Eine theoretische Frage..........

Laminatorikus

Vereinsmitglied
Peer, haben wir auch schon des öfteren drüber gequatscht. Eins ist klar aus vielen Jahren Segelflug mit Stürzen aus größeren Höhen: Der Flieger der durch "gute" Luft/Thermik stürzt hat unten eindeutig mehr Energie, daran gibt es für mich in der Praxis keinen Zweifel, das erleben wir ständig. Aus 400m durch gute Luft....Bäm voll Druck. Aus 600 durch kalte die z.B. dem Bart nachzieht der dich grad raufgebracht hat und schwupps für die Höhe nicht viel drin.

Moin,

Ich kann dem Arne da nur beipflichten, wir beobachten das immer wieder und nennen es den “gute Luft“ Effekt. In der Theorie mag das anders aussehen aber die Praxis sagt uns da etwas völlig anderes.

Interessantes Thema, bin mir sicher das wir wieder mal nicht auf einen Nenner kommen. :D

Gruß
Memo
 

DonM

User
Peer, haben wir auch schon des öfteren drüber gequatscht. Eins ist klar aus vielen Jahren Segelflug mit Stürzen aus größeren Höhen: Der Flieger der durch "gute" Luft/Thermik stürzt hat unten eindeutig mehr Energie, daran gibt es für mich in der Praxis keinen Zweifel, das erleben wir ständig. Aus 400m durch gute Luft....Bäm voll Druck. Aus 600 durch kalte die z.B. dem Bart nachzieht der dich grad raufgebracht hat und schwupps für die Höhe nicht viel drin.

Genau diese Beobachtungen haben wir am Hang auch immer wieder gemacht und natürlich auch selber Erfahren :).
Wir sagen dann " Fein, die Luft Blubbert..:cool:" und Genießen einfach das Abfeiern.

Gruß DonM.
 

Maggi

User
Für uns Modellbauer ist halt auch immer die Beobachtungsperspektive wichtig...und da würde wohl der Flieger mit Rückenwind wohl schneller die Höhe zwischen Einflug in den Sturzflug bis zum Austritt schneller Abfliegen....die TAS dürfte gleich sein da irgendwann ja beiden Flieger am gleichen Luftwiderstand dann hängen bleiben...und genau der Luftwiderstand ist eben Unterschiedlich im Bezug auf die Perspektive des Beobachters.

Leg ich das ganze Schema mal auf ein fliessendes Gewässer um und nehme satt Flieger ein Boot dann wird es eventuell leichter....Boot gegen die Strömung braucht für das Zurücklegen einer Strecke länger als das gleiche Boot mit der Strömung bei gleicher Antriebsleistung.
Ähnliche Beobachtung hat man auch im Urlaubsflieger....Die fliegen alle fast in gleicher Geschwindigkeit, brauchen aber für gleiche Strecken unterschiedlich lange wegen Rückenwind oder Gegenwind eben....nichts anderes ist das Szenario im Sturzflug....nur dass die Strecke eben nicht horizontal sondern vertikal ist.
 

Pano

User
Arne's Beobachtung mag in Bezug auf den Energieerhalt nach dem Sturzflug schon stimmen, doch Fallzeit und Geschwindigkeit bis zum Ende des Sturzfluges sind sicher unabhängig davon zu sehen.

Viele Grüße,

Pano
 
Die Betrachtung ist, wie schon im Titel angemerkt, theoretischer Natur. Das beginnt schon damit, dass die angenommene Luftschichtung nicht möglich ist (Die sich mit 10m/s bewegende Luftmasse muss irgendwo hin; scharfe Abgenzung ist bei dieser Geometrie des Einflugs nicht möglich). Die Fragestellung "wer hat den höheren Speed" kann man noch wie Arne verstehen, aber die Präzisierung "wer hat mehr Höhenmeter verheizt" macht es dann eindeutig:

Es geht nicht um den Spassfaktor, der selbstverständlich in guter Luft besser ist. Es geht buchstäblich ums Gegenteil: Wer hat mehr Energie verheizt. Oder anders: Wer ist schneller unten. Und damit unten schneller. Wobei man "schneller" schon wieder qualifizieren muss. Der im Saufen ist GS schneller. Der im Steigen AS. Was sich dann direkt in Spassfaktor umsetzen lässt.

