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Blackbird (Landsegler)

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Datei:BlackbirdOpposedStreamers.JPG
Der erste Prototyp des Blackbird, die Fähnchen am Boden und am Fahrzeug zeigen, dass der wahre und scheinbare Wind entgegengesetzt sind.
Datei:Blackbird image.png
Blackbird mit Verkleidung. Die Verkleidung verbessert die Aerodynamik

Der Blackbird ist ein experimenteller Segelwagen (oder Landsegler) mit großem Rotor, der als Propeller oder Turbine wirken kann. Er wurde konstruiert, um zu demonstrieren, dass es möglich ist, direkt vor dem Wind schneller als der Wind zu segeln.

Blackbird wurde von Rick Cavallaro und John Borton von Thin Air Designs, gebaut und von Cavallero auch pilotiert.

Geschichte

Das Projekt Blackbird wurde von Joby Energy gesponsert,<ref>Joby Energy: Official Sponsor fasterthanthewind.wordpress.com, 20. Juni 2012, abgerufen am 9. Oktober 2019.</ref> ein nach 2007 von JoeBen Bevirt gegründetes Unternehmen, das 2010 an der Entwicklung von drachengetragenen Windturbinen arbeitete.<ref>Eric Wesoff: Wind : Joby Energy: The Tale of a High-Flying Entrepreneur greentechmedia.com, 16. April 2010, abgerufen am 9. Oktober 2019.</ref> Unterstützung erfuhr das Projekt durch Sportvision, Met One Instruments und SparkFun.<ref>Update on June 16 Record Submission to NALSA 25. Juni 2012, abgerufen am 9. Oktober 2019.</ref>

Am 2. Juli 2010 stellte der Blackbird mit 2,8-facher Windgeschwindigkeit direkt vor dem Wind am El Mirage Lake, in der Mohave-Wüste, Kalifornien den ersten zertifizierten Weltrekord in dieser Kategorie auf. Dabei treiben die Räder den Propeller an. Am 16. Juni 2012 stellte der Blackbird mit 2,1-facher Windgeschwindigkeit direkt gegen den Wind auch den Weltrekord für die Fahrt in die Gegenrichtung auf, wobei der Rotor als Turbine wirkend die Räder antreibt.<ref name=NALSADD>Vorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Direct Downwind Record Attempts.] NALSA, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 11. Februar 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref>

Beide Rekorde wurden von der North American Land Sailing Association (NALSA) nach jeweils unterschiedlichen Regeln anerkannt.

Bereits 1969 baute der Aerodynamiker Andrew Bauer einen Rotorsegler, der 1,2-mal so schnell wie der direkte Rückenwind fuhr.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig The Ancient Interface : Faster Than The Wind.] (PDF; 4,7 MB) , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 11. Februar 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Foto von Bauer mit seinem Rotorwagen (Memento vom 15. März 2016 im Internet Archive) dcss.org</ref> Da dies jedoch nie von unabhängiger Stelle bestätigt wurde, blieben viele Fachleute skeptisch, und einige waren sogar der Meinung, es sei physikalisch unmöglich.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig The physics of a push‐me pull‐you boat.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 7. Juli 2022 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung Der Artikel beschäftigt sich hauptsächlich mit Gegenwind-Fahrzeugen. Für die Richtung mit dem Wind setzt es die einfache Windgeschwindigkeit als Limit fest: „On the other hand, the maximal downwind speed under the same conditions would be equal to wind speed (…)“</ref><ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Physics and directly downwind faster than the wind (DWFTTW) vehicles.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 7. Juli 2022 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung „This is the same situation as people trying to make energy from nothing.“</ref><ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig What I’ve Learned About Wind Carts.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 31. Oktober 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung zitiert den Physik-Professor Paul J. Camp mit : „Impossible, would violate conservation of momentum and conservation of energy“</ref> Andere Forscher kamen wie Bauer zum Schluss, dass so ein Fahrzeug keineswegs gegen physikalische Gesetze verstoße.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Theory and Design of Flow Driven Vehicles Using Rotors for Energy Conversion.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 2. Mai 2012 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung „It is theoretically possible to build a wind driven car that can go in the downwind direction faster than the free stream wind speed (using a propeller in the air)“</ref><ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig Dead-Downwind Faster Than The Wind (DDWFTTW) Analysis.] (PDF; 59,1 kB) , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 7. Juli 2022 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung „This confirms that the DDWFTTW condition V/W > 1 is achievable with a wheeled vehicle without too much difficulty.“</ref><ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [Internetquelle: archiv-url ungültig What I’ve Learned About Wind Carts.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 31. Oktober 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung zitiert den Aerodynamik-Professor Mark Drela mit : „Although DDWFTTW seems like it violates physics, it really does not.“</ref> Um die Kontroverse zu beenden, machte sich im Oktober 2009 ein Team daran, einen Rotorsegler zu bauen, der mindestens doppelte Windgeschwindigkeit genau vor dem Wind erreichen sollte. Die offiziellen Rekordläufe der North American Land Sailing Association (NALSA) fanden am 2. und 3. Juli 2010 auf der El Mirage Salztonebene in Kalifornien statt. Aus den Versuchen, bei denen alle Bedingungen erfüllt waren, wurde der mit dem höchsten Vielfachen der Windgeschwindigkeit ausgewählt, welches bei knapp 2,8 lag (44,6 km/h bei 16 km/h Wind). Hierbei wurde das Gerät, wie auch bei den meisten anderen Fahrten, am Start von einem Helfer zu Fuß mit Muskelkraft angeschoben, was nach den NALSA-Regeln jedoch zulässig war. Die in einem anderen Versuch erzielte Höchstgeschwindigkeit von 51,4 mph (82,7 km/h) erkannte die NALSA 2012 nach Revision 4 der Rekordkategorien ebenfalls als Rekord an.<ref name=NALSADD />

