windgetriebenes fahrzeug schneller als der wind?

[Claudio]

gerade gefunden:

das erklärt den Zusammenhang zwischen Eissegler und Propellerwagen.

[holladi]

Schöne Animation,

nur leider kann sich ein Eissegler oder Segelboot nie schneller in Windrichtung fortbewegen als die Windgeschwindigkeit hoch ist.

Das ist Aerodynamik. Schneller als die Windgeschwindigkeit geht nur quer zum Wind.

Das gilt für alle windgetriebenen Vehicles.

[Bernhard_K]

gerade gefunden:

.....

 

Einfach großartig!

Finde ich immer wieder cool was sich leute für eine hacken antun um sowas zu verdeutlichen!

Bearbeitet 16. Juni 2010 von Bernhard_K

[tane]

Schöne Animation,

nur leider kann sich ein Eissegler oder Segelboot nie schneller in Windrichtung fortbewegen als die Windgeschwindigkeit hoch ist.

Das ist Aerodynamik. Schneller als die Windgeschwindigkeit geht nur quer zum Wind.

Das gilt für alle windgetriebenen Vehicles.

 

das ist so sicher richtig, ABER:

es zählt nicht ob der eissegler "in windrichtung" schneller als der wind ist, wenn er einen kurs genau vorm wind segelt, sondern ob, wenn er vor dem wind kreuzt (da kann er windgeschwindigkeit WEIT überschreiten!) eine VMG ("velocity made good" = "zielgeschwindigkeit") genau nach lee haben kann, die höher als die windgeschwindigkeit ist - könnt mir gut vorstellen, daß das möglich ist. (also wenn er durch seine hohe geschwindigkeit die extra distanz des "zick-zack-segelns" mehr als wettmachen kann.)

ein einfaches vektordiagramm zeigt uns: kreuzt er mit wahrem wind 45° von hinten (also "halsenwinkel" von 90°), windspeed 25kn, dann ist seine VMG genau in windrichtung ab einer "boots"(eig. "schlitten-")geschwindigkeit von 35,35kn größer als die windgeschwindigkeit! (wurzel aus 2.25²) - & ich bin eigentlich ziemlich sicher, daß die eissegler WEIT schneller auf so einem kurs sind als 36kn! wahrscheinlich fahren sie auch noch viel "tiefer" als diesen kurs von 135° bzw 225° zum wahren wind.

& wenn der eissegler das kann (kann er vermutlich easy!) dan kanns das auto prinzipiell auch, dann ist es nur eine frage des cleveren "umlegens" der vektoren.

superklar:

Bearbeitet 16. Juni 2010 von tane

[feristelli]

Einfach großartig!

Finde ich immer wieder cool was sich leute für eine hacken antun um sowas zu verdeutlichen!

 

steht das segel richtig?

[holladi]

Halli, nur weil jemand eine Animation erstellt in der ein Segelboot kleine bunte Luftballons überholt, kann die Physik nicht beschissen werden.

Stell Dir vor in der Luft sind lauter kleine Luftballons (die Luftmoleküle), welche sich in eine Richtung bewegen. Diese Moleküle strömen von einem Gebiet mit höherem Druck in einen Bereich mit niedrigerem Druck und stellen die treibende Kraft dar.

Schneller als der Wind in Windrichtung zu segeln/fahren hieße die Luftmoleküle, welche ja die treibende Kraft darstellen, zu überholen, das Segel wurde ein Gegenbauch bekommen und einfallen, der Propeller langsamer werden. Es ist egal ob vor dem Wind oder mit raumen Wind oder hart am Wind.

DDWFTTW ist ein Traum, ein Hirngespinst. Es funktioniert einfach nicht.

[grey]

wenn du schräg zum wind fährst bleibt die absolute windgeschwindigkeit natürlich gleich aber die relative ist höher

du fährst rad, genau downwind 30km/h der wind bläst mit 27km/h wirst wohl nur 3km/h gegenwind spühren

wenn du allerdings schräg zum wind deine 30km/h fährst wirst dennoch den wind spüren der schräg von hinten kommt, beim segeln funktioniert das genauso.. aus perspektive des windes ändert sich nix, wennst allerdings am boden bist hui!