"Gute Luft" ist übrigens weder solche, die von vorne kommt, noch solche die von hinten kommt: Es ist die, die von der Bauchseite des Fliegers kommt. Die kann dieser, Gleitmaschine, die er ist, in Vorwärtsgeschwindigkeit umsetzen. Was gemeinhin als Spassfaktor genommen wird.


Vielleicht hat man in der ursprünglichen Diskussion bereits so aneinander vorbeigeredet wie hier im Thread. Aber die Fragestellung im Eingangspost ist relativ eindeutig. (Fraglich ist höchstens, ob sich die 200 m Ausdehnung der bewegten Luftschicht mit dem Steigen oder Saufen mitbewegen. Was dann den Austrittspunkt verschieben würde, und die ganze Diskussion komplett zur Farce macht.)
 

Steffen

User
Die Betrachtung ist, wie schon im Titel angemerkt, theoretischer Natur. Das beginnt schon damit, dass die angenommene Luftschichtung nicht möglich ist (Die sich mit 10m/s bewegende Luftmasse muss irgendwo hin; scharfe Abgenzung ist bei dieser Geometrie des Einflugs nicht möglich).
Sagen wir, man stürzt nicht senkrecht, sondern fast senkrecht, dann geht da was :)


Die frage ist IMHO doch aus einem anderen Grund so schwierig zu beantworten:
Die Speed ist eines, die verheizte Höhe das andere. Was ist denn nun besser?
Derjenige, der durch die sinkende Luft fliegt, ist schneller unten, aber er ist halt auch schneller. Was ist nun besser?

Bezieht man es auf die gleiche Höhe, kommt derjenige mit dem Einflug in den Aufwind später und langsamer an, hat also letztendlich mehr Energie verbraucht.

Ob das Manöver viel Spaß macht, ergibt sich aber daraus, ob man nach dem Sturz noch in der sinkenden oder steigenden Luftmasse ist.
Da ist dann auf einmal der besser, der durch die steigende Luftmasse gestürzt ist, da er mehr Strömungsgeschwindigkeit hat.

Und am allerbesten ist der dran, der erst durch das Sinken stürzt, und dann knapp daneben im Steigen abfängt.

Dynamischer Segelflug lässt grüßen ;)

Der Schlüssel liegt also nicht nur in der Frage, wer schneller unten ist, sondern in welcher Luftmasse das Abfangen stattfindet und das ist eindeutig dominant.

feiner Gruß,

Steffen
 
Da schaudert es mich.

Mich würde es ernsthaft interessieren, was daran so falsch ist.


Ich versuche das alles nochmal mit anderen Worten zu schreiben und etwas akademischer anzugehen.


Ich sehe hier jetzt mal die Groundspeed (GS) als die Geschwindigkeit mit dem Bezugssystem "Erde". Die Airspeed (AS) ist demnach die Geschwindigkeit mit dem Bezugssstem "Luft". Ob das so korrekt ist, tut hier jetzt nix zur Sache. Hauptsache man versteht, was gemeint ist.

Dann gehe ich davon aus, dass das Modell im Sturflug ohne andere Einflüsse nicht über die 80m/s beschleunigt, da bei dieser Geschwindigkeit der Widerstand gleich der Gravitation ist.

Den "Versuchsaufbau" sehe ich so:
Das Modell fliegt auf einer sehr hohen Höhe und geht in den Sturflug. Auf den letzten hundert Metern trifft das Modell auf einen Bart oder einen Abwind von jeweils 10m/s. Der Aufwind/Abwind geht bis zum Boden. Im gleichen Moment, wo das Modell in die Horizontale geht, steigt das Modell auch aus dem Aufwind/Abwind aus. Ich vernachlässige alle anderen Einfüsse (außer natürlich die Gravitation).

