Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 
CS
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 10:34 Uhr  ·  #101
Richtig Bernd, der Vorflügel wird durch die Rippe permanent offen gehalten. Aber wenn diese Rippe fest mit dem Flügel verbunden ist, dann kann sich das flexible Material ja auch nicht mehr wölben? Oder ist der Flügel in der Mitte von der Rippe getrennt, also ausgespart, sodass er noch genügend Spielraum zum verwölben hat? Oder er hat eine feste Wölbung, die man auf dem Bild nicht erkennen kann.

Gruß,
Christian
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 10:49 Uhr  ·  #102
guten Morgen

ich denke eher das die Flügelenden oben und unten elastisch sind. So wie es das zweite Bild vermuten läßt, erkennt man im rechten Flügel mit viel Phantasie ein winzige Wölbung nach innen.

Grüße vom Fluppser
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 11:31 Uhr  ·  #103
Ich glaube auch das er die Elastizität des Flügels in zwei Hälften, ober- und unterhalb der Befestigungsrippe unterteilt hat.
Allzu flexibel scheint mir seine Flügelkonstruktion aber nicht zu sein.
Vielleicht ergäbe ein deutlich nachgiebigeres Segel auch unerwünschte Flattereffekte. (Das wäre übrigens das letzte was ich an "meinem" Windrad später mal haben möchte, ich meine die Flattereffekte)
CS
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 12:04 Uhr  ·  #104
Ich denke ihr habt recht und die Wölbung passt sich nur oben und unten etwas an.
Ich habe nochmal ein wenig über den Sinn des Vorflügels nachgedacht. Sobald der Flügel eine Rückenwindkomponente hat, ist mir das Prinzip einleuchtend. Der Wind bläst in den Vorflügel, der Luftstrom zirkuliert auf der anderen Seite wieder raus und treibt somit zusätzlich an. Aber das wieder nur bei kleinen Schnelllaufzahlen! Eine Funktion als "Slat" wie in der FLiegerei könnte ich mir auch vorstellen, um den Bereich des maximalen Auftriebs über dem Anstellwinkel zu erweitern, bis es dann zum Strömungsabriss kommt. Aber diese Slats hüllen nicht die gesamte Nasenpartie ein. Normalerweise sieht das dann so aus: http://www.allstar.fiu.edu/aero/images/fig22.gif oder
http://www.virtualpilots.fi/fe…IKUTUS.JPG

Gruß,
Christian
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 12:18 Uhr  ·  #105
Hallo Christian

Bezieht sich die Funktionsweise des SLAT's nur auf den asymmetrischen Flügel oder auch auf die symetrischen ...

Sorry nochmal für meine Unkenntnis :oops:

Grüße vom Fluppser
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 12:19 Uhr  ·  #106
Hallo Christian, stimmt die Slats an einem Flugzeug umhüllen nur ca. die halbe obere Flügelspitze.
Unser Flügel wird aber entgegen dem eines Flugzeugs aus allen Richtungen vom Wind angeströmt.
Evtl. ist das der Grund warum der Vorflügel hier praktisch doppelt so gross bzw. beidseitig ausgeführt ist.
Würde man einen zweiten Slat wie aus deinen Flugzeug Links spiegelbidlich unter dem ersten ansetzen, hätte man nahezu "unser" Profil.

Hallo Fluppser, hast du den Drehstuhl schon auseinander genommen ? :)
CS
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 14:13 Uhr  ·  #107
@Fluppser: Das Prinzip funktioniert bei symmetrischen und asymmetrischen Profilen. Der Unterschied der beiden Profile ist (grob gesagt) der, dass ein symmetrisches Profil (z.B. NACA 00XX) einen Anstellwinkel gegenüber der anströmenden Luft haben muss, um Auftrieb zu erzeugen (--> höherer Widerstand). Ist die Anströmung genau parallel, ist weder Ab- noch Auftrieb vorhanden. Halbsymmetrische Profile ( z.B. Naca 2415) liefern auch bei Anstellwinkeln von 0° einen Auftrieb und haben meist erst darunter einen sog. Nullauftriebswinkel.

