Eine RG lernt das Fliegen ( RG goes on Foil )

[hammax]

... so eine "Anstell-Idee" hatte ich auch beim Ringfoil:
Die untere, waagerechte Fläche ist an der Hinterkante V-förmig, symmetrisch
(V nach achtern offen) ausgeschnitten wie eine Schablone aber mit ausgebildeter T-Edge.
Ein Stift oder eine Rolle führt diese Kante => je weiter das Foil nach Lee gefahren wird,
um so größer wird der Anstellwinkel AoA, da der am Deck geführte Foilteil parallel bleibt.

[swiftsoarer]

Hallo zusammen,
ich habe die Erfahrung gemacht, dass eine Winkeleinstellung sehr wichtig ist. Sie muss aber nicht über RC steuerbar sein. Wie sich die Eintauchtiefe auswirkt kann ich noch nicht sagen, ich halte es aber momentan für sinnvoll die beiden Größen getrennt voneinander zu variieren. Das kann sich natürlich mit steigender Erkenntniss ändern
Schöne Grüße,
Johannes

[Shark]

Ahoi zusammen,

ja, der Anstellwinkel des Foils auch der des Stabilisators am Ruder sollte veränderbar sein, das kann ich aus der bisher gemachten Erfahrungen definitiv sagen. Auch die Variation Position des Main-Foils zum Schwerpunkt kann hilfreich sein. Ist die passende "EWD" gefunden hat man schon einen großen Teil geschafft und man kommt gut ohne RC-Steuerung der Anstellwinkel aus. RC-Verstellung bringt dann den Vorteil die passende EWD zu ersegeln und das Einsatzspektrum zu erweitern. Das ist mir zum aktuellen Zeitpunkt um erste Erfahrungen zu sammeln aber zu aufwendig / komplex ...

Am letzten Wochenende konnte ich ein wenig weiter experimentieren und Erfahrung sammeln. An Bord hatte ich zum zweiten Mal meinen GPS-Logger von SM-Modellbau und es wurde eine ganze Fahrt lang mit B-Rigg geloggt. Fangen wir mit den letzten paar Minuten an, wo ich das Foil demontiert hatte:

Gesegelt wurden mehr oder weniger die gleichen Kurse (um Halben Wind). Im Mittel sind es dann 4,5 km/h. Die höheren Peaks kommen erfahrungsgemäß aus Passagen vor dem Wind.

Und dann ein repräsentativer Teil mit Foil:

Wenn die RG dann in die normale Flugphase übergeht sind dann gleich mal knapp die doppelte Geschwindigkeit. Wenn es richtig drückt leicht Raumschots auch gut knapp das dreifache und das wiederholbar
Mit so hohen Peaks hätte ich erstmal nicht gerechnet ...

Und dann gibt es noch ein paar neue bewegte Bilder. Video ist zwar etwas länger, zeigt aber sehr gut die aktuellen Performance, grade ab der zweiten Hälfte. Gefüllt sind es unter den richtigen Bedingungen 70-80% Flight-Time.
https://www.youtube.com/watch?v=0xWkSue0oV8

Momentan bin ich der Meinung, dass das aktuelle Foilsetup zu 80-90% ausgereizt ist. Um noch mehr Performance heraus zu holen, müsste ein neues Foil bzw. Boot designt und gebaut werden. Das ganze dann mit einer dritten Funktion um die Fluglange bei Amwind /Raumwind besser kontrollieren zu könne. Das ist mir momentan aber zu zeitintensive und wird daher vertagt. Vielleicht nächsten Winter ...

Was ich noch probieren möchte bevor ich mein Foil abgebe (es hat schone eigentlich einen neuen Besitzer) ist, einmal mit einem noch deutliche leichteren Kiel zu segeln, um zu schauen wie weit man da runter kann bzgl. Gewicht (Stabilität) und benötigter Wind zum Foilen. Material ist soweit vorhanden um das nächstes Wochenende mal schnell zusammen zu schustern. Werde dann entsprechend berichten ...

