Windkanal Laufrad

[messi]

Im Windkanal werden die Laufräder, die sich mit Windgeschwindigkeit drehen, an ihrer Kraft in der Längsrichtung des Fahrrads gemessen. So weit, so gut.

Aber mir scheint, ein anderer Aspekt wird schlicht ignoriert: Die Rotation selbst wird ja auch gebremst (=Energie"verlust"), also durch Luft zerhäxeln durch Speichen und Flächenreibung. Das geht aber garnicht in den Luftwiderstand ein, weil er nicht in Fahrtrichtung wirkt, sondern in die Rotation.

Ich glaube nicht, dass das bei Messungen berückssichtigt wird, man müsste dafür ja auch Dinge wie Rollwiderstand und Lagerreibung kennen, um das rauszurechnen.

Gibt es dafür Messungen um die Relevanz einzuordnen?

Gruß messi

 

[Uli73]

Ich frage mich auch, wie aussagekräftig Seitenwind Messungen sind. Eigentlich müsste grundsätzlich mal der Luftstrom straight von vorne im Tempo des ganzen Rades (zB 35 kmh) kommen und dann dazu der 2. Luftstrom mit angenommenen Seitenwind yaw.
Wenn nur stur mit einem Luftstrom von der Seite draufgepustet wird, messe ich eigentlich ein stehendes Rad, auch wenn die Fuhre auf der Rolle 35 kmh fährt.
Vielleicht hab ich auch nur n Denkfehler, die ganzen Aero Ingenieure werden schon wissen was sie tun.

 

[BergHügi]

Windkanal ist grundsätzlich anders als in freier Natur. Draußen steht die Luft bei Windstille und die RadlerIn samt Rad (rotierende Teile verkomplizieren die Sache) bewegt sich mit Fahrtgeschwindigkeit über Grund gegen diese Luftsäule. Wenn landläufig von Seitenwind gesprochen wir, könnte man darunter den „Wind“ verstehen, der im rechten Winkel zur Fahrtrichtung bläst.

Im Windkanal steht das Objekt in Fahrtrichtung still auf einer Waage und die Luft wird durch ein Gebläse darauf geleitet. Wird ein Laufrad alleine getestet, wird dieses je nach Versuchsaufbau / Windkanal in Fahrtrichtung gedreht oder auch nicht. Ob dabei die Leistung gemessen wird, die zum Drehen gebraucht wird und ob das Rad entsprechend der Fahrgeschwindigkeit gedreht wird, ist mir nicht bekannt (ich bezweifle es).

Um Seitenwind zu simulieren wird das eingespannte Laufrad, um die Vertikalachse, um einen Winkel gedreht. Dieser Winkel ist der angegebene Anströmwinkel, yaw-Winkel. Von der Mehrachsenwaage wird die Kraft, die in Fahrtrichtung gemessen wird, zur Berechnung des Luftwiderstandes herangezogen. Bei dieser Konfiguration sollte die Strömungsgeschwindigkeit synchron mit dem Anströmwinkel erhöht werden, um die Verhältnisse bei konstanter Fahrgeschwindigkeit zu simulieren. I.d.R. werden darüber bei populärwissenschaftlichen Untersuchungen leider keine Angaben gegeben.

 

[messi]

Es ist immer hilfreich, sich Kräfteparallelogramme einzuzeichnen. Da erkennt man sofort, dass das schräg gestellte Rad eben nicht mehr mit 45km/h fährt, sondern nur mit 42km/h. Da ist es nicht verwunderlich, dass man auf einmal 20W "gewonnen" hat....

Begriffe wie "Segeleffekt" ist wie "rotierende Masse" oder "Quantenmechanik". Dinge, die es tatsächlich gibt; aber wenn man die Dinge nicht wirklich versteht, wird man schnell Opfer von dümmlichen Geschwurbel.

Und um nicht ungerecht zu werden: Die Grafik für die unterschiedlichen Reifen hat durchaus eine berechtigte Aussage untereinander. Aber eben nur relativ. Und vermittelt wird, dass man mit Produkt A zusätzlichen Vortrieb erzeugt.....da steigt der Blutdruck.

Gruß messi

 

[prince67]

Da erkennt man sofort, dass das schräg gestellte Rad eben nicht mehr mit 45km/h fährt, sondern nur mit 42km/h.

Einwand: Wenn man mit 45km/h fährt, fährt man in jede Richtung 45km/h. Die Resultierende Windgeschwindigkeit ändert sich nur je nach Winkel der Anströmung. Aber ich denke ich weiß, was du meinst.
Du gehst jetzt davon aus, dass die Techniker/Ingenieure das nicht wissen und berücksichtigen?

 

[Stefan_L_01]

Auch ein Drehendes Rad sollte in Längsrichtung eine zusätzliche Kraft verursachen, da der Luftwiderstand mind. quadratisch eingeht. Wenn das Rad also genau so schnell dreht wie es das Fahrrad gegen den Wind ziehen würde, dann wäre oben die relative Anströmgeschwindigkeit doppelt so groß wie "Fahrgeschwindigkeit" und am Boden 0. Das ergibt in Summe aber nicht 0 durch v^2.
Es ist aber auch nicht der wahre Gesamtwiderstand, das stimmt wohl