windgetriebenes fahrzeug schneller als der wind?

[NoDoc]

ähhhmm: fahrtwind kommt aber aus der anderen richtung.

 

Naja eben, zeichne dir eine Parallelogramm und erhöh den "gegenwind" = Fahrtwind, Die Resultierend wird länger, aber der Winkel wird Spitzer. Wenn das Maß erreicht ist, ab dem das Segel nicht mehr fub´nktioniert, uíst das ganze ausgereizt. Dann bis aber mit einem Eissegler bei ca. 40km/h Windgeschwindigkeit mit knapp 60-80 Sachen unterwegs.

 

Vor dem Wind kann kein Segelschiff schneller als der Wind segeln, weil der scheinbare Wind, also der, den wir an Bord spüren, immer die Differenz zwischen dem wahren, also dem tatsächlichen Wind und der Bootsgeschwindigkeit ist. Wir spüren das sehr gut, wenn wir abfallen und vor den Wind gehen. Dann haben wir plötzlich das Gefühl, der Wind habe nach gelassen. Wir ziehen die Pullover aus, und die Damen an Bord machen es sich in der Sonne auf dem Vorschiff bequem. Natürlich hat der Wind nicht nachgelassen, sondern wir spüren nur noch den Differenzwind, also bei einer Bootsgeschwindigkeit von 3 Konten und einer Windgeschwindigkeit von 7 Knoten das Lüftchen von vier Knoten. Blicken wir zum Verklicker, dann sehen wir ihn hin- und her kippen. Das deshalb, weil der "Bordwind" so schwach geworden ist.

 

Ein schwacher Wind schwankt der Stärke nach häufig erheblich. So kann es schon mal passieren, daß er für Sekunden schwächer wird als die verbleibende Bootsgeschwindigkeit. Dann zeigt der Verklicker plötzlich - meist nur kurzzeitig - nicht mehr in die Windrichtung, sondern nach vorne. Wir segeln schneller als der Wind, der Verklicker zeigt dies an. Das ist aber eher ein Kurionsum, und hat nichts mit Deiner Frage zu tun.

 

Schneller als der Wind kann ein Segelschiff nur mit einer Backstagsbriese segeln, besser gesagt, wenn der Wind achterlicher als querab und nicht genau achterlich kommt. Das ergibt sich aus dem Kräfteparallelogramm aus Wind- und Bootsgeschwindigkeit. In der Praxis gilt dies aber nur für Schiffe, die über ein entsprechendes Geschwindigkeitspotential verfügen. Und da gehören behäbige Fahrtenyachten, wie alle Verdränger, bestimmt nicht dazu. Bei einer Jolle gilt dies allerhöchstens im Gleitzustand. Aber auch das wird in der Praxis kaum vorkommen. Ins Gleiten kommt so ein Ding doch frühestens bei vier bis fünf Windstärken, also bei runden 20 Knoten Wind. Aber die 20 Knoten sind bei keiner normalen Jolle an Bootsgeschwindigkeit drin.

 

Anders ist dies bei schnellen Katamaranen, wie zum Beispiel dem Tornado. Der segelt leicht schneller als der Wind, aber wiederum nicht, logisch - siehe oben, platt vor dem Wind. Deshalb rentiert es sich mit einem Tornado, vor dem Wind(!) zu kreuzen, also nicht platt vor dem Wind zu segeln.

 

Alle High-Speed-Rekorde, sei es mit gigantischen Sonderkonstruktionen oder mit dem Surfbrett werden ebenfalls nicht vor dem Wind, sondern mit raumen Wind gesegelt, weil sie dort schneller als der Wind segeln können.