[Torti]

Moin Patrick, könnte man nicht auf den Kiel halbwegs verzichten?
Nur nen Stummel, um den Flügel zu befestigen und vielleicht 5cm drunter gleich ne leichte Bombe.
Flügel als Möwenflügel ausführen...in etwa. Mit runtergezogenen Wingtips für die Spurstabilität.
Für den Verdrängerzustand hast du bisschen Lateralfläche vom Stummelkiel und den Tips.
Beim foilen brauchst du deutlich weniger Fläche, da die höhere Strömungsgeschwindigkeit die Arbeit übernimmt. Da reichen dann nur die Tips und der Rest des Kiels unter dem Foil.
Der Foil bietet ja auch beim angleiten die nötige Kraft, um das Boot halbwegs aufrecht zu halten.
Ich würde vermuten, dass 300-400g Blei reichen.
Vielleicht auch das Ruder ganz nach hinten setzen für mehr Längsstabilität...

[Shark]

@ Torti
habe deinen Beitrag gelesen, gehe ich aber ein anderes mal drauf ein ...

Am letzten Wochenende gab es noch einen weiteren Test. Mir ist als Leihgabe (Danke an dieser Stelle noch mal dafür) ein kleiner Drache (DF65) zugelaufen um zu schauen ob man ihn nicht auch mit ein paar Flügeln in die Lüfte bekommt. Um ihn entsprechend auszurüsten wurden eine Ersatz Kiel-/Mastbox und Ruder besorgt. Beide Sachen gibt es für einen schmalen Taler und man kann immer wieder schnell den original Zustand herstellen. Mit Fusion 360 waren dann schnell ein passender Foilhalter und und Stabilizier konstruiert und gedruckt.
Der Stabilizier ist mit einer kleinen M2 Gewindeschraube befestigt. Dafür ist das Ruder der DF65 dick genug, gegenüber der sonst gängigen sehr schlanken RG Ruder.
Der Halter ist mittels zwei M3 Schrauben an die Fin-Box geschraubt, an derer Innenseite zwei entsprechende Mutter geklebt sind. Ohne Foil verschließt man die beiden Löcher dann einfach mit einen Stück Tape. Fürs Foil hat der Halter entsprechende M3 Einschmelzhülsen aus Messing bekommen.

Ein paar Wings stehen einem Drachen von Natur aus gar nicht so schlecht ...

Bei der ersten Ausfahrt wurde sehr schnell klar, wie ich es auch schon vermutet hatte, eine DF65 abheben zu lassen, wird nicht einfach. Aber so schnell wird nicht aufgegeben. Also erstmal den AoA des Foils erhöht. Damit waren dann erste Hüpfer sichtbar aber auch nicht mehr ...

Wieder zu Hause wurde dann erst einmal die Waage und Gliedermaßstab raus geholt um sich ein paar Hausnummer zu holen. Resultat segelfertig mit Foil:

Orka MKII 970g
DF65 1425g

Dabei liegt der Schwerpunkt so hoch beim Drachen, das trotz des deutlich höheren Gewichts die Stabilität maximal gleich wenn nicht sogar etwas schlechter ist ...
Der zweite Schock kam dann als ich die Stromversorgung (4AA Batterien) auf der Waage hatte, knapp über 100g
Also schnell mal ein kleines 1,5A BEC und einen 2s 300mAh Lipo herausgesucht. Das spart gleich mal 80g ein und da die Batterie über der Wasserline ich gewinnt man ehr etwas Stabilität, als dass man sie verliert. Einen Quantensprung ist durch diese Maßnahme zwar nicht zu erwarten, aber auch Kleinvieh macht Mist.

So ging es dann wieder aufs Wasser und siehe da mit genug Ausdauer, Fingerspitzengefühl und etwas Glück fliegt der Drache jetzt auch über mehrere Meter.

https://www.youtube.com/watch?v=8_lnmbrTxnM
https://www.youtube.com/watch?v=OBinFSbXvMA

Die meiste Zeit verbringt man jedoch auf die optimalen Bedingungen zu warten bzw. abzupassen und wieder auf die Ausgangshöhe für neue Versuche zurück zu kreuzen. Das Windfenster wo es funktioniert ist gegenüber meiner RG sehr schmal. Etwas zu wenig bleibt der Drachen nicht in der Luft oder hebt erst gar nicht ab. Etwas zu viel ist die Krängung zu groß und das Foil liefert mehr Querkraft in die falsche Richtung als Auftrieb. Abrupte Windböen sind auch nicht wirklich förderlich.
Wenn man es doch mal in die Luft geschafft hat geht auch nicht mehr wie halber Wind bzw. Raumschots. Man verliert also immer Höhe. Was ich auch sehr schwierig fand, ist die Feinfühligkeit an der originalen Steuerung (Segelverstellung und auch Ruder) und auch die die Stellgeschwindigkeit der Winde ist mehr zum gemütlichen zuschauen als zum schnell reagieren ...

