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Erkenntnis-Zuwachs durch Diskussion:
Zum Flachlegen des Bumerangs

 
In der Bumerang Welt Nr. 1/91 machten wir den alten Fehler, das Flachlegen des Bumerangs mit der Erklärung "Flügel 2 durchfliegt verwirbelte Luft und erzeugt weniger Auftrieb" zu begründen. Prompt stellte Leser Uli Lessel die kritische Frage, wie denn dann das Flachlegen symmetrischer Mehrflügler zu erklären sei. Wir konnten keine plausible Antwort geben [ich bin nicht gefragt worden, siehe Seite 10f -gb-], beschlossen aber, alles dranzusetzen, durch Mithilfe unserer Freunde und erneutes Durcharbeiten vorhandener Lektüre das Dilemma zu klären. Wir wußten, daß die Diskussion seit Winter 1990 auch in Ted Baileys "Boomerang Journal" lief; ich bekam schon im April 91 einen Dreiflügler von Fridolin Frost zugeeignet, von dem ich dann im Juni erfuhr, daß er sehr wahrscheinlich ein Ergebnis von Chet Snouffers praktischen Überlegungen war.
 
Zusätzlich übersandte Michael Janke - an eine frühere Diskussion zur Sache erinnernd - das nachfolgend abgebildete Dreiflüglerpaar, das die eindeutige Überprüfung theoretischer Überlegungen erleichtert.
 
Unser Ergebnis als Text:
 
1. Beim Rückkehrflug des Bumerangs wirken
  • eine Präzession 1. Ordnung; sie erklärt die Kreisbahn und
  • eine Präzession 2. Ordnung; sie bedingt das Flachlegen des Bumerangs.
(Übersetzung des Begriffes Präzession: "Vorwanderung", Vorauswanderung", "90º -Vorauswanderung".)
 
2. Die Präzession 2. Ordnung, das Flachlegen also, ist bei Zweiflüglern darin begründet, daß der Druckpunkt eindeutig vor dem Schwerpunkt liegt. Bei symmetrischen Mehrflüglern gilt das gleiche: Bei positiv angestellten Flügeln wandert der Druckkpunkt nach vorn, bis etwa 1/4 der Profiltiefe hinter die Flügelvorderkante. Damit bleibt er vor dem Schwerpunkt. (Beachte: Im Druckpunkt wird der Angriffspunkt für alle Luftkräfte vorgestellt - wie im Schwerpunkt der Angriffspunkt für alle Gewichtskräfte angenommen wird.)
 
Dies hat Chet Snouffer für sich gefunden und in "The Leading Edge" Nr. 50, Juni 1991, veröffentlicht. Wir geben - mit freundlicher Erlaubnis - die entsprechenden Skizzen wieder.
 
Ergebnisse praktisch: Chet Snouffer:


Oben sind drei Variationen von Darnells Superzoy abgebildet.
 
Fig.1: Normaler Umriß
Fig.2: Mit Flügelausladung nach vorn
Fig.3: Mit Flügelausladung nach hinten.
 
In der zweiten Reihe ist jeweils der obere Flügel in der Position des größten Auftriebes dargestellt (Luftströmung trifft Vorderkante mit 90º).
 
In Fig.4 liegt der Druckpunkt 1/4 hinter der Flügelvorderkante. Der Bumerang wird sich flachlegen ("just enough"). Wenn der Druckpunkt vor der Vertikalen liegt, beobachten wir ein deutliches Flachlegen.
 
In Fig.5 liegt der Druckpunkt hinter der Vertikalen; das bedeutet: der Bumerang wird dem Flachlegen widerstreben. Wenn er das tut, behält er erhöhte Geschwindigkeit und bleibt niedrig. Ein ausgezeichneter Fast Catch.
 
In Fig.6 liegt der Druckpunkt wieder vor der Vertikalen und vor dem Schwerpunkt. Der Bumerang legt sich sehr schnell flach. Gut für Consecutive Catch, weil er aufsteigt und herabschwebt. Auch disponiert zum Outside Doubler.
 