 

Bobby Schenk

[NoDoc]

und nochwas zum Eisssegeln:

 

Um starten zu können, benötigt der Eisschlitten zunächst eine Initialzündung: den Anschiebemoment durch den Segler mit Spikes unter dessen Schuhen. Bei diesem Start ist ein tiefes Profil im Segel erforderlich, um möglichst schnell eine Strömung am Segel zu entwickeln und Geschwindigkeit aufzunehmen. Liegt die Strömung an, springt der Segler in sein Boot und holt das Segel dicht. Je höher die Beschleunigung wird, desto mehr kommt der scheinbare Wind von vorne (genau wie beim Segeln auf dem Wasser), und desto flacher muss das Segel getrimmt werden, um den Anstellwinkel zu reduzieren. Dazu haben Eissegler enorm biegsame Masten, die zusätzlich routieren. Erhöht man die Schotspannung, wird durch das Biegeverhalten und die Drehung des Mastes das Segel flach getrimmt. Das Boot beschleunigt weiter und auch der scheinbare Wind nimmt zu. Im Prinzip ist die Höchstgeschwindigkeit eines Eisseglers nur über die Flachheit seines Segels begrenzt.

Der eigene Fahrtwind trägt maßgeblich zu Beschleunigung bei, wobei der scheinbare Wind ab einer gewissen Geschwindigkeit immer in einem spitzen Winkel von vorne kommt. Das heißt, man fährt auch auf einem Raumschotkurs mit dichtem Segel. Im Prinzip wird jeder beliebige Kurs durch die hohe Geschwindigkeit so gesegelt

[flobilek]

... der drehenden Propeller ist bei Wind von hinten doch sozutippen einfach nur ein großes, rundes "Segel"

da wär ich mir nicht so sicher. vor allem weil ja eine hälfte vom profil für, die zweite hälfte gegen den raumwindeffekt arbeitet oder?

 

...dank Übertragung auf die Räder gegen den Wind auch funkt, ist doch irgendwie genial ...

was da in lagerreibung, in den zahnrädern und den reifen draufgeht darfst aber nicht vergessen.

[Buchdrucker47]

http://www.googlefalle.com/

 

[Claudio]

und nochwas zum Eisssegeln:

 

Um starten zu können, benötigt der Eisschlitten zunächst eine Initialzündung: den Anschiebemoment durch den Segler mit Spikes unter dessen Schuhen. Bei diesem Start ist ein tiefes Profil im Segel erforderlich, um möglichst schnell eine Strömung am Segel zu entwickeln und Geschwindigkeit aufzunehmen. Liegt die Strömung an, springt der Segler in sein Boot und holt das Segel dicht. Je höher die Beschleunigung wird, desto mehr kommt der scheinbare Wind von vorne (genau wie beim Segeln auf dem Wasser), und desto flacher muss das Segel getrimmt werden, um den Anstellwinkel zu reduzieren. Dazu haben Eissegler enorm biegsame Masten, die zusätzlich routieren. Erhöht man die Schotspannung, wird durch das Biegeverhalten und die Drehung des Mastes das Segel flach getrimmt. Das Boot beschleunigt weiter und auch der scheinbare Wind nimmt zu. Im Prinzip ist die Höchstgeschwindigkeit eines Eisseglers nur über die Flachheit seines Segels begrenzt.

Der eigene Fahrtwind trägt maßgeblich zu Beschleunigung bei, wobei der scheinbare Wind ab einer gewissen Geschwindigkeit immer in einem spitzen Winkel von vorne kommt. Das heißt, man fährt auch auf einem Raumschotkurs mit dichtem Segel. Im Prinzip wird jeder beliebige Kurs durch die hohe Geschwindigkeit so gesegelt

 

@nodoc: stimmt fast alles, nur dass der Eissegler NICHT angeschoben werden muß - ich bin schon des öfteren ohne anschieben losgefahren - allerdings eben auf raumen Kursen um dann anzuluven - sobald man dann mal fährt ist's so ziemlich egal woher der Wind weht.

 

@all

Allerdings hat das mit dem ddwfttw nicht wirklich etwas zu tun - schneller als der wind downwind funktioniert aufgrund eines andren Prinzips, das bereits 1967 beschrieben und berechnet wurde: http://projects.m-qp-m.us/donkeypuss/wp-content/uploads/2009/06/Bauer-Faster-Than-The-Wind-The-Ancient-Interface.pdf

Diskutiert wird das ganze auch hier: http://www.ureader.de/msg/146725612.aspx

yellow hat nicht so unrecht mit "großes rundes Segel" - allerdings eines, das zusätzlich noch nach hinten bläst und so dem umgebenden Wind eine Kraft entgegensetzt, die das Fahrzeug nochmal schneller werden lässt.

