#06 Finnen-Design allgemein: Kavitation

    das verschieben des Druckpunktes ist mitunter gar nicht mal so abträglich denn bei steigender Geschwindigkeit wird das Brett immer freier und der Druckpunkt des Gesamtsystems verschiebt sich immer weiter nach hinten... eventuell ist es dann gar nicht mal so schlecht wenn die Finne nach hinten kippt denn de Position der Finne im Board ist ja auch immer ein Kompromiss für verschiedenen Geschwindigkeiten.... bei nahe top speed könnte sie wohl noch ein paar cm weiter hinten sitzen...

    Na da is MUF auf dem richtigen Weg, hat man sich was aus der Bionik abgeschaut, auch der Adler zieht seine Flügelchen ein, wenn er schnell sein will.


    Gratulation an MUF!

    Zitat von Isonic87

    Mit dem Beweis ist es so einer Sache, da wie hier ja auch schon mehrfach diskutiert dazu ein objektiver Vergleichstest nötig wäre. Den ist leider keiner bereit zu finanzieren. .


    Wenn jemand mal bereit wäre zumindest den Driftwinkel aufzunehmen wäre schon viel geholfen.....tät rein theioretisch auch meschanisch mit nem Zeiger und ner Winkelanzeige gehen.


    Du weißt ja ziemlich genau, wo das Optimum eines Profiles liegt, da sind die Polarendiagramme alle recht ähnlich.


    Fein wäre auebr auf alle Fälle ne Finne die während der Fahrt die Fläche verändert.....ich mein den Wahnsinn sogar ernst!

    Den Driftwinkel kann man leicht aus Photos bestimmen. Eine Kamera ans Top und den Winkel zwischen Brettmitte und abfließender Strömung bestimmen. Viel einfacher ist es, sich ein paar Bilder aus dem Internet runterzuladen und den Winkel bestimmen. Dann weiß man, was so läuft.


    Siehe Beispiel, Micah beim Cruisen. Winkel ist 2 Grad.
    Gruss


    Kleppy



    Driftwinkel.jpg

    Also im Bildchen seht ihr mal eine Profilpolare eines NACA0012 Profiles.


    Reynoldszahl ergibt sich aus angenommener Geschwindigkeit = 10m/s = 36 km/h und Finnenbreite = 0,1m zu 1.000.000


    Querkraft nehm ich jetzt mal mit Fa=400N an. ("Auftriebskraft" der Finne)


    Der Surfer hat nan Abdriftwinkel von 2° und damit einen Ca Wert von ca. 0,25. Und Cw 0,015


    Mit der bekannten Formel:


    Fa= Ca * A * 1/2 *roh * v^2


    mit
    A...Finnenfläche
    roh...dichte des Wassers


    kann man A ausrechnen:


    A=320cm2


    Damit ergibt sich ein


    Fw= Cw * A * 1/2 * roh *v^2 = 24N....das ist dann Widerstandskraft der Finne

    So und jetzt geben wir dem Surfer mal ne Finnen mit 10° Abdriftwinkel:


    --> Ca=1,1 / Cw= 0,018


    A=72,7cm2


    Damit ergibt sich ein
    Fw=Cw * A * 1/2 * roh * v^2 = 6,5 N


    Antwort: Die kleine Finne hat nur etwas mehr wie 1/4 der Widerstandskraft wie die große Finne hat.


    Bei der keinen Finne ist zwar der Cw-Wert schlechter, aber die Fläche ist wesentlich kleiner was unterm Strich eine kleinere Widerstandskraft ergibt.

    NACA0012_Tangente.jpg


    Also, möchtest du den perfekten Anströmwinkel eines Profiles wissen, dann leg durch den Nullpunkt des Polarendiagrammes eine Gerade die die Polarenkurve tangert. Dort ist das Verhältniss Ca/Cw am besten.


    In unserem Schulbeispiel zwischen 8-10°.


