Windkanal

Fragen zu Pfeilen zum Bogenschiessen. Keine Fragen zum Pfeilbau.
Trebron
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RE:

Beitrag von Trebron »

Original geschrieben von Negley

Trebron, alter Schnauzer- ein Flugzeugflügel ist was ganz Anderes.

1) Beim Flugzeug ermöglichen die Flügel das fliegen - Gleiteigenschaften - ein Pfeil fliegt auch ohne Federn

2) Beim Flugzeug sitzt der Antrieb oft auf den Flügeln - beim Pfeil = Antrieb nur hinten.3) Gründe die ich nicht weiß
4) Gründe die ich nicht weiß

Einen Pfeil kannst Du eher mit einer Rakete vergleichen - oder vielleicht mit einer Bombe oder Werfergranate
da sind die Flügel auch hinten...:D :D :D
Und ein Segler :o
Das mit Rakete ist schon richtig, ich weiß es ja ach nicht, bin ja kein Physiker, deshalb ja meine Fragen:-(


Ich geh jetz basteln, bis morgen

Trebron
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Wurzelpeter
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Flugzeug

Beitrag von Wurzelpeter »

Also bei den Flugzeugen kenn ich auch welche, die nur vorne einen Propeller haben oder die etwas neueren Passagiermaschinen, die hinten am Heck zusätzliche Turbinen haben. Bei Flugzeugen würde ich nur drauf achten, dass der Antrieb so zum Schwerpunkt liegt, dass keine Drehbewegungen erzwungen werden.

Beim Pfeil ist das alles garnicht so relevant. Wenn der erstmal den Bogen verlassen hat gibt es keinen Antrieb mehr. Hier wird nur noch gebremst und es gilt das gleiche Prinzip wie oben beim Flugzeug. Solange der bremsende Teil hinterm Schwerpunkt liegt, wird sich da nichts überschlagen. Der Vergleich mit dem LKW von Negley trifft das auf den Punkt. Ein anderes Beispiel wäre ein Fallschirm.

Was ich bisher immer probieren wollte, ist ein Pfeil komplett ohne Federn, dafür aber mit 'nem Wollfussel als Bremse. Einige Luftdruckgeschosse funktionieren ja auch so (ich denke jetzt ans Blasrohr).
Schönes Thema - weitermachen! :D

Steffen
Der Grund f?r den Anlass war letztlich die Ursache f?r den Ausl?ser.
Trebron
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Hat keiner

Beitrag von Trebron »

eine Idee, wie man den Luftstrom um den Pfeil sichtbar machen kann ?

Mit ner dicken Zigarre, tiefff inhalieren und durch den Fön blasen wird ja nicht gehen:wueste :D

Wo sind den die Inscheniöre:D :D ?

Trebron
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Karl-Heinz

Beitrag von Karl-Heinz »

Hallo Leute,

@Treborn
"Wo sind den die Inscheniöre"
Hier....aber das hat ja nicht unbedingt was damit zu tun ob man was und vorallendingen wie man was weiß?

@Negley
Der Vergleich mit mit einem LKW-zug finde ich sehr gewagt und auch bei einem Flugzeug dient der Tragflügel dazu Auftrieb zu erzeugen.

Ich arbeite in der Autoindustrie und kann allen versichern das es nicht möglich sein wird Tests in einem Windkanal zu machen, die Kosten für einen Versuch kann man sich als "Normalbürger" nicht wirklich vorstellen. Zur Info, es gibt Formel 1 Teams die keinen Windkanal haben.
Der Luftwiederstand ist in erster Linie vom cw-Wert und der Stirnfläche abhängig, da diese aber sehr gering einzuschätzen sind im Bezug auf die von den Seiten (durch die Federstruktur) nach oben geführte Strömung inkl. des an den Kanten entstehenden Abrisses, ist das Thema mehr als kompliziert.
Sollten die Federn noch mit Drall versehen sein dann erst recht.
Wenn ich Montag wieder im Büro bin, werde ich (sofern Zeit ist) ein paar Bilder mit ein wenig Zahlen zu erstellen, um das etwas näher zu erleutern.

Gruß
K-H
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Pictor Lucis
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Beitrag von Pictor Lucis »

*meineLeertasteistKaputt* ein Windkanal ist in der Autostadt Golfsburg in dem Unterrichts und Experimentiersaal.

Ein Fön dürfte zu viele Wirbel selbst machen.

GibtsamHauskeineEcke,an der es immer Zieht?

Dann noch ein paarRäucherstäbchen und fertig ist dein Windkanal :D

Jetzt istes aber so,das sichder Pfeil mit ? 1300 ? U/min dreht. (steht auch irgendwo in diesem Forum)
also Spitze in die Bohrmaschine. DerPfeil sollte dann aber nicht zu lang sein !!!!


