Neues von der Hydrofoil-Front

Hallo an alle Interessierte,

witterungsbedingt gab es bei meinem Topcat-Hydrofoil-Projekt eine schöpferische Pause. Am Wochenende war der passende Wind jetzt da und der See war auch nur noch halb vereist (Ja, wir haben ein sehr rauhes Klima!).

Ein erstes Fazit kann gezogen werden: Das Prinzip funktioniert. Zumindest auf Raumschotskursen (Fotos folgen). Ergebnis ist ein wirklich einzigartiges "Flugbild". Und eine durchgeflogene Powerhalse ist einfach ehrfurchterregend. Das einzige Problem auf den Raumschotskursen ist die Beschleunigung auf das 2,3-fache der Rumpfgeschwindigkeit (geschätzt), dann hebt das Teil nämlich ganz ab und wird umgeblasen.

Leider klappt das an der Kreuz nicht so toll. Zur Erinnerung der Aufbau:



Das Problem ist eigentlich ein geerbtes, denn der original-Topcat kentert an der Kreuz auch dauernd. Dies liegt wohl am hohen Rigg und der geringen Breite. Leider fällt mir auch keine Möglichkeit ein, die Querstabilität zu erhöhen und somit die Segelkraft auch in Vorwärtsgeschwindigkeit umzusetzen. Bei T-Foils kann man dieses Problem lösen, da diese sowieso angesteuert werden müssen, und da kann man dann auf der Luvseite Abtrieb erzeugen. Leider benötigt man dafür eben eine nicht ganz unkomplizierte Ansteuerung.

Bezüglich der Längsstabilität und der Querstabilität funktionieren die V-Foils schon ohne weiteres, aber leider eben nur Raumschots, wo die Querkräfte wesentlich geringer sind.

Vielleicht fällt ja jemandem noch was ein...

Schöne Grüße
Stephan

Hallo Stefan,

ähnliches Verfahren habe ich auch schon angewandt. Als Basis habe ich den Butterfly von Graupner eingesetzt. Ebenfalls die Tragflächen mit negativen Winglets. Allerdings habe ich das T-Foil am Ruder einstellbar gemacht. Für Kurse die höher am Wind sind, sind Gewichte (die Batterien) verlagert worden, um die recht hohen Querkräfte zu kompensieren. Zu gegebener Zeit werden ich dieses Projekt wieder aufrollen. Hauptproblem war bei mir das Gewicht des Bootes. Mit allen Umbauten ca. 4.1 Kg. Das Gewicht des Bausatzes ist mit 3,4 Kg schon recht hoch. Den Butterfly werde ich nochmals aus CFK bauen und alle Erfahrungen einfliessen lassen.

Finde gut, dass sich noch jemand mit diesem Thema beschäftigt. Es ist garnicht so leicht die Boote zum Fliegen zu bekommen.

Hast Du irgentwelche Berechnungsgrundlagen oder hast Du einfach probiert? Ich habe mir geeignete Profile rausgesucht und mit diesen gerechnet. Mit probieren denke ich ist dieses Thema nicht zu bewältigen.

Gruss EF

Hallo EF,

das Gewicht ist bei dem Projekt nicht so ausschlaggebend, wenn man nicht bei einer Regatta gewinnen will. Mein Topcat wiegt jetzt doch deutlich über 5 Kilo, dann ist da immer Wasser drin, und trotzdem hebt er weiter ab, als mir lieb ist.

Verstellbar ist eigentlich alles, d.h. die Anstellwinkel vorne und hinten, aber nur mit Justierschrauben am Land. Eine Servoverstellung ist da leider ziemlich aufwendig, da es keine Möglichkeit gibt, die Servos in den Rümpfen unterzubringen.

Ich bin z. Zt. dabei, die Anstellwinkel kleiner zu drehen, um die Beherrschbarkeit raumschots zu verbessern. Und außerdem werde ich die Foils provisorisch im oberen Bereich vergrößern.

Die Berechnungen, die ich gemacht habe, stehen unter http://www.stephan-brunker.de/Multihulls/Hydrofoils/hydrofoils.html

Da die Materie ziemlich komplex ist, konnte ich nur die statische Geradeausfahrt berechnen, was auch funktioniert. Den Rest muß man halt einfach probieren. Denn aufgrund der Problematik wäre eine Schränkung und hohe Zuspitzung der Foils angebracht, und das muß man dann halt ausprobieren. Aber wenn es jemanden gibt, der da eine vollständige Berechnung durchführen kann ... bitte gerne.

