des Driftwinkels schaffen.


    Einfach eine Mini-Mini- Finne drehbar am Unterwasserschiff gelagert anbringen. Ein Zeiger am Oberwasserschiff zeigt den Driftwinkel an.


    Von der Theorie her müsste der Driftwinkel bei hohen Geschwindigkeiten sehr gering sein.

    Zitat von kleppy10

    Was soll das heissen, Freerider? Da müsste der Winkel ja noch grösser sein als beim Speed fahren.


    Ich denke man darf die Finnen niemals autark betrachten.


    Finne und Unterwasserschiff bilden einen Einheit.


    Insbesondere der Abstand von Finne zur Grenzschicht Luft / Wasser wird wohl entscheidenden Einfluss haben auf die Eigenschften des Gesamtsystemes.


    Theoretische Betrachtungen auch den Lehrbüchern der Strömungslehre betrachten immer einen unendlich langen Tragflügel in einem homogenem/ungestörten Medium.


    Bei uns (Surfern) ist das Unterwasserschiff des Board in der Nähe der Finne (das Board bildet eine Grenzschichte aus) + die Grenzschicht Luft/Wasser wird sich ebenfalls negativ auf die Finneneigenschften auswirken.


    Fährst du Speed so wird die Strömungsgrenzschicht dicker sein, wie bei einem Freerideboard,....zudem sind Speedfinnen kürzer, damit wird nur mehr ein kleiner Teil einer Speedfinne im ungestörten Strömungsbereich des Wassers liegen.


    Speedboards sind auch schmäler....der Abstand Finne / Umgebungsluft ist kürzer und könnte sich ebenfalls negativ auf die Finneneigenschften auswirken.

    Zitat von kleppy10

    http://www.windsurfermag.com/m…/?params=Mjh8NDA4fDEwMjY=


    Dieser Film klärt alles auf. Da gibt es keine 10 Grad Driftwinkel.


    Tolles Video!


    Der Anstellwinkel ist ganz klar < 1 Grad.


    Das Video ist gut gemacht, sehr schön. Aber das Speeden... wird doch schnell langweilig,
    oder nicht? Wenn man es wettkampfmäßig betreibt und voll ausreizt, o.k., aber nur
    so rumheizen, ohne Welle ... ? Bisschen eintönig.

    Glaub mir, da wird nix langweilig! Schnapp Dir ein GPS und probiers mal bei echten Speedbedingungen aus. (25+ Knoten, flaches Wasser, ~80ltr Slalom board, Segel > 6 qm)


    Bin früher auch nur Freeride-mässig ein bischen in der Welle unterwegs gewesen (halt so wie alle....) , hab dann das Speedsurfen für mich entdeckt und musste feststellen wie spannend und aufregend das im Vergleich zu dem bisherigen 'Rumgerutsche' und 'Rumgehüpfe' ist. (zumind für mich....) Wenn dann noch der Thrill und Push durch den Wettbewerb dazukommt , ist das Adrenalin pur.


    Jetzt geh ich nur noch Freeriden, wenn die Arme vom Speedfahren so müde sind, dass sie schon bis zum Boden hängen - da ist dann sogar ein Tag mit 4.2 ein entspannter Tag, und immer noch amüsant. Hab diesen Sommer aber in 4 Wochen Karpathos das Waveboard nur 2x benutzt und war sonst immer mit Slalom oder Speedmaterial unterwegs.