Editorial
Intarsien (3)
Ein Mensch wird 70
Neues vom Schlitzer
Pronto+Bizzi
Bill Moore
Prinzen-Bumerang
World Cup 93
Horniman Museum
Bell'in Juggler
Schöner Bumerang
Flachlege-Diskussion
Veranstaltungen
Werkstatt-Tips
 
Zurueck   Back
Ergebnis der Flachlege-Diskussion
 
Der folgende, von Martin Claußen verfaßte Text stellt das Ergebnis einer längeren Diskussion zwischen mir und Martin über das Phänomen "Flachlegen" dar, an dem auch andere Leser (ich nenne hier stellvertretend Dietrich Evers) beteiligt waren. Es ist sicher nicht der Weisheit letzter Schluß, aber nach unserer gemeinsamen Erkenntnis die Aufzählung aller Elemente, die gemeinsam das Flachlegen oder Aufrichten eines Bumerangs bewirken.
 
gb
 
Prinzipiell gilt nach der Kreiseltheorie: Liegt der Druckpunkt der Auftriebskräfte im Mittel über eine Umdrehung des Bumerangs (im folgenden schlicht integraler Druckpunkt genannt) in Flugrichtung über dem Schwerpunkt, so kehrt der Bumerang zurück, liegt der integrale Druckpunkt vor dem Schwerpunkt der "Bumerangscheibe", so legt der Bumerang sich flach. Gelingt es, den integralen Druckpunkt in Flugrichtung hinter den Schwerpunkt zu bringen, wird der Bumerang sich aufrichten.
 
Wilhelm Bretfeld hatte daraufhingewiesen, daß die Druckpunktlage an jedem einzelnen Flügel über Flachlegen oder Aufrichten entscheidet. Wir vermuten, daß dies nur ein zweitrangiger Effekt ist, denn die Verlagerung des Druckpunktes durch das Verdrehen (also das verschieden starke Anstellen) der Flügels ändert das Flachlegen eines Bumerangs kaum. Die Druckpunktlage an jedem einzelnen Flügel wird erst durch die Anordnung der Flügel relativ zum Schwerpunkt wichtig. Allerdings muß man, wie bereits betont, die Wirkung sämtlicher Flügel betrachten, also den integralen Druckpunkt. Wir meinen, daß im wesentlichen folgende drei Effekte das Flachlegen bzw. Aufrichten beeinflussen.
 
Gerhard hatte in seinem Artikel den Verwirbelungseffekt generell fürs Flachlegen verantwortich gemacht. Der Verwirbelungseffekt beruht kurz gesagt darauf, daß der vorausfliegende Arm (bei Zweiflüglern Arm 1) die Luft verwirbelt, so daß der nachfolgende Arm in diese Nachlaufwirbel gerät und weniger Auftrieb produziert als der vorausfliegende Arm. (siehe hierzu auch Gerhards Zeichnung in der BW IV´91). Dies widerspricht der obigen Darstellung nicht; denn der Verwirbelungseffekt ist eine Möglichkeit, den integralen Druckpunkt vor den Schwerpunkt zu schieben. Dazu ein paar Beispiele, die sämtlich aus Gerhards langjähriger Baupraxis stammen.
 
1. Wählt man bei einem "normalen", asymmetrischen Bumerang einen kleineren Winkel zwischen den Flügeln, so legt sich der Bumerang eher flach, denn die Verwirbelung der Luftströmung nimmt mit der Entfernung hinter dem ersten Flügel ab.
 
2. Baut man einen Störkörper zwischen die Flügel, wird durch die zusätzliche Verwirbelung ebenfalls ein stärkeres Flachlegen erreicht.
 
3. Bohrt man ein Loch durch das Ende von Arm 1 eines beliebigen Bumerangs, so wird sich dieser Bumerang ebenfalls früher flachlegen. Offensichtlich ist der Effekt der durch das Loch erzielten Verwirbelung größer als die durch das Loch verursachte Auftiebsverminderung am Arm 1, die dem Flachlegen entgegenwirkt.
 
