Dreht sich das Windrad?

Wenn ich mich (während der Fahrt) im Korb eines Heißluftballons befinde und ein Windrädchen in der Hand halte, dreht sich dieses? Ich puste natürlich nicht dagegen. Ich meine, dreht der Wind, der den Ballon vorantreibt, das Windrädchen?
Atlacamani

Jain

Wenn ich mich (während der Fahrt) im Korb eines
Heißluftballons befinde und ein Windrädchen in der Hand halte,
dreht sich dieses? Ich puste natürlich nicht dagegen. Ich
meine, dreht der Wind, der den Ballon vorantreibt, das
Windrädchen?

Hallo Atlacamani,
da der Ballon vom Wind getrieben wird, hat er oft die selbe Geschwindigkeit wie der Wind. Ein Windrad dreht sich dann nicht. Allerdings ist der Ballon ein träger Körper. Bei einer Windböe kann er nicht so schnell reagieren. Dann dreht sich das Windrad.
Grüße
Ulf

Hallo Atlacamani,

im Gegensatz zu Ulf bin ich mir recht sicher, daß sich das Windrad, wenn auch langsam, dreht. Der Grund liegt darin, daß es an der Oberfläche des Ballons zu Reibungsverlusten kommt und der Ballon immer langsamer ist als der Wind, der ihn treibt.
Das ist jetzt natürlich eine theoretische Betrachtung, denn wenn das Lager des Windrades schlechter ist als der Reibungsverlust des Ballons, dann dreht sich das Windrad natürlich nicht.

Gandalf

Hallo Atlacamani,

Das ist jetzt natürlich eine theoretische Betrachtung, …

Ich weiß Gandalf,
mir kam der Gedanke nur, weil ich neulich einen Film (ich glaube, die geheimnisvolle Insel) gesehen habe und da haben die Haare der Ballonfahrer nur so geweht. Das kam mir irgendwie nicht real vor. Leider kann ich’s nicht nachprüfen, da ich furchtbar unter Höhenangst leide.
Atlacamani

Hallo Gandalf,

im Gegensatz zu Ulf bin ich mir recht sicher, daß sich das
Windrad, wenn auch langsam, dreht. Der Grund liegt darin, daß
es an der Oberfläche des Ballons zu Reibungsverlusten kommt
und der Ballon immer langsamer ist als der Wind, der ihn
treibt.

Bei konstantem Wind, kommt der Ballon auf Windgeschwindigkeit !

Solange es sich nicht um einen Fesselballon handelt, gibt es nur die Massenträgheit des Ballons zu überwinden. Dies geschieht aber nur in der Beschleunigungsphase.

Hinzu kommt noch, dass ein Ballon meist eine Runde Form hat. Die Luft drückt also nicht nur gegen den Ballon, sondern strömt um den Ballon herum, wodurch an der Leeseite ein Unterdruck entsteht, welcher dann den Ballon auch noch zieht.

Um irgendwelche Reibungsverluste zu haben, müsste der Ballon diese Kräfte irgendwohin übertragen können aber das wäre ja nur die umgebende Luft …

Hier kannst du dich selber durchackern:
http://www.google.ch/search?hl=de&rlz=1T4GZEZ_deCH25…

MfG Peter(TOO)

Hallo Gandalf!

Ein ungewöhnlicher Lapsus Deinerseits:

im Gegensatz zu Ulf bin ich mir recht sicher, daß sich das
Windrad, wenn auch langsam, dreht. Der Grund liegt darin, daß
es an der Oberfläche des Ballons zu Reibungsverlusten kommt
und der Ballon immer langsamer ist als der Wind, der ihn
treibt.

Wenn Luft an dem Ballon entlangstreicht, kommt es zu einer Wechselwirkung, die wir „Luftreibung“ oder „Luftwiderstand“ nennen würden. Einverstanden?

Diese Reibung tritt genau dann auf, wenn die Geschwindigkeit des Windes nicht mit der Geschwindigkeit des Ballons übereinstimmt. (In anderen Worten: Wenn sich der Ballon im Bezugssystem ‚bewegte Luft‘ bewegt). Die Reibung ist ein Kraftvektor, der den Ballon so beschleunigt oder abbremst, dass dieser Geschwindigkeitsunterschied minimiert wird. Sie verschwindet erst dann, wenn beide Geschwindigkeiten übereinstimmen (bzw. wenn der Ballon im Bezugssystem ‚bewegte Luft‘ steht).