    So ermittelt man auch den Anstellwinkel von Tragflächen von Segelfliegern oder Schaufelblättern von thermischen Turbomschinen.


    Für die Praxis des Speed-Surfers würde das folgendes bedeuten: Im Prinzip fährt er permanent mit abgerissender Strömung an der Finne....erst wenn er seine Zeilgeschwindigkeit erreicht, liegt die Strömung an und bei Endgeschwindigkeit hat er einen Abdiriftwinkel von 8-10°.


    Bei so hohen Geschwindigkeiten machen Veränderungen an der Fläche extrem viel aus, das die Geschwindigkeit quadratisch in die Widerstandsformel eingeht.

    Hatte ich vor langer Zeit hier auch schon mal vorgerechnet, bin aber bei der "kleinen" Finne auf ca. 90 cm² gekommen, da ich nicht von Profil Ca sondern von Finnen Ca ausgegangen bin, also Verluste durch Randwirbel schon mit berücksichtigt. Die Finnengröße ist aber perwers, kann man so nicht fahren, da man in der Beschleunigungsphase ja auch bei wesentlich niedrigeren Geschwindigkeiten surfen muß. Außerdem hatte so ein Schlauberger errechnet, daß in diesem Fahrzustand der Unterdruck auf der Sogseite unter den Vacuum-Wert fallen müßte - das geht nicht.


    Die Grundüberlegung von bernie_a74 ist aber völlig richtig. Um bei einer ordentlichen Gleitzahl Ca/Cw fahren zu können, muß die Finnenfläche so klein wie möglich sein, so daß man gerade eben noch Angleiten kann. Den Rest macht dann V² mit zunehmender Geschwindigkeit.


    Also sind wir wieder mal genau so schlau wie vorher, wir brauchen eine Finne, die bei dem (eigentlich grottenschlechten) Arbeitspunkt "Speed" einen möglichst niedrigen Widerstand hat, dabei aber hohe Ca-Reserven bei Beschleunigen bringen kann und das alles mit einem möglichst gutmütigen Spin Out Verhalten.


    Finnen mit 150 cm² konnte ich schon problemlos fahren mit Segel 7,5 m², alles darunter wird zum Risiko


    meint


    Dr. Spin Out

    Zitat von The-BlackJack

    soviel zum thema 10° wie von wolfgang immer angegeben :-D


    Hallo blackjack, wenn du den Unterschied von Micah beim Cruisen und einem Speedsurfer nicht kennst, dann vergleichst du eben einfach Äpfel mit Birnen.
    Es gibt genug Bilder, bei denen man Speedsurfer mit einem Abdriftwinkel von ca. 10 Grad sehen kann.
    In Lüderitz waren ausnahmslos Winkel von 1-2 Grad zu sehen, sehr gut von der Topkamera aufgenommen.

    ja wenn ich gerde abfalle habe ich auch 10°


    du willst mir jetzt doch wohl nicht erzählen das der winkel frei zwichen 1 und 10° variiert...


    einen so hehn winkel hast du nur bei extrem geringne geschwindigkeiten oder an der gleitgrenze sobald du frei Gleitest sinkt der winkel sofort!!!


    Ich weiß nicht, ob das eine Rolle spielt: aber beim Angleiten bin ich auf Raumkurs; beim Speeden auch. Herrscht da nicht auch ein völlig anderer Druck an der Finne als Halbwind? Spielt das bei euren Überlegungen überhaupt eine Rolle? Amwind-Kurse lieber große Finne; tiefe Raumwind-Kurse lieber kleine Finne. Spielt da die Profildicke oder -länge nicht eine untergeordnete Rolle? Da bringt's doch eher die Länge, oder nicht? Muss aber, denn sonst könnte ich auch mit einer kurzen Finne schön Amwindfahren.


    Verzeiht mein Unwissen! :confused::gnacht:

    amwind brauchst du mehr fläche um die größeren kräfte zu kompensieren oder eben ein dickeres profil...an ist ja auch langsamer die länge ergibt sich aus Profil und fläche...