Grüße

c

[feristelli]

... "großes rundes Segel" - allerdings eines, das zusätzlich noch nach hinten bläst ...

 

du meinst, der propeller dreht sich ja immerhinrecht flott bis es soweit ist, dass ihn kein rückenwind mehr antreibt. und weil er sich noch dreht bläst er nach hinten in die scheinbare/relative/gefühlte windstille.

nein, der bläst doch dann nach vorne und bremst!

[feristelli]

Diskutiert wird das ganze auch hier: http://www.ureader.de/msg/146725612.aspx

 

die schweifen leider auf das triviale Flugzeug/Laufband-Beispiel ab.

das DWFFTTW-Problem muss man erst suchen und rauspicken ...

 

Das Fahrzeug samt Propeller kennt den wahren Wind und seine

Geschwindigkeit gegenüber dem Boden nur bei Stillstand. Der Wind, den das

Fahrzeug als Antrieb nutzen kann, ist immer nur der scheinbare Wind, und

der ruht bei Erreichen der Windgeschwindigkeit. Es ist dann egal, ob das

Fahrzeug gegenüber dem Wind ruht, oder ob der Wind gegenüber dem Fahrzeug

ruht

 

klar.

 

Ah - OK, ich hab's gefressen. Folgendes Bild war hilfreich: wenn das

Fahrzeug ohne Fahrt einfach nur GEGEN den Wind gestellt wird, dann wird

auch da der Wind den Propeller und damit die Räder zum Drehen bringen und

damit das Fahrzeug GEGEN den antreibenden Wind beschleunigen, solange die

Strömungs- und Reibungswiderstände kleiner sind.

 

nein! der gegenwind treibt den propeller in die andere drehrichtung!

Bearbeitet 11. Juni 2010 von feristelli

[grey]

nein! der gegenwind treibt den propeller in die andere drehrichtung!

 

Naja, das kannst ja mit den Zahnrädchen wieder umdrehen..

[Bernhard_K]

die schweifen leider auf das triviale Flugzeug/Laufband-Beispiel ab.

das DWFFTTW-Problem muss man erst suchen und rauspicken ...

das paper vom bauer (der andere link) ist eh ned so schlecht. Auch halbwegs gut erklärt (mit unterhaltsamen bildern) für eine solche arbeit zumindest.

[feristelli]

das paper vom bauer (der andere link) ist eh ned so schlecht. Auch halbwegs gut erklärt (mit unterhaltsamen bildern) für eine solche arbeit zumindest.

 

ja, der snoopy is herzig.

aber von den rechnungen hab ich halt ka ahnung.

was meinst genau mit "gut erklärt"?

 

ich bleib dabei: ohne wind gibt's keine antriebsenergie. auch der sich immer noch drehende propeller bringt keine, weil er sich selber bremst.

 

edit: vielleicht kann man aufgrund des drehmoments und des trägheitsprinzips (im propeller) kurz über windgeschw. drüberfahren, aber nicht dauerhaft schneller als der wind.

Bearbeitet 11. Juni 2010 von feristelli

[Bernhard_K]

...

was meinst genau mit "gut erklärt"?

[\QUOTE]

Er hat (langweiligen) text zwischen (wesentlichen) den rechnungen :-D

...

ich bleib dabei: ohne wind gibt's keine antriebsenergie.

Das ist klar. ohne wind geht gar nix! Aber es ist kein instationärer trägheitseffekt oder so sondern der beschl. sogar.

Die Leistung kommt wärend des ganzen vorganges aus dem Wind.

Bearbeitet 11. Juni 2010 von Bernhard_K

[feristelli]

... kein instationärer trägheitseffekt oder so sondern der beschl. sogar.

Die Leistung kommt wärend des ganzen vorganges aus dem Wind.

 

ich glaub jetzt auch, dass es aufgrund der Beschleunigung des propellers funktioniert.