Das, was Du als Reibungs"verluste" bezeichnest, führt also nicht zu einer Diskrepanz zwischen Ground-Speed und Wind-Speed, sondern zu einer Angleichung der beiden (bzw. zu einer Minimierung der In-Air-Speed).

Michael

Moin,

Um irgendwelche Reibungsverluste zu haben, müsste der Ballon
diese Kräfte irgendwohin übertragen können aber das wäre ja
nur die umgebende Luft …

Richtig. Der Mechanismus, der in diesem Zusammenhang weiterhilft, heißt Turbulenz :smile: Die (großräumige Bewegungs-)Energie des Windes wird damit auf kleinere Skalen kaskadiert (Kolmogorov). Und in Realitas wird man keinen Ballon in die Atmosphäre bei Wind einbringen können, der keinerlei Wirbel in der Luft erzeugt, zumal ja alle Bewegungsenergie des Ballons ersteinmal durch den Wind auf den Ballon übertragen werden muß.

Es fällt mir im Moment schwer zu glauben, dass der Ballon im „eingeschwungenen“ Zustand mit exakt Windgeschwindigkeit fliegt und nicht ein wenig weniger - aber ein gutes Gegenargument habe ich auch nicht :stuck_out_tongue:

Beste Grüße,
Ingo

Die Geschwindigkeit des Ballons passt sich der Windgeschwindigkeit nicht an, sie schmiegt sich ihr an. Soll bedeuten, dass der Ballon bei konstanter Windgeschwindigkeit nie ganz an die Windgeschwindigkeit herankommt. Denn wenn die Differenz der beiden Geschwinigkeiten gegen Null geht, geht auch die Reibung und die dadurch auftretende Beschleunigung des Ballons gegen null.

Da die Frage nicht unter „Mathematik“ gestellt wurde, nehme ich an das man hier von realen Bedingungen ausgeht und der Wind damit nicht konstant ist. Daher ist nur in sehr kurzzeitigen Ueberschneidungen der messbare Wind im Korb Null (ausser vielleicht bei absoluter Windstille).

Wenn das Windrad also empfindlich genug ist, dreht es sich also im Normalfall schon.

NEIN, es dreht sich nicht
Hallo zusammen

dreht der wind, *der den ballon vorantreibt* das windrädchen?
Antwort: *nein* das tut er nicht!

in einem freiballon bewegt sich die luft bei der fahrt nicht.

ein gasballon lässt sich zum beispiel so präzise fahren, daß es, im gegensatz zu einem heißluftballon, kaum auf und abwärtsbewegungen gibt

lässt einer der mitfahrer einen pups los, und wenn er es noch so leise schafft, würdet ihr sehr schnell an den gesichtern der anderen mitfahrer bemerken können, man würde für einen hauch wind alles geben.

wenn der ballonführer bescheid weiß, wird er, um aus dem geruchsbereich herauszukommen, den ballon, durch ablassen von ballast zum steigen bringen, oder durch ablassen von gas, den ballon in fallbewegung bringen,
also eine art stellungswechsel des ballones.

ihr könnt euch vorstellen, sollte eine überparfumierte person, was bei den damen leider nicht selten ist, an bord sein, so kann einem auch ein sonst nicht unangenehmes parfum, zuwider werden.

ein freiballon passt sich selbst beim start innerhalb von sekunden genau an die geschwindigkeit des umgebenden windes zu 100% an.

also wie schon gesagt nur durch auf und absteigen wird die luft etwas verändert, aber die vorantreibende luft würde in keinem falle bei dem windrädchen eine bewegung auslösen.

bei einem heißluftballon ist fast immer eine leichte auf oder abwärtsbewegung vorhanden, die luft im ballon muß laufend durch nachheizen auf temperatur gehalten werden, da der ballon durch die stetige abkühlung sonst wieder in eine fallbewegung gerät.

solltet ihr in einem film, windbewegungen an haar und tüchern erkennen können, dann liegt es daran, daß von einem ballon der korb zu filmaufnahmezwecken, meistens ohne fortbewegung an einen kran in der luft aufgehängt wird.

