Genau vor dem Wind, schneller als der Wind

[A.T.]

Zitat von cha cha

Da sich bei dieser Überlegung des Propellerwagens vor dem Wind auch viele Physiker irrten, ist das auch kein Ausweis besonderer Kompetenz.

Apropos,

Rhett Allain, Associate Professor of Physics at Southeastern Louisiana University und Autor dieser erheiternden Artikel:
http://scienceblogs.com/dotphysics/2...w-vehicles.php
http://scienceblogs.com/dotphysics/2...-continues.php

hat wieder zugeschlagen:
http://scienceblogs.com/dotphysics/2...think_that.php

Und wieder bringt er gewichtige Argumente gegen DDWFTTW:

Zitat von Rhett Allain

Why is there no wikipedia article for down wind faster than the wind?

[Knäckeboot]

Hallo zusammen - bin neu hier.

Ich stell mir das wie ne Pumpe (Delta P * Volumenstrom) vor:

benötigte Leistung am Propeller um den Druck DP (bzw. Impulsänderung) zu erzeugen: DP * A * VS
(VS scheinbarer Wind = VF-VW, VW = wahrer Wind, A = Propellerquerschnitt)

Leistung, die das Fahrzeug bei Geschwindigkeit VF antreibt: DP * A * VF

Leistungsüberschuss: DP * A * (VF-VS) = DP * A * VW

... ja, ja, Wirkungsgrad - der macht natürlich einiges kaputt.

[cha cha]

Zitat von Knäckeboot

Leistungsüberschuss: DP * A * (VF-VS) = DP * A * VW

Ja, so ist das.

Aber das kann man IMO verständlicher so ausdrücken: solange der Wind eine Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Boden hat, kann man daraus Energie ziehen. Egal, ob man das jetzt mit einem Propeller macht, oder ob man irgend was anderes erfindet, mit dem die Luft vom Fahrzeug aus nach hinten beschleunigt wird, ist das immer die Projektionsfläche senkrecht zur Windrichtung, über die diese Impulsänderung stattfindet, multipliziert mit der Stärke dieser sich daraus ergebenden Druckänderung, multipliziert mit der Windgeschwindigkeit. Abzüglich Wirkungsgradverluste.

Am besten taugt natürlich ein Warp-Quanten-Tachyonen-Dingens, mit dem man jedes einzelne Luftmolekül im Wind auf 0 gegenüber dem Boden abbremsen kann. Da bleibt dann wirklich jede Menge Energie übrig, mit der man so ein kleines Wägelchen fast schon auf relativistische Geschwindigkeiten bringen kann

[Pusteblume]

Zitat von cha cha

Ja, so ist das.

Aber das kann man IMO verständlicher so ausdrücken: solange der Wind eine Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Boden hat, kann man daraus Energie ziehen. ...

Solang der Wind eine Relativgeschwindigkeit gegenüber der Vorrichtung hat, mit der man Energie draus ziehen will, kann man daraus Energie ziehen. Ein Ballon-Fahrer wird aus dem Wind, der ihn treibt, nie nimmernich Energie ziehen.

[A.T.]

Zitat von Pusteblume

Ein Ballon-Fahrer wird aus dem Wind, der ihn treibt, nie nimmernich Energie ziehen.

Richtig, weil der Ballon keinen Kontakt zum Boden hat. Daher kann er die Geschwindigkeits-Differenz zwischen Boden und Luft nicht reduzieren.

Der Propeller Wagen hat Kontakt zu beiden Medien, und kann sie gegeneinander hebeln, um ihre Geschwindigkeits-Differenz zu reduzieren.

Die einfachste mechanische Analogie:




"PASSIVE SAIL" entspricht hier dem Ballon.
"DWFTTW" dem Propeller-Wagen

[cha cha]

Zitat von Pusteblume

Solang der Wind eine Relativgeschwindigkeit gegenüber der Vorrichtung hat, mit der man Energie draus ziehen will, kann man daraus Energie ziehen.

Das Fahrzeug hat imemr eine Realtivgeschwindigkeit gegenüber dem Wind oder gegenüber dem Boden. Wenn es keine mehr gegenüber dem Wind hat, dann hat es eine hohe gegenüber dem Boden und kann daraus seine Energie ziehen.