Deutlicher noch wird das von Chet Gefundene mit Hilfe eines Dreiflüglerpaares, das Michael Janke mir im Juni übersandte. Ich ordne die Geräte mit der Skizze einmal so ein, wie Chet das getan hat. (Den "neutralen" erhielt ich durch entsprechendes Aufeinanderkleben beider). Mit diesen Drei (normales Flachlegen, langsames bzw. kein Flachlegen oder gar Rechtskurve und schnelles Flachlegen) ist eine große Auswahl der Variationen zur eigenen Erprobung gegeben. Es kommt dadauf an, wieviel Flügelfläche (beim senkrecht stehenden Flügel) vor bzw. hinter dem Schwerpunkt liegt.


Zusammengefaßt: Druckpunkt vor Schwerpunkt: beschleunigt Flachlegen,
 
Druckpunkt hinter Schwerpunkt: verzögert Flachlegen,
 
wenn übereinstimmend: kein Flachlegen.
 
wb
 

Die Diskussion geht weiter!
 
So einfach, lieber Wilhelm, ist es nun auch wieder nicht. Wenn für das Flachlegen nur die Lage des Druckpunktes von Bedeutung ist, dürfte sich ja das Modell nach Fig. 5 gar nicht flachlegen, evtl. sogar aufrichten, oder? Tut er aber nicht! Das Flachlegen muß also noch andere Ursachen haben. Diese sind:
 
1) Druckpunktlage
Dieser Punkt ist ja soeben ausführlich erläuter worden. Ich messe ihm jedoch bei weitem nicht soviel Bedeutung bei.
 
2) Bumerangform
Auch das wurde von Wilhelm erklärt. Mit dem Krümmen bzw. Versetzen der Flügel, bei Zweiflüglern zusätzlich durch die Verschiebung des Schwerpunktes mittels Gewichten kann man das Flachlegen wesentlich beeinflussen.
 
3) Verwirbelung
Dieser Effekt läßt sich nicht wegdiskutieren. Uli Lessels Frage, warum sich ein symmetrischer Mehrflügler flachlegt, läßt sich auch so erklären: jeder Flügel wird von dem jeweils voranfliegenden beeinflußt. Und zwar immer dann, wenn er sich hinter dem Schwerpunkt befindet (Abb.1). Das ist auch der Grund, warum sich der Bumerang nach Fig.5 überhaupt flachlegt, obwohl er es eigentlich nicht tun dürfte.
 
4) "Bierdeckeleffekt"
Auf diesen Effekt machte mich der leider so früh verstorbene "Dabbes" aufmerksam. Werft einmal einen Bierdeckel (oder einen anderen scheibenförmigen Gegenstand, z.B. eure Lieblings-CD) wie einen Bumerang. Er legt sich - oh Wunder - ebenfalls flach! Hier treten durch Strömungsabrisse ebenfalls Präzessionskräfte auf, die dies bewirken.
 
Da hätten wir also insgesamt 4 (mir bekannte) Effekte, die alle mehr oder weniger zum Flachlegen beitragen. Meiner Meinung nach sind vor allem der Formfaktor und die Luftverwirbelung die Haupverursacher. Aber das ist eben nur meine Meinung...
 
gb


Luftverwirbelung bei symmetrischen Mehrflüglern: (Flugrichtung von rechts nach links)
Die punktierte Fläche stellt die "Wirbelstraße" des schwarz markierten Armes dar. In der 4. Phase (von rechts) taucht der nachfolgende Arm in die verwirbelte Luft ein. Erst in seiner senkrechten Stellung ist er wieder zum größten Teil in unverwirbelter Luft. Er erzeugt aber nicht nur in seiner senkrechten Stellung Auftrieb! Solange er sich hinter dem Schwerpunkt befindet, ist sein Auftrieb durch die Verwirbelung des vorfliegenden Armes vermindert. Befindet er sich vor dem Schwerpunkt, erzeugt er vollen Auftrieb. Dies gilt für alle Arme gleichermaßen!

 
   
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