Test: asymetrisches Vorflügelprofil auf dem Prüfstand

[jb79]

Ah, jetzt versteh ich was du vorhast.
Ob das jetzt wirklich den großen Fortschritt bringt glaub ich erst wenn ich es sehe. Vermute mal, daß die Auswirkungen sich eher im Bereich der Meßtoleranz abspielen werden.
Finde es immer wieder bemerkenswert, wieviel Zeit und Geld du in das Projekt investierst, alle Achtung!

[Carl von Canstein]

Hallo jb79 und Bernd!
Was Tobi da mit dem Nacaprofil gemacht hat ist schon toll weitergedacht!
Ich finde es auch konsequent, wenn Bernd versucht, das Letzte aus unserem Profil herauszuholen! Man muss bedenken, dass ein Windrad eine Langzeitinvestition sein kann, bei der Bruchteile von Prozenten mehr Energieertrag ueber die Jahre hinweg sehr viel ausmachen koennen. Wir muessen nur zusehen, dass wir Bernd dann auch bei der Konstruktion gute Tipps geben weil es die Statik ist, die einer der noch nicht weit entwickelten Faktoren zum wertigen Bau des Windrades ist!
Was Bernd sich jetzt an Know How verschafft und auch uns hier zur Verfuegung stellt ist mit Gold nicht mehr aufzuwiegen!
Gruss, Carl

[Tobi]

Hallo Bernd,

Meinst Du vielleicht sowas hier:



Das hatte ich mir mal ausgedacht, um die Geschwindigkeit des spitzen Vorflügels
mit den Leistungen der des Runden zu kreuzen. Das Ergebnis hat von Beiden
etwas (Mendel läßt grüßen).

Widerspricht natürlich dem Anspruch des möglichst einfachen Aufbaus des Rotors,
aber wie Carl schon sagt ist jedes Prozent Gewinn wichtig.
Ganz abgesehen kann nun auch kein Oberschlauberger mehr die Form zum Patentamt
schleppen, der Drops is gelutscht.

Der Bau ist natürlich nicht mehr ganz so einfach wenn man Profiltreue gewährleisten
will. Ich könnte aber eine Negativform fräsen und da drin mit Glasgewebe und Furnier
eine Art GfK-Sperrholz Laminat herstellen. Das dann auf einen vorhandenen runden
Vorflügel kleben und fertig ist die Laube.

Gruß
Tobias

[Bernd]

Finde es immer wieder bemerkenswert, wieviel Zeit und Geld du in das Projekt investierst, alle Achtung!

Danke Jürgen, dein Einsatz ist aber auch sehr lobenswert, sowohl hier in unseren Windforum
als auch im WLAN-Forum, das möchte ich auch mal nicht unerwähnt lassen.

Beim Tüfteln bin ich eher Pragmatiker. Wenn ich mir nur Bruchteile von Prozenten
erhoffen würde, dann würde ich den Versuch erst gar nicht beginnen. Ich glaube das
eine windschnittigere, oder sagen wir bessser eine "optimaler abgewandelte" Form als die
bisherige auch deutlichere Vorteile bringen kann als im Bereich von Meßtoleranzen.
Wir können ja mal Tips abgeben wieviel der Flügel dann besser ist als der symetrische
des letzten Tests. Ich selber tippe auf etwa 5 - 7 % Mehrleistung und 10% höhere Drehzahl.

Gleichzeitig könnte es aber auch sein, das unser Flügelprofil vielleicht schon optimaler
ist als wir glauben. Ich würde mich aber sehr gerne vom Gegenteil überzeugen lassen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Boah Tobi war schneller, man das sieht gut aus ! Allerdings ist es nur zum Teil das was ich/wir
meinten. Der runde Innenvorflügel ist genau das was wir meinten und war so auch im dem
Einflügeltestmodell "gläserner Flügel" verbaut. Der eigentliche Vorflügel ist in deiner Abbildung aber
nur einfach auf das Leitblech gesetzt und liegt nicht auf der Rotorumfangkreisbahn sondern
sitzt rein tangential zur Rotorachse. Zum einen müsste er erstmal dem Rotoraussenumfang folgen,
also seine Spitze müsste auf der Kreisbahn liegen, und zum anderen wollte ich, ähnlich wie schon das
Leitblech oder wie in deiner Abbildung des NACA Profils, den Vorflügel auch durch den Rotorradius verformen.

