Finnen Cut out

1. offizieller Beitrag

    Da das Thema woanders wieder diskutiert wurde, möchte ich es hier noch einmal explizit herausstellen.

    Von der Strömungsmechanik her ist das so, dass das Board bezogen auf die Finne wie eine Wand wirkt und einen Strömungsaustausch zwischen Ober- und Unterseite (Druckausgleich) verhindert. Siehe auch Endscheiben und Winglets.

    Der Druckausgleich an der Finnenspitze erzeugt den induzierten Widerstand, der umgekehrt proportional zur Streckung ist.
    Die Streckung ist das Verhältnis Finnenlänge zu Finnentiefe oder Länge zum Quadrat geteilt durch die Fläche. Eine unendlich lange Finne hat keinen induzierten Widerstand.

    Würde man die Finne zwischen 2 vertikale Wände packen, gäbe es ebenfalls keinen induzierten Widerstand, da kann ja nichts umströmen.

    Segelflugzeuge haben eine Streckung von bis zu 30, um den induzierten Widertstand klein zu halten.

    Das gleiche gilt für Slalom- und Formulafinnen, deren Streckungen liegen bei 3 bis 7.

    Da das Board ein Umströmen auf einer Seite verhindert, verhält sich die Finne hinsichtlich des Widerstands wie eine Finne mit doppelter Streckung.

    Alle kennen die Auswirkung, wenn man den Spalt zwischen Segel und Board durch Aufliegen der Unterkante des Segels schließt, dass es nochmal richtig Schub gibt, weil der Druckaustausch verhindert wird.

    Durch einen Cut Out wird ein Spalt hergestellt und die Strömung kann sich zwischen Ober- und Unterseite wieder austauschen.

    Die Folge ist erhöhter Widerstand.

    Man muss also zwischen dem höheren Widerstand und den anderen positiven Auswirkungen eines Cut Out abwägen.

    Darüberhinaus wird die Struktur durch den Cut Out geschwächt. Die Verbindung zur Box wird viel kleiner und man hat Probleme dünne Profile zu realisieren.

    An Slalom- und Formula- Finnen findet man im allgemeinen keinen Cut Out, die sollen ja auch so effektiv wie möglich sein.

    Bei einer Speed Finne spielt der Cut Out keine so grosse Rolle, da der ca -Wert bei hohen Geschwindigkeiten sehr klein ist. Der induzierte Widerstand ist proportional zum Quadrat des ca-Wertes der dann einen sehr kleinen Wert ergibt. Somit kann man den induzierten Widerstand hier vernachlässigen.

    Hier ist es nur wichtig, dass die Finne klein in der Fläche ist und ein dünnes Profil aufweist, um einen geringen Widerstand zu erzeugen.

    Kleppy

    • Offizieller Beitrag

    Vielen Dank für deinen Blickwinkel.

    Mich würde in dem Zusammenhang interessieren, wie du die ideale Finne siehst.

    BTW war eine dünne Finne noch nie schnell, wenn wir jetzt mal nur den Topspeed sehen. Klar ist, daß eine Finne etwas mehr können muß.

    Grüße

    Totti

    Dieser Text wurde nach alter, neuer und eigener Rechtschreibung geschrieben und ist daher fehlerfrei!
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    Strömungsmechanisch schnellst finne ist eine möglichst kleine mit möglichst dünnem Profil. Im einsatz wird eine solche finne aber nicht so schnell sein da sie keinerlei fehler verzeiht(funktioniert optimal nur unter idealen bedingungen sonnst strömungsabriss und kontrollverlust).... besser ist eine finne mit etwas dickerm profiel und etwas großer. diese hat zwar einen höheren widerstand ist aber für den fahrer deutlich besser zu kontrollieren damit kann der fahrer dann einen höere durchschnitsgeschwindigkeit erzielen.
    zur idealen outline kann ich leider noch nix sagen.. vll nächstes semester ;)

    zur steifigkeit:
    theoretisch wäre absolut steif wieder ideal aber das ist wieder mit nachteilen verbunden ein definierter flex/twist ist durchaus gewünscht um dem fahrer bessere kontrollierbarkeit zu geben.(vergleich ein zu hart abgestimtes fahrwerk bringt auch nix)sehr kabeliges wasser braucht mehr flexibilität als eine spiegelglatte oberfläche....

    BAY-210

    Lieber Kleppy.Wenn ich in der Lage bin 5cm breite Finnen in Karbon haltbar zu bauen,warum kann ich denn die Breite nicht mit einem Cut Out reduzieren?Stell Dir Formulafinnen mit Cut Out vor. sie würden, weil an der Basis 3cm schmaler früher flexen und twisten, was sie auch tatsächlich tun.Ich muß kein Glas reinlegen
    um die Finne früher zum flexen zu kriegen,dann lieber Karbon,3cm schmaler. Die Rückstellkraft,oder Reaktion ist dann doch besser als bei Glas innen.
    Wolfgang

    Ich gebe den Speedfinnen,manchmal nur 17-18cm den Cut Out auch deswegen gerne,weil durch die schmalere Basis des Blattes ein etwas größerer Flex,vielleicht auch nur theoretisch, gegeben ist.Twist gegen Flex mag ich eh nicht. Ein bißchen Flex ist okay,wenn er bei der Kürze und Härte überhaupt da ist.
    Meine Devise ist,nur hart ist schnell. Wolfgang

    Hm,

    ein CutOut erzeugt wahrscheinlich eine kleinere Turbulenz als eine gerade Kante und damit ingesamt weniger Widerstand bzw. eine kontrolliertere Turbulenz. An Flugzeugen erzeugt man ganz gezielt mit Hilfe von Turbulator Aufklebern (Zackenband/Noppenband) Störungen der Strömung, um so den Widerstand zu reduzieren oder bessere Wirkung von Rudern zu haben.