übrigens friert man trotz leichter kleidung in einem ballon nicht so schnell, da ja auch die körperwärme in der kleidung nicht so schnell ausgetauscht wird.
das hat in größerer höhe also auch vorteile.

mit einem freundlichen Gruß

Franz

(Ballonfahrer, heißluft u. gas)

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

ich gestehe, es bereitete mir schon etwas vergnügen,
eure hochwissenschaftlichen erklärungen,

mit einem *Pups* widerlegen zu können.

Franz

1 Like

Hallo!

(Ballonfahrer, heißluft u. gas)

Erfahrung ist immer besser als graue Theorie!

Was mir noch eingefalle ist: Manche haben hier vermutet, dass es bei böigem Wind eine gewisse Zeit dauern könnte, bis der Ballon seine Geschwindigkeit anpasst.

Dazu ist mir noch etwas mathematisches eingefallen: Es ist ein Unterschied, ob man sagt, dass sich die Geschwindigkeit des Windes an einem vorgegebenen und festgehaltenen Ort ändert (∂v/∂t), oder ob man behauptet, dass sich die Geschwindigkeit eines Luftpakets ändert, in dem sich der Ballon befindet (dv/dt). Im Allgemeinen gilt:

∂v/∂t|r = const. ≠ dv/dt

Gruß, Michael

Erfahrung ist immer besser als graue Theorie!

Was mir noch eingefalle ist: Manche haben hier vermutet, dass
es bei böigem Wind eine gewisse Zeit dauern könnte, bis der
Ballon seine Geschwindigkeit anpasst.

hallo Michael

ich erinnere mich noch an einen außergwöhnlichen start und fahrt mit einem gasballon (wasserstoff als füllung) Startplatz: Marl-Hüls NRW.

im hochsommer in aller frühe auf der startplatzwiese, es war am boden *absolute windstille*, der ballon stand ohne geringste bewegung auf dem platz fertig und zum start bereit,

wir machten unsere witze darüber wo es denn in welche richtung und wie schnell es gehen würde. einer sagte noch, bei der windstille kommst du keinen kilometer weit betrachte es als fahrstuhlfahren

der start war bei der windstille ein kinderspiel,

aber dann in einer höhe von etwa 70 - 80m durchstieß ich eine optisch nicht sichtbare inversionsschicht, (morgens früh ist die luft doch etwas sauberer) die luft darüber war sehr schnell, (starkwind) für einen heißlüfter doch schon etwas zu schnell, ein gasballon verhält sich da schon etwas stabiler.

die form des ballones spielt auch bei der fahrt keine rolle, es gibt die seltesten figuren.

die form macht sich aber bei einem fesselballon sehr stark bemerkbar, da ist die kugel die stabilste und unkomplizierteste form.

es gab nur einen kurzen ruck beim durstoßen, *ja und das wars schon*.
nur sekunden und der ballon hat sich angepasst.
die fahrt wurde zu meiner schnellsten fahrt von allen meinen fahrten.

innerhalb von ein paar stunden erreichte ich die französische atlantikküste und war froh noch vor der küste ein gutes landegelände gefunden zu haben.

und auch in dieser außerordentlich schnellen luftbewegung ist im ballonkorb nicht der hauch eines windes zu spüren.

windböen sind normalerweise auch immer nur dicht über dem grund, ab einer höhe von 100 meter ist die luftbewegung schon als stabil und gleichmäßig anzusehen.

michael, mit deiner mathematischen formel kann ich leider nicht soviel anfangen, die liegt außerhalb meines wissensgebietes.

ich würde mich allerdings freuen wenn du die einmal auf etwas einfachere art für einen laien erklären könntest.

