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In der letzten Reichmann-Ausgabe hat Kai Lindenberg seinen Artikel mit den Worten eingeleitet:

"Erklärt die Sollfahrttheorie wirklich alles ?"

Ich würde die Frage gerne umformulieren:

Sagt mir die Sollfahrttheorie in wirklich allen Lebenslagen,
wie schnell ich fliegen muss, um meine Aufgabe optimal zu lösen ?

Und die Antwort darauf ist ganz klar:

NEIN.

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Jede Sollfahrttheorie basiert auf einem Modell der Aufwindverteilung in der Atmosphäre entlang des Flugwegs.

Im Laufe der Entwicklung der Sollfahrttheorie (Paul MacCready und Vorläufer, René Compte, Helmut Reichmann) änderten sich stets die Modellannahmen ein klein wenig, von rigiden einfachen Modellen zu stochastischen Modellen (Cochrane), und was wesentlicher ist, die Modelle basierten zuerst auf der Kontinuitätsbedingung, später - nach Reichmann - nicht mehr.

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Helmut hält an seinem Modell fest : Es gibt zwar eine ununterbrochene Aufwindstraße, aber die zeichnet sich dadurch aus, dass es Stellen gibt (bei ihm punktförmig), an denen sich zu kurbeln lohnt.

Hier das krasse Gegenteil : Ein gleichmässig angeblasener Hang erstreckt sich von Horizont zu Horizont und liegt auf dem Flugweg. Wie schnell muss ich am Hang fliegen ?

HangwindprofilAbgesehen von der rein praktischen, taktischen Aufgabe, das Höhenband zu finden, in dem der Aufwind am Hang am stärksten ist (in der Regel zwischen 2/3 und 5/6 der Hanghöhe), ist die Antwort auf die Frage ganz einfach. Ich fliege so schnell, dass ich gerade keine Höhe verliere.

Trägt mich der Hang in meiner LS4 gerade so mit 0 m/s, also mit 0,6 m/s Luftmassensteigen, dann muss ich mit der Geschwindigkeit des geringsten Sinkens fliegen, also mit einem MC-Wert unter NULL. Bei einer leeren LS4 sind das ca. 84 km/h. Vorhaltewinkel und Windeinfluss sollen mal hier vernachlässigt bleiben.

Erzeugt der Hang ein Luftmassensteigen von 1,5 m/s, muss ich mit dieser leeren LS4 schon mit 155 km/h am Hang entlangfräsen, damit meine Höhe nicht zunimmt.

Dabei wird unvermeidbar Endorphin ausgeschüttet - und das ist der Grund, warum das Weserbergland und Rieti so attraktiv sind.

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Sind Schwabbeln und Delphin verschiedene Dinge ? JEIN.

Delphin-Fliegen ist Helmut Reichmanns Erweiterung der alten Sollfahrttheorie, auch um aufsteigende Flugpfade. Sie schreibt vor, dass du mit der MacCready-Einstellung unter gereihter Thermik herfliegst, die dem nächsten Anfangssteigen entspricht, das du zentrieren kannst.

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Bei der Sollfahrttheorie geht es um die optimale Geschwindigkeit, mit der zwischen den Phasen des Kurbelns geradeaus geflogen werden soll. Dabei soll die Fluggeschwindigkeit dem aktuellen meteorologischen Fallen oder Steigen der durchflogenen Luftmasse ideal angepasst werden.

Betrachtet man die Geschichte der Sollfahrtheorie, dann war das zu Beginn der 60-er Jahre im alten Jahrhundert eine sinnvolle Vorschrift. Die Flugzeuge waren so langsam, dass diese Vorschrift meistens auch sinnvolle Ergebnisse gezeitigt hat.

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  Baustelle

 

Buch von Brigliadori

 

 

In Abhängigkeit von der Höhe führt dich der Sollfahrtring auf deinem Stauscheibenvariometer zu einer falschen Sollgeschwindigkeit. Reichmann sagt dazu lapidar auf Seite 205 seines Buches, dass "Genauigkeitsfanatiker für verschiedene Flughöhen verschiedene Sollfahrtringe entwickeln müssten".

Der erste Effekt, den es bei der Fehlerabschätzung zu beachten gilt, ist, dass sich die Sollfahrt in der Höhe mit geringer werdender Luftdichte verschiebt, denn die Polare wird nach rechts gestreckt um den Faktor Wurzel aus (rho0/rho). Setzen wir reale Werte ein, dann ergibt das in der ISA-Standardatmosphäre beim Höhensprung von 0 auf 1000m einen Wert von 1,102. Also jedes Wertetupel der Polare wird auf der Fahrtachse um den Faktor 1,102 nach rechts geschoben, der dazu gehörende Wert des Polaren Fallens um den Faktor 1,102 nach unten, also grob um 10%.