Mit einer modifizierten Version des Blackbird wurde 2012 (am New Jerusalem Airport in Tracy) direkt gegen den Wind gefahren und dabei (in unterschiedlichen Läufen) 2,1-fache Windgeschwindigkeit bzw. eine Höchstgeschwindigkeit von 22,9 mph (36,9 km/h) erreicht (Rekorde in den einschlägigen NALSA-Kategorien C3: Propeller or turbine powered sailing craft, maximum speed; C4: Dead Down Wind and Dead Up Wind craft, speed ratio). Der Rotor wirkt dabei nicht als Propeller, sondern als Turbine, liefert also mechanische Leistung zum Antrieb an die Räder ab. Prinzipiell könnte ein gleichgestalteter Rotor für beide Fahrtrichtungen – mit und gegen den Wind – verwendet werden<ref name=NALSADD />; normalerweise hat jedoch eine (statorlose) Turbine eine entgegengesetzte Profilwölbung im Vergleich zu einem Propeller.

Grundlage

Auf den ersten Blick wirkt das Konzept kontraintuitiv, denn es scheint, als würde der Wind nur durch den Winddruck das Fahrzeug schneller antreiben, als es sich selbst bewegt. Dabei betrifft dieser passive Betriebsmodus nur die Dauer des Anfahrens. Allerdings ist der Propeller derartig konstruiert, dass er nicht wie ein Windrad vom Wind angetrieben wird, sondern durch die von den Rädern erzeugte, und auf den Propeller übertragene Rotation einen Luftstrom entgegen der Fahrtrichtung erzeugt. Vereinfacht gesprochen handelt es sich also um ein Gebläse, das gegen den Wind bläst, und damit eine Kraft in Bewegungsrichtung erzeugt. Hierin liegt auch begründet, warum eine höhere Geschwindigkeit, als die des Windes, erreicht werden kann, was sich auch physikalisch herleiten lässt<ref>Mark Drela: Dead-Downwind Faster Than The Wind (DDWFTTW) Analysis. In: boatdesign.net. 1. Januar 2009, abgerufen am 2. Juli 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>.

Wette mit Physikprofessor

Es herrschte Unstimmigkeit, ob das Konzept des Blackbird tatsächlich funktioniert. Bei einer Wette über 10.000 USD zwischen Derek Muller, der auf seinem weit verbreiteten Youtube-Kanal Veritasium über Blackbird berichtete, und dem UCLA-Professor Alexander Kusenko, in der letzterer behauptete, dass das Konzept nicht funktionieren könne, musste Kusenko 2021 seine Niederlage eingestehen.<ref>A Physics Prof Bet Me $10,000 I'm Wrong. Abgerufen am 1. Juli 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>

Siehe auch

Weblinks

Einzelnachweise

<references responsive />

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