Gedanken zur Tragfläche

[Heiko St.]

Hallo Loony,

Zitat von loony

... Könnte man eine Sammelbestellung machen? Die Firma ist ganz in meiner Nähe, ich könnte direkt abholen.

Grüße
loony

jetzt warten alle Interessenten das Du schreibst zu welchem Meterpreis Du das weiterverschicken kannst...

Gruß Heiko

[Brummer]

Moin,

ja willst du dich "kümmern".
Preise usw..

Wäre mit 4m und 4 Endscheiben dabei.

Torsten

[Brummer]

@ uhlbrahe

was ist eigentlich aus deinem Projekt "Surfbrett geworden ?

http://www.boote-forum.de/showthread...gfl%E4chenboot

[AvaVM]

Zitat von loony

Mir persönlich kommt 0018 allerdings ein wenig dick vor. 0010 wäre mir sympatischer. Also jetzt mal rein gefühlsmässig, ich hab da nicht wirklich Ahnung.
Ich nehme an, dass das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand bei 10° ziemlich das Optimum sein dürfte.
Kann man denn abschätzen wie hoch der Auftrieb bei 1m Länge und 50km/h sein könnte?

Ist natürtlich nicht gerade schlank, hat aber dadurch den Vorteil, dass man ein 30er Stahlrohr reinkriegt, was der ganzen Sache deutlich mehr Stabilität verleiht.
Bei Deinen genannten Daten würde der Auftrieb rund 2,3 Tonnen betragen, wenn ich mich jetzt nicht verrechnet habe. Wenn das zu viel ist, entweder Profil weniger anstellen oder kürzen.
Der dynamische Auftrieb steigt mit der Geschwindigkeit zum Quadrat an.

Fa [N] = 1/2 * Ca * rho [kg/m³] * v² [(m/s)²] * A [m²]

Gruß,
Markus

[Brummer]

Moin,

zur Berechnung gibt es hier eine Exel Tabelle

http://www.hydrofoils.org/


unter Tutorials

Zum "zu dicken Profil",
es werden im Wasser gern Profile mit gerader Unterseite genommen,
evt das 18 Profil halbieren
Wir sind doch Bastler....



Torsten

[ulbrahe]

Zitat von Brummer

@ uhlbrahe

was ist eigentlich aus deinem Projekt "Surfbrett geworden ?

http://www.boote-forum.de/showthread...gfl%E4chenboot

Das Surfbrett ist mit dem Motor abgesoffen.
Jetzt überlege ich, wie ich die Gleitflächen an das Motorboot montieren kann.

Das wäre eine Möglichkeit: http://www.loaditup.de/files/802235_f2ycz88m4f.jpg (Hobby: Juni 1960)
Die Gleitflächen aus Alu / Kohlefaser kommen dann unter die Schwimmer.
Die Schwimmer müssen bei mir nicht schwimmen können! Nur als Träger für die Gleitflächen.

Werde aber ein altes Boot dafür nehmen!

Viele Grüße Ulrich

[loony]

Hab mich mal etwas umgetan und diese Diagrame gefunden.
Das beruhigt mich bezüglich meiner Befürchtung Naca 0018 wäre zu dick.

Die Diagrame zeigen Naca 0018 und Naca 0006.

Wie man sieht, ist das Verhältnis Auftrieb zu Widerstand bei beiden gleich (20/1) Aber bei grossen Anstellwinkeln (bis 20°) kann Naca 0018 noch Auftrieb zulegen, allerdings um den Preis von mehr Widerstand (10/1). Den besten Wirkungsgrad hat Naca 0018 bei ca 5° Anstellwinkel. Asymetrische Profile sind 10% besser, das ist also nicht soooo wesentlich.

Nach der Berechnung von Markus (vielen Dank dafür) steht Auftrieb im Überfluss zur Verfügung. Mehr als 150kg wird mein Foil nicht tragen müssen.