 

fahrzeug fährt genau downwind mit 27km/h windgeschwindkeit

dazu kommt jetzt allerdings der antrieb³ der den propeller antreibt, der arbeitet gegen den wind, diese energie wird aber an den propeller mit einer xt kette, mit einer geschickten übersetzung, an den propeller geleitet

um die energie wird der wind natürlich abgebremst aber anstatt dein ipad zu laden drehst eben den propeller hinter dir und schaltest somit den turboboost ein

 

 

wieso dieses schräg zum wind fahren irgendetwas mit dem ddwfttw zutun haben soll ist mir allerdings schleierhaft und hat bei mir für viel verwirrung gesorgt..

 

p.s.: ich behaupte in keinster weise, dass ich recht hätte, die wahrheit in irgendeiner weise gepachtet hätte oder ihr mir glauben müsst

 

edit:

³ = boden bewegt räder, räder bewegen prop - damit klar ist was ich mit antrieb mein, gruber assist mein ich diesmal wirklich nicht!

Bearbeitet 17. Juni 2010 von grey

[tane]

habe mich nochmals zu den geschwindigkeiten der eissegler informiert:

wenn der wind nur ganz wenig seitlich der richtung "ganz von hinten" einfällt (also "ganz tief raum" für die segler), dann fährt der schlitten bei einer wahren windgeschwindigkeit von 20kn (=~37kmh) sicher gute 100kmh, das heißt daß die genau in windrichtung gerichtete komponente seiner geschwindigkeit WEIT größer als die windgeschwindigkeit ist. natürlich fährt er da ganz leicht schräg zur windrichtung, sagen wir einmal 10-15°. er fährt aber dem luiftteilchen, mit dem er gemeinsam gestartet ist ziemlich schnell davon. damit er auch genau an dessen zielpunkt ankommt (momentan fährt er ja im winkel von 10-15° schräg zur windrichtung...s.o.) ändert er seinen kurs so, daß die richtung des wahren windes schräg von hinten von der ANDEREN seite des schlittens einfällt ("kreuzen vor dem wind") - das ganze mit guten 100kmh. der schlitten wird lange vor dem luftteilchen am zielpunkt sein. das sind wie gesagt keine fiktionen, sondern eissegleralltag.

(die fähigkeit eines boote GENAU GEGEN die windrichtung zu segeln - auch wieder nicht direkt, sondern zick-zack - ist übrigens genauso kontraintuitiv & trotzdem segleralltag & keiner wird sie bestreiten. alle diese "phänomene" beruhen auf der tatsache, daß eine vom wind "angeblasene" fläche den höchsten auftrieb nicht bei einem winkel von 90° zur windrichtung, sondern bei viel kleineren winkeln entwickelt. es gab schon vor vielen jahren ein experimentalboot mit einem luftpropeller, der über getriebe einen propeller im wasser antrieb, das genau GEGEN den wind fahren konnte. es war nur viel langsamer als ein aufkreuzendes boot, auch vmg! ist auch kontraintuitiv, daß das funktioniert!)

Bearbeitet 17. Juni 2010 von tane

[Bernhard_K]

steht das segel richtig?

 

Auf der richtigen seite ist es. Ob der winkel passt hängt stark mit der rel windgeschwindigkeit und somit der Fahr- bzw. Windgeschwindigkeit zusammen. Das kann man natürlich in der animation nicht wirklich erkennen.

 

@tane:

Auch die Variante "Boot" ist (neben der Variante "Auto") in dem oben zitierten paper dargestellt.

[feristelli]

also gut, dann glaub ich's.

alle meine obigen posts sind somit mist.

