Idealer Steigwinkel?

Hallo zusammen,
was ist der ideale Winkel beim Steigen? Ich meine den Winkel nach dem Beenden der Rotation um die Querachse, also nach dem Loslassen des Preset-Schalters. Also womit wird die größte Höhe erreicht, wenn das Flugzeug mit jeweils der gleichen Gewindigkeit von einem theoretischem Katapult gleich in einem bestimmten Winkel geworfen wird und dann gerade weiter fliegt.
Gruß Dieter
 
Hallo Karsten,

diese Behauptung habe ich bei meinen Recherchen zum Thema schon häufiger gelesen.
Das würde bedeuten, dass ein rein ballistischer senkrechter Aufstieg, ohne aerodynamischen Auftrieb, die größte Höhe ergibt.
Das entspricht nicht meiner Erfahrung und geht auch gegen meine Intuition für diesen Vorgang.
(Ich stell´ mir gerade einen manntragenden modernen Kunststoffsegler vor der mit 280 km/h in 10 m Höhe über den Platz zischt.
Wird der Pilot den senkrecht hochziehen oder flacher wegsteigen um noch noch eine ausgedehnte Platzrunde fliegen zu können?)
Was soll denn die Erklärung der Physik dabei sein?
Gruß
Dieter
 

FAG_1975

Vereinsmitglied
Naja, ein Aspekt ist sicher der (kürzere) Weg durch ein Widerstand erzeugendes Medium. Deine Erfahrung mag daraus resultieren, dass es die Kunst des Piloten ist den Übergang am Ende des Steigflugs optimal zu gestalten. Also nicht wieder Höhe zu verlieren beim Übergang in den waagerechten Flug.. Und da ist dann die Frage welcher Einfluß überwiegt. Und so muss man wohl individuell rausfinden, wie man persönlich seine beste Wurfhöhe erreicht
 
Wie eingangs gesagt, will ich den Aufwärtsbogen aber erst mal außer Acht lassen. Deshalb der Vergleich mit dem Katapultstart mit festem Abschusswinkel und anschließend gerader Flugbahn. Auch reicht mir als Bedingung das der Massenmittelpunkt des Fliegers mit Mindestfahrt den Gipfel erreicht. Egal ob dann anschließend ein Stall eintritt.

Beim ballistischen (senkrechten) Aufstieg gibt es in der Tat nur Widerstand durch Reibung. Beim Aufstieg in jedem anderen Winkel kommt induzierter Widerstand hinzu, aber eben auch dynamischer Auftrieb.

Gruß
Dieter
 

UweH

User
eben auch dynamischer Auftrieb

Auftrieb erzeugt (induzierten) Widerstand. Beim Schleuderstart wird nur beim Wurf Energie zugeführt, aber nicht beim Steigflug.
Solange es beim Steigflug keine externe Energiezufuhr gibt besteht die Energiebilanz nur aus Ballistik und Energieverlust durch Widerstand.
Damit ist die Wurfhöhe dann maximal, wenn der Flugzeugwiderstand während des Aufstiegs und die dabei zurück gelegte Wegstrecke mit Energieverlust beide minimal sind.
Das bedeutet beim Wurf das Flugzeug und insbesondere das Profil per Flugphase auf minimalen Widerstand zu entwölben und möglichst senkrecht und damit auf kürzestem Weg bis zur ballistisch maximalen Höhe zu steigen.....vereinfacht ausgedrückt....

Gruß,

Uwe.
 

mipme_kampfkoloss

Vereinsmitglied
Teammitglied
Ein Kollege von mir hat letztes Mal seinen Flieger mit gesetzten Klappen geworfen. War recht offensichtlich dass man beim Wurf nicht mehr Auftrieb braucht…
 

UweH

User
Da stimmt doch was nicht.

Kann man einen 250 Gramm schweren Speer im Schleuderstart auf 60m oder gar 90m Höhe bringen?

Wenn man ihn ihm Drehwurf werfen könnte, dann vielleicht schon.

In der DLG-Anfangszeit hat man die Modelle wie einen Speer geworfen und damit nur einen Bruchteil der Höhen der späteren Drehwurftechnik erreicht.

Nochmal: die Energiezufuhr des Startvorgangs geschieht ausschließlich beim Wurf. Wenn nach dem auslassen des Modells keine weitere Energie mehr zugeführt wird frisst der Auftrieb nur Energie und damit Wurfhöhe.

Gruß,

Uwe.
 

FAG_1975

Vereinsmitglied
Dazu kommt, dass sich die Abwurfgeschwindigkeit vektoriell auf eine horizontale und eine vertikale Komponente aufteilt. Der vertikalen Komponente wirkt die (konstante) Erdbeschleunigung entgegen. Insofern muss man, da man aufgrund seiner eigenen Ergonomie den Abwurf eher horizontal ausführen muss, den senkrechten Steigflug so schnell wie irgend möglich erreichen. Deshalb der Preset-Knopf.
 