Das heisst 1m Länge des Foils ist viel zu viel. Denn der Auftrieb reduziert sich ja mit geringerem Anstellwinkel, aber der Widerstad reduziert sich kaum. Es wäre ja eine schöne Lösung 2 Flächen schräg (also in V-Form) anzubringen, damit sich die eingetauchte Länge verringert bei zunehmendem Lift. Aber das getraue ich mich nicht. Ich würde befürchten, dass dann die Flächen Luft saugen, aufgrund der stark gekrümmten Oberfläche. Also würde ich tendieren zu 2 einzelnen Flächen zu ja 25cm Länge mit Endplatten. Vielleicht auch ein flaches V mit 50cm . Die Flächen müssen komplett unter Wasser bleiben. Ich denke mal ein Profil mit gerader Unterseite würde eher in der Nähe der Wasseroberfläche funktionieren.

Das Prinzip des Bootes hab ich hier http://www.boote-forum.de/showthread.php?t=194618 beschrieben

Was meint ihr?

Ich werde mich mal nach dem Preis für die Profile erkundigen.

Grüße
Loony

[JohnB]

Aber bitte kein Anti-Foiling auftragen.

SCNR

[Luftschiffer]

Hallo Ihr Unterwasserflieger!

Hier kursieren ja einige abenteuerliche Ideen über die Konstruktion von dynamischen Auftriebsflächen für Boote!

Fast wäre ich geneigt, da heftig mit zu diskutieren, aber meine vielseitige Erfahrung im Konstruieren von Flugmodellen hilft hier nur bedingt.
Ginge es um ein U-Boot bei Tauchfahrt, dann wäre einiges einfacher.
Ich bin mir aber recht sicher, bei einem Tragflächenboot macht bei zunehmender Geschwindigkeit schon allein die Kavitation dem Spaß schnell ein Ende, zumindest wenn man so ein fettes Profil wie das NACA0018 hernimmt. Das übrigens bis vor ca. 40 Jahren noch häufig für Kunstflugmodelle verwendet wurde, heute aber wohl an keinem Flugmodell mehr zu finden ist.

Die Auftriebsflächen der Tragflächenboote arbeiten dicht unter der Wasseroberfläche, da stimmen die Profilpolaren schon deshalb nicht mehr. Ich vermute einen "umgekehrten Bodeneffekt", der die Leistung verringert.

Dann gibts da noch so Kleinigkeiten wie induzierten Widerstand (v.a. abhängig von der Flügelstreckung), Interferenzwiderstand (durch Überschneidung mehrerer Strömungsfelder) und andere nette Dinge. Nicht zuletzt die dynamische Lagestabilisierung, die dem Fahrzeug und Einsatzzweck angemessen sein sollte und nicht zu viel von der Vortriebsleistung klauen darf.
Wie hoch die Relevanz der einzelnen Punkte in der Praxis ist, kann ich als "Fliegerbastler" natürlich nicht beurteilen. Aber mit einem Tragflächenboot bei akzeptablem Handling ein besseres Verhältnis von Fahrzeuggewicht zu Vortriebskraft als beim normalen Gleitboot zu erreichen (ich habe mal irgendwo gelesen, diese "Gleitzahl" liegt etwa bei 6 bis maximal 8), dürfte bereits einigen Sachverstand erfordern.

Das soll jetzt niemandem den Spaß am 'Rumspinnisieren nehmen. Wer sowas aber mal ernsthaft angehen möchte, hat bestimmt bessere Aussichten auf Erfolg, wenn ein gewisses Rüstzeug an Strömungslehre vorhanden ist.

Gruß,
Martin

[TiTus]

Hi,
cooles Vorhaben hast Du da vor. Das ist mir auch schon ein oder fünf mal durch den Kopf gegangen.
Ich habe allerdings beim durchlesen das Gefühl gehabt, das manche glauben, es handelt sich um etwas experimentelles.
Die Flying Dolfins hier in Griechenland gibts schon seit 2007... Täglich auf festen
Routen... also alltag.
Hier noch ein Fideo Fideo.

[loony]

Zitat von Luftschiffer

Hallo Ihr Unterwasserflieger!



Wer sowas aber mal ernsthaft angehen möchte, hat bestimmt bessere Aussichten auf Erfolg, wenn ein gewisses Rüstzeug an Strömungslehre vorhanden ist.

Na, das ist mal ne geile Aussage. Wer hätte das gedacht.

Ich sag, ja, ich hab keine Ahnung. Aber ich bin auch nicht ernsthaft. Ich will spielen.