Ich geb' Dir ein Beispiel, das vielleicht etwas einfacher verständlich ist, bei dem das auch geht:

Stell Dir eine Autobahn voller Autos vor, die ohne Motorantrieb einen Berg hinunter rollen. Und nun stell Dir einen Radfahrer vor, der in dem dichten Autoverkehr mitschwimmt, also gleich schnell ist wie die Autos. Und dann macht der Radfahrer was Merkwürdiges: er stößt sich von einer Autokarroserie nach vorne ab, so dass er plötzlich schneller wird als die Autos um ihn herum, und dann stößt er sich bei einem anderen Auto ab, uswusf.. Durch das Abstoßen werden die betroffenen Autos langsamer, der Radfahrer aber schneller als die vorherige Strömung.

Kapiert? Das ist im Prinzip dasselbe, was das DDWFTTW-Dingens auch macht. Nur stößt sich das nicht an Autos ab, sondern an den Luftmolekülen.

[cha cha]

Zitat von Pusteblume

Ein Ballon-Fahrer wird aus dem Wind, der ihn treibt, nie nimmernich Energie ziehen.

Stimmt. Aber der Trick besteht ja genau darin: wir haben es hier nicht mit einem Ballon zu tun.

Sieh: jedes "normale" Fahrzeug, das sich in Windrichtung schneller als der Wind bewegt, BESCHLEUNIGT dabei den Wind in Windrichtung. Das kannst Du einfach überprüfen, indem Du Dich mal neben eine Autobahn stellst.

Dieses Fahrzeug aber macht was anderes: es BREMST die Luft um sich herab. Wenn solche Fahrzeuge auf der Autobahn an Dir vorüber fahren würden, dann würdest Du keinen von diesen versursachten Windsog in Windrichtung spüren, sondern einen in die Gegenrichtung!

[cha cha]

Zitat von A.T.

Richtig, weil der Ballon keinen Kontakt zum Boden hat. Daher kann er die Geschwindigkeits-Differenz zwischen Boden und Luft nicht reduzieren.

Der Propeller Wagen hat Kontakt zu beiden Medien, und kann sie gegeneinander hebeln, um ihre Geschwindigkeits-Differenz zu reduzieren.

Die einfachste mechanische Analogie:




"PASSIVE SAIL" entspricht hier dem Ballon.
"DWFTTW" dem Propeller-Wagen

Hey, das ist wirklich gut!

[Dicke Lippe]

Das sind alles theoretische Überlegungen. Wenn ich mir die Kraftübertragung mit der Kette angucke, dann sträubt sich alles gegen eine Annahme, dass dies so funktionieren soll. Die Übertragungsverluste sind extrem hoch, da kann für die Vortriebsleistung einfach nix übrig bleiben.

Ungeklärt ist doch auch wie die "Propellerumkehrschubwirkung" stattfinden soll. Was beschleunigt den Wagen in einen Bereich, der ihm erlaubt einen Schub zu entwickeln? Der Propeller kann es ja nicht sein, dafür müsste er sich ja zunächst anders herum drehen....

[toxy]

Zitat von Dicke Lippe

Was beschleunigt den Wagen in einen Bereich, der ihm erlaubt einen Schub zu entwickeln? Der Propeller kann es ja nicht sein, dafür müsste er sich ja zunächst anders herum drehen....

Der Luftwiderstand. Einmal haben sie den Wagen auch mit nem Auto angeschoben...

Felix

[A.T.]

Zitat von Dicke Lippe

Das sind alles theoretische Überlegungen.

Hast du Einwände gegen die Theorie, oder akzeptierst du, dass es theoretisch möglich ist?

Zitat von Dicke Lippe

Wenn ich mir die Kraftübertragung mit der Kette angucke, dann sträubt sich alles gegen eine Annahme, dass dies so funktionieren soll.

Das hört sich nach "Bauchgefühl" und "Intuition" an. Oder hast du konkrete Zahlen zur Übertragungs-Effizienz einer Kette?

Zitat von Dicke Lippe

Die Übertragungsverluste sind extrem hoch, da kann für die Vortriebsleistung einfach nix übrig bleiben.