Der "doppelte" Aufbau des Vorflügels mit halbrunden Innenteil und "aerodynamischen" Vorderteil
muss nicht zwangsläufig sehr aufwändig geraten. Den Innenteil kann man z.B. gut aus handelsüblichen
Kunstoffrohren, z.B. die weissen für Küchenabluft, gestalten. Genau so ist es bein Modell "gläserner"
Einflügler der Fall, den man in den zwei folgenden Bildern sehen kann:





Diese leichten Rohre gibt es bis 15cm Durchmesser = passend bis max. ca. 1,5m
Rotordurchmesser. Auf diesem halbrunden Innenteil kann man sehr einfach die "Nase" des Vorflügels anbringen.
Tobi du hast natürlich geniale Möglichkeiten Dir Formen für die Profile anzufertigen, die hätte ich
auch gerne mal. Tatsächlich wäre es aber sicher eine gute Option den Vorflügel aus GFK zu fertigen.
Es ist aber noch nicht raus ob sich ein halbrundes Innenteil im Vorflügel energetisch überhaupt lohnt,
statisch trägt es ganz sicher zu einer Versteifung der gesamten Konstruktion bei, insofern kann das Ding
alleine schon wegen der besseren Statik von Vorteil sein.

EDIT:
Beim reinkopieren der Bilder schaute ich nochmal auf meine eigene Messung mit dem gläsernen
Modell und musste feststellen, das dieser Flügel trotz ca. 2cm geringerer Abmasse in Höhe und Tiefe
sowie 2cm schmaleren Vorflügel als das Testmuster von Marcel eine etwas höhere Leistung sowie eine
deutlich höhere Drehzahl erzeugte (139 U/min Leerlaufdrehzahl !). Ich glaube das die gute Leistung
eigentlich nur an der recht spitzen Form des (sogar etwas schmaleren) Vorflügels liegen kann.
Die ca. 2cm weniger Vorflügelbreite des gläsernen sollten sich nach unseren bisherigen Erkenntnissen
keineswegs positiv auf die Nutzleistung auswirken, daher sollte die gute Leistung des gläsernen (ca. 5%
Mehrleistung trotz geringerer Dimensionen) also nicht stammen. Eigentlich sollte der gläserne sogar
eine geringere Leistung aufweisen als das schöne Modell von Marcel.

Oder liegt es (auch) an dem halbrunden, und damit strömungsgünstigeren, Innenteil des Vorflügels ?
Uuuhhh da gibt es vielleicht noch Potential, das muss getestet werden.

Grüsse

Bernd

[Tobi]

Der eigentliche Vorflügel ist in deiner Abbildung aber
nur einfach auf das Leitblech gesetzt und liegt nicht auf der Rotorumfangkreisbahn sondern
sitzt rein tangential zur Rotorachse. Zum einen müsste er erstmal dem Rotoraussenumfang folgen,
also seine Spitze müsste auf der Kreisbahn liegen, und zum anderen wollte ich, ähnlich wie schon das
Leitblech oder wie in deiner Abbildung des NACA Profil, den Vorflügel auch durch den Rotorradius verformen.

Mano Bernd,

Du siehst aber auch alles. dann wirst Du auch sehen das die Nase immer noch nicht verformt
ist, aber jetzt issie ausgerichtet. Ich hatte auch daran gedacht das über eine art Halbrohr zu
stülpen. Zum testen ideal um einen direkten Vergleich zu haben.



Ich bin jetzt mal ein paar Stunden unterwegs, wenn ihr euch über die Abmessungen und Proportionen
einigen würdet seh ich mal zu das ich dann so einen Vorflügel hingefrickelt bekomme.

Gruß
Tobias

[Bernd]

Ja das sieht schonmal sehr gut aus. Dadurch das du anscheinend erstmal nur den parabelförmigen
Teil des Vorflügels versetzt hast und der halbrunde gleich blieb, ist sogar schon ansatzweise eine
radiale "Verformung" des gesamten Vorflügels entstanden, unter Umständen reicht das schon.