Aber immerhin der Drachen fliegt. Womit man jetzt noch ein bisschen spielen könnte um die Sache zu verbessern, ist der Segeltrimm (da bin ich meist zu faul zu), Profilierte Bahnsegel oder auch ggf. mal ein Swingrigg. Könnte mir durchaus vorstellen, das ein Swingrigg (als drehbare Flügel betrachtet) doch auch da Performancevorteile hat gegenüber einem Konventionellen Rigg. Aber das darf der Eigentümer dann selbst austesten ...

Oder man designt noch mal eine extra high Lift Foil ...

Gruß,
Patrick

[hammax]

... hi Patrick,
ich habe mir erlaubt deine Foiling-Speed Grafik
auf seglerrelevante Zahlen nachzubessern.
https://de.wikipedia.org/wiki/Relingslogge

flotter Kahn

[Shark]

Moin Patrick, könnte man nicht auf den Kiel halbwegs verzichten?
Nur nen Stummel, um den Flügel zu befestigen und vielleicht 5cm drunter gleich ne leichte Bombe.
Flügel als Möwenflügel ausführen...in etwa. Mit runtergezogenen Wingtips für die Spurstabilität.
Für den Verdrängerzustand hast du bisschen Lateralfläche vom Stummelkiel und den Tips.
Beim foilen brauchst du deutlich weniger Fläche, da die höhere Strömungsgeschwindigkeit die Arbeit übernimmt. Da reichen dann nur die Tips und der Rest des Kiels unter dem Foil.
Der Foil bietet ja auch beim angleiten die nötige Kraft, um das Boot halbwegs aufrecht zu halten.
Ich würde vermuten, dass 300-400g Blei reichen.
Vielleicht auch das Ruder ganz nach hinten setzen für mehr Längsstabilität...

Moin Torti,

hier mal meine Gedanken zu deinem Vorschlag / Ideen. Fangen wir hinten an:

Ja, je größer der Abstand zwischen Main-Foil und Stabilizer sollte mehr Ruhe ins Boot bringen. Momentan steht der Stabilizer schon nach hinten über das Ruder hinaus. 1-1,5cm hätte ich noch Spiel um das Ruder nach hinten zu versetzen, danach käme nur noch ein angehängtes Jollenruder in Frage. Wessen man sich aber bewusst sein sollte ist, dass man für am Wind bzw. Raumschots eine andere "EWD" braucht aufgrund der anderen Kraftkomponente bezüglich der Querachse. Ein längerer Hebel hilft da nur bedingt.

Auch das die Lateralfläche bei höheren Geschwindigkeiten prinzipiell kleiner ausfallen kann wäre ich bei dir. Wie fiel kleiner ist halt die Frage. Habe mal grob überschlagen. Mein Foil erhöht in etwa die Stabilität bei 30° Krängung etwa um 100-150%. Demzufolge auch die Querkräfte. Wenn man dann nicht allzu hoch an den Wind möchte kann man da sicherlich reduzieren. Aber grundsätzlich sollte in irgendeiner Form ein Zurückkreuzen in Verdrängerfahrt erhalten bleiben. Lust mein Boot immer von der anderen Seeseite zurückholen zu müssen oder erst gar nicht erst vom Ufer weg zu kommen habe ich da weniger.

Von der Idee Gewicht der Bombe zu reduzieren und gleichzeitig das Schwert zu kürzen halte ich überhaupt nichts. Durch die Gewichtsreduktion verschiebt sich schon der der Gesamtgewichtsschwerpunkt nach oben. Damit wird man gleich doppelt bestraft was die Stabilität angeht, weil sie sich ergibt aus Gewicht mal Hebelarm. Da kürze ich nicht noch 5-15 cm das Schwert. Und das Foil erhöht erst die Stabilität ab einer gewissen Geschwindigkeit, aber wenn ich die mit der statischen Anfangsstabilität nicht erreiche habe ich nichts gewonnen. Das ist halt einer der wesentlichen Unterschiede zwischen Monohull und Multihull Booten.

Interessante Idee mit den Möwenflügeln und den nach unten gezogenen Spitzen. Hast du auch eine Vorstellung wie dann die automatische Flughöhenkontrolle bei unterscheidlichen Geschwindigkeiten funktionieren kann ? Das sehe ich nur durch eine ähnliche Foilkonstruktion wie bei der Figaro-3 gegeben mit der Montage des Foils über der normalen Schwimmlage.

