Theorie, Messungen

Es gibt offensichtlich keine Theorie zu den an Standard-Drachen auftretenden Wind-Kräften.

So entwickelten wir eine allgemeine, mit dem Ergebnis: Die  Leistung des Drachens ist proportional zu dessen Fläche und zur 3. Potenz der Windgeschwindigkeit. Die maximale Leistung wird entnommen, wenn er mit einem Drittel der Windgeschwindigkeit mitfliegt. Bei der Gesamtleistung ist der Verlust beim Sinken und Wiedereinholen abzuziehen. Hieran wird noch optimiert, vor allem das Zusammenfalten auf kleinsten Widerstand. Wir erwarten, dass man diese Verlustleistung auf unter 20% drücken kann. Da es aber nicht teuer ist, die Drachenfläche fast beliebig zu vergrößern, ist das kein entscheidendes  Problem.

Gemessen haben wir die Seilkräfte an 2 Sled-Typen, indem die Bodenstation in einen PKW geladen wurde, dieser dann mit der gewünschten Windgeschwindigkeit gefahren wurde, Tabelle 1.

Weitere Messungen mit Rokkaku und Schlittendrachen erfolgten in freier Natur auf einem Hügel mit natürlichem Wind.

Mit dem Schlitten-Drachen Flowform, an einem Seil von 100m Länge, etwa auf 60m Flughöhe, wurde beispielsweise bei Windstärke 4-5 (in 2m Höhe gemessen)  eine Leistung von 150W registriert.

 

 

 

  Tabelle 1 Gemessene Windkräfte und daraus berechnete Steigleistungen von Kleindrachen


  

Die angegebenen Windgeschwindigkeiten sind jeweils die mittleren der Beaufort-Skala. Ein Kleindrachen von 20 m² würde bei 6 Bft (der Normwindstärke von Windrädern)  eine Steig-Leistung von ca 1,3kW, netto ca.1kW erzeugen.

Für die Auftriebskörper als Fähren, laufen  sie nun an einem Lifterdrachen oder Ballon oder auf einen Masten aufgefädelt, berechnen sich Leistungen wie in Tabelle 2 aufgeführt.


 

 

 

 

 

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Ingenieurbüro Franetzki