@Bernd: Ja, das könnte eine Möglichkeit sein, aber wie soll die Strömung jemals um diese Ecke kommen? Bei den Bildchen sieht das noch plausibel aus, da muss die Luftströmung keinen extremen Schlenker machen. Außerdem herrscht ja auf der Oberseite Unterdruck, was die Strömung zusätzlich ansaugt. Aber bei dem Bildchen bei Wikipedia zum durchströmten Profil, kann ich es mir wirklich nicht vorstellen, solange die Luft auch nur annähernd von vorne kommt.
Ich werde mal gucken, wie ich hier Bildchen einstellen kann, dann kann ich nachher mal die Gedanken etwas untermalen.

Gruß,
Christian
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 14:48 Uhr  ·  #108
OKay, man sollte auch mal das Patent lesen, das hat was ;)
Da steht zur Bauweise schonmal alles drin. Also flexibles Material für die Fläche (Tuch, Stoff, Folie) und festes Material für den Vorflügel. Dann gibt es auch Skizzen des Rotors mit der Wirkungsweise bei verschiedenen Anströmrichtungen! Somit fällt die Bedeutung eines "Slats" für mich raus und ich denke wieder, das dieser Rotor mehr nach dem Widerstandsläuferprinzip arbeitet. Aus den Skizzen geht ganz klar hervor, das der Wind von hinten in die Vorflügel strömt und so dem Rotor das Drehmoment gibt und wohl nur zeitweise das Auftriebsprinzip zum tragen kommt. Wie soll auch der Wind von hinten reinpusten, wenn die Anlage eine Schnelllaufzahl von 3 hätte?
Mein Fazit:
Für einen schnellläufigen H-Rotor ist das m.M.n. nichts und dieser Profilentwurf ist auch keine Wunderwaffe. Die Bemerkung im Patent, dass dieses Profil auch für Flugzeuge einsetzbar wäre, halte ich für sehr optimistisch ;) Ich habe schon einige Flugzeuge zum Fliegen gebracht und die Thematik ist mir recht vertraut, aber so ein Profil ist mir völlig unbekannt und für Flugzeuge eine aerodynamsiche Katastrophe.
Windikus
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 15:00 Uhr  ·  #109
Hallo Bernd

Ich habe heute morgen vor meinem (Werkstatt)drehstuhl gekniet und schnell feststellen müßen, dass mich die Euphorie doch etwas geblendet hat.
Also Drehstuhlmethode verworfen ;).

Stattdessen bin ich mal zum lokalen Schrottdealer (lag eh auf dem Weg) gefahren. Ich kenn den recht gut und er läßt sich in der Regel mit alten Keramikprozessoren und Platinen "bestechen" ;). So hat er mich in seinem Reich mal etwas wühlen lassen. Ich bin sogar widererwartend fündig geworden. Scheint irgendein alter Wärmetauscher/Gebläse/Dingsbums gewesen zu sein. Der hatte ein enorm leichtläufiges Gebläse verbaut. Fürs basteln und Flügeltesten ist es genau das richtige für mich. (und ein Savonius als Starthilfe ist ja auch schon dran ;) )

Bilder:









@Christian

Wie man Bilder einstellen kann steht hier.

Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=7….php?t=725

Bilder hochladen kannst du ganz bequem bei imageshack.us. Da wird dir der komplette Link fürs Forum in der Zeile "Thumbnail for forums (1)" bereitgestellt. Einfach da rauskopieren und hier reinstellen.

Grüße vom Fluppser
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 21:22 Uhr  ·  #110
Hallo Fluppser

Dein Gebläse ist eine prima Lagerung für erste Versuche mit einem vertikalen Windrad.
Mal gucken ob in meiner "Messiebude" vielleicht auch noch sowas ähnliches rum fliegt.

Ich werde auf jeden Fall ein Rotorblatt ala von Canstein bauen, auch wenn es kein Schnellläufer wird oder sogar gerade deswegen.
Im Grunde wäre mir ein langsam drehendes Windrad sogar lieber. Eine langsame Drehung wirkt auf die Nachbarn nicht so bedrohlich und ist es wohl auch tatsächlich nicht, zumindest würden die Rotorblätter nicht so weit durch die Luft fliegen falls es sich mal zerlegt. Auch sehe ich geringere mechanische Beanspruchungen zumindest was die Fliehkräfte angeht.