Die genauen größen sind hier zweitrangig. Es geht ja nur ums Prinzip.

Aufwind:
Das Modell geht nun in den Sturflug und nährt sich nun den 80m/s. Rein theoretisch wird das Modell die 80m/s nie erreichen. Wir gehen aber einfach mal davon aus. Das Modell trifft also mit GS=AS=80m/s auf einen Aufwind. Aus der Perspektive des Modelles ist das quasi ein Gegenwind von GS=10m/s. Dadurch hat das Modell im Moment des Eintrittes in den Bart eine Airspeed von 80m/s+10m/s=90m/s. Die Groundspeed bleibt bei 80m/s.
Nun ist der Widerstand durch die höhere AS aber auch gestiegen und damit größer als die Gravitation. Das Modell bremst wieder ab und nährt sich wieder der Airspeed von 80m/s an. Die GS sinkt demnach auf 70m/s. Nun ist der Boden etwas nahe gekommen und das Modell verlässt den Aufwind. Die Groundspeed bleibt gleich bei 70m/s. Da wir nun aber keine Luftbewegungen habe, liegt auch die Airspeed bei 70m/s.

Abwind:
Im Prizip passiert hier das gleiche. Nur hat man hier beim Einfliegen in den Abwind quasi Rückenwind. Dadurch verringert sich die Airspeed auf 70m/s. Dadurch verringert sich auch der Widerstand und ist kleiner als die Gravitation. Die Groundspeed bleibt in dem Moment des Eintrittes in den Abwind natürlich auch hier bei 80m/s. Das Modell beschleunigt nun durch den geringeren Widerstant wieder auf Airspeed=80m/s. Die Groundspeed erhöht sich demnach auch um 10m/s auf 90m/s. Beim Austritt aus dem Abwind bleibt natürlich auch hier die Groundspeed bei 90m/s und da wir auch hier keine anderen Luftbewegungen habe, ist auch hier GS=AS=90m/s.


Eine höher Geschwindigkeit bedeutet eine höhere Kinetische Energie. Diese Kinetische Energie kann man dann in potenzielle Energie (Höhe) umwandelt. Das Modell mit dem Abwind hat nun also eine höhere potentielle Energie als das Modell, das durch den Aufwind geflogen ist und kommt deswegen höher.
Das Abwind-Modell hat also entweder eine höhere Geschwindigkeit oder es ist höher und hat damit weniger Höhe verbraucht. q.e.d.

LG Patrik
 
Ich hoffe es ist jetzt keiner dabei, der glaubt, dass der arme Segler, der sich plötzlich in 150m/sec TAS befindet und um die Ecke - welche auch immer - fliegt, jetzt auch mit 150m/sec horizontal (wiederum egal, welches "horizontal" man meint) davon und aus der Blase herausschiesst. Wer das glaubt, glaubt auch an perpetuum mobile und meteorologische Singularitäten in denen die Naturgesetze nicht gelten.
Schliesslich gilt immer noch eines vor allem anderen: das Gesetz der Energieerhaltung. Wenn ihr also einen Segler von oben mit 80m/sec in eine Blase egal welcher Natur (Aufwind, Abwind, Turbulenzen) fallen lasst und der Segler kommt nachher irgendwo seitlich in horizontaler Flugbahn und -lage heraus (bezogen auf ruhige Luft ausserhalb der Blase!), dann wird er nach kleinen Abzügen für die "Kurvenreibung" noch immer ca. 80m/sec drauf haben.
Achtung! Energieerhaltungssatz ist nur sinnvoll anzuwenden, wenn die Grenzen des Systems sehr genau definiert und die Verhältnisse dort bekannt sind. Das ist in Deinem Modell nicht der Fall. Beim Umlenken mit 150 m/s AS findet ein massiver Energietransfer (eigentlich interessiert mehr die Impulserhaltung, aber whatever) von der Luftmasse auf das Flugzeug statt. Für die Umlenkung wird Luft nach Flugzeug-Unten beschleunigt. Daraus kann Energie an das Flugzeug abgegeben werden. (Und wird auch.)