Ansonsten wäre ein Reitgewicht schon nicht verkehrt, aber wie löst man das technisch?

Schöne Grüße
Stephan

PS: Der Butterfly kentert in der Normalausführung eigentlich nicht nach Lee, dafür liegt der Segeldruckpunkt weiter unten und die Breite ist recht groß. Mit T-Foils sollte man das eigentlich ohne größere Experimente in den Griff bekommen, wenn man die Ansteuerung bewerkstelligt.

soll ich helfen ?

http://www.chez.com/tpldvoile/

http://www.foils.org

das Original

...und ein modell Maastab 1:3



mehr bilder

http://images.google.fr/images?q=Hydroptere&ie=UTF-8&oe=UTF-8&hl=fr&btnG=Recherche+Google

Hier die Antwort auf der Reitgewicht frage

http://www.ifrance.com/hydro-fly/hydrofly/hudrofly.htm



Das rote Teil ist ein 500 gramm gewicht, welches per Winde gesteuert wird

[ 12. März 2003, 19:32: Beitrag editiert von: Eric ]

Moin Stephan,

super, mal wieder etwas von deinen Versuchen zu lesen! Bei mir war die Winterzeit weniger Werftzeit als Frostzeit. Die Temperatur in meiner Werkstatt betrug noch vor zwei Wochen -1°C, während es draußen schon knapp 10°C waren. Deshalb ist der Formenbau für den Trimaran etwas ins Stocken geraten. Zum Thema Hydrofoils kennst du sicherlich auch folgende Bilder:



Das ist die Anlenkung der T-Foils beim Microfoiler Auf einigen Bildern kann man auch ein Reitgewicht sehen. Das selbe Prinzip findet sich auch beim Rave, ist auch vom selben Konstrukteur.


Wenn ich soweit bin, wollte ich mal Versuche an einem Wehr machen. Dort gibt es einen Seitenkanal für Kanufahrer. Je weiter man dort stromab geht, desto höher ist die Strömungsgeschwindigkeit, also der ideale Ort für "Schleppversuche".

Gruß Yeti

Hallo,

vom Rave war in einer der letzten Yacht-Hefte ein kurzer Bericht mit Detailfotos der Anlenkung der Foils, wo das Prinzip sehr schön deutlich wird. Das wird dann der nächste Versuch ... Bis auf die Anlenkung ist das sogar noch einfacher in der Herstellung, da man nur konstant profilierte Teile herstellen muß. Die Foils mit den zwei Knicken und der Verjüngung und dem E214 waren viel schwieriger herzustellen.

Das Problem hierbei ist eigentlich eine Frage für Siggi: Welches symmetrische Profil eignet sich am besten als Wölbklappenprofil für ordentliche Auftriebswerte? Symmetrisch deshalb, weil an der Kreuz ja auf der Luvseite Abtrieb erzeugt wird, um die Stabilität zu erhöhen.

Wie gesagt, das Foilen an sich ist gar kein Problem, die Abhebegeschwindigkeit ist mit Rumpfgeschwindigkeit schon recht niedrig angesetzt, und wenn die Foils weit genug vorne liegen, besteht auch keine Gefahr eines Überschlags nach vorne.

Bezüglich der Querkräfte könnte die Lösung darin liegen, daß die Foils, wie bei der Hydroptère wohl nur einen geringen Anstellwinkel und vielleicht eine Schränkung aufweisen. Zusammen mit der Abtrift würde hier auch auf der Luvseite Abtrieb erzeugt. Anders kann ich mir nach den bisherigen Erfahrungen nicht vorstellen, wie das mit V-Foils klappen soll.

Ein wenig habe ich jetzt auch gebastelt, um das zu testen. Wenn ich eine Segelwinde finde, die wasserdicht genug ist, ginge das auch mit dem Reitgewicht.

Jetzt ist nur dummerweise für die nächsten Tage Ostwind vorhergesagt, und ich brauche für meinen See aber Südwest ...

Schöne Grüße
Stephan

Hi Stephan,

kannst du mir sagen, in welcher Ausgabe der "Yacht" der Artikel über den Rave stand? Würde das Heft gerne haben und nachbestellen. Oder gibt's ein Online-Archiv?