Gruß

Lutz
»Arbeite, als bräuchtest du kein Geld; liebe, als wärst du nie verletzt worden; tanze, als würde niemand zuschauen; schieße, als hättest du nie einen Pfeil verloren.«
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Peter O. Stecher
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Beitrag von Peter O. Stecher »

Der Vergleich mit dem LKW-Zug trifft in diesem Falle exakt zu. Es geht darum - wo soll ich die Bremse/Federn anbringen um die beste und für den Pfeilflug idealste Bremswirkung zu erhalten. Das ist soweit hinten wie möglich!!!

Wenn ein Flugzeug einen Frontmotoer hat, ist klar das es sich gerade hält . vorn wird gezogen - der Rest des Flugzeugs wird nachgezogen...

Denke man sich doch eine Rakete die vorne die Flügel hätte und hinten angertieben wird - würde einen großen Bogen fliegen, wahrscheinlich...
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Ravenheart
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RE: RE:

Beitrag von Ravenheart »

Original geschrieben von Negley

2) Beim Flugzeug sitzt der Antrieb oft auf den Flügeln - beim Pfeil = Antrieb nur hinten.
Nicht doch! Das gilt NUR für die Abschussphase!

So bald der Schub der Sehne aufhört (und DAS ist ja die Phase, auf die es ankommt!!), liegt der "Antrieb" im Massenschwerpunkt, also etwas "vorderhalb" der Mitte!

(Nette Wortschöpfung, was, hihi...)

Rabe
Karl-Heinz

Beitrag von Karl-Heinz »

@Negley
"2) Beim Flugzeug sitzt der Antrieb oft auf den Flügeln - beim Pfeil = Antrieb nur hinten."
Hallo...der Pfeil hat kein Antrieb sondern "nur" kinetische Energie.
Ein LKW-Zug bremst nicht hinten zuerst, da die hinterachse(en) die seitenführung übernehmen und daher ein drehen um die Hochachse sehr wahrscheinlich ist. Überteibungen machen das leichter verständlich z.B. Wenn bei einem PKW die Hinterachse blockiert oder kurz davor ist dreht sich das Fahrzeug. Wenn die Vorderachse blockiert rutscht das Fahrzeug in der "letzten" Richtung weiter, meist also geradeaus.
Das mit dem Flugzeugfrontmotor ist Blödsinn, wenn der Antrieb auf der Schwerachse liegt ist es egal ob vorne "gezogen" oder hinten "geschoben" wird.
Es ist schade wenn Menschen mit Physikalischem Halbwissen argumentieren und dann auch ( Das ist soweit hinten wie möglich!!!) noch keine anderen Beschreibungsversuchen zugänglich sind.

Zum Thema zurück "Eine Biene hat eine Flügelfläche von ca.3,8 cm² bei einem Anstellwinkel von ca. 17°. Nach den Gesetzen der Aerodynamik kann sie nicht fleigen!!!"
Anscheinend weiß Sie es nicht.

Die dynamischen Zusammenhänge des Pfeilflugen zu berechnen ist nahezu unmöglich, selbst wenn es nährungsweise stimmig sein sollte ist die bestätigung in der Praxis so Fehlerbehaftet, daß ein theoretisches Modell nicht nachvollziehbar sein wird.

Gruß
K-H

P.S. Für die, die etwas auffrischen wollen.
Link

[royalblue](edit: überlangen Link verkürzt! Rabe)[/royalblue]
tomtux
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Beitrag von tomtux »

der vergleich eines pfeils mit einem flugzeug ist meines erachtens sinnlos, ein skispringer hat 10x mehr ähnlichkeit mit einem segelflugzeug als ein pfeil.

einen pfeil im windkanal zu untersuchen wird meiner meinung nach nicht einmal optisch etwas bringen, da sind ziemlich sicher nur verwirbelungen zu sehen.

in welcher flugphase soll sich der pfeil denn befinden?
gleich nach dem abschuss schwingt jeder pfeil derart, dass es ziemlich unmöglich sein dürfte das experimentell nachzustellen.

aerodynamische feinheiten wie gebarrelte schäfte bringen vermutlich nur bei reinen flightpfeilen etwas, sonst gilt die alte regel: weniger querschnitt, weniger wiederstand.
das gilt auch für den drall, weil ja die anstellung der federn in die querschnittsfläche eingeht.
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Peter O. Stecher
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Beitrag von Peter O. Stecher »

Beim LKW-Zug bremsen die hinteren Achsen geringfügig früher als die vorderen - das stimmt 100% beim LKW-Zug ist das Gewicht im Auflieger/Anhänger. Wenn also das Zugfahrzeug gleichzeitig mit den hinteren Achsen des Aufliegers bremsen würde, tät dieser die Zugmaschine "überholen" u./o. sich querstellen. Das lässt sich mit einen Fahrrad z.B. gut demonstrieren (Vorder/Hinterbremse). Es hat natürlich auch viel mit der Gewichtsverteilung zu tun...