Voraussetzung ist natürlich, das ein Langsamläufer nicht signifikant weniger Strom produzieren würde als ein vergleichbarer schnell drehender H-Rotor.
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.10.2008 - 22:43 Uhr  ·  #111
Ich habe mir nun eine ganze Weile die komplette Patentschrift reingezogen und hoffe
nun wieder etwas schlauer geworden zu sein.

Ich werde mal versuchen das Grundprinzip des Patents, so wie ich es verstanden habe, als Resumee auszuformulieren.

Im Patent geht es darum den Wirkungsgrad eines Vertikal Windrades hauptsächlich dadurch zu verbessern,
das die Erzeugung von Drehmoment auf einen möglichst grossen Bereich des 360 Grad Umlaufs des
Windrades erweitert wird, genauer auf ca. 270 Grad.
Im Prinzip ist das patentierte (aber zur freien Verwendung stehende) Flügelprofil eine Art Zwitter aus dem Darrieus und den Savonius Prinzip.

Bei Anströmung von vorne oder schräg von vorn auf das Blatt, reagiert es ähnlich dem Darrieus Prinzip.
Bei Anströmung von hinten oder schräg von hinten, und jetzt kommt das neue (!), wirkt die eigentliche Flügelfläche als eine Art Leitblech die
den Wind gezielt in den (recht voluminösen) Vorflügel leitet. Hier haben wir dann quasi das Savoniusprinzip.

Zur Flügelausgestaltung:
In der Patentschrift ist eine aeroelastische (also durch den Wind verformbare) Struktur des Flügels nicht zwingend vorgegeben,
sondern es sind elastische, durch Spannten stabilisierte Materialien eher als eine einfache und preisgünstige Bauform genannt.
Die Wölbung ala Surfsegel scheint in diesem Patent keine Rolle zu spielen.

Zwei Fotos möche ich euch nicht vorenthalten:
Interessant finde ich die Wölbung des Flügels im Rotorradius.
Auch das der Vorflügel etwas grösser als ein halber Kreis ist viel mir auf. (Sieht man auch auf weiteren Abbildungen dort)



XXLRay
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 12:38 Uhr  ·  #112
Nur, weil die Frag aufkam: Quellen, die sich mit der Wirksamkeit von symmetrischen und asymmetrischen NACA-Profilen für H-Rotoren beschäftigen habe ich im Beitrag zu meinem Projekt verlinkt (Link in meiner Signatur). Im übrigen lief mein H-Rotor auch ohne Anstellwinkel mit symmetrischen Profilen an, was aber in erster Linie an der ungeraden Flügelanzahl liegt.
CS
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 14:36 Uhr  ·  #113
Wenn ich mir die Grafik nochmals anschaue, werden das für mich niemals 270°, in denen der Flügel aktiv angetrieben wird. Sobald der Flügel senkrecht zum Wind steht, also in dem Bild im Osten (Wind aus West), kommt in den Vorflügel kein Lüftchen mehr rein. Erstens, weil die hintere Fläche zu wenig gekrümmt ist, um die Luft derart umzulenken und außerdem hat der Rotor ja auch eine Umfangsgeschwindigkeit. Wieso sollte also die Luft nach vorne in den Vorflügel strömen??? Selbst wenn die Luft senkrecht auf den Flügel strömt, also angenommen der Rotor steht still im Osten, dann kann ich mir nur schwerlich vorstellen, dass er anläuft, jedenfalls zuverlässig. Auch wenn da Luft durch das Leitblech in den Vorflügel strömt, so kommt kurz darauf die Luft von vorne... und dann?
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 14:54 Uhr  ·  #114
Zumindest anlaufen und ein Moment erzeugen auf einem Grossteil des Kreisumfangs wird er schon machen, das haben Nachbauversuche schon ergeben, auch hier in diesem Thread.