[Claudio]

eben: die Beschleunigung des Propellers schiebt das Fahrzeug weiter vor dem Wind her. Und angetrieben wird der Propeller über die Räder. Und die werden vom Fahrzeug angetrieben, das vom Wind vor sich her geschoben wird. Die meisten machen den Fehler, die Geschwindigkeit vom Boden aus zu betrachten. Betrachtet man das ganze vom Wind aus, dann wird's vielleicht manchen verständlicher.

[flobilek]

ohne alles, was vor diesem post stand zu berücksichtigen....

 

prop treibt fahrzeug an, fahrzeug treibt prop an, ... das wär ja unendliche beschleunigung? klingt verdächtig nach perpetuum mobile.

oder wo ist der bremsende effekt?

 

will sich jemand, der meint es zu verstehn, die mühe machen, eine skizze anzufertigen?

[feristelli]

ohne alles, was vor diesem post stand zu berücksichtigen....

 

prop treibt fahrzeug an, fahrzeug treibt prop an, ... das wär ja unendliche beschleunigung? klingt verdächtig nach perpetuum mobile.

oder wo ist der bremsende effekt?

 

die luft bremst.

wenn das fahrzeug windgeschwindigkeit erreicht, bläst für das fahrende fahrzeug kein wind mehr. dann drehen die propeller sich im windstillen, auch wenn sie mit den rädern verbunden sind. ergo bremsen die propellerflügel nich nur die rotation, sondern sie blasen die luft auch noch nach vorne.

 

 

 

ich glaub jetzt auch, dass es aufgrund der Beschleunigung des propellers funktioniert.

 

nein, denn ohne wind fällt auch die beschleunigng des propellers weg. natürlich muss man die beschleunigung bedenken, der prop und das auto sind ja nicht sofort auf höchstgeschwindigkeit. sobald die antriebsenergie -- sprich: der im fahrenden auto nicht mehr spürbare rückenwind -- wegfällt, fällt auch die beschleunigung weg. --> knapp vor wingeschw. ist schluss. das fahrzeug is a fake.

 

oder steh ich ganz auf der leitung?

[flobilek]

oder steh ich ganz auf der leitung?

 

wenns nach den eisseglern geht, ja. weils nicht um wind*angriffsfläche, sondern um wind auf flügelprofil geht.

[feristelli]

aber ohne wind ist das profil wurscht.

und ein propeller im windstillen wird langsamer.

und eissegler fahren ja, wie schon von vielen hier geschrieben, schräg zum wind, nicht in die genaue windrichtung.

 

die räder bringen auch keinen antrieb:

die drehen den propeller der, wenn das fahrzeug fährt, keinen wind fühlt und ergo bremst.

 

skizze:

a) langsame fahrt (= windantrieb):

wind treibt propeller treibt räder treibt propeller treibt räder treibt ...

bzw.: straße tribt räder treibt propeller treibt räder treibt ...

 

b) gefahrene windgeschwindigkeit (= im fahrzeug gefühlte windstille)

- rotierender propeller wird von nicht rotierender luft gebremst, was wiederum die räder bremst

- rotierender propeller bläst luft nach vorne, was das ganze fahrzeug bremst

 

so sagt's der hausverstand. aber die physiker können anscheinend was anderes berechnen ...

Bearbeitet 12. Juni 2010 von feristelli

[feristelli]

vielleicht liegt da das missverständnis:

 

ein windrad braucht wind aus jener richtung, in die ein propeller nur bei entgegengesetzter drehrichtung wind erzeugt!

 

skizze (drehrichtung ist in beiden fällen die selbe):

 

wind -->treibt--> windrad

propeller -->erzeugt--> wind

Bearbeitet 12. Juni 2010 von feristelli

[Claudio]

am besten hier (http://forum.spiegel.de/showthread.php?t=16721) den Ausführungen von "cha cha" folgen - der hat das Prinzip verstanden.

Grüße

c

[yellow]

also wenn die Antriebsrichtung der Räder nicht gewechselt werden kann

(und das bestenfalls während der Fahrt)

dann ist das ganze Werkl nix wert.

 

Gerade die Möglichkeit wieder gegen den Wind - Räder durch den Propeller angetrieben - zurückzufahren, machert das ganze doch "besser" als ein normales Segel.