Wenn wir in 1000m Höhe unser Vario betrachten, können wir festhalten, dass das Vario, gemessen an der Anzeige auf Meereshöhe, um 9% zu geringes Fallen anzeigt.

Nehmen wir an, unsere Sollfahrtring würde uns in ruhiger Luft auf Mehresniveau bei 1 m/s Ringeinstellung sagen, wir sollten optimal 140 km/h bei 2 m/s Fallen fliegen.

Nehmen wir weiter an, wir fliegen mit dem gleichen Ring in 1000m Höhe und wir versuchen weiterhin nach Ring die Sollfahrt einzunehmen, dann würden wir solange beschleunigen, bis der Ring an der gleichen Marke steht wie auch Meereshöhe. Wegen der geringeren Luftdichte fallen wir dann aber nicht 2 m/s Sinken, sondern um ca 9 % mehr. Die tatsächliche Geschwindigkeit läge ebenso ca. 9% über der angezeigten Geschwindigkeit. Wir fliegen also 9% auf der Polare nach rechts verschoben, mit einem Sollfahrtfehler von weniger als 1%.

Auch wenn man das Beispiel auf größere Höhensprünge ausdehnt, bleiben wir in einem Fehlerintervall, das unwesentlich ist.

Insofern ist die Bemerkung von Helmut Reichmann, man bräuchte einen neuen Ring, der die Flughöhe berücksichtigt, zwar richtig, aber marginal.

Mpderne Sollfahrtgeber in Rechnern (LX, Butterfly) berücksichtigen diese Sachverhalte und regeln auch den 1% Fehler aus.

 

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Lilienthal-PolardiagrammDer Anstellwinkel fürs Kurbeln ist optimal bei CAmax !!?? Wasndass ?

Links siehst du ein Diagramm, das die Flugzeugbauer das "Lilienthal-Polardiagramm" oder auch einfach nur "Polare" nennen. Der Name ist nicht sehr erhellend und leider auch noch verwirrend, weil die Piloten oft auch nur von der "Polare" reden, wenn sie die "Geschwindigkeitspolare" meinen. Die Zeichnung zeigt die Verhältnisse von Auftriebsbeiwert [CA] zu Widerstandsbeiwert [CW] für ein gegebenes Profil, wenn man den Anstellwinkel des Profils zwischen einer unteren Grenze und einer oberen Grenze variiert.

Nach oben in der Zeichnung wird auch der Anstellwinkel größer - und irgendwo rechts oben reißt die Strömung ab, jenseits von CAmax. Dann fliegt die Kiste nicht mehr, also gibt es auch kein Verhältnis CA/CW mehr.

Nach unten haben wir auch begrenzte Verhältnisse: Wenn du auf einen zu sehr negativen Anstellwinkel drückst, mag die Kiste auch nicht mehr so recht fliegen. Nach einer Weile ungeregelter Geschwindigkeitsaufnahme wird sie sich einfach flatternd zerlegen.

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Baustelle

 

 

 

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Baustelle

 

 Termaat's Anstellwinkel

 

 

Zackenband und Ausblasung

Energie der Grenzschicht

 

laminarer Umschlagpunkt Druckpunktwanderung

Trimmung des Flugzeugs

Einstell- Anstellwinkel

Drag Effekte

Dynamisches Abkippen###

 

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Die Leistungen von Segelflugzeugen der offenen Klasse sind seit dem Anfang der 80-er Jahre fast gleich gebleiben. Es gib keine baaaahhhhn-brechenden Neuerungen. Aber hartnäckig halten sich die Gerüchte, dass Gleitzahl 80 erreichbar ist. "Vinzenz" Waibel ist einer der Bösewichte, die so was erzählen, z.B. auf dem Segelfliegertag in Bamberg schon vor vielen Jahren. Und jetzt bastelt der ja auch zusammen mit Dick Butler an der Concordia. Der andere "Unruhe"-Pol ist Prof. Boermans von der Uni Delft. Dort werden ja schon seit 50 Jahren Profile gemacht.

Hier der Link zu einem Artikel von Boermans, in dem auch die Concordia-Anstrengungen erwähnt werden. Hier geht es --- NUR --- um Gleitzahl 75 -  und letztendlich um die Technologie, die wirklich noch einen riesigen Leistungssprung verspricht: Absaugung des Profils, so dass die laminare Laufstrecke bis zum hinteren Ende der Oberseite des Tragflügels geht.

 

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