Das ist keineswegs ein Perpetuum Mobile, das ist eine Strömungsmaschine.

PS: Der Energieerhaltungssatz wird auch gern beim Thema Rückenwindkurve vorgeholt. Gleiche Problematik. Wenn das Flugzeug mit dem Wind plötzlich 2v schneller ist, woher hat es diese Energie? -> aus dem umgebenden Luftpaket.
 

RetoF3X

User
Peer, haben wir auch schon des öfteren drüber gequatscht. Eins ist klar aus vielen Jahren Segelflug mit Stürzen aus größeren Höhen: Der Flieger der durch "gute" Luft/Thermik stürzt hat unten eindeutig mehr Energie, daran gibt es für mich in der Praxis keinen Zweifel, das erleben wir ständig. Aus 400m durch gute Luft....Bäm voll Druck. Aus 600 durch kalte die z.B. dem Bart nachzieht der dich grad raufgebracht hat und schwupps für die Höhe nicht viel drin.

Aus dem F3B fliegen kennen wir das auch und nennen es Thermik Lotterie in der Disziplin Speed. Dabei geht es nicht primaer um Thermik-Glueck beim Start, sondern ob man den Bart auf der Speedstrecke hat. Nicht direkt was Peer gemeint hat mit seiner Frage, aber auch eine Beobachtung das mit Thermikeinfluss hoehere Fluggeschwindigkeiten* erzielt werden.

Steht der Bart auf der Strecke, gibt es super Speeflugzeiten (wenn man Joe Wurts' Vektor-diagram beachtet, kann man etwa abschaetzen, wo der Bart ist, plus Voegel und andere Indikatoren). Wenn der Bart dann weg ist (z.B. Grundwind nimmt wieder zu, kalte Luft stroemt nach), hat der naechste Pilot deutlich langsamere Speedflug-Zeiten, egal wie sauber er fliegt und selbst wenn er eine vergleichbare Starthoehe hat.


Viele Gruesse:
Reto

* In einem Koordinaten-system das mit der aufsteigenden Luft fixiert ist, fliegt das F3B Modell im Fall Thermik auf der Strecke eine "steilere" Abwaerts-Trajektorie verglichen mit was man im Koordinatensystems des Beobachters am Boden sieht. Aus dieser Ueberlegung macht es Sinn dass der Flieger mit Thermik auf der Strecke besser laeuft.
 
Für uns Modellbauer ist halt auch immer die Beobachtungsperspektive wichtig...und da würde wohl der Flieger mit Rückenwind wohl schneller die Höhe zwischen Einflug in den Sturzflug bis zum Austritt schneller Abfliegen....die TAS dürfte gleich sein da irgendwann ja beiden Flieger am gleichen Luftwiderstand dann hängen bleiben...und genau der Luftwiderstand ist eben Unterschiedlich im Bezug auf die Perspektive des Beobachters.

Leg ich das ganze Schema mal auf ein fliessendes Gewässer um und nehme satt Flieger ein Boot dann wird es eventuell leichter....Boot gegen die Strömung braucht für das Zurücklegen einer Strecke länger als das gleiche Boot mit der Strömung bei gleicher Antriebsleistung.
Ähnliche Beobachtung hat man auch im Urlaubsflieger....Die fliegen alle fast in gleicher Geschwindigkeit, brauchen aber für gleiche Strecken unterschiedlich lange wegen Rückenwind oder Gegenwind eben....nichts anderes ist das Szenario im Sturzflug....nur dass die Strecke eben nicht horizontal sondern vertikal ist.