[flobilek]

na dann los, umsetzen aufs radl

 

[Stonydesert]

ich hätte noch eine verständnisfrage: der propeller drückt sich also quasi vom wind ab - produziert also einen luftstrom der entgegengesetzt dem wind ist. jetzt wird das ganz gstell vom wind in bewegung gebracht und die räder treiben den rückwertsgewandten propeller an und damit wird man schneller als der wind.

aber kommt da dann nicht sowas pulsierendes raus weil den schupser bekommt man ja nur bis zu windgeschwindigkeit darüber hinaus ist ja nur noch ist nur noch der propeller fürs schneller werden zuständig dem geht aber mangels unterstützung vom rückenwind die kraft aus dann wirds wieder langsamer bis wieder relativwind von hinten kommt und das spiel beginnt von neuem.

[Gast eyytee]

Schöne Animation,

nur leider kann sich ein Eissegler oder Segelboot nie schneller in Windrichtung fortbewegen als die Windgeschwindigkeit hoch ist.

Das ist Aerodynamik.

Das ist nicht Aerodynamik, sondern Aberglaube.

ist völlig korrekt.

 

Wie "tane" bereits beschreiben hat, schaffen es Eissegler locker eine zum Wind parallele Geschwindigkeits-Komponente zu entwickeln, die mehrfache Windgeschwindigkeit beträgt.

 

Messungen:

http://www.nalsa.org/Articles/Cetus/Iceboat%20Sailing%20Performance-Cetus.pdf

 

Vektor-Diagramm:

http://i49.tinypic.com/23sg5uh.png

 

Anschaulich dargestellt:

 

Schneller als die Windgeschwindigkeit geht nur quer zum Wind.

Das Segel / die Propellerblätter bewegen sich ja "schräg zu Wind". Sie haben dabei trotzdem eine zum Wind parallele Geschwindigkeits-Komponente größer als Windgeschwindigkeit.

 

Schneller als der Wind in Windrichtung zu segeln/fahren hieße die Luftmoleküle, welche ja die treibende Kraft darstellen, zu überholen, das Segel wurde ein Gegenbauch bekommen und einfallen, der Propeller langsamer werden. Es ist egal ob vor dem Wind oder mit raumen Wind oder hart am Wind.

Warum sollte das Segel bei den oberen Diagramm / Animation einfallen? Die Luft trifft doch immer noch die hintere Fläche.

[Gast eyytee]

ich hätte noch eine verständnisfrage: der propeller drückt sich also quasi vom wind ab - produziert also einen luftstrom der entgegengesetzt dem wind ist.

 

Ich glaube bei dieser Vorstellung werden Bewegungen aus verscheidenen Bezugssystemen durcheinander gebracht. Richtiger ist:

- Relativ zum Boden wird Luft, die sich nach vorn bewegt, nur verlangsamt.

- Relativ zum Wagen wird Luft, die sich nach hinten bewegt, noch mehr nach hinten beschleunigt.

 

Beachte die roten Punkte in folgender Animation. Sie zeigen den Weg eines Luftteilchens, das mit dem Propellerblatt kollidiert. Je weiter auseinander sie sind, desto schneller das Teilchen:

 

 

aber kommt da dann nicht sowas pulsierendes raus weil den schupser bekommt man ja nur bis zu windgeschwindigkeit darüber hinaus ist ja nur noch ist nur noch der propeller fürs schneller werden zuständig dem geht aber mangels unterstützung vom rückenwind die kraft aus dann wirds wieder langsamer bis wieder relativwind von hinten kommt und das spiel beginnt von neuem.

Nein, die Unterstützung vom Rückenwind hat der Propeller die ganze Zeit. Der Propeller kann viel effizienter arbeiten, weil sich die Luft relativ zu ihm langsamer nach hinten bewegt, als ohne Rückenwind.

 

Zu Zeit finden die ersten offizielen Rekordversuche, unter Aufsicht der NALSA (http://www.nalsa.org). Aktuelle Updates gibts hier:

http://www.fasterthanthewind.org/

[Stonydesert]

der propeller wird von den reifen angetrieben - so ganz check ich deine erklärungen nicht.