Hier ein Zitat von Arcorbär :
Zitat
Meine dabei gewonnenen Erkenntnisse entsprechen genau der Beschreibung von Carl von Canstein.
Der Flügel entwickelt auf ca. dreiviertel der Umlaufbahn ein Moment, ein erheblicher Unterschied zum „normalen“ Profil. Am größten ist das Drehmoment, ähnlich wie beim „normalen“ Profil, quer zur Anströmung, aber auch noch beachtlich parallel zur Anströmung von hinten. Lediglich bei paralleler Anströmung von vorne wird er ganz leicht gebremst.
Er läuft bereits bei ca. 2 m/s an und läuft als Einflügler erstaunlich rund. Erstaunlich ist das relativ hohe Drehmoment. Er läuft schnell hoch und ließ sich durch Bremsversuche mit dem Finger an der hinteren Motorwelle kaum beeindrucken.
Auch braucht man wirklich nicht mehr als einen Flügel, was mich besonders beeindruckt hat.
CS
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 15:13 Uhr  ·  #115
Stimmt, hatte ich gar nicht mehr im Hinterkopf. Sehr erstaunlich. Ich glaube es hilft alles nichts. Man braucht einen variablen Teststand, an dem man verschiedene Profile testen kann, am besten noch mit einstellbarem Anstellwinkel usw.
Ich mach mich mal an den Entwurf. Auf jedenfall ein Einflügler, somit hält sich der Bauaufwand für die zu testenden Flügel geringer und man betrachtet wirklich nur die Einflüsse eines Flügels.
Man ist das spannend :)

Gruß,
Christian
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 15:27 Uhr  ·  #116
Zitat
Man ist das spannend :)

Du sagt es :D

So ein Teststand schwebt mir auch vor.
Dazu eine Flügellagerung die ein Verdrehen/Pitchen zulässt.
Der Vorflügel muss auch justierbar sein.
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 15:57 Uhr  ·  #117
Genau, am besten alles mittels Servos im laufenden Betrieb verstellbar. Außerdem einen einstellbaren Durchmesser der Anlage durch teleskopierbare Rohre und ein festintegrierter Drehzahl- und Windgeschwindigkeitsmesser, alles zusammen wird dann geloggt und ist am Laptop auswertbar. So sind dann Änderungen im Laufverhalten gut auszumachen. Ich denke, so ließe sich ordentlich und effektiv testen :)
Aber: Kommt Zeit, kommt Teststand :roll:
Windikus
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 16:00 Uhr  ·  #118
Hallöle,

trotz massiver Proteste der weiblichen Generalität hab ich mal auf die schnelle
so einen enorm provisorischen Teststand zusammengeschossen.

Sonntags ist allerdings die verfügbare Materialdichte doch sehr beschränkt. Der Vorflügel besteht aus einer Wasserflasche und der Flügel aus einer Aldi-Einkaufstüte + PC-Verpackungsmaterial (styropor) + Keksdose + ......

Das ist sicher alles sehr sehr einfach, billig und höchst laienhaft.

Fakt ist aber, dass Ding dreht und dreht und dreht.
Weiterhin fakt ist, wenn Luft senkrecht auf den Flügel strömt der Rotor anläuft ;).

Nunja, warten wir halt bis die Baumärkte wieder öffnen und perfektionieren das Dingens ....






Grüsse vom Fluppser


PS.: man beachte die Einschraubenpitchverstellung, der tiefen- und seitenverstellbare Vorflügel und das variable Gegengewicht ;) :lol:
CS
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 16:58 Uhr  ·  #119
Na prima :D Sag mal, dreht das Teil auch los, wenn die Flasche vorne fehlt? Ich glaube ich geh morgen auch mal in die Werkstatt und schnapp mir ein paar Modellfliegertragflächen :) Jetzt ist sowieso Winterpause...

Weiter so!
Windikus
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 26.10.2008 - 17:10 Uhr  ·  #120
nein, tuts nicht, nichtmal ansatzweise.

Ich war eben auf'm Dachbodem, hab das Teil aufs Flachdach gestellt und aus'm Dachfenster gefilmt.

Ich hab bißchen Bammel gehabt das es mir vom Dach fegt ...
aber seht selbst. (Wiedermal nur auf die Fixe mit der Uraltdigicam gefilmt)


http://rapidshare.com/files/157749781/MOV01000.MPG.html


(auf " F r e e -U s e r " klicken, dann "download")


PS.: War aber auch bißchen Wind heute ...
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