Die Ansteuerung der Fahrgeschwindigkeiten wurden annähernd erreicht. In der Abb. 5 zeigen die Messreihen die gefahrenen Geschwindigkeiten. Die horizontalen Linien sollen die Abweichungen zu den geforderten Geschwindigkeiten verdeutlichen. Abb. 5: Überprüfung der gefahrenen mit den angestrebten Geschwindigkeiten In dieser und in den folgenden Grafiken werden mit den Bezeichnungen v4 - v9 die einzelnen Geschwindigkeitsstufen bezeichnet. Es zeigt sich, dass die niedrigen Geschwindigkeiten sehr gut anzusteuern sind und die höheren variabler in ihrer Ausprägung gefahren wurden. Die Schirme werden ab einer bestimmten Geschwindigkeit in ihrem Flugverhalten ruhig. Deutlich wird dies insbesondere am Nasa-Schirm, der in allen drei geforderten Stufen einen konstanten Zug-Winkel aufweist. Aus diesem Grund wurde bei diesem Schirm noch eine zusätzliche Fahrstufe (v = 4 m/s) gesetzt, um hier den Verlauf der Stabilisierung zu zeigen. Die beiden MT-Laufschirme sind bei der ersten Geschwindigkeitsstufe völlig instabil. Sie schlingern hinter dem Athleten und wirken subjektiv störend auf die Laufökonomie, da die Zug-Kräfte dadurch sehr hohe Amplituden aufweisen. Tab. 2: Mittlere Winkelstellungen bei unterschiedlichen Geschwindigkeitsstufen Die Stabilisierung der einzelnen Schirme wird in Abb. 6 sichtbar, wo die Veränderung der Zugwinkel als Verläufe dargestellt werden. Der grüne MT-Laufschirm mit einem Durchmesser von 120cm scheint in keinem Bereich stabil zu fliegen. Der gelbe Schirm ist ab einer Geschwindigkeit von 7m/s stabil. Alle anderen zeigen schon bei kleineren Geschwindigkeiten einen quasi-stabilen Zustand. Je flacher der Schirm fliegt, umso größer ist die Fläche, die er als Widerstand dem Läufer entgegen bringt. Je steiler der Zugwinkel ist, desto flacher ist der Anstellwinkel des Schirms; er gleitet auf einem Luftkissen und steht über dem Athleten. Abb. 6: Darstellung der unterschiedlichen Zugwinkel in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit Als besonders ruhig zeigt sich das Flugverhalten des NPW, der schon bei geringen Geschwindigkeiten einen Winkel von ? ˜ 68° einnimmt und diesen quasi über jede Geschwindigkeitsstufe hält. Aus der Betrachtung der Zugwinkel lässt sich der Schluss ziehen, dass die runden Schirme erst ab einer Geschwindigkeit zwischen 5m/s und 7m/s ein ruhiges Flugverhalten zeigen. Dagegen üben die Gleitschirme schon mit 5m/s einen konstanten Zug auf den Athleten aus. Um den Unterschied zwischen den MT-Schirmen und dem modifizierten blauen Schirm zu beurteilen, wird für eine einzelne Messung, d.h. ca. 3s Messdauer mit 500Hz, der Mittelwert des Zugwinkels und seine Standardabweichung herangezogen. Die größere Streuung kann dann als unruhigeres Flugverhalten interpretiert werden. Im Geschwindigkeitsabschnitt von 7m/s sind beide Schirme stabil. Der grüne Schirm weist hier bei einem Mittelwert von ? 39° eine Standardabweichung von s = ±4,8° auf, wohingegen der blaue Schirm bei einem Mittelwert von ? 28° eine Standardabweichung von s = ±1,8° besitzt. Die Standardabweichung beträgt beim MT-Schirm 12,3% des Mittelwertes, wohingegen beim blauen Schirm die Relation nur 6,3% beträgt. Dieser ruhigere Flug ist auf die radienförmigen Aussparungen zwischen den Aufhängungspunkten zurückzuführen. Tab. 3: Darstellung der resultierenden Gesamt-Zugkräfte bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten Die auf den Athleten wirkenden Zugkräfte weisen bei allen Fallschirmen einen annähernd linearen Anstieg auf. Damit wirkt die Geschwindigkeitsänderung auf die zwischen Fahrrad und Schirm bestehenden Kräfte nicht quadratisch, sondern annähernd linear. Das bedeutet, dass das Gesamtsystem sich nicht so verhält, wie die mechanischen Zusammenhänge prognostizieren. Durch die veränderten Bedingungen mit Fahrrad und Radfahrer, Schirm und Messsystem, werden die physikalisch berechenbaren Zusammenhänge durch biologische Schätzgrößen erweitert. Bei genauerem Hinsehen zeigen die unterschiedlichen Fallschirme bei den Geschwindigkeitssteigerungen alle unterschiedliche Eigenschaftsprofile. Einen fast der Theorie entsprechenden Verlauf zeigt der Parawing. Der grüne und der gelbe MT-Fallschirm zeigen einen sättigenden Verlauf. Diese nur vordergründig abweichenden Eigenschaften sind darauf zurückzuführen, dass zwar die Geschwindigkeit steigt und der Einfluss quadratisch ist, aber durch die Zugwinkeländerung die Anströmfläche des Fallschirms und damit die Fläche des Widerstands verändert wird. Abb. 7: Bivariate Darstellung der resultierenden Zugkräfte in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit Sowohl der modifizierte blaue Schirm als auch der NPW- Schirm zeigen annähernd lineare Eigenschaften. Das Profil des NPW-Fallschirms weist darauf hin, dass das Verhältnis der Kraftkomponenten nicht die gleichen Eigenschaften besitzt wie bei den anderen Schirmen. Aus diesem Grund wird in der nächsten Tabelle ein Koeffizient dargestellt, der das Verhältnis von vertikaler zu horizontaler Kraftkomponente abbildet. Dieser wird von uns als Liftkoeffizient bezeichnet. In der Trigometrie ist er als Tangens bekannt; er wird größer, wenn die vertikale Zugkraft zunimmt. Er wird >1, wenn die vertikale Komponente größer ist als die horizontale Kraftwirkung. Die Bezeichnung für diesen Koeffizienten ist ?? Tab. 4: Liftkoeffizient ?, Verhältnis von vertikaler zu horizontaler Kraftkomponente Es zeigt sich, dass der Liftkoeffizient ? beim NPW-Schirm von anfänglich 2,38 auf 2,58 steigt, aber trotzdem einen Zugwiderstand in horizontale Richtung von 25 bis 50N aufweist. Tab. 5: Horizontale Zugkraft der Laufschirme Dies bedeutet, dass mit diesem Schirm, der vom Läufer aus dem Liegen heraus zum Gleiten gebracht werden kann, neben der ursächlich provozierten Zugwiderstandskraft eine Liftkraft auftritt, die das sitzende Laufen und die zu kleinen Kniewinkel im Fußaufsatz reduziert oder sogar kompensieren kann. Um diese Hypothesen prüfen zu können, müssen allerdings zusätzliche kinematische Analysen am Sportler durchgeführt werden.