Wenn du extrem hohe Verluste annehmen musst, um zu zeigen, dass es nicht geht, dann kann es ja kein Perpetuum-Mobile-Konzept sein. Denn ein Perpetuum-Mobile-Konzept würde ja schon an minimalen Verlusten scheitern.

Drela benutzt realistische Effizienzen, und kommt zu dem Schluss:

Zitat von Drela

This confirms that the DDWFTTW condition V/W > 1 is achievable with a wheeled vehicle without too much difficulty.

[ghaffy]

Zitat von Dicke Lippe

Das sind alles theoretische Überlegungen. Wenn ich mir die Kraftübertragung mit der Kette angucke, dann sträubt sich alles gegen eine Annahme, dass dies so funktionieren soll. Die Übertragungsverluste sind extrem hoch, da kann für die Vortriebsleistung einfach nix übrig bleiben.
...

Das fällt unter Irrtum.

Bei geringen Transmissionsgeschwindigkeiten, wie zB beim Fahrrad oder eben auch dem Wagen hier, zählt der Kettenantrieb zu jenen mit dem höchsten Wirkungsgrad.

Die Verluste liegen bei 3 Prozent, sagt die Literatur.

Wenn dem nicht so wäre, würden sich zumindest die semiprofessionellen und professionellen Radfahrer für Übertragungsalternativen einsetzten (sagt mir mein Bauchgefühl ).

[Gina59]

Lasst doch den A.T. so was amüsantes gibt es im Forum selten zu lesen. Wir könnten jetzt auch einen Föhn auf dem Schiff montieren und damit segeln, verfilmen und publizieren. Nicht ganz kostenlos, doch genau so witzig. Titel: nie mehr Flaute.
Gruss
Peter

PS: ich glaube, A.T. verarscht uns alle

[Fraenkie]

Zitat von Gina59

Lasst doch den A.T. so was amüsantes gibt es im Forum selten zu lesen.
................

PS: ich glaube, A.T. verarscht uns alle

Er ist doch aber net alleine

Also ich hab das alles verstanden

[cha cha]

Zitat von Gina59

Lasst doch den A.T. so was amüsantes gibt es im Forum selten zu lesen. Wir könnten jetzt auch einen Föhn auf dem Schiff montieren und damit segeln, verfilmen und publizieren. Nicht ganz kostenlos, doch genau so witzig. Titel: nie mehr Flaute.
Gruss
Peter

PS: ich glaube, A.T. verarscht uns alle

Ich auch?

Wurde das schon erwähnt? Der Propeller wird angetrieben durch die Räder, also durch eine Kraft, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber dem Boden abhängt. Der Propeller aber muss gegen eine Kraft arbeiten, die von der scheinbaren Windgeschwindigkeit auf dem Wagen abhängt. Daraus ergibt sich ganz automatisch ein Kraftüberschuss, der völlig unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs immer eine Funktion der wahren Windgeschwindigkeit gegenüber dem Boden ist. Und dieser Kraftüberschuss braucht nur größer zu sein als Roll- und Luftreibung des Fahrzeugs bei Windgeschwindigkeit, um das Fahrzeug über Windgeschwindigkeit beschleunigen zu können.

[mue]

Ist schon komisch, wie viele Neuankömmlinge sich plötzlich gerade für dieses Thema interessieren und dannauch noch fest davon überzeugt sind, dass der Hokuspokus wirklich funktioniert.

Nur noch ein paar Worte zu dem lustigen Auto-Fahrrad-Abstoße Beispiel. Um Analogieen zum Propellerwagen her stellen zu können, dürfte sich unserer Fahrradfaher nicht an den Autos abstoßen, denn hier führt er dem System Fahrrad-Auto Energie aus seinen Muskeln (chemische Energie) zu. Energie dürfte nur von den sich gleich schnell bewegenden Autos kommen. Wie aber soll mir etwas Energie liefern, was sich relativ zu mir überhaupt nicht bewegt?

[toxy]

Zitat von mue

Wie aber soll mir etwas Energie liefern, was sich relativ zu mir überhaupt nicht bewegt?