    Zitat von Totti-Amun

    Vielen Dank für deinen Blickwinkel.

    Mich würde in dem Zusammenhang interessieren, wie du die ideale Finne siehst.

    BTW war eine dünne Finne noch nie schnell, wenn wir jetzt mal nur den Topspeed sehen. Klar ist, daß eine Finne etwas mehr können muß.

    Grüße

    Totti

    Also eine ideale Finne für alle Bedingungen gibt es nicht. Man kann sie nur für einen bestimmten Anwendungsbereich optimieren bzw. muss einen Kompromiss machen.
    Am Beispiel einer Speedfinne ist das Entwurfsziel möglichst geringer Widerstand und nicht Höhe laufen.
    Entweder will man richtig schnell sein, dann ist das wie beim Autorennen. Die fahren immer im Grenzbereich und haben das entsprechende Können.
    Will man aber Spaß haben und ist kein extrem guter Fahrer, dann ist natürlich Kontrollierbarkeit und ev. Höhelaufen auch wichtig.
    Eine Finne kann man nur schnell machen, wenn die Fläche zur Geschwindigkeit passt (je schneller, desto kleiner) und das Profil relativ dünn ist.
    Dazu braucht man aber auch einen erfahrenen Fahrer.
    Lüderitz zeigt doch, dass in erster Linie die Bedingungen passen müssen. Schließlich haben mehrere die 50 kts mit unterschiedlichen Segeln, Brettern und Finnen geschafft.

    Kleppy

    Kleppy. Selbst ein Flex der Finne verbraucht Energie. Einmal für Biegung dann für den daraus resultierenden Lift. Man kann das so hinnehmen oder man hilft
    nach um weniger Energie zu brauchen. Finne 10° senkrecht nach Luv einbauen,Lift erfolgt ohne Finne anfangs biegen zu müssen.(vom Wasser) Only one way.
    Arbeitet man mit Reduktion der Breite an der Basis,zum Beispiel Cut out, biegt die Finne unten mehr,braucht insgesamt weniger Energie.Wolfgang

    Zitat von daddy_o

    An alle Cutout-Begeisterte:

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    So eine Vorfinne hat doch nichts mit einem Cut Out zu tun, oder ich weiß nicht, was ein Cut Out ist.

    Da diese längliche Lücke aus etwas ganzem geschnitten wurde, für mich ein Ausschnitt ( cut out ).

    Es gibt doch diese in der Mitte ( von Schaft zu Spitze ) beweglichen Finnen. Ist mir entfallen, wie die heißen. Welche Idee steckte da noch mal dahinter?

    Alles tolle Ideen das Wasser unterm Board ordentlich mit Sauerstoff zu versorgen. Für die Fische natürlich. :D

    Zitat von Lessacher

    Peter,wir haben uns beide überkreuzt.Du hast schon recht. Vorfinne ob kurz oder länger. Die Slot gibt es wie beide von ihm gezeigten Varianten.Wolfgang

    Meine Erfahrung mit Vorfinne in den 80 igern war eindeutig, sie war extrem wirksam: Sie bremste das Board zuverlässig und fing auch noch das Seegras ein, das ansonsten nicht an der Hauptfinne hängen geblieben wäre. Dazu kam noch doppelte Montagezeit. Das war wirklich eine echte Innovation.

    Zitat von Peter Essen

    So eine Vorfinne hat doch nichts mit einem Cut Out zu tun

    In der Fliegerei macht man sowas, um mit steilerem Anstellwinkel bei möglichst niedrigen Geschwindigkeiten den Auftrieb zu erhöhen und noch zu fliegen, wo andere schon herunterfallen. Schon ein Fieseler Storch konnte damit prima sehr langsam fliegen ;)

    Zitat von Lessacher

    Dann tu doch mal kund was dünn ist. Die Finnen die dort fuhren waren fast alle dick. Wolfgang

    Dünn ist alles, was unter 9 % relativer Dicke liegt.
    Die neuen Wide Base Speed Finnen hat man ja gemacht, um ein dünneres Profil zu ermöglichen. Bei 10 mm absoluter Dicke (d) und ungefähr 150 mm Blatttiefe (l) ergibt das eine relative Dicke von 6,6 % (d/l).
    Eine Slalom Finne ist meist 10mm dick und hat eine Tiefe von 100 mm, also 10 % relative Dicke.
    Die Delta Speed hat z.B. eine relative Dicke von 3,5%, sie ist also extrem 'dünn', obwohl 10mm dick.
    Strömungstechnisch zählt nur die relative Dicke bei einem Profil.

    Kleppy