@ Maggi

wenn ich mich richtig erinnere hast du vor einige Zeit hier behauptet das du bevorzugt in Abwindfeldern das Modell senkrecht beschleunigts da es dadurch wesentlich mehr Fahrt aufnimmt.:rolleyes:

Auf kritische Anmerkungen von einige dazu, kam aber keine fundierte Rueckantwort .

Ich bin auch der Meinung das der Energiehaushalt im Aufwind besser ist allein schon dadurch das man das Modell bevor es senkrecht geht schon vorbeschleunigen kann ohne Hoehe zu verlieren .



Thomas
 

Maggi

User
Hallo Thomas,
bist du sicher dass du mich meinst???
Wie man per Wind sehr dynamisch Fahrt aufnimmt kann man gut bei DS sich anschauen ;-)

In dem theoretisch gesehen Fall geht's aber auch nicht darum mit wieviel Speed das Modell in den Senkrechten Flug geht, sondern wie der Streckenflug mit exakt gleichen Ausgangspunkt ausschaut....sprich gleiches Modell und gleicher Ausgangspunkt.....und da entscheidet dann eben nur noch der Luftwiderstand und Erdanziehung.
Nimm nen Tischtennisball und nen Fön und teste es mal zuhause....einmal von unten mit dem Fön gegen den fallenden Ball und einmal von oben mit dem Fallenden Ball
https://www.youtube.com/watch?v=L0xkKIf6ztE

Nichts anderes passiert mit dem Flieger...
 

Peer

User
Äh, ich konnte ne Weile hier nicht reinschauen.......ist ja allerhand passiert !

Gemeint ist ausschließlich senkrechter Fall !
Der auch nach dem Durchfliegen des Auf- bzw. Abwindfeldes weitergeht, also keine Turnerei oder Abfangbögen oder sonstiges.
Und gemeint ist auch die Endgeschwindigkeit gegenüber der Erde (also einem fest stehenden Bezugssystem), von Bertram True Speed genannt.

Alle sonstigen Vorzüge von Thermik bei Hangflug, Thermikfliegen, Streckenflug und DS-Fliegerei sind mir bekannt, da muss ich nicht fragen....

Gruß
Peer
 

Steffen

User
Gemeint ist ausschließlich senkrechter Fall !
Der auch nach dem Durchfliegen des Auf- bzw. Abwindfeldes weitergeht, also keine Turnerei oder Abfangbögen oder sonstiges.
Und gemeint ist auch die Endgeschwindigkeit gegenüber der Erde
und dafür ist die Antwort halt simpel: der durch das Abwindfeld fliegende ist natürlich schneller und damit auch schneller unten.

Jeder daran aufkommende Zweifel liegt einfach daran, dass jedes Abweichen von den bestimmten Bedingungen zu ganz anderem Ergebnis führt.
 

UweH

User
Welcher Segler hat nach dem Durchfliegen der Blase/des Saufens den höheren Speed, also
hat mehr Höhenmeter verheizt ?

Hallo, ohne hier zu rechnen: nach meiner Meinung besteht die Frage aus zwei Fragen, die unterschiedliche Antworten haben können.
Peer hat jetzt klar gestellt dass es im Ergebnis um die Endgeschwindigkeit gegenüber dem Bezugssystem Erde nach verlassen des Aufwind- bzw. Abwindfeldes gehen soll, nicht um Geschwindigkeit gegenüber Umgebungsluft.
Das Modell das durch das Aufwindfeld stürzt braucht dafür länger als das andere durch das Abwindfeld. Damit ist das durch das Abwindfeld stürzende schneller unten, aber weil das durch das Aufwindfeld stürzende Modell durch die längere Zeit auch eine längere Beschleunigungsstrecke hat, ist es gegenüber der Umgebungsluft im Aufwindfeld voraussichtlich schneller.
Wie viel es davon beim Wechsel in die ruhende Luft durch Massenträgheit mit nehmen kann und wie stark der Luftwiderstand in die Rechnung mit rein geht vermag ich nicht abzuschätzen.
Die verheizten Höhenmeter gegenüber dem Bezugssystem Erde sind beim Einschlag auf jeden Fall die selben, es sind die 2000 m angenommene Ausgangshöhe, ansonsten würden in der Antwort zwei verschiedene Bezugssysteme enthalten sein und damit zwei Antworten notwendig.