Die Frage hat mich auch schon des öfteren beschäftigt. Und ich hab auch eine Theorie die hier noch nicht aufgeführt wurde. Mal gespannt was ihr dazu sagt.
Grundsätzlich ist es ja so, dass das Modell effizienter fliegt, je langsamer die Geschwindigkeit ist (natürlich nur bis zu einem gewissen Punkt und dieser Punkt ist auch abhängig von vielen anderen Faktoren aber die Logik ist ganz klar, segel ich so langsam wie möglich ab, ist die Flugzeit wesentlich länger als wenn ich konstant ein höheres Tempo fliege und das liegt halt am höheren Luftwiderstand). Mit diesem Gedanken denke ich, dass man mit einem flacheren Steigwinkel höher kommt als senkrecht, weil man die Steigphase und somit auch den Bereich der höheren Effizienz verlängert. Vermutlich ist das optimum wie immer das perfekte Mittelmaß, also ein möglichst steiler Abwurf und dann anschließend immer flacher werdend bis man am höchsten Punkt ankommt und fließend in den Gleitflug übergeht. Diese Methode hat auch den geringsten Widerstand durch Steuerbefehle zur Folge. Im Grunde deckt sich das auch mit meinen Erfahrungen. Allerdings werfe ich nicht konstant und hab an einem guten Tag bei gleichen Steigflügen eine Streuung von +- 5m. Meine Testresultate sind also eher minder repräsentativ.
Zum Schluss noch ein Gedanke zur Praxis. Ich denke mit einem flacheren Winkel erreicht man auf jeden Fall einen größeren Radius den man abdecken kann, weil man genauso hoch kommt wie bei einem senkrechten Steigflug. Und der Aktionsradius ist am Ende auch ein großer Faktor, denn wenn ich garnicht erst bis zur guten Luft hinkomme, hab ich schon verloren bevor ich überhaupt anfange zu fliegen.
Physikalisch betrachtet ist es auch so, dass ich mit einem Senkrechten Steigflug 2 sehr starke Richtungsänderungen erwirke und je stärker die Richtungsänderung ist, desto größer sind die Verluste.
Abschließend noch ein allerletzter Gedanke (versprochen :D )
Die Bedingungen sind außer früh am morgen bei Windstille eh nie gleich. Angenommen ich stehe in sinkender Luft und starte, dann ist es vielleicht auch sinnvoller, senkrecht zu starten um den Steigflug so kurz wie möglich zu halten und den negativen Einfluss der schlechten Luft dementsprechend zu verringern. Heißt: warscheinlich ist auch hier das Mittelmaß der richtige weg, sprich, den Bedingungen angepasst. Also mal senkrecht, mal flach, wie man es eben gerade braucht.

LG Leo
 

Gast_74695

User gesperrt
Wenn man die Situation umkehrt, fällt die Antwort leichter. Wie kann ein DLG aus einer bestimmten Höhe den Werfer mit maximaler Energie im Abwurfwinkel treffen?
Anflug mit Windunterstützung, dann etwa senkrechter Abstieg, ein paar Grad machen hier nichts aus, dann möglichst energieschonendes Einschwenken auf Abwurfwinkel und so einschlagen.
 
Zuletzt bearbeitet:

Tunc Uzun

Vereinsmitglied
Wenn man die Situation umkehrt, fällt die Antwort leichter. Wie kann ein DLG aus einer bestimmten Höhe den Werfer mit maximaler Energie im Abwurfwinkel treffen?
Anflug mit Windunterstützung, dann etwa senkrechter Abstieg, ein paar Grad machen hier nichts aus, dann möglichst energieschonendes Einschwenken auf Abwurfwinkel und so einschlagen.
Ich glaube deine Vereinfachung ist etwas zu vorschnell:
Bei deiner einfachen Umkehr der Aufgabe vernachlässigst Du komplett die Wirkung der Schwerkraft!
Und das ist nur das Erste was mir beim Nachvollziehen deiner These auffiel (hab jetzt kein Lust eine komplette Ballistische Betrachtung aufzustellen...).
 
Hallo zusammen,
was ist der ideale Winkel beim Steigen? Ich meine den Winkel nach dem Beenden der Rotation um die Querachse, also nach dem Loslassen des Preset-Schalters. Also womit wird die größte Höhe erreicht, wenn das Flugzeug mit jeweils der gleichen Gewindigkeit von einem theoretischem Katapult gleich in einem bestimmten Winkel geworfen wird und dann gerade weiter fliegt.
Gruß Dieter
Moin,
Ich fliege garkein Preset und steige immer senkrecht, da ich für mich so die meiste Wurfhöhe zustande bekomme.