Kompetente Hinweise sind durchaus willkommen. Nur her damit. Dafür ist der Thread ja da. Aber mit so Sprüchen wie "Das geht ja nie, und ausserdem seid ihr eh alle doof" qualifizierst du dich in meinen Augen nur ab. Denn das habe ich schon öfter gehört. Im Vorfeld,--- nachher dann nicht mehr.

Zum Bleistift könntest du einen Hinweis geben, wo ein geeignetes Profil zu bekommen ist. Das wär doch nett.

Loony

[Matzoletti]

Also ich habe mir das dritte Video aus dem 11. Beitrag mal etwas genauer angesehen. Sperrholz, ein Bandschleifer, 3 Stunden pro Fläche, und dann sind die Profile fertig. Natürlich hat solch eine Holzkonstruktion gewisse Nachteile, wenn da mal was herumschwimmt, aber no risk no fun.
Bei uns geht ja gerade die halbe Windenergiebrache den Bach runter, evtl. kann man bei denen ja auch noch was günstiges abstauben

[ulbrahe]

finde ich nicht gut! Da schwimmt so viel Zeug im Wasser! Das ist nichts für mich. Ein Tragflächenboot sollte keinen Tiefgang haben. Mein Tragflächen Modellboot hat wirklich keinen Tiefgang, es kann sich bei Wellengang auch nicht aufschaukeln und sich dadurch überschlagen. Geschwindigkeiten ab 100 km/h sind ok. Kavitation nicht möglich. Boot fährt auf mini Luftkissen.

http://youtu.be/NHE6opOPzpk

Viele Grüße
Ulrich

[Matzoletti]

Das ist ja schon wieder eine andere Baustelle. Da reden wir dann ja über eine Hydroplane... in den Dingern bekomme ich Angst
Nee, die Idee (wenn ich das so richtig verstehe) ist mit begrenzter Leistung durch effektive Nutzung der Aquadynamik eine hohe Geschwindigkeit zu erziehlen.

[derausdemnorden]

So schwer kann es nicht sein so ein Boot zu bauen:

http://www.youtube.com/watch?v=t3eX507Xi_I

[ulbrahe]

Zitat von Matzoletti

Das ist ja schon wieder eine andere Baustelle. Da reden wir dann ja über eine Hydroplane... in den Dingern bekomme ich Angst
Nee, die Idee (wenn ich das so richtig verstehe) ist mit begrenzter Leistung durch effektive Nutzung der Aquadynamik eine hohe Geschwindigkeit zu erziehlen.

Nein! Wir reden über Tragflächenboote!
http://www.der-wankelmotor.de/Wasser.../zisch-74.html
Das Zisch-74 ist ein Tragflächenboot mit 12 Wasserski-ern als Ergänzung. Das Zisch-74 ist mit den Tragflächen ohne Ski-ern immer unter Wasser getaucht. (Kavitation) Mit den Wasserskiern ist das nicht mehr passiert. Er konnte halt das Boot nicht lenken. Meine Boot ist kein Hydroplane, weil es frei drehen Gleitflächen unter den Schwimmern hat. Eine 80 cm RC-Hydroplane kann bei 15 cm hohen Wellen gar nicht mehr fahren ohne sich zu überschlagen. Gleitflächenboot schon.

Das war das erste Gleitflächen Testboot:


Das war das zweite Gleitflächen Testboot:


hatten alle keinen Wasserkontakt mehr! Wie ein altmodisches Tragflächenboot!

[Matzoletti]

Touché in deinem Video sah das mehr wie ein Hydroplane aus...

[ulbrahe]

Zitat von Matzoletti

Touché in deinem Video sah das mehr wie ein Hydroplane aus...

Danke Matze, mein erstes Testboot auf Stelzen sah wirklich schlimm aus! Am den Tag wo es endlich richtig gefahren ist, bin ich am Mannheimer Vogelstangsee mit einem andern Boot frontal zusammengestoßen. Es hat nichts überlebt! Motor, Empfänger etc. alles Schrott!! Mein nächstes Testboot Gleitflächenboot ist für 4 Leute ausgelegt! (Mit Schutzhelm und Schwimmweste). Werde die Teile aber nicht alle selber bauen!!