Gruß,

Uwe.
 

Steffen

User
Damit ist das durch das Abwindfeld stürzende schneller unten, aber weil das durch das Aufwindfeld stürzende Modell durch die längere Zeit auch eine längere Beschleunigungsstrecke hat, ist es gegenüber der Umgebungsluft im Aufwindfeld voraussichtlich schneller.
Das ist mit Sicherheit nicht so.

einfache Begründung:

gif.latex
(1)

gif.latex
(2)

formen wir (2) zu t um, ergibt sich

gif.latex


Das setzen wir in (1) ein und erhalten

gif.latex



Daran sehen wir, dass die Geschwindigkeit nicht von der Zeit, sondern nur von der Strecke und der Beschleunigung abhängig ist.
Da nun die Beschleunigung in der Gegenwindstrecke (Aufwindbereich) geringer ist aufgrund des höheren Widerstandes, ist die Endgeschwindigkeit somit auch kleiner.
 

UweH

User
Daran sehen wir, dass die Geschwindigkeit nicht von der Zeit, sondern nur von der Strecke und der Beschleunigung abhängig ist

Ja und welche Strecke gilt denn nun, die vom Bezugssystem Erde oder die vom Bezugsystem durchflogene Luft? Die Beschleunigung ist in beiden Fällen gleich :rolleyes:

Die ganze Diskusion krankt an den vielen, teilweise stark vereinfachten Bezugssystemen im gleichen Betrachtungsmodell: Erde, 2 x ruhende Luft, fallende Luft, steigende Luft. Das ganze ohne Berücksichtigung von Trägheitseffekten........die einzigen eindeutigen Antworten sind, dass beide Modelle nach 2000 m Sturzstrecke durch das Bezugssystem Erde einschlagen und das durchs Abwindfeld fallende Modell früher als das andere.

Gruß,

Uwe.
 
Wie viel es davon beim Wechsel in die ruhende Luft durch Massenträgheit mit nehmen kann...
Bei der vorgegebenen Geometrie (die, wie schon oben geschrieben, die Kontinuitätsbedingung verletzt): Klar NULL. An der Grenzfläche braucht es eine Quelle, um das Strömungsbild so hinzubekommen, und nach Durchfliegen der Grenzfläche gibt es keine wie auch immer geartete Übergeschwindigkeit.

Und selbst wenn wir, wie von Steffen oben angeregt, tangential aus dem Steigen austreten, dann haben wir plötzlich weniger, nicht mehr Airspeed.

Du müsstest Umlenken, dann sind wir wieder bei DS-Bedingungen.
 

Steffen

User
Ja und welche Strecke gilt denn nun, die vom Bezugssystem Erde
alle Werte waren im Erd-System.


Die Beschleunigung ist in beiden Fällen gleich :rolleyes:
Na denk noch mal nach, warum da jeweils a und nicht g steht...

gif.latex


gif.latex


gif.latex


gif.latex


Du darfst von mir aus auch noch a(t) und W(t)~v(t) integrieren ;) aber eigentlich reicht es die Relationen zu sehen...

Die ganze Diskusion krankt an den vielen, teilweise stark vereinfachten Bezugssystemen im gleichen Betrachtungsmodell: Erde, 2 x ruhende Luft, fallende Luft, steigende Luft. Das ganze ohne Berücksichtigung von Trägheitseffekten
Nö, es krankt nur daran, dass jeder zweite meint, weitere Zusatzbedingungen einzuführen.
 
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