LG Paul
 
Verstehe nicht, wie man annehmen kann aus einer Geschwindigkeitsenergie X (Wurf) eine höhere Lageenergie (Wurfhöhe) zu gewinnen, wenn der Flieger eine größere Strecke zurücklegen muss, also Energie für das Durchdringen izusätzlicher Luftmassen benötigt! scheinbar besteht der Glaube auf dem Weg könnte zum Nulltarif nachgetankt werden.Eine andere Frage ist, ob der kürzeste, nämlich der senkrechte Weg, praktisch auch umgesetzt werden kann, ohne wiederum Höhenverluste zu erleiden. Aber das wollte der Themensteller nicht wissen.
 
Verstehe nicht, wie man annehmen kann aus einer Geschwindigkeitsenergie X (Wurf) eine höhere Lageenergie (Wurfhöhe) zu gewinnen, wenn der Flieger eine größere Strecke zurücklegen muss, also Energie für das Durchdringen izusätzlicher Luftmassen benötigt! scheinbar besteht der Glaube auf dem Weg könnte zum Nulltarif nachgetankt werden.Eine andere Frage ist, ob der kürzeste, nämlich der senkrechte Weg, praktisch auch umgesetzt werden kann, ohne wiederum Höhenverluste zu erleiden. Aber das wollte der Themensteller nicht wissen.
Also irgendwie hast du dir das, was du nicht verstehst gerade selbst erklärt?!:confused:
Erstens, meine Annahme ist, wie ich ausdrücklich erwähnt habe eine Theorie, die...
Zweitens darauf beruht, dass der längere Weg effizienter ist, also mit geringeren Energieverlusten einhergeht, und somit größere Wurfhöhen ermöglicht. Da du angefangen hast, erlaube ich mir auch mal einen hämischen Kommentar: das nennt man Wissenschaft.
Im übrigen wollte der Themenersteller genau das wissen: [...]Also womit wird die größte Höhe erreicht[...].
Und meine Antwort darauf war eine Theorie, die besagt, dass "der kürzeste, nämlich der Senkrechte Weg" eben nicht ohne Höhenverluste umgesetzt werden kann.
Und da es sich dabei um eine Theorie handelt, bin ich in der Hinsicht für jede konstruktive Kritik dankbar und offen.
Um dir meine Theorie etwas näher zu bringen: Dass die Energie, die ein Auto benötigt um senkrecht 200m Höhe zu gewinnen nicht ausreicht um die selben 200m mit einer geringeren Steigung zu überwinden ist klar. Das liegt allerdings daran, dass das Auto auf dem flacheren Winkel höhere Verluste erzeugt (hauptsächlich Reibung). Ein Flugzeug hingegen setzt die Bewegungsenergie bei einem flacheren Winkel nicht nur in Reibung (und davon seeeehr wenig), sondern auch in Höhenenergie um, da das Profil  Auftrieb erzeugt, was die effizienz deutlich erhöht und somit das Prinzip des fliegenden Flugzeugs überhaupt erst ermöglicht. Ich weiß, ist kompliziert. Aber da es Simulationen gibt, die meine Theorie im Falle von Gegenwind (was in der Regel auch der Realität entspricht) untermauern, kannst du verstehen oder auch nicht verstehen was du willst, aber meine Theorie ist eine berechtigte und sinnvolle Überlegung, die im schlimmsten Fall widerlegt wird. Wenn du das kannst, bitte gerne, aber ein Äpfel-Birnen Vergleich mit Nulltarif Tanken reicht dafür nicht aus.

LG Leo
 

ROL4ND

User
Man muss sicher auch berücksichtigen, dass man in der senkrechten Variante 100% gegen die Schwerkraft "arbeitet", bereits in einem etwas flacheren Winkel trägt das Profil ausreichend, um den Faktor Erdanziehung zu reduzieren. Was das wohl bei 200-250 gramm ausmacht ...?

VG Roland
 

UweH

User
bereits in einem etwas flacheren Winkel trägt das Profil ausreichend, um den Faktor Erdanziehung zu reduzieren. Was das wohl bei 200-250 gramm ausmacht ...?
Aerodynamik macht aus keinem Flugmodell ein Perpetuum Mobile, es geht dabei immer um Energiemanagement. Die Bewegungsenergie eines DLG ist initial vom Wurfimpuls abhängig und der bestimmt in erster Näherung die Wurfhöhe. Danach geht es darum die Energieverluste im Steigflug zu minimieren um die maximale Wurfhöhe zu erreichen. Kritische Faktoren sind dabei die Verluste in den "Wenden", also Übergang Wurf in Steigflug und Steigflug in Gleitflug, und die Reibungsverluste in der Wegstrecke durch das reibungsbehaftete Medium Luft. Wenn man beim Wurf Glück hat bekommt man etwas Energie durch Thermik oder Aufwind und vielleicht ein bisschen durch den Windgradient mit.
Das nur mal so als Tipp der allzu heftigen Theoretiker wo man im Physikbuch nachschauen sollte um sich der Optimierung des Steigwinkels für die praktische Maximierung der Wurfhöhe anzunähern.....oder frei nach dem dritten Sinnspruch meiner Signatur: wers nicht weiß glaubt halt was er will :p


Gruß,

Uwe.
 
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