Nochmals: Viele Flugzeuge

Wissenschaft Physik
#1

Tach auch,
ich bin der grosse Bruder von A und auf meinem Mist ist die Gutenachtgeschichte gewachsen. Schellte dafür habe ich bereits genug bezogen. Entschuldigen möchte ich mich bei allen, da ich mich unbedacht und in Unkenntnis der genauen Fragestellung habe zu einer vorschnellen Aussage hinreissen lassen. Nach Kenntnis der Frage und der Beiträge bedarf es doch einiger Richtigstellungen unter theoretischen Bedingungen.
Zunächst mal ein paar Fakten, nach eigenem Gusto gerundet, um die Dimensionen aufzuzeigen, mit denen wir es zu tun haben.
Boing 747-400: L 70m; SPW 64m; TFL 540 qm; Startg. max. 400 to; einnehmende Fläche 4480 qm
Durchm. Erde 12756 km( +2x10)
ergibt: 114 Mrd Flugz., die Luftdruckzunahme aus der Gewichtskraft beträgt 0,075 bar, umgerechnet auf die vereinnahmte Fläche nur noch 0,009 bar. Der Druckunterschied zwischen Meeresspiegel und 1000 m Höhe beträgt 114hPa, oder 0,114 bar.
Also: spürbar nicht aber messbar
Ich hoffe mal, dass alles stimmig und nachvollziehbar ist.

Jetzt kommen wir zum Fliegen bei Unterschallgeschwindigkeit und zunächst wird alles auf 0 gesetzt, d.h. bevor meine Vögel fliegen, sitzen sie auf ihren Stangen in 10000m Höhe und warten. Das setzt auch die Luftdruckzunahme auf 0.
Wer noch nicht eingeschlafen ist: leichte Kost unter www.erklärt.de/fliegen/auftrieb und wiki/Auftrieb interaktives Experiment zum dynamischen Auftrieb
Bleiben wir bei den Erklärungsversuchen bei Bernoulli und der Zirkulationsströmung. Wodurch entsteht hiernach Auftrieb: durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Luft (des bewegten Flügels) ober- und unterhalb des Flügels enstehen Druckunterschiede, und zwar gegenüber dem Atmosphärendruck. Also untersucht man die Druckunterschied an den Tragflächen unserer Vögel bei normaler Reisegeschwindigkeit. Da stellt man fest, dass oberhalb des Tragflügels der Druck ca. 0,07 bar kleiner, unterhalb des Flügels ca 0,03 bar grösser als der Umgebungsdruck ist. Die Summe ist die unsere 747 tragende Druckdifferenz.
Ihr seht also, es ist garnicht so einfach, sich einem auf den ersten Blick banalen Problems zu stellen.

Auf ein andermal.

B

#2

Dann will ich auch mal Stellung dazu beziehen.
Richitg ist, dass durch die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten von Ober- und Unterseite des Flügels ein Unter- bzw. Überdruck erzeugt wird (gemessen am Umgebungsdruck).

Warum erzeugt aber ein Druckunterschied eine Kraft?
Das liegt doch an der Impulserhaltung, kleine Teilchen trefen beiderseits auf den Tragflügel und erzeugen einen Impuls. Bei höherem Druck (und sonst gleichem Medium) treffen als mehr Teilchen auf die Tragfläche als bei niedrigerem. Ergo ist der Gesamtimpuls der Unterseite größer als der der Oberseite … was eine positive Auftriebskraft erzeugt.

So, der Impuls bleibt also immer erhalten und breitet sich in alle Richtungen nach unten aus bis er nicht mehr wahrnehmbar ist aber theoretisch auch am Boden ankommt.

Mit jedem Flugzeug nimmt der Impuls nun zu … wenn jetzt irgendwann genug Flugzeuge in der Luft sind, ist der Impuls groß genug, als dass er auch am Boden feststellbar ist.

Wieviele Flugzeuge dafür nötig sind ist glaube ich bei der Frage weniger intressant oder?

Gruß,
TeaAge

#3

Hallo B

Der Druckunterschied zwischen Meeresspiegel und 1000 m Höhe beträgt
114hPa, oder 0,114 bar.
Also: spürbar nicht aber messbar

warum nicht?

Ich dachte wir reden von 10.000 Meter Höhe
dort sind nur noch ca. 265 mbar / hPa
also 748 hPa weniger.

Hast du auch alle bekommenen Antworten gelesen?

Entschuldige meine Neugierde,

Aber kann das sein, dass du derjenige bist, der am Kölner Dom
immer jeden Stein einzeln ausmisst um zu sehen
ob der Kölner Dom auch 157,31 m hoch ist?

Gruß Franz Burbach

#4

Tach auch,
du warst so freundlich, auf meinen Beitrag zu schreiben, dass ich dir gerne meine Überlegungen mitteile.
Zunächst mal ein paar Prämissen, die ich für mich geschaffen und aktzeptieren muss:

  1. actio = reactio; wie der( Impuls und Drehimpuls ) an der Tragfläche übertragen wird ist bekannt.
  2. Luftdruck ist das Gewicht einer Luftsäule pro definierter Flächeneinheit.
  3. Die Frage lautete, ob sich der Luftdruck unter diesen Flugzeugen für die Bewohner erhöht. (Mal wieder so eine Scherzfrage: Für mich erhöht sich der Luftdruck in dem Augenblick, wenn ich es spüre. Aber gehen wir davon aus, dass Messen gemeint war).
  4. Zur Beantwortung der Frage muss man die Bindungsenergie und das isotrope Verhalten von Luft bei Druck und den möglichen Einfluss äusserer Kräfte auf den Impuls mit einbeziehen. Also muss ich mir die Frage stellen(actio = reactio): befinden wir uns in einem abgeschlossenen Inertialsystem?

Ich verlasse also den Nahbereich um die Tragfläche, da hier nur die Erklärung für den dynamischen Auftrieb liegt.
Also, wie wird der Impuls(und hier folge ich deiner Vorgabe und betrachte nur die Unterseite) von Molekül zu Molekül weitergegeben, und zwar nicht nur in alle Richtungen nach unten, sondern letztendlich auch nach oben?

Antworten habe ich keine, Fragen aber auch nicht.

Gruss

B

#5

Also, wie wird der Impuls(und hier folge ich deiner Vorgabe
und betrachte nur die Unterseite) von Molekül zu Molekül
weitergegeben, und zwar nicht nur in alle Richtungen nach
unten, sondern letztendlich auch nach oben?

Eben durch Stöße. Die Stöße sind, wenn wir die Gesamtheit am Tragflügel betrachten erst nach unten gerichtet. Über dem Tragflügel gibt es auch einen Impuls nach oben, der aber geringer ist … und für die Fragestellung ja auch nicht interssiert.

Also, der Gesamtimpuls ist ja quasi durch eine Druckerhöhung, sprich Druckwelle gegeben, die sich dann vom Tragflügelaus kugelförmig ausbreitet.

Die Druckerhöhung unter dem Flugzeug ist also eine Überlagerung aller Druckwelle der Flugzeuge. Die Überlagerung führt bei einer genügenden Dichte an Flugzeugen zu einem recht homogenen Druckfeld. Was zu einem Anstieg des Drucks am Boden führen würde.

Soweit die Theorie.
Genauere Informationen dürften recht schwierig sein zu rechnen …

Gruß