Indem ich einen Mechanismus baue der dafür sorgt dass ich mich davon abstoße und welcher diese Energie wiederum aus der Bewegung der Autos zieht. So wie sich dieser Wagen am Lineal abstösst und die Energie dazu vom Lineal selber bekommt. Denn er hat selber keine Energiequelle.

http://www.youtube.com/watch?v=k-trDF8Yldc

Felix

[mue]

gut, dann die Frage noch etwas deutlicher an den Physiker. Woher stammen die Kräfte, die den Meachnismus antreiben, wenn es keine Energiefifferenz zwischen den beteiligten Objekten gibt?

[hossie]

Christian, hast du dir mal die beiden pdfs angeschaut, die AT hier (auf meine Frage hin) verlinkt hat?

Nein, gut, ich auch noch nicht, weil mir die Zeit dazu fehlte.

Aber ich stelle nun auch keine Fragen mehr, woher Kräfte kommen und wie das Ding funktioniert, bevor ich mir diese Lektüre nicht angeschaut habe

Ist schon interessant, wie AT auf diesem Thema herrumreitet und versucht Nicht-Physiker und Physiker zu überzeugen und eine ellenlange Diskussion am Leben erhält, die sich streckenweise im Kreise dreht und auf meine simple Frage warum er das in 5 und mehr Foren zeitgleich tut keine Antwort hinbekommt. Am Ende ist er einfach nur ein Psychologiestudent, der ............

[mue]

nein, das ganze Gelaber hier dient nur dazu, dem "schneller als dem Wind" Märchen neuen Nährboden im Internet zu verschaffen. Ich entschuldige mich daher mit meinem Geschreibsel das Ganze auch noch unterstützt zu haben. Ab jetzt ist aber entgültig Schluß damit.

[peterhubertus]

mit am besten gefällt mir:

Zitat von cha cha

Der Propeller wird angetrieben durch die Räder, also durch eine Kraft, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber dem Boden abhängt. Der Propeller aber muss gegen eine Kraft arbeiten, die von der scheinbaren Windgeschwindigkeit auf dem Wagen abhängt. Daraus ergibt sich ganz automatisch ein Kraftüberschuss, der völlig unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs immer eine Funktion der wahren Windgeschwindigkeit gegenüber dem Boden ist. Und dieser Kraftüberschuss braucht nur größer zu sein als Roll- und Luftreibung des Fahrzeugs bei Windgeschwindigkeit, um das Fahrzeug über Windgeschwindigkeit beschleunigen zu können.

ungefär dasselbe einfacher gesagt: Der Propeller wird durch eine Vorwärtsgeschwindigkeit angetrieben, welche sich durch die Kraft der Räder in zusätzlichen Vortrieb durch Gegenwind verwandelt. Der sich völlig automatisch ergebende Kraftüberschuß muß durch genügend Reibung in den mechanischen Teilen des Fahrzeugs gebremst werden, damit das Fahrzeug nicht immer schneller beschleunigt und dann in eine Erdumlaufbahn entschwindet.

Unter Kennern dieses Antriebskonzeptes verwendet man die Kurzformel: Mehr Speed durch höhere Geschwindigkeit

Die letzte Bedingung wurde von den bisherigen Fahrzeugen nicht erfüllt, weshalb man sie leider nicht mehr bewundern kann. A.T. jedoch ist es gelungen, rechtzeitig abzuspringen und deshalb kann er uns jetzt dankenswerterweise berichten.

ich finde den Trööt toll

edit: So gaaanz neu ist das Konzept nicht: Schon der ehrenwerte Baron v. Münchhausen hat sich an den Haaren aus dem Sumpf gezogen. Und die neuere Geschichtsforschung hat ergeben, daß seine Geschichten eben NICHT nur Lügen waren!

[A.T.]

Zitat von hossie

Christian, hast du dir mal die beiden pdfs angeschaut, die AT hier (auf meine Frage hin) verlinkt hat?

Nein, gut, ich auch noch nicht, weil mir die Zeit dazu fehlte.

Aber ich stelle nun auch keine Fragen mehr, woher Kräfte kommen und wie das Ding funktioniert, bevor ich mir diese Lektüre nicht angeschaut habe

Das ist eine sehr gute Idee. Hier auch noch eine Vorlesung von Mac Gaunaa an der Technischen Uni Dänemarks:
http://www.youtube.com/watch?v=4ZjX_...x=0&playnext=1

Er erklärt am Anfang den Repeller-Wagen, der direkt gegen den wahren Wind fährt. In der Mitte von Teil 4 kommt er dann zum Propeller-Wagen der Genau vor dem wahren Wind, schneller als der Wind fährt.

