Posts by Dr. Spin Out

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    Hallo !


    Die Alurohre kann man mit Sicherheit problemlos mit Carbon-Gewebeschläuchen überziehen, aber es ist K E I N E Verstärkung des Alurohres!!!
    Da das Carbonrohr sehr viel steifer als das Alurohr ist liegt die gesamte Last fast ausschließlich auf dem Carbonrohr.
    Wenn unter einer Last von 50 kg das Carbonrohr 1 cm biegt, dann reichen für eine Biegung des Alurohres von 1cm nur ca 5-10 kg, also Gesamtlast bei einer Durchbiegung von 1 cm etwa 55-60 kg.
    Hast du aber mit 3 Lagen Gewebeschlauch nur eine Maximalfestigkeit von 30 kg, dann bricht erst das Carbonrohr, dann federt das Alurohr weiter aus und bricht dann auch sofort, da es ja rechts und links von der Bruchstelle noch carbonverstärkt ist, an der Carbonbruchstelle entstehen also Spannungsspitzen im Alurohr und das Rohr bricht viel früher als sonst, da es nicht mehr gleichmäßig federn kann.
    Mit Carbon verstärken ist also nix, das Carbon muß dann die gesamte Last aufnehmen können.
    Nicht umsonst sind Carbongabeln in der Regel schwerer als Alugabeln, da auch die fehlende Flexibilität ( die will man ja gerade haben ) zu Lastspitzen führt.
    Der Bambus biegt sich im Wind - die Carbongabel bricht!

    Hallo Wolfgang !


    Das Wasser auf der Oberfläche der Finne oder des Surfboards sollte auf gar keinen Fall abperlen!!! denn das ist ein Zeichen einer Abstoßung des Wassers. Die Oberfläche stößt das Wasser ab und das erfolgt auch beim Fahren, die Grenzschicht löst sich sehr leicht von der umspülten Oberfläche und wir haben eine wunderschöne Ablöseblase. Die Reibung an der Oberfläche wird zwar geringer, aber der Profilwiderstand kann sich um 100% vergrößern. Den vorderen Teil des Profils bis zur dicksten Stelle kannst du glatt machen, dort bleibt die Grenzschicht (bei geeignetem Profil) immer laminar (beschleunigte Strömung = Druckabfall), dann sollte der Umschlag auf turbulent erfolgen, damit die Grenzschicht den Druckanstieg hinter der dicksten Stelle bewältigen kann ohne Ablösungen, ein Turbulator muß also etwas vor dem Umschlagpunkt liegen.
    Eine laminare Grenzschicht hat nur ca 10-20% der Reibung einer turbulenten Strömung, man versucht also, die laminare Grenzschicht möglichst weit bis hinten an das Profil zu retten, ohne das es zu Ablösungen kommt.
    Deshalb die Versuche mit den hydrophilen (wasserliebenden) Oberflächen, hier klebt die erste Wasserschicht an der umströmten Oberfläche und löst sich nicht so leicht ab, eben wie beim Delfin usw. Kennzeichen einer hydrophilen Oberfläche ist ein komplettes Verlaufen des Wassertropfens, er bildet eine dünne Schicht und keinen Tropfen. Bei Spüli wird das durch eine Reduzierung der Oberflächenspannung des Wassers erreicht, aber du kannst ja nicht einen Hektoliter Spüli in Strand Horst reinpumpen. Also musst du die GFK Oberfläche der Finne so behandeln, das sie Wasser mag und der Tropfen schön verläuft.
    Fett, Wachs, Öl usw. sind also völlig unbrauchbar, so genannte nano-Beschichtungen meistens auch, ein normaler ?Regattaschliff? mit 400 Sandpapier oder gebürstete Oberflächen zeigen gute Ansätze, normale Schmierseife wirkt gut und ist leider sofort wieder ab im Wasser, wer kennt so ein Schmierseifenzeug, das im Wasser länger hält?

    Hallo Ole !


    Der Wert für das Ca ist einfach zu errechnen, steht in jedem Aerodynamikbuch, Werte für Fläche, Kraft und Speed habe ich angegeben, spezifisches Gewicht von Wasser ist bekannt.
    Der Auftriebsanstieg ist bei allen symmetrischen Profile fast gleich und zwar linear, Ca 0,1 - 1 Grad bis Ca 0,5 - 5 Grad, danach wird es spannend.
    Dicke Profile mit 15 % gehen auch noch bei über 10 Grad bei Ca bis 0,8 und danach kommt nur noch mehr Widerstand.
    Dünne Speedprofile gehen definitiv über 5 Grad nicht mehr, rechne dir mal die Kraft aus bei 72 Km/h und Ca 0,5 - das katapultiert auch einen 100 kg Fahrer aus dem Wasser.
    Das von Wolfgang erwähnte Bild auf dem Kanal zeigt tatsächlich einen Schräglaufwinkel von über 10 Grad, hier ist also gewollt oder ungewollt die komplette Unterdruckseite abgerissen, nur noch 1/3 der Kraft von der Überdruckseite geben wieder ein rechenbares Ergebnis.
    Unterseite 1/3 und Oberseite 2/3 der Kräfte so isses und nicht andersrum!