Und das mit dem Flugzeug ist weit vielschichtiger als wir/ich hier wahrscheinlich wissen. Sicher ist das ein Flugzeug die Flügel aus anderen Gründen hat als ein Pfeil Federn.Keinesfalls ist ein Pfeil mit einem Flugzeug vergleichbar !!

Mir ist auch klar dass der Pfeil nur beim Abschuss beschleunigt wird und dann im Schwerpunktbereich die übernommene Energie "sitzt".

Trotz Negleys Halbwissens : Die Federn am Pfeil sollen so weit hinten wie möglich bremsen - das ist so und das ist der Sinn der Federn (abgesehen von der Rotation) - PUNKT !!!
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LaCroix
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Beitrag von LaCroix »

Sooo, als ehemaliger Raketenmodellbauer werfe ich jetz mal ein Stichwort in die Diskussion...

Barrowman

Dieser herr hat die Flugstabilität wissenschaftlich erforscht.

Auf den Punkt gebracht:

Es ist völlig wurscht, wo der Schwerpunkt des Flugkörpers ist, solange der DRUCKPUNKT( Hauptwirkpunkt aller aerodynamischen Widerstände) 1-2 "Kaliber" ( = Durchmesser des Flugkörperrumpfes) hinter dem Schwerpunkt ist.

Die Raketenmodellbauer haben nämlich bis auf die Kräfte, die da walten, ganz genau das selbe Problem...

zu kleine Federn/Flossen = Rakete geht auf Irrwege.
Zu große = Rakete bremst zu stark und kann sich dann sogar sobst zerstören und wird ebenfalls vom Wind beeinflusst.

Den Druckpunkt kann man z.B per Schattenrissmethode ermitteln.

Man macht sich einfach aus einem steifen Karton einen Schattenriss des Pfeiles (Spannweite der Federn ist dann natürlich kleiner als 2x Federhöhe plus Schaft). Dies ist dann die Fläche, die der Luftwiderstand "sieht".

Auf diesem Markiet man den Schwerpunkt des echen Pfeils.

Dieses Karton verschiebt man so lange über einer Kante, bis man den Schwerpunt dieses Objekts findet. Das entspricht dan so ziemlich dem Druckpunkt.

Wenn jetzt dieser punkt 1-2 Schaftdurchmesser hinter dem Schwerpunkt liegt, wird der Pfeil sauber fliegen. Ist er näher dran, ist der Pfeil in sich instabil und taumelt leicht.

Ist er höher, tendiert der Pfeil dazu, in den wind zu drehen.( = Wetterhahn - Prinzip)

Es gibt übrigens ganz gute Programme (shareware) z.b "Rocksim", die für raketen gedacht sind, die man aber auch für Pfeilsimulationen verwenden könnte, um die effizienteste Federnform und größe zu erhalten. Man kann da auch schußweiten simulieren, um die Performance der Federformen zu vergleichen.

Ich werd mal etwas rumspielen...

Ich könnte mich ja mal spielen, und das
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Trebron
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Wissenschaft für sich

Beitrag von Trebron »

Das mit dem Pfeilfug ist wohl doch eine Wissenschaft für sich:-(
und ich hab da wieder was in den Raum gestellt:D

Dann bleib mal an der Feder, Dr. LaCroix:D

Ich hab zwar im Moment den Unterschied zwischen Druckpunkt und Schwerpunkt noch nicht begriffen:o , aber ich werde noch dahintersteigen. Es bleibt jedenfalls spannend.

Gruß

Trebron
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LaCroix
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Beitrag von LaCroix »

kommt dann raus :D

Bild

Vorne der Schwerpunkt, hinten der Druckpunkt.
125 grain spitze, Kiefernschaft 5/16, 3x Shield 4" und 1 cm hoch. 24 gramm Pfeilgewicht. Hier ist der Pfeil mit 42 "Kalibern" differenz stark überstabil. (dazu später)

Der Druckpunkt ist der Punkt , an dem die Luft den "Hebel" ansetzt, um den Schwerpunkt dreht sich das Objekt im flug.

Wenn jetzt der pfeil fliegt, haben wir ca 150 km/h wind... der kommt überwiegend von vorne, und schiebt sozusagen den Druckpunkt in eine Linie zum Schwerpunkt. Wie ein Wetterhahn eben.

