Wie sollte ein Finnentest aussehen?

Powerbox!
Mein nächster Urlaub ist erst Ende Juli ne Woche, wobei ich da damit rechne eher nur
kiten zu können. Box für die Kitefinnen ist die standard twintip nee kappes...

Grüße
teenie

Zitat von tw1967

bernie_a74: Beschreibe doch mal in einfachen Worten, wie du die Leistung des Windes ermittelst, würde mich echt interessieren...

Ganz genau erklärt: Im Wind (also Luft die sich relativ zur Erde/Wasser bewegt) steckt Energie: W=1/2 *m * v^2

W[J]: W....Work(Arbeit=Energie), Einheit...Joule
m[kg].....Masse....Masser der Luft die in Bewegung ist....Einkeit...Kilogramm
v[m/s].....Geschwindigkeit der Luft die in Bewegung ist....Einheit Meter pro Sekunde

Das wäre dann die Gesamtenergie die im Wind vorhanden ist. (interessiert uns aber nicht, da ich nicht den GESAMTEN Wind der gesamten Luft verwenden kann)

Ich habe geschrieben: Die Leistung kommt VOM Wind wie folgt:

P=F*v

P[W]=Leistung...Einheit...Watt
F[N]=Kraft die vom Wind auf den Surfer übertragen wird (bzw. vom Surfer auf die Luft/Wind übertragen wird)...Einheit...Newton
v[m/s]=Geschwindigekit des Windes....Einheit: Meter pro Sekunde

oder mit F=m*a

a[m/s^2]...Beschleunigung / bzw. Abbremsung des Windes.

Die Masse der Luft die abgebremst wird, multipliziert mit dem Wert der Abbremsung multipliziert mit der Geschwindigkeit des Windes, Ergibt die Leistung die auf den Surfer übertragen wird.

Rechenbeispiel: (Hypothetisch)

Windgeschwindigkeit: 10 m/s
Querschnittsfläche des Windes im rechten Winkel zum Rigg (5m2)
Dichte der Luft: 1kg/m^3
Abbremsung der Luft 1m/s^2

In einer Sekunde kommen bei einer Querschnittsfläche von 5m2 und bei 10m/s Windgeschwindigkeit 50m3 oder 50kg Luft daher. Diese wird um 1 m/s^2 abgebremst.

Ergibt eine Kraft von 50 Newton. (Die vom Surfer auf den wahren Wind übertragen wird)
mit 10m/s Windgeschwindigkeit, ergibt dies eine Antriebsleistung von 500 Watt.

Zitat von bernie b

Und wie definierst Du die Leistung des Motors von Deinem Auto?
Da sorgt doch z.b. Benzinluftgemisch für die Leistung, wie misst Du die Leistung des Benzinluftgemisches?

in einem Liter Benzin steckt die Energie von ziemlich genau 10kWh.

Wenn der Motor auf Vollast läuft, schluckt er 30 Liter pro Stunde, Ergibt eine Leistung von 300 kW

Da der Motor einen Wirkungsgrad von ~33% hat, landen an der Kurbelwelle 100 kW. Beim Auspuff kommen ebenfalls 100 kW raus. Beim Kühler auch 100 kW.

Die mechanische Leistung des Motors kannst du sehr einfach auf einem Motorprüfstand ermitteln: Leistung=Drehzahl * Drehmoment (also gleich wie oben beim Wind wo die Leistung gleich Kraft mal Geschwindigkeit ist)

Zitat von rrd248

ich denke, es ist ausreichend bewiesen, dass eine gewisse raue Struktur im Wasser schneller ist = weniger Widerstand hat, als eine ganz glatte - siehe Oberfläche von Haien.

MMn alles PR-Fake. Ich bin mir sehr sicher. Glatte Oberfläche ist schnell, rauhe langsam. Das ist der "derzeitige Stand der Wissenschaft". Das mit den Schwimmanzügen kann auch folgende Effekte haben: Der Körper wird durch den Anzug "komprimiert" die Muskeln haben dadurch mehr Leistung (vgl. dazu auch "Kompressionsunterwäsche" bei Sportlern) bzw. der Körper des Schwimmers wird durch den ziemlich engen Anzug in eine bessere strömungsgünstigere Form gebracht. Mit einer rauhen Oberfläche hat das allerdings nix zu tun.

Gerne lasse ich mich eines besseren belehren, möchte dazu aber bitte eine wissenschftliche Publikation einer Forschungseinrichtung sehen.