 

[flobilek]

am besten hier (http://forum.spiegel.de/showthread.php?t=16721) den Ausführungen von "cha cha" folgen - der hat das Prinzip verstanden.

Grüße

c

 

woher weißt du, dass ers verstanden hat?

[Claudio]

also wenn die Antriebsrichtung der Räder nicht gewechselt werden kann

(und das bestenfalls während der Fahrt)

dann ist das ganze Werkl nix wert.

 

Gerade die Möglichkeit wieder gegen den Wind - Räder durch den Propeller angetrieben - zurückzufahren, machert das ganze doch "besser" als ein normales Segel.

 

Das würde sogar funktionieren, wenn auch nicht so gut wie downwind: gegen den Wind müsste der Proepeller als Impeller arbeiten und die Räder antreiben. Da gibt's sogar Wagerl, die extra für den Zweck optimiert wurden: http://www.popsci.com/node/32069 - das heisst man kann mittels Wind hin und her und mit und gegen den Wind fahren.

Das konkrete Wagerl dürfte den Propeller und die Übersetzung allerdings zum downwind fahren optimiert haben.

[tane]

(ohne selbst je eisgesegelt zu sein - immer nur auf flüssigem h2o):

kann ein eissegler beim kreuzen vor dem wind vmg genau nach lee > wahre windgeschwindigkeit machen? ich vermute ja. (schon vor 30 jahren hat die yachtrevue speed bei eisseglern von bis zu 160kmh (!!!) auf dem neusiedlersee gemessen!), sicher auf ganz, ganz tiefen raumschotskursen

wenn das so ist dann könnte es zumindest theoretisch möglich sein, daß dieses windradlauto das auch zusammenbringt...

Was sagen die eissegler? bei welchen windgeschwindigkeiten seid ihr mit 150 unterwegs? ist eure vmg nach lee > windspeed?

[Claudio]

woher weißt du, dass ers verstanden hat?

 

weil ich's am Anfang auch als fake abgetan habe und nach ein bisserl überlegen und zeichnen und diskutieren war's plötzlich klar - er beschreibt geduldiger als ich das Prinzip. Es geht nicht um voodoo sondern eigentlich nur um Mechanik, deshalb dürfte die mechanische Erklärung am einleuchtendsten sein:

http://www.boote-forum.de/showpost.php?p=1767776&postcount=255

 

Weitere Erklärungen kopiert aus dem Spiegel-Forum (http://forum.spiegel.de/showpost.php?p=5695357&postcount=411):

Erklärung für Segler (Rotierende Segel):

http://www.boote-forum.de/showpost.p...1&postcount=74

 

Erklärung für Mechaniker (Getriebe):

http://www.boote-forum.de/showpost.p...&postcount=346

 

Erklärung für Physiker (Energie aus Reduktion einer Geschwindikeits-Differenz):

http://groups.google.com/group/de.sc...bfce5e15368295

 

Erklärung für Rennsport-Freunde (Atom Man vs. Mini-Schroder):

http://www.physicsforums.com/showthread.php?p=2063418

 

Grüße

c.

[Claudio]

(ohne selbst je eisgesegelt zu sein - immer nur auf flüssigem h2o):

kann ein eissegler beim kreuzen vor dem wind vmg genau nach lee > wahre windgeschwindigkeit machen? ich vermute ja. (schon vor 30 jahren hat die yachtrevue speed bei eisseglern von bis zu 160kmh (!!!) auf dem neusiedlersee gemessen!), sicher auf ganz, ganz tiefen raumschotskursen

wenn das so ist dann könnte es zumindest theoretisch möglich sein, daß dieses windradlauto das auch zusammenbringt...

Was sagen die eissegler? bei welchen windgeschwindigkeiten seid ihr mit 150 unterwegs? ist eure vmg nach lee > windspeed?

 

Als Eissegler kann ich direkt downwind nur maximal mit Windgeschwindigkeit fahren - bissl weniger wegen der Reibung. Manchmal, wenn's auf Halbwindkurs zu schnell wird, fahr ich auch downwind um zu bremsen und lass die Schott los (mach das Segel auf), dann ist auch der Druck weg.

 

Das Prinzip ist aber ein andres- schau dir die links oben an.

Grüße

c.