Gruß Yeti

@ Christian

YACHT 2 / 2003 vom 15.01.2003

Ich habe mir erlaubt, Dir den Bericht vorab per eMail zu schicken.

Trotz erneuter Einmischung
viele Grüße
Joachim

Hallo Joachim,

Original erstellt von 22848joachim:
YACHT 2 / 2003 vom 15.01.2003

Ich habe mir erlaubt, Dir den Bericht vorab per eMail zu schicken.

Zum Vergrößern anklicken....

kannst Du mir den vielleicht auch zukommen lassen? Diese Foils interessieren mich sehr.

Ui, meine erste Meldung bei den Seglern , also Jungs, erstmal: Hochachtung! Ihr baut sehr schöne Boote... und irgendwann bau ich auch eins!

Grüße aus dem sonnigen Mittelhessen!
Herbert

Guckt mal bei Ebay

http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=3120426564

ein gutes Teil zum basteln

das Teil segelt ganz gut, habe es schon mal gesehen

Hallo alle zusammen!

Hier scheinen sich wohl ein paar Leute im Thema Profil und Auftrieb auszukennen, weshalb ich es einmal mit meinen Fragen in diesem Forum versuchen möchte, auch wenn ich kein RC-Segler bin.

Vor dem horizontalen Auftrieb mit "Flügeln" kommt der vertikale Auftrieb, den Schwerter als Gegenkraft zur Abdrift erzeugen. Mittelschwerter müssen symmetrisch sein, Seitenschwerter nicht. Schon die Holländer wußten das, als sie diese Form der Kursstabilisierung für ihre Plattbodenschiffe von den Asiaten übernahmen. Nur hatten die damals nicht so ausgefeilte techn. Möglichkeiten wie wir heute und haben ihre beiden Schwertvarianten somit nur recht grob profiliert.
Die tiefgehenden und schmalen Hochseeseitenschwerter sind, aufgrund der bei ihnen größeren Hebelwirkung am Drehpunkt, für mich wohl keine Option. Ich muß mich sicher eher auf die Binnengewässervariante, die sog. "Elefantenohren" konzentrieren, welche nicht so viel Tiefgang haben und zum Erreichen der gleichen Fläche wie bei den Hochseeschwertern breiter sein müssen.
FRAGE 1°) Kommen ebenfalls für die "Elefantenohren" die Profile:
- Wortman FX 63-137 (d = 13,7% bei l = 30,9%),
- NACA 6412 (d = 12% bei l = 30,1%) und
- Eppler E-421 (d = 14,5% bei l = 26%)
in Frage?
FRAGE 2°) Wären nicht die Profile Wortmann 60-100 (d = 10% bei l = 27,9%) oder gar Eppler E-214 (d = 11% bei l = 33,1%), welches auch als sehr auftriebsstark bezeichnet wird, besser geeignet?
Es heißt aber auch, je dicker die Anströmkante, desto größer der Wasserwiderstand, wobei jedoch für langsamere Geschwindigkeiten dicker Profile Anwendung finden sollte.
FRAGE 3°) Was sind jedoch langsamere oder schnellere Geschwindigkeiten in der Hydrodynamik?
FRAGE 4°) Wie kann man denn eigentlich die erforderliche Größe von Seitenschwertern richtig berechnen?
Die originalen haben unter der Wasserlinie eine Länge/Tiefe von 35cm und an der breitesten Stelle der ellipsenähnlichen Form eine Breite von ~24cm. Die resultierende Fläche ist vom Produzenten für eine ursprüngliche Segelfläche von unter 3m² vorgesehen. Die aktuelle Segelfläche von ~4m² soll zukünftig noch ein wenig größer werden.
FRAGE 5°) Bis zu welcher Länge wären denn die am Drehpunkt (Drehachse ~20cm über der Wasserlinie) auftretenden Hebelkräfte des Schwertes für ein hölzernes Faltbootskelett noch vertretbar?
Es gibt Hersteller, welche Seitenschwerter zwischen 80 und 90cm Gesamtlänge (Breite unbekannt) vertreiben. Ich habe jedoch schon von Bootseignern gehört, denen sich die Seitenschwertbleche verbogen haben oder die Gewindebolzen (d = 8mm) des Schwertbaums gebrochen sind.
FRAGE 6°) Muß das Profil eigentlich gleichmäßig über die gesamte Länge verlaufen oder sich eher zum Ende hin verjüngen, wie bei Flugzeugtragflächen, oder gar verwinden, wie bei einem Flugzeugpropeller?
Das Übertragen eines gleichförmigen Profils auf eine rechteckige Holzplanke sollte ja irgendwie nicht so kompliziert sein.
FRAGE 7°) Wie kann man aber das gewählte Profil auf ein nach unten breiter werdendes Holz (daher auch gern Seitenpaddel genannt) adaptieren?
FRAGE 8°) Hat eine sich nach unten verbreiternde Fläche schlechtere Fahreigenschaften als eine mit gleichbleibender Breite?
FRAGE 9°) Tritt bei einer breiteren und nicht so langen Fläche der Auftrieb im Vergleich zu einer schmaleren aber längeren Fläche früher auf oder ist diesbezüglich Flächengröße gleich Flächengröße?