    Zur Oberflächenvergrößerung durch Rillen usw.:
    Die Oberflächenreibung von Rumpf und Finne am Wasser ist ein entscheidender Faktor beim Speedsurfen. Eine Vergößerung der Oberfläche führt zu einem deutlichen Widerstandszuwachs. Beim Flugzeug hat die laminare Grenzschicht nur etwa 10 % der Reibung einer turbulenten Grenzschicht !!! Eine gerillte Oberfläche wird niemals laminar sein, da Querströmungen die Grezschicht zuverlässig verwirbeln. Segelflugzeuge haben eine aschblanke Oberfläche, die Piloten wischen sogar den Fliegenbrei von der Profilnase, da sonst die Strömung an der Stelle in turbulent umschlägt. Die modernen Speedprofile mit der weit hinten liegenden Dicke sind als Laminarprofile entwickelt worden, aber hochglanzpolierte Oberflächen im Wasser versagen ganz kläglich !!! Also muß eigentlich eine turbulente Grenzschicht vorherrschen und wer Wolfgangs raue Oberflächen kennt glaubt nicht mehr an laminare Strömungen.
    Stichwort ist hier die Oberflächenspannung des Wassers, die erste Schicht Wasser muß regelrecht an der Finnenoberfläche kleben bleiben, dann reibt nur noch Wasser an Wasser. Beim Fisch übernimmt das eine Schleimschicht, man weiß nie, ist es noch Wasser oder ist es schon Fisch, wenn man die Grenzschicht beobachtet.
    Hier liegt noch ein beträchtliches Entwicklungspotential,


    Wolfgang denk mal an deine Handcreme, die du früher für die Finnen verwendet hast.
    Das Zeug müßte eine hydrophile Oberfläche erzeugen, die möglichst 2-3 Stunden hält, damit wäre eine drastische Widerstandsverringerung möglich.


    Ole, diese laminaren Ablöseblasen meint Wolfgang, wenn er sagt, das die Stömung hinten um die Finne rumläuft. Tatsächlich läuft die lokale Strömung in der Blase auch nach vorne, kann man wunderbar beobachten, wenn man mit einem großen Dampfer fährt. Die Grenzschicht ist am Rumpf voll turbulent (verwirbelt) und durchaus 1 Meter dick. Wenn du eine Dose an der Boardwand ins Wasser wirfst, wird sie manchmal kilometerweit mitgezogen und wandert in den Wirbeln sogar am Rumpf nach vorne, bis sie ein wenig nach außen gespült wird, aus der Grenzschicht rausfällt und dann im Wasser zurückbleibt.


    Turbulatoren am Profil haben nur dann einen Sinn, wenn sie deutlich vor der Ablöseblase positioniert sind, im Modellflugzeug also immer spätestens bei 25% der Flügeltiefe, da mit dem Druckanstieg nach der dicksten Stelle des Profils die Ablösung einsetzen kann.


    Heute ist es jetzt zu spät
    Morgen mehr vom


    Dr. Spin Out

    Hallo Ole !


    Längsrillen oder Kanäle an einem Strömungskörper verbessern den Stall/Spin Out deutlich, bestes Beispiel ist die alte Tante JU 52 mit ihrer Wellblechbeplankung. Gleichzeitig vergrößern sie aber die umspülte Oberfläche, also mehr Reibung. Eine ungleichförmige, knuckelige Oberfläche verschlechtert in der Regel die Leistung und verbessert die Gutmütigkeit eines Profiles, da die Strömung zuerst an einigen Stellen abreißt und erst langsam der Stall auf der ganzen Fläche eintritt.
    Bei der Chamäleon-Finne kann man beobachten, das bei Überlastung nur eine Sektion abreißt und eine Blasenbahn tief unten im Wasser hinterlässt, der Rest der Finne legt dann 1-2 Grad mehr Anstellwinkel ins Wasser und bei nächster Gelegenheit greift die Finne dann wieder voll und der Mini-Spin-Out ist fast unmerklich wieder vorbei.


