Randwirbel in Rauchfahnen

Ein Video zeigt einen simplen, aber sehr anschaulichen Versuch, wie man die Wirbelschleppen eines Gleitschirms mit Rauchfahnen sichtbar machen kann.

Wirbelschleppen eines Gleitschirms mit Rauch sichtbar
gemacht. // Quelle: Q. Aubourg, Youtube, Screenshot
Wir sehen es normalerweise nicht. Aber wenn wir uns mit unserem Gleitschirm durch die Lüfte bewegen, kommt dort rund um den Schirm sehr viel in Bewegung. 

Unterhalb der Flügelfläche wird Luft nach unten abgelenkt, was den Auftrieb ergibt. Am Rande der Flügel wiederum bildet sich eine erst seitlich gerichtete Strömung aus, die vom Überdruck auf der Unterseite zum Unterdruck auf der Oberseite umschlägt. Das Ergebnis ist eine Wirbelringstruktur, die der Gleitschirm dann gleich doppelt (einmal an jeder Seite) als sogenannte Wirbelschleppe gewissermaßen hinter sich her zieht. Und da dieser Teil der Bewegungsenergie nicht mehr in Auftrieb umgesetzt werden kann, geht er für uns Flieger im Grunde nutzlos verloren. Es ist der sogenannte induzierte Widerstand.

Eine Gruppe französischer Piloten um Quentin Aubourg hat sich einen kleinen Versuchsaufbau überlegt, mit dem sich die Wirbelschleppe im Flug sichtbar machen lässt. Dafür befestigten sie farbige Rauchbomben an einem Mast. Der Wind blies die Rauchfahnen seitlich weg. Nun steuerten verschieden Piloten ihre Gleitschirme im Geradeausflug direkt durch diesen Bereich hindurch. Der Rauch zeichnete die Wirbelringe wie gewünscht nach. Alles wurde per Video festgehalten.

Das Video ist auf Youtube zu sehen:


Vor einem halben Jahr hatte ich auf Lu-Glidz schon einmal auf einen vergleichbaren Film hingewiesen.  Bei dem wurde die Wirbelschleppe allerdings nicht beim Durchflug künstlicher Rauchfahnen, sondern beim Eintauchen in dünnen Bodennebel sichtbar: s. Wirbelschleppe im Bodennebel.


5 Kommentare:

Unknown hat gesagt…

Also, da können die Herren Konstrukteure mal etwas nachsehen und lernen! Interessant währen zum Vergleich noch die Randwirbel eines Enzo 3 gewesen! Super gemacht!

Lucian Haas hat gesagt…

Nunja, ob die Herren Konstrukteure davon etwas lernen können, sei mal dahingestellt. Randwirbel und der induzierte Widerstand gehören zum Aerodynamik-Grundwissen. Man kann eher als Pilot sich etwas vor Augen führen: Schon leichtes Bremsen verstärkt den induzierten Widerstand enorm (schnellere Wirbeldrehung im Video). Wer also leistungsorientiert fliegen will, sollte möglichst wenig bremsen.

Anonym hat gesagt…

Im diesem Zusammenhan wäre es interessant zu sehen was die Winglets von Advance zur Reduktion der Randwirbel beitragen.

Lucian Haas hat gesagt…

Mit so einem einfachen Rauchwirbel-Experiment wird sich kaum eine belastbare Aussage zu den Advance-Winglets machen lassen. Vielleicht werden sie die Form der Wirbel ein wenig verändern... Advance selbst hat mal Computer berechnete Analysen der Effekte der Winglets machen lassen, mit dem Ergebnis: Die Winglets sollten den induzierten Widerstand angeblich um 2,85% verringern, was einer Verbesserung der Gleitzahl um 1,5% entspricht. (Quelle: "Advanced", ein Buch zu 25 Jahren Advance). Oder anders gesagt: Die Gleitzahl eines Schirms mit GZ 10 würde mit Winglets auf GZ 10,15 zunehmen. Ist das der Rede wert?
Advance schreibt im genannten Buch: "Das Winglet ist also weder schädlich noch nutzlos. Im Gegenteil. Und als Markenzeichen ist es unschlagbar. Das geben selbst seine größten Kritiker zu." Oder nochmals anders gesagt: Da es nicht stört, hat es als Markenzeichen auf jeden Fall seine Berechtigung.

Anonym hat gesagt…

Ein cooles Video. Kleine Spitzfindigkeit am Rande:
Ist Lagrangian und Eulerian richtig verwendet?
Eulerian ist eigentlich eine ortsfeste Betrachtungsweise
und Lagrangian im bewegten System. 8-)

Tobias Göcke, Darmstadt