[Gast eyytee]

der propeller wird von den reifen angetrieben

 

"Etwas antreiben" kann physikalisch viel bedeuten. Z.B:

 

Rotation antreiben : Drehmoment in Drehrichtung ausüben

Linear antreiben : Kraft in Bewegungsrichtung ausüben

 

Die Rotation des Propellers wird durch die Räder angetrieben. In der

entspricht das der vertikalen Bewegung (tangentiale Geschwindigkeit) des Propeller-Blatts

 

Was von was linear antreiben wird hängt vom Bezugssystem ab, und ist daher recht beliebig.

 

so ganz check ich deine erklärungen nicht.

Umgangssprachliche Erklärungen helfen bei so was nicht weiter, weil Begriffe wie "antreiben" physikalisch nicht eindeutig genug sind. Man muss es halt ausrechnen oder sich die

.

[der.bub]

hallo!

 

 

gestern war so ein teil in galileo zu sehen!

hab leider nurn rest gesehn so gesagt wurde "ja es funkt echt..."

[der.bub]

hier is ein bericht in galileo über so ein teil... ab min 4:30 ca

[Gast eyytee]

hier is ein bericht in galileo über so ein teil... ab min 4:30 ca

 

Dort geht es um einen Repeller-Wagen, der direkt gegen den wahren Wind fahren kann. (Rotor treibt die Rotation der Räder an)

 

Hier ging es um einen Propeller-Wagen, der mit dem wahren Wind schneller als der Wind fahren kann. (Räder treiben die Rotation des Rotors an).

 

Es ist nicht das gleiche, aber ähnlich. Die Rollen von Luft und Oberfläche sind bei den beiden Fällen jeweils vertauscht. Schematisch kann man sich das so vorstellen:

 

 

Oben ist der Repeller-Wagen, unten der Propeller-Wagen.

 

 

Ausführlich werden beide Varianten in diesem Vortrag an der dänischen TU erläutert:

Hier ein Artikel dazu:

http://www.ewec2009proceedings.info/allfiles2/517_EWEC2009presentation.pdf

Der Dozent ist einer der Organisatoren der "gegen den Wind Rennen" und hat auch ein eigenes Team.

[yellow]

hier is ein bericht in galileo über so ein teil... ab min 4:30 ca

lach!

Uni Stuttgart,

Kohlefaser

LEICHT

... und dann "fällt die SteuerKETTE vom Zahnrad"

:f:

 

wie wärs mit einer Schubstange, wie bei Motorbooten?

das ist dann nämlich nicht nur sicher, sondern auch leicht

 

... aber hübsch Kohlefaser verwenden, das Material, das für Hochtechnologie steht. Dann muss das Ding top tech sein

[Birki]

hi!

 

habe jetzt ned alles glesn, aber ist das ned sowas: http://books.google.com/books?id=Qie9-uBPPi4C&pg=PA128&lpg=PA128&dq=gegenwindschiff&source=bl&ots=xySwS3R7IR&sig=IrUJX46V2F0S_Ij0NynlR8N4uf8&hl=en&ei=Jb5BTJeCIIibOIS1zY8G&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CBQQ6AEwAA#v=onepage&q=gegenwindschiff&f=false

 

???

 

das physikalische prinzip ist einfach: solange die energie aus der rotation des propellers grösser ist als die kraft, die durch den gegenwind auf das vehikel wirkt (daher auch der geringe querschnitt), fährt das teil nach vorn ... kein mysterium. die autorin der biographie über bernhard schmidt hat keine ahnung von physik, wenn sie sagt, dass das nicht geht ...

 

lg

wolfi

[Gast eyytee]

das physikalische prinzip ist einfach: solange die energie aus der rotation des propellers grösser ist als die kraft, die durch den gegenwind auf das vehikel wirkt (daher auch der geringe querschnitt), fährt das teil nach vorn ...

Energie direkt mit Kraft zu vergleichen macht keinen Sinn. Du meinst wahrscheinlich:

 

Solange die Energie aus der Rotation der Repellers ausreicht um am Boden eine Vortriebs-Kraft zu erzeugen, die größer ist als die Brems-Kraft, welche die Luft ausübt, fährt das Teil direkt gegen den Wind.