4. Baut man einen Bumerang mit breiteren Flügeln, so wird sich dieser rascher flachlegen als der gleiche Bumerang mit schmaleren Flügeln. Dies läßt sich dadurch erklären, daß die Verwirbelung hinter den Flügeln mit der Mächtigkeit der Grenzschicht, die sich auf den Flügeln entwickelt, zunimmt, und die Grenzschichtdicke selbst wächst proportional zur Streichlänge, wenn die Strömung turbulent ist, und proportional zur Wurzel der Streichlänge in einer laminaren Strömung.
 
Neben dem Verwirbelungseffekt spielt, wie anfangs erwähnt, die Anordnung der Flügel relativ zum Schwerpunkt eine wichtige Rolle bei der Frage, ob sich ein Bumerang flachlegt oder aufrichtet. Die folgfende Skizze zeigt drei symmetrische Bumerangs. Nur die Flügel des Bumerangs Nummer 3 sind so angeordnet, daß sie maximalen Auftrieb erzeugen, wenn sie sich in Flugrichtung noch hinter dem Schwerpunkt befinden. Nur beim Bumerang Nr.3 kann der integrale Druckpunkt also hinter dem Schwerpunkt liegen, so daß sich im Prinzip nur Nr.3 aufrichten kann, während sich Nr.1 und Nr.2 stets flachlegen. Allerdings hatte Gerhard bereits darauf aufmerksam gemacht, daß sich ein Bumerang, der wie Nr.3 konstruiert ist, nicht grundsätzlich aufrichten muß. Es gibt also noch einen dritten Effekt, von dem das Flachlegen oder Aufrichten abhängt.
 
Jeder kann diesen Effekt sofort zu Hause ausprobieren. Man schneide sich aus Zeichenkarton einen ‘Deskrang´, also einen Schreibtischbumerang (siehe Artikel in der BW III´90). Die Konstruktion ist denkbar einfach: Zeichne 3 konzentrische Kreise mit den Radien 2, 4 und 8 cm. Die innere Kreisfläche wird ausgeschnitten. Die Ringscheibe zwischen den Radien 2 und 4 cm dient als ‘auftriebsneutraler´ Körper, und im äußeren Ring werden die Flügel wie in der nebenstehenden Skizze zu erkennen angebracht. Die Flügel müssen an der Vorderkante leicht hochgebogen (angestellt) werden, um Auftrieb zu liefern. Wirft man den Papierbumerang so, daß er einem Bumerang Nr.3 entspricht, wird man feststellen, daß er sich flachlegt. Nur wenn die Flügelenden nach unten zeigen (im internationalen Bumerang-Slang: "negative" oder "downward dihedral"), richtet der Bumerang sich auf. Bei hochgebogenen Flügelenden ("positive" oder upward dihedral") legt er sich flach. Zum Vergleich drehe man den Bumerang einmal um, stelle die Flügel andersherum an, so daß aus der Nr.3 eine Nr.2 wird, und werfe mit jeweils nach oben oder nach unten gebogenen Flügel: ein Bumerang des Typs Nr.2 legt sich immer flach. Das gleiche gilt auch für die Nr.1. Das läßt sich so erklären: Bei aufwärtsgebogenen Armen erhält stets der Arm, der sich in Flugrichtung vor dem Schwerpunkt befindet, einen zusätzlichen Anstellwinkel und damit mehr Auftrieb als der Arm hinter dem Schwerpunkt. Umgekehrt bringen heruntergebogene Arme eine Auftriebsverminderung vor dem Schwerpunkt (siehe auch Gerhards Artikel in der BW II´88). Offensichtlich reicht bei symmetrischen Bumerangs die Anordnung der Flügel nicht aus, um den integralen Druckpunkt hinter den Schwerpunkt zu verlagern, die "V-Stellung" (oder "dihedral") der Bumerangarme muß zusätzlich helfen.
 
Martin Claußen
Faberstr. 15
2000 Hamburg 20

 
   
  Zurueck   Back