Flügel, vielleicht mal ganz oder etwas unkonventionell

Hallo Forum

In letzter Zeit machte ich mir so einige Gedanken über gewisse Flügelformen. Ein Flügel sollte eigentlich jeder mit möglichst wenigen Teilen selbst bauen können.
In den letzten Tagen testete ich ein asymetrisches Profil, dass auf einer Seite dem NACA 0025 ziemlich ähnlich ist (2 verschiedene Radien), auf der anderen Seite nur der grosse Radius davon. Der Flügel hat zusätzlich auf der Aussenseite einen kleinen viertelrunden Vorflügel. Der ganze Flügel ist nur aus einem Teil in Form gebracht.
Zu den ersten visuellen Eindrücken im Freiluftbetrieb:



Der Einflügler hat ein negatives Drehmoment von max. 20° in der 360° Umlaufbahn.
Für den Selbststart braucht es ca. 2 m/s mehr Wind als der Cansteinflügel.
Der angebogene kleine Vorflügel ist nur hilfreich für den Start, ist möglicherweise immer noch zu gross.
Trotz Strömungsabriss auf der einen Seite funktioniert das Auftriebsprinzip.
Gegen den Wind bekommt er richtig Schuss (Fahrtenwind plus Wind)
Heute hatten wir starken Wind und Sturmböen bis 15 m/s.
Die Sturmsicherung hat in dann etwas aus dem Wind genommen.



Das Profil ist sicher noch nicht ideal, glaube aber das die Zielrichtung stimmt. Vorab mal soviel, werde neue Erkenntnisse im Forum einbringen und hoffe, dass Euch das auch Interessiert.

@xxLRay
Ja, Savonius und Cansteinflügel.
Der beschriebene Prototyp hat die Masse von Höhe: 40 x 30 x 7 cm, die Umlaufbahn hat einen DM von 110 cm. Die geschätze Schnelllaufzahl ist ca. 0.6 (Proportionen der Flügelmasse zur Umlaufbahnen sind nicht ideal). Die Schnelllaufzahl ist im Moment nicht so wichtig. Das System funktioniert!
Gruss, Marcel

Bruno,

Die Einflügler sind nur zum Testen. In der Nähe habe ich einen Anemometer fix montiert. Vom Fenster des Arbeitszimmer ist der Flügel gut zu beobachten, die Windgeschwindigkeit ist immer auf dem Bildschirm ablesbar. Das Anfahren zum Anluven, das Ueberschwappen des Vorflügel in den Wind, die Geschwindigkeit und die Schnellaufzahl sind somit gut fest zu stellen. Der angebogene Vorflügel ist nur zum Anfahren nützlich. Hat der Gesamtflügel eine gewisse Geschwindigkeit erreicht, sollte er eine Eigendynamik mit den Unter- und Ueberdrücken entwickeln und so mehr Tempo bekommen. Eine Schnellaufzahl deutlich über 1 (bei einem 2- od. 3-Flügler ist mit diesem Modell erreichbar, da bin ich mir ziemlich sicher.
Ich werde noch mind. 3 andere Profilformen mit dem gleichen Bauprinzip testen. Auf die Flügelrand-Abdeckungen und das innere Ausschäumen mit PU-Schaum wird verzichtet, sind ja nur Testflügel.
Gruss, Marcel

Gestern und heute gab es seit längerer Zeit mal Wind für Messzwecke, so um die 3m/s.
Die Schnelllaufzahl des Testmodell (Foto früherer Beitrag) mit seiner eher plumpen Form konnte ermittelt werden:
Viertelkreis-Vorflügel Umlaufbahn aussen: Schnelllaufzahl 1,15

innen : Schnelllaufzahl 0.45
selbststart schlecht

Die Flügelenden waren mit Abschlusskappen versehen.

Als nächstes wird ein Rototrblatt auf der Basis eines NACA 0018 ausprobiert. Sollte mit einem Rotorblatt eine Schnellauzfzahl von über 1,5 erreicht werden, wird ein 4-Flügler mit 2 Meter hohen Rotorblätter gebaut.
Es soll eine Eigenbau-WKA für Regionen mit eher schwachen und mittleren Windverhältnissen werden, das Ist der Grundgedanke.
Versuche auf dem Gebiet der Windkraft lohnen sich allemal, auch wenn einzig und allein am Schluss nur noch der Spassfaktor am Experimentieren übrig bleibt.
Gruss, Marcel

Hallo Bruno

''Nur denke daran, die Physik lässt sich da nicht überlisten.......''

Keine Sorge, ist mir bewusst, dass die Schwierigkeiten und Probleme einer Selbstbau-WKA ca. im Quadrat zu ihrer Grösse wachsen. Auch sind keine übertriebenen Hoffnungen in den Energieertrag gesetzt.
Ein Wirkungsgrad (Windenergie in mech. Leistung) von 25% wäre ja schon super.
Gruss, Marcel

So, die ideale Profilbasis scheint gefunden zu sein. Eines von der NREL
(National Renewable Energy Laboratory), ein S 823. Ein getestes und empfohlenes Eppler Keulenprofil das für Flügelhöhen bis 2 Meter empfohlen wird. Die Schnelllaufzahl liegt um die 3 bei 4 m/s.
Als letzter Versuch in Sachen Flügelprofile werde ich noch ein Clark Y auf ca. 20% verdicken und ausprobieren. Wegen der super einfachen Formgebung die das Clark Y bietet, wäre es ein Riesenhit, wenn ein annähernd gutes Resultat heraus kommt.





Gruss Marcel

Hallo Forum,

ich habe auch eine aussergewoehnliche Idee, die ich gerne Ihrer Kritik aussetzen wuerde.

Gruss aus Polen
Adalbert

Hallo Wojtek
Erstmal mein Respekt zu Deiner Einstellung und den Mut zu einer Grundidee, die durchaus Hand und Fuss haben könnte. Die Kolben eines Verbrennungsmotors arbeiten ja ähnlich (auf und ab) und bringen eine Welle ins Rotieren. Warum nicht bei einer WKA auch? Super!
G. Marcel

Hallo Thaxx,

danke für Deine Bemerkungen/Einwände.

Ich sehe es so:
zu 1. Eine Pendelbewgung ist meiner Meinung nach die effizienste Methode für die Uebertragung von der mechanischen Energie. Der Otto-Motor ist ein guter Beispiel. Ottomotor ist eindeutiger Sieger gegen Wankelmotor im Rennen um den Wirkungsgrad.

zu 2. Da bin voll einverstanden.

zu 3. Nicht unbedingt. Ich kann es mir auch folgende Konstruktion vorstellen: Die Hauptachse horizontal und an beiden Enden unterstützt.

zu 4. Ich würde es eher als einen Vorteil sehen wenn das Ganze auch ein Schwungrad hätte. Siehe auch Pkt.1

Gruss
Wojtek

Hallo Pleiades,

Was sind eigentlich Verluste? Darunter verstehe ich solche Energieumwandlungen die die Entropie wachsen laesst (z.B. : kinetische Energie zu Waerme durch Reibung). Solange die Konstruktion es verhindert finden keine Verluste statt und dabei spielt es keine Rolle ob wir mit einer Pendel- oder Kreisbewegung zu tun haben.

Die beigefuegte Zeichnung soll erklaeren was ich gemeint hatte mit der horizontalen Lage.

Zusammenfassend viel haengt von unserer Disskusion ab, wann ich ein Testmodell baue.

Gruss
Wojtek