Grundlagen zur Funktionsweise von Finnen

  • Moin,


    Ich habe bereits mehrfach versucht, die Funktionsweise der Finne zu verstehen. Ein paar Abhandlungen und Erklärungen findet man schon, aber so richtig verstehe ich das alles nicht. Auch hier im Forum gibt es ja reichlich Threads. Wenn ich das richtig mitbekommen habe, weilt Dr. SpinOut nicht mehr unter uns. Der könnte mir sicherlich mehr erklären. Zu meiner Schande muss ich gestehen, dass ich sogar Physiker bin, aber nie Strömungslehre hatte.


    Nun zu meinem bisherigen Verständnis. Gewöhnliche Finnen sind ja symmetrisch. Wenn die von vorne angeströmt werden passiert erstmal gar nichts. Erst wenn die leicht seitlich angeströmt werden, gibt es eine laterale Kraft, die dem seitlichen Wegdriften entgegen wirkt und so können wir geradeaus fahren. Wenn die Anströmung zu seitlich kommt, reisst sie ab. Passt das so grob?


    Was ich gar nicht verstehe ist der vertikale Lift, den Finnen produzieren. Wo kommt der her? Wenn die Finne senkrecht im Wasser steht und steif wäre, gäbe es doch keine vertikale Kraftkomponente. Gestern habe ich ein Unterwasservideo gesehen, wo lange Slalom Carbonfinnen von unten gefilmt wurden. Die haben sich extrem verbogen, stehen damit nicht mehr senkrecht nach unten und können daher einen vertikalen Lift erzeugen. Ist es das was gemeint ist?


    Kennt jemand Lektüre, wo man die Funktionsweise der Finne genauer nachlesen kann?


    Gruß und vielen Dank im Voraus

    Michael

  • Danke, darüber bin ich auch schon gestolpert. Aber da habe ich nichts zu einem durch die Finne induziertem Lift gefunden oder es nicht richtig verstanden.

  • Du fährst z. B. auf der Leekante dadurch kommt die Finne leicht schräg. Dazu verbiegt sie sich durch die Querkraft. Dadurch entsteht ein gewisser Auftrieb. Daher liefert auch weichere Finnen mehr Auftrieb als härtere.

  • Cool. Da scheinen alle Punkte besprochen. Muss ich mir heute Abend mal in Ruhe ansehen.


    Danke!

  • Leider hat sich in der Windsurfersprache eingebürgert, dass es neben dem Finnenauftrieb auch noch den Lift geben soll. In der Welt der Techniker gilt aber: Auftrieb = Lift. Der Windsurffinnen-Lift ist eine vollkommen irreführende Bezeichnung aus dem DENGLISH. Du kannst es Dir ja mal überschlagsmäßig ausrechnen: Laut der unbestrittenen Mauiultrafins-Grafik muss eine Finne für einen 100kg Surfer so ca. 35kg Querkraft aufbringen. Wenn Du nun annimmst, dass die gesamte Finne seeehr vereinfacht sich um die Basis um 10 Grad verbiegt (was sie in Wirklichkeit ja natürlich nicht tun) dann kommen gemäß sin(10°) ca. 60 N an vertikaler Kraft heraus. Da sich die Finne aber normalerweise nur ab dem halben Tiefgang oder noch tiefer deutlich biegt liegt dieser Wert in der Realität wohl deutlich niedriger.

  • Leider hat sich in der Windsurfersprache eingebürgert, dass es neben dem Finnenauftrieb auch noch den Lift geben soll. In der Welt der Techniker gilt aber: Auftrieb = Lift. Der Windsurffinnen-Lift ist eine vollkommen irreführende Bezeichnung aus dem DENGLISH. Du kannst es Dir ja mal überschlagsmäßig ausrechnen: Laut der unbestrittenen Mauiultrafins-Grafik muss eine Finne für einen 100kg Surfer so ca. 35kg Querkraft aufbringen. Wenn Du nun annimmst, dass die gesamte Finne seeehr vereinfacht sich um die Basis um 10 Grad verbiegt (was sie in Wirklichkeit ja natürlich nicht tun) dann kommen gemäß sin(10°) ca. 60 N an vertikaler Kraft heraus. Da sich die Finne aber normalerweise nur ab dem halben Tiefgang oder noch tiefer deutlich biegt liegt dieser Wert in der Realität wohl deutlich niedriger.

    Dennoch ist diese vertikale Auftriebskomponente von großer Bedeutung. Deswegen wird soviel über "Lift" gesprochen.