    Der Anstellwinkel einer Finne relativ zur Fahrtrichtung liegt im Wasser normalerweise bei ca. 1-3 Grad, beim Angleiten bis über 5 Grad


    Finne 300 cm2
    Speed 15 m sek
    Seitenkraft 50 kg
    Ca 0,15
    Alpha 1,5 Grad


    Ein Twist der Finne um 1mm reduziert den Anstellwinkel also schon deutlich, seitliches Flexen einer 70 cm Formula-Finne von 10 cm ist durchaus normal während der Fahrt.


    So teste ich die Finnenhärte:
    Druck mit dem Daumen am Tip gibt mir die Twisthärte
    Finne zu 1/3 mit der Boxseite auf eine Holztisch legen und dann am Tip mit vollem Körpergewicht runterdrücken gibt mir die Basishärte (Flex)


    Ideal ist Basishärte so groß wie möglich, Tiphärte relativ weich,


    Die Chamäleon ist so hart, das weder Flex noch Twist unter den surftypischen Einsatzkräften auftreten.
    Biege einfach mal an allen Finne rum an die du rankommst, die Unterschiede sind gewaltig.


    Finne aus weichen Materialien haben schon manche Leute probiert, aber sie neigen zum Flatter im Wasser. Immerhin muß die Finne unter Wasser die gleich Kraft erzeugen wie das Segel oben, bei einem Flächenverhältnis von 1:250, also ist die Last ca 250 mal so groß pro cm2 bei der Finne. Da wird dann bereits ein gutes G 10 Material relativ weich bei der Kraft.


    Soweit für heute


    Dr. Spin Out

    Hallo Ole !


    Klar, das die Finne unter Wasser das gleiche leisten muß wie das Segel oben in der Luft, denn Segel-Querkraft nach Lee muß durch Finne-Lift nach luv kompensiert werden, sonst ist kein Gleichgewicht. Auch das loose-leech des Segels wird schon seit langer Zeit von der Finne vorweggenommen, alle Wavefinnen haben eine harte Basis und ein mehr oder weniger flexendes Tip. Hier sieht man den Zusammenhang zwischen Outline und dynamischen Verhalten am besten, denn stömungstechnisch ist die Outline einer Wavefinne eine einzige Katastrophe - kleine Streckung, widerstandsträchtige Tip-Outline führt zu grottenschlechten Fahrleistungen - diese Finne kann nur eins : Kraftspitzen abfedern und im zerwühlten Weißwasser die Wirbel ignorieren.


    Im übrigen, das loose leech des Segels hat noch einen ganz anderen Effekt. Schau mal die oberste Latte des Segels während der Fahrt an, sie pendelt frei von luv nach lee durch die Schläge der Wellen. Also ist keine Druckdifferenz in dem Bereich des Segeltuches von luv nach lee, folglich auch kein Randwirbel und kein Induzierter Widerstand. Die oberste Latte stellt sich im Idealfall exakt in Richtung des scheinbaren Windes, kein Anstellwinkel also auch keine Druckdifferenz und kein Induzierter Widerstand.
    Bei der kleinen Streckung des Segels hat sich durch praktische Erfahrung eine glockenförmige Auftriebsverteilung (Stichwort: Horten Nurflügel) herausentwickelt, nicht zielgerichtet und mit klaren Vorstellungen aus der Theorie, sondern da haben mal ein paar Jungs wild drauflosgeschneidert und waren dann plötzlich viel schneller als die anderen.


    Wäre schön, wenn man das bei Finnen auch so erreichen könnte, aber weich Finnen neigen unter Wasser zum Flattern, außerdem ist beim Segel der Mast als tragendes Element vor dem Druckpunkt, einwirkende Kräfte können also den Anstellwinkel reduzieren, während bei der Finne der Druckpunkt bei 25 % liegt und somit vor dem Festigkeitsmaximum = dickste Stelle des Profils liegt. Einwirkende Kräfte neigen also dazu, den Anstellwinkel noch zu vergrößern.
    Außer natürlich bei der Wavefinne, hier liegt der große Tipbereich durch den starken Rake hinter dem Festigkeitsmaximum der Basis. Es erfolgt also eine Reduzierung des Anstellwinkels.


    Soviel für heute von


    Dr. Spin Out

    Hallo Ole !


    Meine älteste erhaltene Finne ist eine Foot-Finne aus 1986 mit einem Autogram von Robby Naish auf Sylt. Sie wurde von mir aus Karbon in einer Form gebaut, da die Serienfinnen bei mir immer abgebrochen sind.


    Natürlich kann man mit der heutigen Rechnerleistung eine Finne berechnen oder auch optimieren, aber immer nur die stationären, gleichförmigen unbeschleunigten Zustände. Dynamische Zustände wie im Kunstflug oder bei der Formel 1 sind nur ansatzweise mit enormen Aufwand rechenbar.