Er zeigt, dass beide nach dem selben Prinzip funktionieren, nur mit umgekehrter Übersetzung. So wie auch hier anschaulich dargestellt:
http://www.youtube.com/watch?v=za_rPKSwiyc

Er zeigt auch, dass man in beide Richtungen theoretisch beliebig schnell werden kann (laut klassischer Mechanik). Die praktische maximale Geschwindigkeit wird nur durch die Effizienz begrenzt.

Viel Spaß beim denken!

[cha cha]

Zitat von mue

Ist schon komisch, wie viele Neuankömmlinge sich plötzlich gerade für dieses Thema interessieren und dannauch noch fest davon überzeugt sind, dass der Hokuspokus wirklich funktioniert.

Ich bin sogar WEGEN dieses Themas hier herein geschneit ...

Und lustig find e ich v.a., dass dieses Thema so hervorragend geeignet ist, die Teilnehmer in Foren auf deren Diskussionskultur zu prüfen. Du, mein lieber "mue", hast da vöölig unabhängig davon, wer bei dieser Angelegenheit nun recht hat, leider vollkommen versagt.

Zitat von mue

Nur noch ein paar Worte zu dem lustigen Auto-Fahrrad-Abstoße Beispiel. Um Analogieen zum Propellerwagen her stellen zu können, dürfte sich unserer Fahrradfaher nicht an den Autos abstoßen, denn hier führt er dem System Fahrrad-Auto Energie aus seinen Muskeln (chemische Energie) zu. Energie dürfte nur von den sich gleich schnell bewegenden Autos kommen. Wie aber soll mir etwas Energie liefern, was sich relativ zu mir überhaupt nicht bewegt?

Ganz einfach: indem Du das, was sich gleich schnell wie Du bewegt, Deiner Wunschrichtung entgegengesetzt beschleunigst. Das ist beispielsweise beim Raketenantrieb auch nicht anders. Du kannst das Auto und das daneben rollende Fahrrad zusammen als Rakete betrachten, und der Fahrradfahrer verwendet das Auto, indem er es von sich wegstößt, als eine Art Raketentreibstoff.

Sicher kommt bei dem Fahrradfahrer ein Teil seiner Antriebsenergie aus den Muskeln, aber die Autos sind ja keine starren Wände, sondern aufgrund des Impulserhaltunsgsatzes werden die beim Abstoßen auch abgebremst. Sie verringern also ihre kinetische Energie gegenüber dem Boden, und diese Energie kommt dem Fahrradfahrer zusätzlich zu seiner Muskelarbeit zugute.

[cha cha]

Zitat von mue

gut, dann die Frage noch etwas deutlicher an den Physiker. Woher stammen die Kräfte, die den Meachnismus antreiben, wenn es keine Energiefifferenz zwischen den beteiligten Objekten gibt?

Rakete.

Wie kommst Du von einer reibungsfreien Fläche runter, also z.B. eienm spiegelglatt gefroreren See, auf dem man Dich mittels Hubschrauber abgesetzt hat?

Ganz einfach: Du pinkelst entgegen gesetzt der Richtung, in die Du Dich bewegen willst.

Im Fall des DDWFTTW Wagens pisst der Fahrer nicht, sondern schleudert Luft nach hinten.

[A.T.]

Zitat von cha cha

Sicher kommt bei dem Fahrradfahrer ein Teil seiner Antriebsenergie aus den Muskeln,

Daher ist es IMHO nicht die beste Analogie. Vor allem weil es andere gibt, wo die Energie zum abstoßen nicht gespeichert ist:
http://www.youtube.com/watch?v=k-trDF8Yldc

Der springende Punkt ist ja gerade, dass man Luft und Boden gegeneinander hebelt. Allerdings mit einer Übersetzung, so dass die beiden entgengesetzten Kräfte auf den Wagen ungleich sind.

Die Rolle des Bodens fehlt aber völlig in der Fahrradfahrer-Analogie.