 

Und symmetrisch dazu:

 

Solange die Energie aus der Rotation der Räder ausreicht, um mit einen Propeller-Schub zu erzeugen, der größer ist als die Bremms-Kraft an den Rädern, fährt das Teil direkt vor dem Wind, schneller als der Wind.

 

die autorin der biographie über bernhard schmidt hat keine ahnung von physik, wenn sie sagt, dass das nicht geht ...

 

Das sie keine Ahnung hat zeigt sich besonders hier:

 

Doch auch hier kann ein von sich aus kräfteloses System (ruhender Gegenwindwagen) nicht die ihm entgegengebrachte Energie (Wind, der Turbinen dreht) aufnehmen, um dann stärker zu sein als der Kraftgeber (sich gegen den Wind vorwärts bewegen). Das System kann nicht mehr Energie verwenden, als ihm zur Verfügung steht

 

Da wird munter Energie und Kraft verwechselt und verglichen, um aus einer einfachen Kraftübersetzung (wie sie jede Gangschaltung schafft) eine Verletzung der Energieerhaltung zu konstruieren. Vielleicht sollte ihr jemand einen Link zum gegen den Wind Rennen schicken:

 

 

Niemand der Ahnung hat, würde heute noch behaupten, dass direkt-gegen-den-Wind unmöglich ist. Aber erstaunlich viele Leute, die Ahnung haben, denken immer noch, dass direkt-vor-dem-Wind-schneller-als-der-Wind unmöglich ist. Richard Jenkins, der das schnellste windgetriebene Fahrzeug der Welt (200 km/h) konstruiert hat, war so skeptisch, dass er es mit eigenen Augen sehen musste. Hier sein Bericht:

 

http://www.fasterthanthewind.org/2010/07/video-from-richard-jenkins-world-land.html

 

Und sein Video:

 

[tane]

Bingo!

 

(& wer glaubt "direkt gegenan geht nicht" sollte vielleicht mit physik & graphischer vektoraddition von vorne anfangen - oder einfach auch nur mal segeln gehn!)

 

 

hi!

 

Habe jetzt ned alles glesn, aber ist das ned sowas: http://books.google.com/books?id=qie9-ubppi4c&pg=pa128&lpg=pa128&dq=gegenwindschiff&source=bl&ots=xysws3r7ir&sig=irujx46v2f0s_ij0nynlr8n4uf8&hl=en&ei=jb5btjeciiibois1zy8g&sa=x&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0cbqq6aewaa#v=onepage&q=gegenwindschiff&f=false

 

???

 

Das physikalische prinzip ist einfach: Solange die energie aus der rotation des propellers grösser ist als die kraft, die durch den gegenwind auf das vehikel wirkt (daher auch der geringe querschnitt), fährt das teil nach vorn ... Kein mysterium. Die autorin der biographie über bernhard schmidt hat keine ahnung von physik, wenn sie sagt, dass das nicht geht ...

 

Lg

wolfi

Bearbeitet 22. Juli 2010 von tane

[Gast eyytee]

Die North American Land Sailing Association hat auf ihrer Website http://www.nalsa.org/ (unter "News") den offiziellen Rekord bestätigt: 2.8 x wahre Windgeschwindigkeit, direkt vor dem Wind.

 

Get out your slide rules and physics text books...On July 2, 2010 on El Mirage Dry Lake, Blackbird sailed directly down wind at a speed of 27.7 mph in a 10 mph wind to set a first record for the ratio of Boat Speed to true wind speed of 2.8. BlackBird was designed and built by the Thin Air Designs team (Rick Cavallaro and John Borton) and sailed by Rick. Links to follow soon.

 

Der genaue NALSA-Bericht folgt demnächst an gleicher Stelle.

 

Weitere Infos hier:

http://www.fasterthanthewind.org/

 

http://www.nalsa.org/images/blackbirdbig.jpg