Zitat von Totti-Amun

Jede Finne kann Spinouts haben, vollkommen klar und das kann man auch simulieren.

Kommt drauf an, so klar ist das nicht: Es gibt 2 Arten von Spin Outs:

1.) Luft kommt zur Finne: So einen Spin out kann vermutlich jede Finne haben.
2.) Kavitation/Dampfblasenblidung: Wenn die Finne groß genug ist (Fläche/Profilstärke) kannst du diesen Spin-Out 100%ig vermeiden (es sei denn du nimmst einen Vorschlaghammer mit und schlägst während Angleitbedingungen seitlich hinten auf das Board)

Zitat von Totti-Amun

Ich habe auch mit anderen Finnen praktisch nie Spinouts, die sind sogar auch nicht von dir. Und jetzt?

Woran liegt das? Liegt an den Finnen, oder an dir, oder an der Kombination Finne + Totti?
Kannst du Spin-Outs haben, wenn du möchtest?
Wie ist ein Fahrverhalten um keine Spin-outs zu haben?
Ergeben sich aus diesem Fahrverhalten um Spin-outs zu vermeiden irgendwelche Nachteile für dich? (nicht schönreden )

Zurück zum Thema:

Was soll eine Finne können:
Die Sache ist im Prinzip sehr sehr einfach, wenn man seinen Kopf von Twist Flex Faserausrichtung mal entmüllt hat:

Eine Finne soll Kräfte im rechten Winkel zur Fahrtrichtung aufnehmen. Das war es auch schon.

Ganz konkret gibt der Faher bei einer gewissen Geschwindigkeit die Kraft vor, die die Finne aufnehmen soll. Diese Aufgabe soll die Finne brav bewerkstelligen: Ohne Spin out zu entwicklen, und ohne dabei unnötig Bremswiderstand zu haben.

Eine sogenannte Proflipolare beschreibt dieses Eigenschften sehr, sehr genau: Vorsicht eine Profilpolare bescheibt dieses Verhalten nur bei einer Geschwindigkeit.

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ca beschreibt die Auftriebskraft (also bei uns die Kraft rechtwinkelig zur Fahrtrichtung), sie ist gewünscht
cw beschreibt die Widerstandakraft, sie ist unerwünscht bzw. sollte so klein wie möglich sein.
Alpha krit. ist der Winkel, wo der Flieger "abschmiert" oder wir unseren Spin out haben (den Kavitationsbedingten), ebenfalls unerwünscht.
Eine theoretisch ideale Polare würde mit der y-Achse des Diagrammes zusammenfallen und unendlich weit nach oben und unten gehen. Also unendlich starke mögliche Auftriebskraftm gänzlich ohne Widerstandkraft, das ohne spin out.

Man sieht auch sehr schön, dass hier z.B. bei einem Segelflieger, das das Profli so ausgelegt ist, um bei einer gewissen Geschwindigkeit einen idealen Gleitwinkel zu erreichen, das Gewicht des Segelfliegers spielt da auch noch rein.

Bei uns ist das so ähnlich: Bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit und Kraft gibt es ein zugehöriges perfektes Finnenprofil.

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So müsste das dann für uns Surfer aussehen.

Einfluss der Profildicke:

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Dünnes Profil wenn wenig Auftriebskräfte benötigt werden
Dickes Profil wenn mehr Auftriebskräfte benötigt werden

Zitat von bernie_a74

MMn alles PR-Fake. Ich bin mir sehr sicher. Glatte Oberfläche ist schnell, rauhe langsam. Das ist der "derzeitige Stand der Wissenschaft". Das mit den Schwimmanzügen kann auch folgende Effekte haben: Der Körper wird durch den Anzug "komprimiert" die Muskeln haben dadurch mehr Leistung (vgl. dazu auch "Kompressionsunterwäsche" bei Sportlern) bzw. der Körper des Schwimmers wird durch den ziemlich engen Anzug in eine bessere strömungsgünstigere Form gebracht. Mit einer rauhen Oberfläche hat das allerdings nix zu tun.

Gerne lasse ich mich eines besseren belehren, möchte dazu aber bitte eine wissenschftliche Publikation einer Forschungseinrichtung sehen.

Moin,

wenn Du nach Bionik, Haihaut und Hochschule Bremen suchst, findest Du im Netz sicher einen passenden Artikel, der erklärt, warum die Haihaut im Wasser besonders ist.

Bei den Schwimmanzügen spielt diese Oberfläche, die Kompression der Muskulatur und Neporen als Material = höhere Wasserlage durch Auftrieb eine Rolle, warum die Schwimmer damit schneller sind.