Auf dieser Seite unten (ganz unten) steht wie man normale Boote mit Tragflächen nachrüsten kann! http://extremeboat.de/extremeboat-anfang.html

[AvaVM]

Zitat von ulbrahe

Auf dieser Seite unten (ganz unten) steht wie man normale Boote mit Tragflächen nachrüsten kann! http://extremeboat.de/extremeboat-anfang.html

Das ist ein guter Link, den sich jeder, der versucht nachzurüsten, durchlesen sollte. Denn ganz unten ist erklärt, warum die Hydrofoils schräg im Wasser zu sein haben (wenigstens zum Teil). Nämlich damit bei Seitenneigung die Tragfläche auf der entsprechenden Seite den Auftrieb erhöht, indem sie durch die Seitenneigung horizontaler wird.
Zur Berechnung des Auftriebs bei Geradeausfahrt bei schräg eingetauchtem Foil also einfach einen Cosinus um den Winkel, den die Tragfläche nach unten geneigt ist, hinzufügen.

Gruß,
Markus

[KaptainHadock]

Zitat von TiTus

Hi,
cooles Vorhaben hast Du da vor. Das ist mir auch schon ein oder fünf mal durch den Kopf gegangen.
Ich habe allerdings beim durchlesen das Gefühl gehabt, das manche glauben, es handelt sich um etwas experimentelles.
Die Flying Dolfins hier in Griechenland gibts schon seit 2007... Täglich auf festen
Routen... also alltag.
Hier noch ein Fideo Fideo.

Moin und danke

Jap, so unrecht haben die da mit nicht
Ich habe nun einen Speed-Katamaran der schon alleine damit das er über zwei starke Rohre verfügt, eine sehr gute Basis zum experimentieren.

Da kann ich mir bis hin zur Verstellung des Winkels während der Fahrt so einiges vorstellen.

Gruß Jens

[KaptainHadock]

Zitat von Matzoletti

Also ich habe mir das dritte Video aus dem 11. Beitrag mal etwas genauer angesehen. Sperrholz, ein Bandschleifer, 3 Stunden pro Fläche, und dann sind die Profile fertig. Natürlich hat solch eine Holzkonstruktion gewisse Nachteile, wenn da mal was herumschwimmt, aber no risk no fun.
Bei uns geht ja gerade die halbe Windenergiebrache den Bach runter, evtl. kann man bei denen ja auch noch was günstiges abstauben

Na, wen ich dran denke was die Rotorblätter dieser Offshore Anlagen für eine Dimension haben ...wau... da würde ja die Titanik das fliegen lernen !

Das Duo hat ihre Versuche ja auch auf einem ruhigen Flüsschen abgehalten.
Trotzdem finde ich es faszinierend was man mit 5 PS hin bekommt.

[KaptainHadock]

Zitat von ulbrahe

finde ich nicht gut! Da schwimmt so viel Zeug im Wasser! Das ist nichts für mich. Ein Tragflächenboot sollte keinen Tiefgang haben. Mein Tragflächen Modellboot hat wirklich keinen Tiefgang, es kann sich bei Wellengang auch nicht aufschaukeln und sich dadurch überschlagen. Geschwindigkeiten ab 100 km/h sind ok. Kavitation nicht möglich. Boot fährt auf mini Luftkissen.

http://youtu.be/NHE6opOPzpk

Viele Grüße
Ulrich

Moin

Allerdings ist es schon fast egal mit welcher Art Boot man bei hohem Tempo einschlägt.

Außer Stahl sieht das eh immer schlecht aus.
---und Stahl boote zum schnellen Fahren zu bewegen kostet wieder Unmengen

[Matzoletti]

Wenn ich nicht noch genug Baustellen hätte.... würde uch so anfangen: Alte kleine GFK Sportbootschüssel kaufen... oder mir schenken lassen Gewichte ermitteln, erforderlichen Auftrieb der Konstruktion ermitteln, min 2x Gegenprobe rechnen lassen. Dann ab in die Werkstatt und bauen. Zum Testen ein ruhiges Fleckchen mit wenigen Zuschauern suchen Ich habe die Idee mal so beiläufig im Rahmem eine Technikerausbildung erwähnt. Evt. beissen die ja an.