Gruß,
Patrick

[Torti]

Moin Patrick,
deine Gedanken kann ich nachvollziehen. Ich habe halt einen komplett anderen Ansatz.
Mir gehts nicht um Höhe knüppeln, sondern um Höhe durch Speed.
Im Moment brauchst du gute bis sehr gute Bedingungen, um abzuheben. Das impliziert aber auch ziemlich Welle und die macht eigentlich alles wieder kaputt. Das ganze Strömungsbild wird zerrissen.
Den Start sehe ich bei dieser Form von Boot sowieso raum/halbwind.
Ich sehe die ganze Geschichte eher bei normalen Bedingungen um die 2-2,5 Bft.
Dafür muss aber das komplette Setup entsprechend leicht ausgeführt sein.
Wenn dazu der raume Start kommt, ist das aufrichtende Moment nicht sooo entscheidend.
In meinem grenzenlosen Optimismus gehe ich einfach davon aus, dass ich beim Einbiegen auf die Kreuz schon so viel Fahrt habe, dass der Foil volle Wirkung erzeugt. Ich bin also mit meinem Rumpf aus dem Wasser und der seitliche Druck des Riggs wird vom breiten Foil aufgefangen. Da der Widerstand von Rumpf und 50 Prozent des Kiels fehlt, werde ich auf der Kreuz natürlich nicht langsamer, sondern halte die Geschwindigkeit.
Man darf ja mal bisschen träumen...
Auch würde ich wahrscheinlich den Foil anders angehen. Ich sehe den Foil eher als zwei verbundene Flächen.
Im Bereich des Rumpfes so wenig wie möglich Fläche, dafür aussen viel Fläche. Im Endeffekt zwei hydrodynamische Stützräder. Durch die Formgebung wäre sogar etwas Höhenkontrolle gegeben, denn irgendwann wird der obere Bereich die Wasseroberfläche durchbrechen und Auftrieb verlieren, absinken und wieder Auftrieb generieren, usw.

3.jpg (5.08 KiB) 3555-mal betrachtet

[Shark]

Hallo Torti,

Danke für die Erläuterung / ergänzende Ausführung. Kann deine Gedankengang bzw. deine Idee nachvollziehen. Die Frage ist halt, wie radikal man mit einem Konzept gehen kann in einem Evolutionsschritt. Ich würde mich da ehr Step by Step rantasten. Halte aber keinen davon ab selbst was umzusetzen und größere Sprünge zu machen.
Von daher bin ich erst mal gespannt was ein leichter "normaler" Kiel so bring. Plane da noch radikaler ran zu gehen wie die von dir genannten 300-400g Bombengewicht. Wobei ich 2-2,5 Bft (5-6kn) schon als sehr wenig fürs foilen halte, mich aber freuen würde wenn man so weit runter kämme. By the way würde ich bei so wenig Wind nur auf Regatten segeln wenn ich muss oder ich für diese Bedingungen was austesten möchte. J4F ehr nicht, da muss schon mindesten 8-9kn angekündigt sein.

Weiß gerade gar nicht bei welchem Wind es bei den Großen los geht mit dem Foilen, Kitefoiler mal ausgenommen, die brauchen da echt super wenig Wind für.

Da wo jetzt erste Erfahrungen vorliegen mit foilenden Modellkielbooten und feststeht, dass es sehr gut funktioniert, würde ich auch die Foilgeometrie anders gestallten. Im nachhinein ist man immer etwas schlauer. Aber für die ersten Schritte da auf einer konservativen Design Seite zu sein, war sicherlich nicht allzu verkehrt. Ab hier kommen dann die Optimierungen und Evolutionsstufen bei den man durchaus schon mal etwas träumen darf ...

Grüße,
Patrick

[andyhoff]

Danke für die vielen interessanten Beiträge hier in den letzten Tagen!
Alles sehr interessant und regt zum nachdenken an

Aber ich bin auch in dieser Sache hin und her gerissen…
Zum einen finde ich das ganze faszinierend. Die Herausforderung ein Boot abheben zu lassen und das weiter zu optimieren reizt mich schon.
Zum anderen habe ich nichtmal alle Videos angeschaut, weil es irgendwie langweilig ist ein Boot immer nur Raumschots Up & Down fliegen zu sehen.
Dann ist da für mich noch die Frage .. wo will man damit hin? Gibt es schon Gedanken eine entsprechende Klasse zu etablieren?