Es gibt 'skipper', welche diesen Bootstyp wegen seines Knickspantenrumpfes auch gänzlich ohne Seitenschwerter segeln, wie z.B. die Torfkähne auf dem Steinhuter "Meer".
FRAGE 10°) Gehe ich recht in der Annahme, daß das Boot wegen seiner Länge von 550cm bei nur 85cm Breite durch die Schwerter aber an Wendigkeit (Schwert = Drehpunkt) gewinnt?
Der Knickspantenrumpf sorgt zwar bei Krängung, wodurch der Kimmweger zu einer Art Kiel wird, mit der gesamten Bootslänge (Lateralfläche) der Abdrift entgegen.
FRAGE 11°) Erzeugt der zum Bug gebogen zulaufende Kimmweger (Vorschiffsteil unter Wasser) aber auch einen Auftrieb nach Luv (Luvgierigkeit von modernen Rümpfen bei Krängung), wie das ein profiliertes Seitenschwert tut?
Noch habe ich den genauen Lateralschwerpunkt des Rumpfes nicht experimentell überprüft. Als Orientierungswert nehme ich zunächst erst einmal die Hinweise anderer Bootseigner aus anderen Foren. Nach der Änderung der Takelage muß ich ja auch erst noch den neuen Segeldruckpunkt aller 3 Segel ermitteln.

Heutzutage werden ja an alles die sog. 'foils' drangeschraubt, um übers Wasser zu "fliegen", statt auf ihm zu schwimmen.
FRAGE 12°) Kann man deren vertikalen Auftrieb nicht auch allein zur Verringerung der Krängung nutzen?
Ich fände das die wesentlich elegantere Lösung als diese zumeist häßlichen an die Kajaks montierten "Stützräder" (Ausleger).
Wenn diese L-förmigen 'foils' einseitig eingesetzt das ganze Boot aus dem Wasser zu heben vermögen, so muß doch ein entsprechend kleinerer Flügel auch bei geringerer Geschwindigkeit zumindest der Krängung entgegenwirken.
FRAGE 13°) Um wieviel kann man die Spannweite der 140cm (bei einer Flächentiefe von 25cm) bei einem Wortman-FX63137-Profil verringern?
FRAGE 14°) Worin besteht denn eigentlich das Problem in dem angeführten maximalen Anstellwinkel von 6°?
FRAGE 15°) Wie groß sind denn die maximalen Anstellwinkel für die Profile
- NACA 6412,
- Eppler E-421,
- Wortmann 60-100 und
- Eppler E-214?
'high tech'-Karbon-'foils' sind wohl recht aufwendig in der Herstellung und damit auch sicher zu teuer für Otto Normalverbraucher.
FRAGE 16°) Ist bei den L-förmigen 'foils' eigentlich ein gleitender Übergang zwischen waagerechten und senkrechten Balken des "L" erforderlich oder bleiben horizontaler wie vertikaler Auftrieb auch ohne diesen in gleicher Stärke erhalten?
Dann ließe sich so ein Ding nämlich auch in 2 Teilen und somit kostengünstiger herstellen.

Le concombre masqué schrieb:

Guckt mal bei Ebay

http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=3120426564

ein gutes Teil zum basteln

das Teil segelt ganz gut, habe es schon mal gesehen

Zum Vergrößern anklicken....