Aerodynamikstudie: Sitzgurtzeuge

Ein norwegischer Pilot hat in einer Simulation die Aerodynamik offener Gurtzeuge mit und ohne Heckschürze untersucht. Ein Bürzel bringt erstaunlich viel.

Eine Strömungssimulation zweier Gurtzeugtypen mit und ohne
Bürzel am Heck. (Weitere Beschreibungen im Text).
// Quelle: Johan Eklund
Johan Eklund ist ein norwegischer  Pilot und Programmierer. Die flugfreie Winterzeit nutzte er, um einmal der Frage nachzugehen: Wie groß ist der aerodynamische Effekt von Heckschürzen (Bürzel) an offenen Gurtzeugen?

Dafür entwickelte er zwei 3D-Modelle im Computer, die jeweils ein Gurtzeug samt Piloten darstellen: Das eine Gurtzeug lehnte er im Stil an ein Woody Valley Wani an, dem anderen gab er eine ähnliche Grundformn, ergänzte sie aber mit einer Heckschürze, die bis in Kopfhöhe des Piloten reicht.

Beide Modelle platzierte er dann für Strömungsanalysen in der Simulations-Softwareplattform SimScale in einen virtuellen Windkanal. Darin ließ er den virtuellen Wind mit 10 m/s wehen.

Die Simulation zeigt: Die Turbulenzenergie hinter dem Wani-artigen Gurtzeug ist deutlich größer als bei dem Gurtzeug mit Heckschürze. Vor allem im Bereich der Schultern und des Kopfes macht sich die luft-leitende und damit turbulenz-mindernde Wirkung einer Heckschürze sehr deutlich bemerkbar.

Auf den Bildern oben ist das gut zu sehen. Links das Wani-artige Gurtzeug, rechts das Gurtzeug mit Bürzel. Beim Gurtzeug ohne Heckschürze sind hinter Schultern und Kopf sehr kräftige Turbulenzen zu erkennen (rote Zone im Bild oben und verwirbelte Strömungslinien unten). Beim Gurtzeug mit Bürzel fällt diese Turbulenzenergie viel geringer aus.

Doch was bringen solche aerodynamischen Anbauten in der Praxis? Auch das hat Johan Eklund überschlagsweise errechnet. Als Basis dient ihm die Annahme, dass der Luftwiderstand eines Gleitschirms samt Piloten sich in etwa auf 50% Schirm, 20% Leinen und 30% Gurtzeug plus Pilot aufteilt. Die bessere Aerodynamik des Bürzelgurtzeugs senkt allerdings den Anteil des Gurtzeugs an dieser Rechnung von 30 auf 19 Prozentpunkte.

In der Gesamtbetrachtung reduziert sich der Gesamtwiderstand der Kombi aus Gleitschirm plus Gurtzeug mit Heckbürzel demnach um rund 10 bis 12%. Hätte ein Schirm mitsamt Wani-artigem Gurtzeug eine Gleitzahl von 9, käme er durch Einsatz des Heckbürzels auf eine Gleitzahl von ungefähr 10. Das entspricht auch in etwa den Ergebnissen ähnlicher Studien zum Thema.

Die Ergebnisse seiner kleinen "Hobbystudie" mitsamt weiterer Bilder und Grafiken hat Johan Eklund im Paraglidingforum als pdf-Datei zum Download zur Verfügung gestellt.

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4 Kommentare:

Michael hat gesagt…

da ist "ganz" sicher was dran,

bei halbwegs seriösen vergleichsflügen mit gleichem Schirm (haben zwischendurch auch die Schirme getauscht) , gleichem startgewicht früh morgens in ganz ruhiger luft , nur im geradeausflug über mehrere Kilometer Flügel an Flügel

haben wir verschiedene Gurtzeuge probiert,

und allein zwischen Supair delight und einem WoodyWalley GTO ist schon ein deutlicher unterschied zu spüren

mit dem GTO war das Gleiten immer etwas besser als mit dem Delight!
und auch der speed war meist minimal höher!


wer mal bei der fahrt mit dem Auto bei 40kmh die
Hand aus dem Fenster hält, einmal flach und einmal aufrecht, der merkt einen sehr deutlichen Wiederstand und ähnlich ist das sicher mit den Gurtzeugen,

Martin Unbehaun hat gesagt…

Hallo, ich kann das gut nachvollziehen, da ja die Sitzposition und die Geschwindigkeiten ähnlich sind, wie beim Liegeradfahren. Da bringt auch ein guter Heckbürzel schon sehr viel, auch mehr als eine Frontverkleidung (entspricht etwa einem Beinsack). Siehe z.B. hier: http://www.adventuresofgreg.com/HPVlog/VehicleDrags.html
Viele Grüße, Martin

Anonym hat gesagt…

Eine Frage bleibt unbeantwortet: warum wird es von vielen Herstellern nicht aufgegriffen?

Schließlich wissen diese doch, dass es einen Vorteil bietet. In der Vergangenheit, so Mitte oder Ende Neunziger, habe ich bereits solche Gurtzeuge gesehen. Warum wird also die Idee nicht weiter verfolgt, gibt es da Kontroversen?

VG Flieger Michel

Anonym hat gesagt…

Ich kann diese Unterschiede zwischen den Liegegurtzeugen nur bestätigen. Bin diese Wettkampfsaison mit einem Zeno S geflogen. Dabei kann man sich sehr gut vergleichen, da immer sehr viele Zenos mitfliegen. Ich kam nach beschleunigten Talquerungen fast immer tiefer an, was mir auch andere Piloten bestätigten. Manch ein M6 gleitete sogar annähernd gleich gut. Der Verdacht lag darauf hin an der Grösse meines Zenos (S). Als ich dies dem Importeur erklärte, meinte dieser, ich solle doch erst mal mein Impress3 gegen ein "richtiges Wettkampfgurtzeug" tauschen.
Ich fliege nun ein XR7 und konnte bei mehreren Vergleichen keine Unterschiede zu anderen Zenos mehr feststellen.
Ob dies nun beim normalen XC fliegen eine grosse Rolle spielt, sei mal dahingestellt. Da aber viele Piloten beim Schirm auf jedes kmh Topspeed und jedes bisschen Gleiten Wert setzen, wird das Gurtzeug vielleicht manchmal etwas vergessen..

Dass der Unterschied zwischen diesen Gurtzeugen so gross ist, hätte ich nicht erwartet. Schade, dass manche Hersteller der Heckflosse eine kleine Bedeutung nachsagen, zumal diese kaum einen Nachteil hat.

LG Thomas