Leistungsdrang (26): Negatives 3D-Shaping

Beim klassischen 3D-Shaping werden Nahtränder der Zell-Stoffbahnen konvex geschnitten. Doch es geht auch anders herum. Im Nasenbereich der Profile bringt das Vorteile. 

Konvex oder konkav: Normales vs. negatives 3D-Shaping
// Grafik: Lu-Glidz
Kaum ein Gleitschirmmodell kommt heute ohne das sogenannte 3D-Shaping aus. Es geht dabei um einen speziellen Zuschnitt von Abschnitten der Stoffbahnen im vorderen Bereich des Flügelprofils. Die Kanten sind konvex (bauchig) gehalten und werden so aneinander genäht. Damit ist in der Mitte einer Zelle gewissermaßen etwas mehr Stoff vorhanden, wodurch die Zelle im gefüllten Zustand leichter ihr typisches Ballooning ausformen kann, ohne an den Rändern allzu viele Falten zu werfen (s. Leistungsdrang (4): 3D-Shaping).

František ("Franta") Pavloušek, der die Schirme von UP konstruiert, kam auf die Idee, das normale 3D-Shaping umzukehren. In seinen neuesten Modellen wie UP Meru, Guru oder Kangri setzt er – neben dem klassischen 3D-Shaping am Obersegel – im Nasenbereich auf ein "negatives" 3D-Shaping. Dort sind zwei Abschnitte der Stoffbahnen nicht konvex, sondern konkav zugeschnitten und so an ihrer Stoßkante miteinander vernäht. Die Naht verläuft genau vorne über die Nasenspitze des Profils und setzt dort den Stoff ein wenig unter Spannung.

Die Naht für das negative 3D-Shaping sitzt direkt auf der
Profil-Nasenspitze eines UP Meru. // Quelle: N. Martiny
Der Effekt davon ist folgender: Durch das negative 3D-Shaping wird das Ausbauchen des Segels im Nasenbereich verhindert. Das bringt Vorteile vor allem im Schnellflug. Denn bei höheren Geschwindigkeiten kann der Winddruck von vorn auf die Nase so hoch werden, dass eine Stoffbahn mit stärkerem Ballooning gewissermaßen umschlagen kann und sich nach innen wölbt. Die Zellen sehen dann von vorne aus wie eingedrückt. Dadurch wird der Luftstrom um das Profil an dieser Stelle aber gestört und liefert weniger Auftrieb. Die Leistung des Schirmes geht dann in den Keller. Durch das negative 3D-Shaping lässt sich weitgehend verhindern, dass die Zellen solche Nasendellen ausbilden. Der Schirm behält also auch im beschleunigten Zustand eine höhere Profiltreue.

Gegen das Problem der eingedellten Profilnasen setzen viele Designer bisher auf andere Lösungen: Man konstruiert Schirme mit mehr und deshalb schmaleren Zellen (Leistungsdrang (9): Mehr Zellen); man setzt in die Zellenmitte im Frontbereich verstärkende, formgebende Stäbchen ein (Leistungsdrang (21): Front-Miniribs); oder man erhöht die Querspannung der Schirme, indem die Außenflügel stärker angestellt werden (Flügelschränkung). Aber: Entsprechend langsamer getrimmte Außenflügel verschlechtern das Kurven- und Thermikhandling, zudem kann eine (zu) starke Querspannung das Klappverhalten eines Gleitschirms impulsiver und unangenehmer werden lassen. Darüberhinaus erzeugen stärker angestellte Außenflügel auch noch heftigere Randwirbel, wodurch sich der induzierte Widerstand erhöht, was für die Leistung abträglich ist.

Ein MacPara Eden 7 weist an der Nase sowohl die Naht des negativen
3D-Shapings (s. Pfeile) wie auch Front-Minirippen auf.
// Quelle: Mac Para, bearbeitet 
Franta sieht im negativen 3D-Shaping deshalb eine elegante Lösung, mit der sich gleich mehrere Fliegen mit einer Klappe schlagen lassen. Er kann eine recht stabile Frontpartie erreichen, ohne den Schirm dafür mit mehr Zellen und Verstärkungen komplexer, steifer und schwerer machen zu müssen. Das spart Gewicht und kommt der Sicherheit zugute. Zudem kann er die Spannung in der Flügelnase erhöhen, ohne dafür die Außenflügel als aerodynamische Spannhelfer missbrauchen zu müssen.

Das System bringe keine Nachteile mit sich, sagt er. Franta plant, das negative 3D-Shaping künftig bei allen neuen Modellen von UP einzusetzen, bis hinunter zu den A-Schirmen. Zugleich geht er davon aus, dass auch andere Konstrukteure und Marken das Prinzip aufgreifen werden.

Einer der ersten ist Peter Recek von Mac Para. Der neue High-B Eden 7 weist auch bereits die charakteristische Quernaht des negativen 3D-Shapings an der Flügelnase auf. Zugleich besitzt er dennoch auch noch Front-Minirippen. Der Leistungsdrang in der Gleitschirmbranche bedeutet halt auch, dass die verschiedensten baulichen Lösungen kombiniert werden, um vielleicht noch das eine oder andere Zehntel mehr an Gleitzahl herauszukitzeln.

Tipp: Erfahre in weiteren Folgen der Serie Leistungsdrang noch mehr darüber, mit welchen Ideen die Konstrukteure versuchen, die Leistung von Gleitschirmen weiter zu steigern.


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2 Kommentare:

Anonym hat gesagt…

Hallo,

nach einem Testflug in Kössen auf dem Guru stellte ich folgendes fest.

Jeweils betrachtet von den A Leinen nach oben [inkl. Vergabelung am Segel] - diese spannen am Untersegel 4 Zellen ab.

Die Nase des UP Guru steht im Trimmspeed perfekt.
1/2 Speed - am Untersegel flattern die inneren 2 Zellen im Nasenbereich.
1/1 Speed - am Unter- & Obersegel [Nasenbereich] flattern die inneren 2 Zellen (und mehr-jeweils Richtung Anlenkung).

Ob das beim Enzo 3 auch so ist konnte ich selbst noch nicht erfliegen.
Der selbst geflogene Enzo 1 hat noch keine Shark Nose.
Hier steht die vordere Kante[oben&unten] bis kurz vor Rolle-Rolle komplett stramm.

Mfg

Mike hat gesagt…

Ich glaub die Idee ist nicht neu! Ich glaube das negativ 3D shaping gab es schonmal vor ein paar Jahren bei einem Michael Nesler Schirm! 🤔