Aber wir hatten schon geklärt, dass dieser Effekt bei Finnen zu vernachlässigen ist, da der Widerstand der Finne nur ein sehr kleiner Teil des Gesamtwiderstands eines Surfers ist.

Zum Test:
Wenn ich es richtig verstehe, stehen als Verfahren ein "Subjektives Vergleichsverfahren" durch mehrere Surfer mit zwei oder mehr Finnen und eher "wissenschaftliche Verfahren" mit Strömungskanal zur Verfügung.

Ich würde das zweite Verfahren bevorzugen, da die Ergebnisse reproduzierbar und vergleichbar sind, bei richtiger Versuchsdurchführung. Nur wer soll das bezahlen, wenn es nicht ein Studi als Diplom- oder Doktorarbeit macht???

Also wäre doch das erste Verfahren Praxis näher, man sollte dann aber vorher festlegen, wie denn die Testergebnisse erfasst werden sollen, um eine Vergleichbarkeit zu erhalten.
Wenn jeder Tester freie Prosa erfasst, wird es schwierig...

Gruss
Gerhart

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Einfluss der Geschwindigkeit + wie sollte ein Finnentest aussehen:

Man sieht je höher die Geschwindigkeit, desto höher auch der Widerstand. Je geringer die Geschwindigkeit, desto früher der Spin-Out.

Wie sollte ein Finnentest aussehen:
Die Finne ist im Stömungskanal bei verschiedenen Geschwindigkeiten zu testen. Für jede Geschwindigkeit ist eine Profilpolare aufzunehmen.

Bewertung:
Je weiter die Kurvenschaar im Diagramm links ist, desto besser ist die Finne in Bezug auf Verhältnis Auftriebskraft zu Widerstandskraft.

Je weiter oben die Kurven enden, desto besser, desto spin out sicherer ist dann die Finne.

Bei gegebener Fahrgeschwindigkeit und gegebner Kraft, die die Finne aufnehmen soll, findet man dann dazu die beste Finne unter den getesteten Finnen.

Eine Bestätigung der Ergebnisse durch Fahrversuche ist unabdingbar, Aerialandy hat dazu schon alles ausführlich beschrieben.

Zitat von rrd248

Aber wir hatten schon geklärt, dass dieser Effekt bei Finnen zu vernachlässigen ist, da der Widerstand der Finne nur ein sehr kleiner Teil des Gesamtwiderstands eines Surfers ist.

haben wir geklärt? Ich weiß nicht? Oder mal vermutet? Für mich ist das sicher nicht so klar. Ich rechne mal grob nach.....und vergleiche Brettwiderstand mit Finnenwiderstand: Könnt ihr mir helfen:

Wie groß ist denn die benetzte Fläche eines Speed-Brettes bei knapp 50 Knoten? (Oder Angabe Breite mal benetzte Länge bei full speed)

Zitat von rrd248

Wenn ich es richtig verstehe, stehen als Verfahren ein "Subjektives Vergleichsverfahren" durch mehrere Surfer mit zwei oder mehr Finnen und eher "wissenschaftliche Verfahren" mit Strömungskanal zur Verfügung..

Genau. Ganz klar: Das wissenschfliche Verfahren dient dazu, die Finnen mal sehr grob auszusortieren, um den Umfang des Praxistests sehr deutlich zu reduzieren.

Zitat von rrd248

Nur wer soll das bezahlen, wenn es nicht ein Studi als Diplom- oder Doktorarbeit macht???..

....du kannst auch einen xy-Kraftaufnehmer in die Finnenbox einbauen, gleichzeitig die Geschwindigkeit über GPS mitloggen, zur perfekten Abrundung auch noch mit ner Mini-Messfinne die frei drehbar im Brett, ist den Anströmwinkel der Finne mitloggen.

Wir legen alle zusammen und dann geht schon......

was ist denn hier los???

Als Nicht Techniker habe ich wohl jetzt die theoretischen Grundlagen für diesen Test und eine Möglichkeit der praktischen Überprüfung verstanden.

Die organisatorische und finanzielle Durchführung kann ich mir aber nach wie vor schwer vorstellen.

Vielleicht sponsort ja Toti das ganze ?

Man kann ja auch mal "klein" anfangen. Ob ne Finne Spin out macht oder nicht, merkt man eh gleich.

Einfach mal nen Kraftmessaufhehmer NUR in Fahrtrichtung einbauen, dann weiß man, wie stark die Finne "bremst".

