Liebe/-r Experte/-in,
ich habe folgenden Gedankengang:
In einem Artikel über den Golfsport las ich, dass zu Beginn des Golfsportes die Golfbälle noch glatt waren.
Erst einige findige Menschen entdeckten, das sich durch Kerben in dem Golfball die Flugeigenschaften des Balles stark verbesserten. Diese Entdeckung war der Ursprung dessen, dass heutige Golfbälle die bekannten Dellen haben.
Diese Dellen sorgen dafür, dass während des Fluges die Luftverwirbelungen hinter dem Ball stark reduziert werden.
Nun frage ich mich, warum gibt es keine Flugzeuge, deren Rumpf Golfballähnliche Dellen aufweist. Ist dieses Prinzip bei der Form eines Flugzeugrumpfes nicht effizient oder hat sich darüber bisher niemand Gedanken gemacht?
Für eine fachmännische Stellungnahme (ich bin kein Physiker) wäre ich sehr dankbar.
Gruß,
Jochen
eine gute frage aber darüber hat sich sehr wohl schon jemand gedanken gemacht.
und zwar ist der vorteil dieser dellen dass sich in diesen dellen kleine wirbel bilden die in der luft den reibungswiederstand veringern wie man es von einem kugellager kennt somit wird die die reibung zwischen den verschiedenen wirbeln und dem umliegenden luftstrom reduziert…naja ich sage mal der luftstrom wird agiler…und es treten weniger wirbel hinter dem golfball auf (im flug) und es bilden sich keine, bzw äusserst geringe wirbel die die tropfen form verfolständigen wie man das sonst kennt, denn der luftstrom umschließt den golfball.
für schaubilder dieser tropfen form könnten sie eventuell auf wikipedia oder strömungslehre einfach mal googeln:wink:
um zum punkt zu kommen dadurch, dass der flugzeugrumpf im profil höchste aerodynamische güte aufweist ist schon eine große ökonomität gegeben. dennoch gab es eine überlegung einer haifisch-haut für flugzeuge die durch äusserst gleichmäßige unebenheiten eben diese kleinen wirbel erzeugen nur leider ist die produktion dieser haut schier zu teuer.
mittlerweile gibt es aber verschiedene andere systeme um den reibungswiederstand zu veringern bei interesse könnten sie nach ansaug- , und ausblassystemen in der tragflächen strömungslehre googeln welches sie bestimmt ausreichend informieren könnte
es freut mich ihr interesse
mfg michell
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Moin Jochen,
ich muss zugeben, dass meine Aerodynamikkenntnisse ein wenig eingestaubt sind, aber mit Hilfe von Google sollte es für einer ausreichenden Antwort langen 
.
Man muss bei einem fliegendem Körper zwei Arten für WIderstand unterscheiden: Reibungswiderstand und Druckwiderstand. Der Druckwiderstand entsteht dadurch, dass zum Beispiel ein Ball (=glatter Golfball) eine verhältnismäßig hohe Stirnfläche hat, an die die Luft strömt. Es bildet sich ein Druckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite, der Druck vorne ist durch die schneller fließende Luft höher. Der niedrigere Druck hinten saugt quasi am Ball und bremst ihn ab. Die Dellen bewirken hier einen teilweisen Druckausgleich zwischen hinten und vorne, indem die Luft verwirbelt wird.
Ein Flugzeug hingegen hat zwar auch einen Druckwiderstand, hier überwiegt allerdings der Reibungswiderstand, bedingt dadurch, dass ein Flugzeug eine lange Röhre ist und somit viel Fläche entlang der Strömungsrichtung besitzt, die von der strömenden Luft benetzt wird. Diesen Widerstand wiederum hält man gering, indem man möglichst verhindert, dass die Luft verwirbelt. Man ist also hier an einer möglichst glatten Öberfläche interessiert.
Ich hoffe, ich konn te es Dir verständlich erklären. Wenn Du weitere Fragen hast, schreib mir einfach.
Gruß Hauke
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Hallo Jochen,
ich bin leider kein Aerodynamikexperte, aber ich würde sagen, dass dies etwas mit der Grenzschicht an Tragflächenprofilen zu tun hat. Es gibt einen Effekt, der sich Grenzschichtablösung nennt, der zu Verwirbelungen führt die wiederum die Strömung beeinflußt.