Wenn der druckpunkt nun VOR dem Schwerpunkt ist (Boomerang-Pfeil) dan schaukelt sich das auf bis hin zur wende des Pfeils.

Je weiter der Druckpunkt hinter den Schwerpunkt liegt, desto schneller stabilisiert sich der Körper, weil die Hebelkräfte größer werden.

Ist der Pfeil weniger als 1 Kaliber stabil, neigt er zu korkenziehertaumeln/aufschwingen.

Ab 2 kalibern ist er relativ stabil, ab 5-10 kalibern ist er überstabil und neigt dazu, sich in die Windrichtung hineinzudrehen.

Es wird einfach die Windrichtung und geschwindigkeit mit der Schußrichtung und Pfeilgeschwindigkeit vektoraddiert und somit ergibt es sich, das ein Pfeil bei Seitenwind über längere distanz seitlich abweicht. ebenfalls Wetterhahneffekt.

natürlich wirkt sich das bei langer Flugbahn immer stärker aus, weil die Pfeilgeschwindigkeit ja sinkt, und somit der winkel immer größer wird.

Deswegen funktioniert der Boomerangpfeil bei gegenwind ja auch...

Er hat federn vorne und hinten, ist somit instabil... dadurch dreht er irgendwann um, hat dann Rückenwind, der die relative geschwindigkeit in der luft reduziert und bei langsamem Flug sogar negiert. So wie der Pfeil also eine langsamere Geschwindigkeit als die Windgeschwindigkeit erreicht, fliegt er aerodynamisch gesehen Rückwärts und wird dann geradaus weiterfliegen... zurück zum schützen. :D

Übrigens ist zwischen Saubuckel und Shiel kaum ein größer unterschied (6,13 m Flughöhe für Shield gegen 6,12 m beim Saubuckel)in der Bremswirkung, wenn sie gleich hoch sind, Saubuckel ist ein wenig instabiler (nur 34 kaliber), was die Trefferlage bei Wind (Bogenreiten hat immer seitenwind :D ) verbessert.

Das Düsterwald/Gil-Galad Federnprofil (H.d. Ringe) ist aber laut Simulation genauso stabil wie Saubuckel, aber deutlich schneller (6,17 meter Flughöhe in der Simulation mit kleinstmotor).
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Trebron
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Immer noch verwirrt

Beitrag von Trebron »

Hm, ich beschreibe mal meinen Pfeil:

11/32"Kiefer, 29“ lang.
So gebarrelt, dass der größte Durchmesser bei 1/3 Länge vorn ist.
100grain Spitze.
Befiederung: 5“ Saubuckel, 15mm hoch, von hinten um 1“ gekappt, also ein „bisschen“ indanstile .
Der Schwerpunkt liegt gut 2“ vor der Pfeilmitte.

Dr. LaCroix, wie siehst Du diesen Pfeil in Deiner Formel ?

Neugierige Grüße

Trebron
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Beitrag von LaCroix »

Stabilität ist beim Saubuckel mit normalschaft 11/32 ca 35.5,

Dein Pfeil hat ca 34 kaliber.

Allerdings ist die Höhenänderung drastisch, ein normalschaft mit Saubuckel käme nur auf 5,79m , dein getaperter/trebronstyle auf 6,48 meter.

Liegt sicher am Gewichtsunterschied, (ca. 1,5 gramm bei den Daten hier im Programm), was bei raketen je ziemlich wichtig ist. :D

Daher habe ich mal einzeln nachvollzogen...

Federnform. Ein Normalschaft mit deiner Feder hatte 5,81 meter Flughöhe, also ist die Feder sicher besser (siehe vergleich Shield/Saubuckel)

Allgemein kann man sagen, das spitze, nach hinten zulaufende Federn ideal sind. besonders, wenn sie lange flach bleiben, und erst am ende Hochkommen. Auf kurze distanz stabilisieren diese halt schlechter, aber die Reichweite wird erhöht.

Habe auch getestet mit Normalschaft und gebarreltem Schaft, bei dem ich durch eine Gewichts korrektur das gleiche Gewicht angesetzt habe.

Das Ergebnis waren satte 6 cm mehr Höhe.

Die aerodynamik eines gebarrelten Pfeils ist demnach deutlich besser als eines Normalen.

Barreling:
Ein Schaft, der von beiden enden gleich gebarrelt ist, käme auf ~6,5 meter, ein auf 1/3zu2/3 gebarrelter Schaft ist von der areodynamik ungefähr gleich, wenn man von der gewichtsersparnis absieht. (0,5 gramm zu einem Normalgebarreltem.)
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