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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / rec / kites / 1654 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-11-23  |  3.1 KB

  1. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!caen!kuhub.cc.ukans.edu!spaceman
  2. From: spaceman@kuhub.cc.ukans.edu
  3. Newsgroups: rec.kites
  4. Subject: Re: Flexifoils: how do they work?
  5. Message-ID: <1992Nov23.114109.45046@kuhub.cc.ukans.edu>
  6. Date: 23 Nov 92 11:40:58 CST
  7. References: <1992Nov19.132019.12311@ohm.york.ac.uk>
  8. Organization: University of Kansas Academic Computing Services
  9. Lines: 67
  10.  
  11. In article <1992Nov19.132019.12311@ohm.york.ac.uk>, jkn@ohm.york.ac.uk (John Nicoll) writes:
  12. > Having built my flexifoil (see recnt postings), I've been
  13. > discussing with colleagues how they actually fly. The
  14. > side view of a Flexi- is a sort of inverted wing shape,
  15. > and we have speculated that it the downward `lift`
  16. > levers around the leading spar to align the kite
  17. > at an angle to the wind - almost 90 degrees, as it happens.
  18.  
  19. The Flexi uses an inverted airfoil cross section, which will pivot the
  20. foil about the l.e. spar so that the net moment of the forces (tension in
  21. string, lift on the curved bottom ('downward lift'), and drag about the
  22. center of gravity (very close to the spar) are
  23. zero. Think of it this way:
  24.  
  25. Sum of the moments about the c.g. = T*Xt + L*Xl + D*Xd +Lt*Xlt= 0
  26. where:  T is tension in the line, Xt is the distance from c.g. to the tension
  27.     force
  28.     L is lift, Xl is the distance from the c.g. to the lift force
  29.     on the cambered surface (bottom of the flexi)
  30.  
  31.     Lt is lift at the top of the flexi (see 'forward velocity' question)
  32.     Xlt is the distance between c.g. and the Lt force
  33.  
  34.     Note that the moment arm Xl for Lift is much greater than moment
  35.     arm for the lift produced above  the mesh
  36.  
  37.     D is drag, Xd is the distance from the c.g. to the drag force.
  38.     There is also drag at the top of the flexi!
  39.  
  40.         Note that Xlt << Xl, so not much pivoting will occur due to
  41.     the lift produded at the top of the flexi
  42.  
  43. These moments will position the flexifoil at a certain angle with respect to
  44. the relative wind (aka angle of attack) since kite is moving.
  45.  
  46.  
  47. > But I'm not sure where all that `forward' velocity comes from,
  48. > nor how the bending of the spar affects things.
  49.  
  50. Here comes the interesting part (and the part that made me pull out a 
  51. picture of the flexi to answer this question)
  52.  
  53. If you notice the position of the spar relative to the leading edge of the
  54. kite- it is below the mesh.  But, there is a curved part ( the leading edge
  55. radius) above the mesh.  This curved radius will generate lift also (decreases
  56. the pressure near the top-front of the flexi).
  57.  
  58. (Note that lift is perpendicular to the relative wind)
  59. (Also note that even though the airfoil is at a large negative angle of attack,
  60.  i.e. the airfoil is inverted, lift can still be produced on the non-cambered
  61.  side- like a flat plate at some angle to the wind)
  62.  
  63. It is this lift (in conjunction with the moments) which gives the flexi 
  64. the forward velocity.
  65.  
  66. The bending of the flexi is for control (and probably a little stability).
  67. By pulling on one string, you effectively decrease the angle of attack on one
  68. side, which produces less lift on that side (L and Lt) and the kite 
  69. pivots about the other string.
  70.  
  71. >     john N
  72. > -- 
  73. > john nicoll (jkn@ohm.york.ac.uk)
  74.  
  75. Paul
  76. spaceman@kuhub.cc.ukans.edu
  77.  
  78.