Als Tip würde ich dir raten dich mit dem Thema Grenzschicht bzw. Grenzschichtablösung weiter auseinander zu setzen. Die Frage finde ich jedoch sehr interessant.
Ich hoffe das dich mein Tip auf der Suche nach der richtigen Antwort weiter bringen wird.
Wenn du die Antwort gefunden hast kannst mir sie ja mal weiter leiten - würde mich freuen.
Viel Erfolg
Gruß Christian
Hallo Jochen,
um das zu erklären, muß man sich die Aerodynamik eines Balles/eines Flügels ansehen. Die Luftmasse trifft vorne auf das Profil (Druckpunkt), läuft mit laminarer Grenzschicht (also ohne Störungen) um das Profil bis zum Umschlagpunkt (bei einfachen Flügelprofilen bei ca. 2/3 der Länge). Hier löst sich die Strömung vom Profil und verwirbelt, da die laminare Strömung quasi überreizt ist. Diese Wirbel sind allerdings ungünstig, da sie einen hohen Luftwiderstand erzeugen und den Ball/das Flugzeug damit langsamer machen.
Der Trick ist jetzt, das die Grenzschicht auf dem Golfball durch die kleinen Dellen schon vor dem Umschlagpunkt kontrolliert turbulent wird. Damit kann die laminare Strömung nicht mehr überreizen, es entstehen kleinere Wirbel und damit weniger Luftwiderstand.
Im Flugzeugbau kennt man das Problem und hat drei Lösungen:
- das Laminarprofil, das derart ausgefeilt ist, das die laminare Strömung bis zum Profilende anliegt und damit die störenden Wirbel erst hinter dem Flügel entstehen.
- Kontrolliertes Umschlagen von laminarer in turbulenter Grenzschicht mittels Turbulatoren (kleine Winkel auf dem Flügel/Rumpf/Leitwerk), oder Grenzschichtbänder (s.g. Zackenbänder), welche häufig bei Segelflugzeugen benutzt werden
- Grenzschichtabsaugung/ -einblasung (siehe Wikipedia), damit wird die laminare Grenzschicht aufgefrischt oder die umschlagkritische Luftmasse abgesogen
Flugzeugrümpfe sind mittlerweile so gebaut, das die Strömung fast durchgehend Laminar anliegt.
Gruß
Aeromartin
Hallo Jochen,
was für den Golfball gut ist, gilt nicht im Flugzeugbau. Dellen im Rumpf führen zu Verwirbelungen, diese erhöhen den Widerstand! Vieles zur Widerstandsverringerung wurde untersucht, am Flügel experimentiert man mit kleinen Schlitzen, an denen Luft ausgeblasen wird. Damit soll man eine größere Luftbeschleunigung an der Haut und geringere Luft-Ablösungen erzielt werden.
Der Golfball ist eine Kugel, die mit Profilen oder Rümpfen nicht zu vergleichen ist.
Gruß Manfred
Guten Tag,
ohne tief auf die Physik einzugehen sehe ich zwei vorrangige Probleme bei der Entwicklung und der Fertigung.
- Über die gesamte Oberfläche die mechanische Festigkeit so berechnen zu können, dass man im Vorfeld ein 100% präzises, zuverlässiges Ergebnis erhält, ist bei einer derart inhomogenen Oberfläche schwer!
(Aerodynamisch bringt diese Oberfläche im Bereich einer Tragfläche Nachteile. Die laminare Strömung wird massiv beeinträchtigt)
2)Die Herstellung von Tragflächen- und Rumpfelementen dieser Art wird mehr Materialbedarf und damit mehr Gewicht bedeuten! Durch diese Dellen vergrössern Sie schliesslich die Oberfläche bei gleichzeitigem Auftriebverlust wegen der gestörten Umströmung der Targflächen.
In der Vergangenheit gab es bereits einen anderen Versuch, welcher in diese Richtung ging!
Die gute alte Lufthanse liess vor Jahren ihre Maschinen partiell mit einer Klebefolie überziehen deren Oberflächenstruktur eine Haifischhaut nachahmt!
Die tatsächlich erzielte Spritersparnis lag weit unter den Kosten für Beschaffung und Aufbringung der Folie.
Ich hoffe Ihnen etwas geholfen zu haben!
Mit freundlichem Gruss
A. Hepp