OT: Lessacher Rake 30: Die Finne ist deswegen so gut, weil sie bei kleiner Fläche und bei geringen Fahrgeschwindigkeiten hohe Kräfte aufnehmen kann, ohne Spin Out zu produzieren.

Ich vermute aber, dass sie bei Am-Wind Verhältnissen eine größere Widerstandskraft produziert bzw auch einen größeren Anstellwinkel bei diesen Bedingungen benötigt.

Moin,

bernie74, Glückwunsch, du hast diesem thread eine ganz neue Richtung gegeben.
Ich möchte gerne einiges anmerken, bzw. fragen.

Höhelaufen: Du nimmst an, das für das Höhelaufen die aufzunehmende Querkraft entscheidend ist, richtig? Daher müsste ein dickes Profil, wie von dir gezeichnet, besser Höhelaufen?
Beschreibt das nicht nur den maximalen Winkel, nicht jedoch die praktische Verwendbarkeit, sprich eine schnelle Finne könnte trotz schlechterem Winkel auf Amwindkursen schneller 'oben' sein?

Sprich, wir bräuchten als Vergleichsmassstab einen fiktiven 'Standardkurs' der eben einen typischen Racingkurs beinhaltet. Dazu bräuchten wir eine durchschnittliche Wasserbewegung, sprich Strömung dazu.

Damit wären wir für die, theoretische, Bewertung der Finnen schon ziemlich weit. Ich glaube nicht, das die reine theorie oder in dem Fall die praktische Messwertaufnahme so teuer sein würde. ich denke es wäre um Längen preiswerter, als 10 Testfahrer mit Equipment für einige Wochen zum testen zu schicken.

Eine Diplom/ Studien oder Masterarbeit wäre jedoch der kostengünstigste Weg ,-)

Blieben noch mögliche Forschungsgebiete über den Einfluss von Twist und Flex und der Härte der Finne auf die generelle Leistungsfähigkeit. Und, natürlich, die Frage ob der Auftrieb, den eine flexende Finne produziert, hilfreich oder störend in bestimmten Anordnungen ist.

Grüße
teenie

Im nächsten Windsurfing-Journal soll ein Speedfinnentest kommen : Rake 30, Slingshot und Caspar speed.

Zitat von teenie

Beschreibt das nicht nur den maximalen Winkel, nicht jedoch die praktische Verwendbarkeit, sprich eine schnelle Finne könnte trotz schlechterem Winkel auf Amwindkursen schneller 'oben' sein?
Grüße
teenie

Und genau das wird beim Formula im Wettkampf oft getestet!
Viele Wege führen nach Rom, wer also glaubt es gäbe die "einzige" Wahrheit wird schnell feststellen das dem nicht so ist.
Gilt übrigens auch für Slalom auf downwind.

Bei Regattafahrern ist es durchaus auch schon mal üblich, dass man sich eine der teuren Finnen zum Testen ausleihen kann, bevor man einige hundert Euronen in das gute Stück investiert.

Vielleicht sollte man mal einen Testfinnen-Pool gründen. Wenn bei 20 Surfern jeder 1-2 Finnen zum Testen bereitstellt und die anderen Poolmitglieder tauschen dann kreuz und quer die Finnen, dann kann jeder für kleines Geld viele Finnen testen und findet so vielleicht seinen Favoriten.

Zitat von teenie

Höhelaufen: Du nimmst an, das für das Höhelaufen die aufzunehmende Querkraft entscheidend ist, richtig? Daher müsste ein dickes Profil, wie von dir gezeichnet, besser Höhelaufen?
Beschreibt das nicht nur den maximalen Winkel, nicht jedoch die praktische Verwendbarkeit, sprich eine schnelle Finne könnte trotz schlechterem Winkel auf Amwindkursen schneller 'oben' sein?

Nabend, aufzunehmende Querkraft in Kombination mit Widerstandskraft. Dicker wie eine oprimale Finne für Raumwind auf alle Fälle, ja. Wie dick kann ich dir aber nicht sagen.

Da spielen jetzt sehr viele Faktoren eine Rolle: Mit höherer Geschwindigkeit auf dem Am-Wind Kurs schlägst du gleich 2 Fliegen mit einer Klappe: Du bist schneller....und die Finne kann aufgrund der höheren Geschwindigkeit mehr Querkräfte aufnehmen d.h. sie kann kleiner ausfallen, wenn sie kleiner ausfällt hat sie wieder weniger Widerstand usw....also eine umfangreiche Optimierungsgeschichte.