Tobi kannst du nicht trotzdem noch mal den ganzen Vorflügel durch dein Programm im Kreisradius
"biegen", so wie du es beim NACA Profil gemacht hast ? Der halbrunde Teil kann ja so bleiben, aber
vielleicht kann man den vorderen Teil so formen wie im NACA Bild. Ansonsten entspricht deine Abbildung
ziemlich genau dem, was mir derzeit so vorschwebt.
Auch die Tragarme, deren pägendes stylistisches Element die gleichförmigen Radien und die Symetrie
ist, gefallen mir optisch sehr gut.

Grüsse

Bernd

[sfktrk]

Hallo zusammen

seit einiger Zeit lese ich ab und zu in Eurem Forum und finde es sehr interessant, wie man teilweise fanatisch - ohne sich praktisch zu kennen - an einer Sache tüftelt. Ich halte es für eine gute Sache. Ob man will oder nicht, wenn man die Beiträge verfolgt, fängt man automatisch an mitzudenken.
Wenn ich es richtig verstehe (wovon man nicht unbedingt ausgehen sollte), hat der Vorflügel die Aufgaben einerseits eine gute Angriffsfläche für den Wind zu bieten, andererseits in Gegenrichtung möglichst aerodynamisch wenig Widerstand entgegenzusetzen. Alle Eure Aktivitäten (habe aber noch nicht alles gelesen) konzentrieren sich z.Zt. auf die Gestaltung des Flügels. Habt Ihr schon mal darüber nachgedacht, den Wind vor dem Windrad "entsprechend zu formen". Evtl. kann man mit Windleitblechen die Gegenstromseite abdecken, so dass die Flügel in Gegenrichtung wenig Widerstand erfahren und in Antriebsrichtung die Strömung noch verstärkt wird. Ich kann mir vorstellen, dass da Einwände kommen, da das Windrad ja von der Windrichtung unabhängig sein soll. Ich könnte mir aber vorstellen, diese Leitbleche der Windrichtung entsprechend zu steuern.
Falls darüber schon nachgedacht wurde, oder es Gründe gibt, die dagegensprechen, dann vergesst es einfach - ist halt nur eine Idee. Wahrscheinlich werde ich nicht mit sehr vielen Beiträgen glänzen, werde die Geschichte aber sicher verfolgen.

Gruß, sfktrk

[jb79]

Hallo und willkommen bei und engagierten Denkern und Bastlern!

Die Idee, Windleitbleche rund um das Windrad anzuordnen wurde glaub ich vor 1 oder 2 Wochen schon mal irgendwo diskutiert.
Prinzipiell sicher keine schlechte Idee, allerdings hat jemand (ich glaube Carl war es) Bedenken geäußert, daß durch die Leitbleche ein nicht unerheblicher Teil des Windes einfach einen Bogen um die Konstruktion machen würde und dann viel weniger Wind zum "ernten" übrigbleibt als vorher, womit im Endeffekt auch bei besserer Anströmung weniger rauskommt als ohne Leitbleche.
Was noch dagegenspricht ist ein höherer Bauaufwand (wollen die Konstruktion eigentlich einfach halten) und größerer Platzbedarf.

Vorteile hätte es aber wohl auch, so bieten die Leitbleche dem Roto Schutz vor herumfliegenden Teilen bei starkem Wind (z.B. kleine Äste) und könnten in verstellbarer Form sogar als eine Art Regelung (und eventuell auch zur Nutzung bei sehr sehr starkem Wind) verwendet werden. Das wäre dann aber schon ein ziemlich großer Bauaufwand der sich wohl nur bei einem großen Rotor rechnen würde.

[Bernd]

Das mit Leitblechen weniger Energie zu ernten wäre als ohne glaube ich persönlich nicht. Das
wäre dann vermutlich schon ein Extremfall.
Allerdings wird ein vergrösserter Rotor vermutlich mehr bringen als ihn mit Statorleitblechen
gleichen Durchmessers zu umgeben.

Ich selber sehe da auch immer den optischen Eindruck den so ein Windrad darstellt. Es gibt
ja tatsächlich einige Konstruktionen die mit diesen Leitblechen ausgestattet sind. Diese Modelle
wirken aber alle sehr massig und dürften wenig Begeisterung in der direkten Nachbarschaft erwecken.
Grundsätzlich funktioniert das aber bestimmt. Ausprobiert hat es von uns bisher noch keiner.

Grüsse

Bernd