[Luftschiffer]

Sehe ich das jetzt richtig, dass uns allen hier bisher die eigene praktische Erfahrung mit Hydrofoils fehlt, zumindest in mensch-tragender Dimension? Dann sitzen wir ja alle im selben Boot und können lustig weiter theoretisieren.

Hydrofoils sind sicher ein komplexeres Thema als Gleitkufen. Dass Tragflächenboote schon seit Jahrzehnten kommerziell verwendet werden und trotzdem nur eine begrenzte Verbreitung gefunden haben, dürfte mehrere handfeste Gründe haben.

@Matzoletti:

Wenn ich nicht noch genug Baustellen hätte.... ....min 2x Gegenprobe rechnen lassen.

Den stationären Auftrieb auf völlig glattem Wasser kannst Du dir vielleicht noch rechnen lassen, aber schon das ist bei nicht komplett getauchten Hydrofoils bestimmt keine einfache Rechnung. Auch die auftretenden Maximalkräfte sollten sich durch ingenieurmäßige Näherungsrechnung zumindest vernünftig abschätzen lassen. Wie sich das Boot aber bei bewegter Wasseroberfläche dynamisch verhält, ist schon eine ganz andere Geschichte. Es kommen also schnell die Aspekte "Experiment" und "Risiko" ins Spiel.

Ein entscheidender Punkt ist die dynamische Stabilität des Fahrzeugs, d.h. kehrt es bei einer Störung von außen selbständig in die Normallage zurück, ohne sich aufzuschaukeln?
Ein Kriterium wäre, dass die Hydrofoils einen vernünftigen Anstellwinkel- und Geschwindigkeitsbereich haben sollten, in dem sie einigermaßen gut funktionieren. Auch die Massenverteilung und die hydrodynamische Stabilisierung sind entscheidend. Zum Beispiel muss bei einer plötzlichen Erhöhung des Anstellwinkels des Fahrzeugs der Auftrieb an den vorderen Auftriebsflächen weniger zunehmen als hinten und umgekehrt. Und es muss auch eine Dämpfung dieser Bewegung geben!
Bei Kurvenfahrt ist bei vernünftiger Auslegung übrigens nur der dynamische Gleichgewichtszustand verschoben, und die Kurve ergibt sich als Folge daraus von selbst.

Viele hier im Thread verlinkte "Bastlerlösungen" sind anscheinend nur dadurch dynamisch stabil, dass der Auftrieb auf der Oberseite des Hydrofoils nahe der Wasseroberfläche schnell abnimmt. Klar, das kann man so machen. Ist aber vom Widerstand her sicher nicht ganz optimal, dafür offensichtlich gut zu beherrschen und einfach zu bauen.

@ulbrahe:

...ein Tragflächenboot sollte keinen Tiefgang haben...

Ein Tragflächenboot hat per Definition einen gewissen Tiefgang. Wenn die Auftrieb liefernde Fläche nicht auch oben vom Wasser umströmt wird, ist es nach meinem Verständnis keine Tragfläche, sondern eine Gleitfläche und wir haben es mit einem Gleitboot zu tun. Das gehört streng genommen (wie einige andere Beiträge) gar nicht in diesen Thread.

Mein persönliches Fazit für Amateurbauten ist:
Wer maximale Geschwindigkeit will, sollte lieber Gleitboote bauen. Die sind weniger komplex als Hydrofoils und anscheinend eher geeignet für sehr hohes Tempo.
Wer ein ungewöhnliches Fahrzeug zum Experimentieren möchte und nicht auf maximale Effizienz Wert legt, kann sich an existierenden einfachen Lösungen orientieren, die mit Verbrennungsmotor angetrieben sind.
Wer maximale Effizienz möchte, sollte sich die existierenden mit Muskelkraft angetriebenen Hydrofoils näher ansehen.

Ich persönlich liebäugele eher mit der letzten Kategorie, allerdings bevorzugt mit Elektroantrieb. Mein Biomotor ist nicht ganz fit genug.
Der Threaderöffner hat offensichtlich etwas mehr Power im Sinn.
Wie ist das bei den übrigen Diskussionsteilnehmern?