übrigen mußte ich zu meiner eigenen verwunderung immer wieder feststellen, nicht schwindelfreie personen haben in einem ballonkorb keinerlei probleme.

ich vermute da der korbrand eine höhe von etwa 1,15m hat und keine verbindung mit dem erdboden besteht, (anders als beim fenster eines hochhauses) entsteht ein anderes sicherheitsgefühl.
muß wohl so sein,? oder?

mit freundlichem gruß

Franz

Dazu ist mir noch etwas mathematisches eingefallen: Es ist ein
Unterschied, ob man sagt, dass sich die Geschwindigkeit des
Windes an einem vorgegebenen und festgehaltenen Ort ändert
(∂v/∂t), oder ob man behauptet, dass sich die
Geschwindigkeit eines Luftpakets ändert, in dem sich der
Ballon befindet (dv/dt). Im Allgemeinen gilt:
∂v/∂t|r =
const.
≠ dv/dt

Bei konstantem Wind, kommt der Ballon auf Windgeschwindigkeit
!
Hinzu kommt noch, dass ein Ballon meist eine Runde Form hat.
Die Luft drückt also nicht nur gegen den Ballon, sondern
strömt um den Ballon herum, wodurch an der Leeseite ein
Unterdruck entsteht, welcher dann den Ballon auch noch zieht.

Hallo, Peter,
…ich lese, daß der nach der überwiegenden Zahl der P.- Meinungen der Ballon genau die Windgeschwindigkeit annehmen soll (ich bezweifele etwas einen Wirkungsgrad von 100%).

Dann kann die Luft nicht um den Ballon herumströmen (sie wäre dann schneller als der Ballon) und es gibt auch keinn Lee und keinen Unterdruck.

Entweder ist der Ballon genau so schnell wie die Luft, dann gibt es keine Relativbewegungen, oder er ist langsamer als die Luft, dann dreht sich ein (reibungsarmes) Windrad.

Gruß:
Manni

Hallo Beschleunigungsphase,
…ich lese, daß der nach der überwiegenden Zahl der P.-
Meinungen der Ballon genau die Windgeschwindigkeit annehmen
soll.

Peter auch.

Dann kann die Luft nicht um den Ballon herumströmen (sie wäre
dann schneller als der Ballon) und es gibt auch keinn Lee und
keinen Unterdruck.

Das bezog sich auf die Beschleunigungsphase.
Grüße
Ulf

ich bezweifele etwas einen Wirkungsgrad von 100%.

Hallo Manni,
Wirkungsgradverluste spürst du auch dadurch, dass der Ballon eine gewisse Zeit zur Beschleunigung benötigt. Es wird z.B. ein Teil der Windenergie in Wärme (Reibung) umgewandelt.
Wenn ein Auto angeschoben oder abgeschleppt wird, kann es nicht auf Dauer langsamer sein. Nur am Anfang dehnt sich etwas das Seil, so wie sich die Luft in der Beschleunigungsphase hinter dem Ballon komprimiert.
Grüße
Ulf

Nicht schwindelfreie Ballonfahrer
Hi,

übrigen mußte ich zu meiner eigenen verwunderung immer wieder
feststellen, nicht schwindelfreie personen haben in einem
ballonkorb keinerlei probleme.

Das kann ich zumindest für mich selbst bestätigen. Ich habe zwar nicht unbedingt Höhenangst, aber wenn ich z.B. am Eiffelturm von der zweiten oder dritten Plattform einen Blick in die Tiefe werfe, dann beschleicht mich zumindest ein mulmiges Gefühl. Dies war im Heißluftballon nicht der Fall, obwohl der Pilot durchaus nicht nur knapp über Baumwipfelhöhe gefahren ist.

ich vermute da der korbrand eine höhe von etwa 1,15m hat und
keine verbindung mit dem erdboden besteht, (anders als beim
fenster eines hochhauses) entsteht ein anderes
sicherheitsgefühl.
muß wohl so sein,? oder?

Keine Ahnung, woran es liegt.

Gruß
Martin

die fahrt wurde zu meiner schnellsten fahrt von allen meinen
fahrten.

innerhalb von ein paar stunden erreichte ich die französische
atlantikküste und war froh noch vor der küste ein gutes
landegelände gefunden zu haben.

Hallo Franz,
…das muß eine interessante Fahrt gewesen sein.
Wie viele Stunden (Du sagst: ein paar) dauerte der Flug und wo bist Du gelandet?
Würde mich interessieren.

Gruß:
Manni