  • Unterschätzt Mal nicht die Auftriebskräfte die auch eine kleine Fläche im Medium Wasser erzeugen kann. Bin zwar zum Berechnen zu dumm. Aber der Strömungsdynamiker Recht dir das aus.

  • Unterschätzt Mal nicht die Auftriebskräfte die auch eine kleine Fläche im Medium Wasser erzeugen kann. Bin zwar zum Berechnen zu dumm. Aber der Strömungsdynamiker Recht dir das aus.

    Stimmt. Und zwar immer soviel, dass die Kräfte und Momente im Gleichgewicht sind. Wenn nicht, dann gibt's eben einen Strömungsabriss oder ein plötzliches Aufkentern.


  • ich glaubs ja nicht ... die bauen Finnen und erzählen den Käse von "Die Geschwindigkeit der von der Luvseite abfließenden Strömung ist hinter der Finne gleich der Geschwindigkeit der von der Leeseite abfließenden Strömung. Auf Grund des längeren Weges erreicht die Strömung entlang der Luvseite eine höhere Geschw ..." blabla (gleich nach Abb. 10) =O  ||


    besser hier informieren: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrong1.html

    (oder https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/index.html )

  • Kann es sein, dass eine weiche Finne im Überpopwerslalomsurfen soviel vertikales Auftriebsmoment erzeugt, dass es bei hochfliegendem Heck schwierig wird etwas Wasserkontakt mit der Leerail zu halten, oder täuschte mich das?

  • Dafür beschleunigt eine im Tip weichere Finne besser und lässt das Board freier gleiten. Das Biegeverhalten der Finne muss halt möglichst gut auf den Einsatzbereich abgestimmt sein. Vor allem bei den breiten (Leichtwind-) Slalomboards werden je nach Bedingungen etwas weichere Finnen eingesetzt. Ich als Freizeit-Fahrer mag auch etwas weichere Finnen im unteren Windbereich sehr gerne, da für mich die Kontrolle ab 35 Knoten Geschwindigkeit nicht die Rolle spielt.

  • mal ganz praktisch gefragt ... hast Du mal nen Bsp für eine weiche Finne ?

    Hintergrund: schaue mich gerade nach ner neuen Finne um ... Freeride/evtl. freerace Finne so um die 40cm (+-2cm) ... weiß noch nicht so genau.

  • Kann es sein, dass eine weiche Finne im Überpopwerslalomsurfen soviel vertikales Auftriebsmoment erzeugt, dass es bei hochfliegendem Heck schwierig wird etwas Wasserkontakt mit der Leerail zu halten, oder täuschte mich das?

    Die Leekante halte ich für unmöglich, es hebelt die Luvkante auf. Wenn man mal die mögliche Biegung einer 45er Finne bei den anliegenden Kräften berechnet wird das so einen Auftrieb, also tatsächliche Kraft nach oben, von vielleicht ca. 100N geben. Sonst wäre die Finne zu weich. Der ist Aufkamten der Luvkannte. Immerhin muss die Hauptkraft ja immer noch Quer zur Fahrtrichtung wirken.

  • Ich glaube man unterschätzt auch wieviel Auftrieb (Richtung Sonne) das Brett erzeugt ca.1,5m2 dazu das Drehmoment der Finne was sich wie Auftrieb anfühlt.


    Ich frage mich warum die Profile der Finnen so klein sind!?


    Wenn man sich die Diagramme auf http://airfoiltools.com/airfoi…ils?airfoil=naca64a010-il anschaut.

    Verbessert sich das Verhältnis von Auftrieb(Richtung Ufer) zu Widerstand mit steigender Reynoldszahl.

    Größeres Profil = größere Reynoldszahl

    Allerdings sind alle Slalomfinnen von der Outline sehr ähnlich und funktionieren.

    Somit sollte das Verhältnis von Finnenlänge zu Profilgrösse schon passen…und ich versteh es nicht:)

    Kann mir das jemand erklären?

    Versteh ich die Diagramme nicht?

    gibt es ein Hersteller der ein ganz andere Outline für seine Finnen benutzt?



    Für die die es interessiert…

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Reynolds-Zahl

  • Was verstehst du unter Profil Größe? Die Dicke?

    Die Reynoldszahl hat überhaupt nichts mit dem Profil zu tun. Sie ergibt sich aus der Dichte des Mediums (Wasser viel Dichter als Luft) und der relativen Geschwindigkeit mit der das Objekt bewegt wird. Hohe Dichte und hohe Geschwindigkeit ergibt hohe Re-Zahl.