Gruß,
Martin

[KaptainHadock]

Zitat von Luftschiffer

Sehe ich das jetzt richtig, dass uns allen hier bisher die eigene praktische Erfahrung mit Hydrofoils fehlt, zumindest in mensch-tragender Dimension? Dann sitzen wir ja alle im selben Boot und können lustig weiter theoretisieren.

Hydrofoils sind sicher ein komplexeres Thema als Gleitkufen. Dass Tragflächenboote schon seit Jahrzehnten kommerziell verwendet werden und trotzdem nur eine begrenzte Verbreitung gefunden haben, dürfte mehrere handfeste Gründe haben.

@Matzolettien stationären Auftrieb auf völlig glattem Wasser kannst Du dir vielleicht noch rechnen lassen, aber schon das ist bei nicht komplett getauchten Hydrofoils bestimmt keine einfache Rechnung. Auch die auftretenden Maximalkräfte sollten sich durch ingenieurmäßige Näherungsrechnung zumindest vernünftig abschätzen lassen. Wie sich das Boot aber bei bewegter Wasseroberfläche dynamisch verhält, ist schon eine ganz andere Geschichte. Es kommen also schnell die Aspekte "Experiment" und "Risiko" ins Spiel.

Ein entscheidender Punkt ist die dynamische Stabilität des Fahrzeugs, d.h. kehrt es bei einer Störung von außen selbständig in die Normallage zurück, ohne sich aufzuschaukeln?
Ein Kriterium wäre, dass die Hydrofoils einen vernünftigen Anstellwinkel- und Geschwindigkeitsbereich haben sollten, in dem sie einigermaßen gut funktionieren. Auch die Massenverteilung und die hydrodynamische Stabilisierung sind entscheidend. Zum Beispiel muss bei einer plötzlichen Erhöhung des Anstellwinkels des Fahrzeugs der Auftrieb an den vorderen Auftriebsflächen weniger zunehmen als hinten und umgekehrt. Und es muss auch eine Dämpfung dieser Bewegung geben!
Bei Kurvenfahrt ist bei vernünftiger Auslegung übrigens nur der dynamische Gleichgewichtszustand verschoben, und die Kurve ergibt sich als Folge daraus von selbst.

Viele hier im Thread verlinkte "Bastlerlösungen" sind anscheinend nur dadurch dynamisch stabil, dass der Auftrieb auf der Oberseite des Hydrofoils nahe der Wasseroberfläche schnell abnimmt. Klar, das kann man so machen. Ist aber vom Widerstand her sicher nicht ganz optimal, dafür offensichtlich gut zu beherrschen und einfach zu bauen.

@ulbrahe:Ein Tragflächenboot hat per Definition einen gewissen Tiefgang. Wenn die Auftrieb liefernde Fläche nicht auch oben vom Wasser umströmt wird, ist es nach meinem Verständnis keine Tragfläche, sondern eine Gleitfläche und wir haben es mit einem Gleitboot zu tun. Das gehört streng genommen (wie einige andere Beiträge) gar nicht in diesen Thread.

Mein persönliches Fazit für Amateurbauten ist:
Wer maximale Geschwindigkeit will, sollte lieber Gleitboote bauen. Die sind weniger komplex als Hydrofoils und anscheinend eher geeignet für sehr hohes Tempo.
Wer ein ungewöhnliches Fahrzeug zum Experimentieren möchte und nicht auf maximale Effizienz Wert legt, kann sich an existierenden einfachen Lösungen orientieren, die mit Verbrennungsmotor angetrieben sind.
Wer maximale Effizienz möchte, sollte sich die existierenden mit Muskelkraft angetriebenen Hydrofoils näher ansehen.

Ich persönlich liebäugele eher mit der letzten Kategorie, allerdings bevorzugt mit Elektroantrieb. Mein Biomotor ist nicht ganz fit genug.
Der Threaderöffner hat offensichtlich etwas mehr Power im Sinn.
Wie ist das bei den übrigen Diskussionsteilnehmern?

Gruß,
Martin

Moin Martin

Also die zwei Forellen AB mit jeweils 6 PS sind nun nicht die unheimlichen Burner

Klar, wen ich da wieder zwei 30PS AB's drann hängen, wie schon mal war, dann würde das

so schon wieder echt schnell sein.

Mich beschäftigt eben die Thematik und und die Neugier was so alles möglich ist .

Gruß
Jens