Versuche mit dem RL3
Der Rundlauf RL3 kann auf verschiedenen Ebenen für Versuche eingesetzt werden.
1. Physik des Fliegens
2. Auftrieb
Die Versuche zum stationären Auftrieb werden mit der Tragfläche ausgeführt, die am Äußeren Ausleger angebracht ist. Der Anstellwinkel wird auf etwa 12-15 Grad eingestellt. Das langsame Hochfahren zeigt die Wirkung der zusätzlichen Auftriebskraft. In der horizontalen Position erzeugt die Tragfläche soviel Auftrieb, dass sie ihr eigenes Gewicht und das des Äußeren Auslegers tragen kann. Die nachfolgende Szene zeigt den Verlauf des Versuchs, wie er von einer mitbewegten Videokamera verfolgt werden kann. Durch den Vergleich mit der eingeklinkten Kugel wird deutlich, dass neben der Fliehkraft noch eine weitere Kraft wirkt. Bei einem negativen Anstellwinkel von -12 bis -15 Grad wird die Tragfläche nach innen gedrückt. Nun beschreibt die Kugel die Bahn mit der größeren Auslenkung aus der Vertikalen.
3. Schwingenflug
Die Versuche zum Schwingenflug werden mit dem künstlichen Vogel ausgeführt, der in seiner Aufhängung am Gelenkkopf eingeklinkt wird. Die Verknüpfung zeigt den künstlichen Vogel mit seiner Aufhängung an der Position des Sensors Fliehkraft. Das langsame Hochfahren zeigt die Wirkung der entstehenden Schubkraft. Die nachfolgende Szene zeigt den Verlauf des Versuchs, wie er von einer mitbewegten Videokamera verfolgt werden kann. Der Mechanismus des Schwingenflugs ist auf einer einfachen Basis durch die Stellung der Flügel beim Aufschlag und Abschlag zu erläutern.
Hinweise für die Versuche zum Schwingenflug
4. Flattern
Die Versuche zum Flattern werden mit der gleichen Tragfläche ausgeführt wie der bei stationären Auftrieb. Die Tragfläche ist am Äußeren Ausleger angebracht. Das Flattergelenk wird zwischen dem Ende des Äußeren Auslegers und der Tragfläche eingeklinkt. Der Anstellwinkel wird auf null Grad eingestellt. Das langsame Hochfahren zeigt die Wirkung der einsetzenden Entnahme von Leistung aus dem Luftstrom. Die nachfolgende Szene zeigt den Verlauf des Versuchs, wie er von einer mitbewegten Videokamera verfolgt werden kann:
Hinweis. Das Einsetzen des Flatterns hängt nicht unerheblich von den räumlichen Gegebenheiten ab, unter denen sich die Tragfläche bewegt. In einem großen Raum sind die Wände weiter entfernt und es treten weniger Störungen auf. Dadurch kann das Flattern erst bei höheren Geschwindigkeiten einsetzen.
5. Kurzfilme zu Versuchen
- Demonstrationsversuche
- Messversuche
- der Auftrieb einer Tragfläche oder eines künstlichen Vogels,
- der Widerstand einer Tragfläche oder eines künstlichen Vogels und
- die Schuberzeugung mit einem künstlichen Vogel.
1. Physik des Fliegens
2. Auftrieb
Die Versuche zum stationären Auftrieb werden mit der Tragfläche ausgeführt, die am Äußeren Ausleger angebracht ist. Der Anstellwinkel wird auf etwa 12-15 Grad eingestellt. Das langsame Hochfahren zeigt die Wirkung der zusätzlichen Auftriebskraft. In der horizontalen Position erzeugt die Tragfläche soviel Auftrieb, dass sie ihr eigenes Gewicht und das des Äußeren Auslegers tragen kann. Die nachfolgende Szene zeigt den Verlauf des Versuchs, wie er von einer mitbewegten Videokamera verfolgt werden kann. Durch den Vergleich mit der eingeklinkten Kugel wird deutlich, dass neben der Fliehkraft noch eine weitere Kraft wirkt. Bei einem negativen Anstellwinkel von -12 bis -15 Grad wird die Tragfläche nach innen gedrückt. Nun beschreibt die Kugel die Bahn mit der größeren Auslenkung aus der Vertikalen.