    Nun guck dir mal ein Surfboard auf Kabbelwasser an, der Bug tanzt auf und ab, Anstellwinkel und Rake der Finne im Wasser ändern sich permanent, dazu kommt Flex und Twist und Schwingungsverhalten des Finnenkörpers und die Vorverwirbelungen im Wasser, in einer Sekunde ändern sich die Strömungsverhältnisse an der Finne 100 mal.


    Da ist dann mit rechnen nix mehr, das dynamische Verhalten der Finne beeinflusst die Fahrleistungen und die Fahreigenschaften in gleichen Maße wie die reine Geometrie/Profilierung der Finne.


    Eine Deboichet-Finne kann man auf den 1/10 mm genau kopieren, sie läuft aber wahrscheinlich trotzdem nicht so gut wie das Original, da die dynamischen Eigenschaften durch einen anderen Faseraufbau im Innern nicht identisch sind - vielleicht läuft sie aber auch besser, man muß es halt ausprobieren.


    Letztendlich gilt: probieren geht über studieren
    Ein Glück, das es so was heute noch gibt


    Mit freundlichen Grüßen
    Dr. Spin Out

    Hallo an alle Theoretiker und solche, die es noch werden wollen!


    Habe dieses Thema mit großem Interesse verfolgt, da ich auch schon seit 25 Jahren Finnen baue, um eigene Ideen zu verwirklichen. Vom Modellflug habe ich eine gesunde Halbbildung bezüglich Aerodynamik, hat mir aber bei Finnen nix geholfen.
    Zum Beispiel die grundsätzliche Aussage, daß eine eliptische Outline optimal ist---alles Unsinn, seit der Spitfire gibt es keinen Flügel mehr mit einer Elipse, da diese nicht! zu einer eliptischen Auftriebsverteilung (Re-Zahl Problem) führt. Außerdem werden heute Flügel mit einer übereliptischen Auftriebsverteilung eingesetzt, den Randwirbel reduziert man mit einem Winglet.
    Die Outline und der Rake bei Finnen werden vorrangig eingesetzt, um einem homogenen Finnenmaterial, zB G10, den erwünschten Flex (seitliches Wegbiegen) und Twist (Reduzierung des Anstellwinkels) beizubringen.
    Gute laminierte Finnen können durch gezielten Faseraufbau, Karbon vor den Druckpunkt bis 25% und Kevlar/Glas hinter dem Druckpunkt Flex und Twist in gewissen Umfang unabhängig von der Outline erzeugen.
    Die theoretischen Ansätze für Finnen versagen in der Regel vollständig, danach müßte ein NACA 0008 fast allen Profilen überlegen sein, ist aber grottenlangsam in der Praxis.
    Was wirklich zählt, ist die Praxis beim Surfen, und da ist der Wolfgang Lessacher unschlagbar.
    Ich kenne ihn seit 15 Jahren, aber bei seiner Theorie stellen sich mir immer noch die Nackenhaare auf. Er sieht die Dinge eben sehr viel anders, seine Theorie führt zu unglaublich guten Ergebnissen-also hat er Recht!
    Nach meiner klassischen Theorie dürften seine Finnen überhaupt nich funktioniern, aber ich habe 1996 die erste Chamäleon 28 ausprobiert und fahre diese Finne noch heute, da ich in der ganzen Zeit keine bessere gefunden habe.
    Für die Theoretiker:
    Diese asymetrisch ( also wechselseitig gewölbte) Profilierung hat in der Praxis (also unter dem Surfboard) ein um ca.20-30% höheres ca-max als vergleichbare symetrische Profile bei reduziertem cw- braucht aber eine gewisse Grundgeschwindigkeit, bis sich die gewünschten Querströmungen einstellen.
    Denkbar ist auch, daß dieses Profilkonzept zu einem deutlich höherem d-ca nach d-alpha führt, die Finne greift bei Belastung besser durch den verbesserten Auftriebsanstieg.
    Das wäre wirklich mal ein Thema für eine Doktorarbeit, schließlich hat man ja auch erst seit kurzem herausgefunden, daß die Hummel wirklich fliegen kann. Vorher konnten die Theoretiker berechnen, daß die Hummel gar nich fliegen kann, der Hummel war das egal und sie flog einfach weg.
    In diesem Sinne, Theorie ist nur ein Krückstock zum Verständnis der Realität und sollte nicht mit der Realität selbst verwechselt werden.
    Oder wie sagte ein gewisser Herr Einstein: Ich könnte 100 Jahre Aerodynamik studiere und könnte immer noch nicht so gut fliegen wie jede Möwe.