- Auftrieb einer Tragfläche - 0.9 MByte
3. Schwingenflug
Die Versuche zum Schwingenflug werden mit dem künstlichen Vogel ausgeführt, der in seiner Aufhängung am Gelenkkopf eingeklinkt wird. Die Verknüpfung zeigt den künstlichen Vogel mit seiner Aufhängung an der Position des Sensors Fliehkraft. Das langsame Hochfahren zeigt die Wirkung der entstehenden Schubkraft. Die nachfolgende Szene zeigt den Verlauf des Versuchs, wie er von einer mitbewegten Videokamera verfolgt werden kann. Der Mechanismus des Schwingenflugs ist auf einer einfachen Basis durch die Stellung der Flügel beim Aufschlag und Abschlag zu erläutern.
- Schwingenflug - 0.3 MByte
Hinweise für die Versuche zum Schwingenflug
- 1. Pflege und Wartung. Das Antriebsrad des künstlichen Vogels muss regelmäßig auf gute Schmierung überprüft werden. Als Schmiermittel ist Vaseline zu verwenden.
- 2. Schub im Stand. Wenn der Vogel am Inneren Ausleger mit Verlängerung hängt (großer Durchmesser 4 m), dann soll der Vogel eine Schubkraft von 2 bis maximal 2,5 N entwickeln. Dies wird überprüft durch Festhalten des Auslegers mit dem Kraftmesser in der rückwärtigen Montage, also der Gegenposition zum normalen Schleppen. Dabei darf die Spannung am Netzteil nicht den jeweils vorgegebenen Maximalwert überschreiten. Wird die Schubkraft bei dieser Spannung nicht erreicht, dann muss der Vogel gewartet werden. Die Schmierung reicht nicht aus oder die Justierung des Schneckentriebs ist nicht mehr optimal.
- 3. Ausrichtung des Rundlaufs. Für die Versuche zum Schwingenflug muss der Ausleger sorgfältig horizontal ausgerichtet sein. Dies wird dadurch geprüft, dass der Vogel mit ausgehängtem Schlepparm an verschiedene Umlaufpositionen geschoben wird. In keiner Position darf sich der Ausleger von selbst bewegen. Anderenfalls ist zuvor durch gleichmäßiges Schleppen bei sehr langsamer Geschwindigkeit zu prüfen, ob während des Umlaufens Schwankungen in Schleppkraft auftreten. Schwankungen der Schleppkraft dürfen nicht mehr als 0,2 bis 0,3 N betragen. Anderenfalls ist der Rundlauf zuvor auszurichten.
- 4. Anfahren ohne Schlepparm. Das Anfahren muss langsam durch Steigerung der Spannung vorgenommen werden. Die Masse des Auslegers und des Vogels selbst muss beschleunigt werden. Die normale Geschwindigkeit stellt sich erst nach zwei bis drei Umdrehungen ein. Die nachfolgende Grafik zeigt den Verlauf der Daten für Schlagen und Drehen. Das Signal der Drehamplitude ist bei der Datenerfassung elektronisch verdoppelt worden, um vergleichbar große Ausschläge zu bekommen. Die Beschleunigung der Bewegung ist an der zunehmenden Dichte der Signale für die Umlaufposition zu erkennen. Auch nimmt die passive Anregung der Drehbewegung fortlaufend zu bis zu einem Endzustand.
4. Flattern
Die Versuche zum Flattern werden mit der gleichen Tragfläche ausgeführt wie der bei stationären Auftrieb. Die Tragfläche ist am Äußeren Ausleger angebracht. Das Flattergelenk wird zwischen dem Ende des Äußeren Auslegers und der Tragfläche eingeklinkt. Der Anstellwinkel wird auf null Grad eingestellt. Das langsame Hochfahren zeigt die Wirkung der einsetzenden Entnahme von Leistung aus dem Luftstrom. Die nachfolgende Szene zeigt den Verlauf des Versuchs, wie er von einer mitbewegten Videokamera verfolgt werden kann:
- Flattern einer Tragfläche - 0.5 MByte
Hinweis. Das Einsetzen des Flatterns hängt nicht unerheblich von den räumlichen Gegebenheiten ab, unter denen sich die Tragfläche bewegt. In einem großen Raum sind die Wände weiter entfernt und es treten weniger Störungen auf. Dadurch kann das Flattern erst bei höheren Geschwindigkeiten einsetzen.
5. Kurzfilme zu Versuchen