Luftdicke über Flügel

Hallo zusammen,

ein Flugzeugflügel oder ein Autospoiler bildet bei waagerechter Anströmung eine Saug und eine Druckseite aus.
Ich versuche mir gerade vorzustellen wie dick die Luftschicht auf der Saugseite ist - wo ein geringerer Druck erzielt wird.
10m über der Saugseite ist bestimmt nichts mehr von den Effekten des Flügels zu merken - oder? (z.B. bei kleiner Chesna)
Wovon ist die Stärke der beeinflussten Schicht abhängig?
Wie ist es bei einem Formel1 Frontflügel der Abtrieb machen soll. Da hat die Luft auf der Saugseite ja nur ein paar Zentimeter Platz. (zwischen Straße und Frontflügel) Ist die Saugseite da wirksam - oder nur die Druckseite?

Dank und Gruß
Maxe

Wenn du dir das Geschwindigkeitsprofil um den Flügel anguckst (also über dem Profil schneller, als unter dem Profil) und dann zur besseren Veranschaulichung die ungestörte Strömungsgeschwindigkeit abziehst, erhälst du einen Wirbel um das Profil. Dieser Wirbel ist Ursache für die Geschwindigkeitsdifferenzen und somit für die Druckdifferenzen, die dann im Auftrieb münden.

Theoretisch (Potentialströmung) hat dieser Wirbel eine unendlich Ausdehnung. Praktisch ist er ab einem gewissen Abstand zu langsam, so dass er durch Reibung gegen 0 geht.

Es hängt also von der Wirbelstärke Gamma ab, in welcher Entfernung noch ein spürbarer Effekt vorliegt. Dieser wiederum hängt hauptsächlich von der Anströmgeschwindigkeit (beim Flugzeug also die Fluggeschwindigkeit relativ zu umgebenden Luft) und dem Anstellwinkel ab. Ist der Auftrieb groß, ist scheinbar auch die Wirbelstärke groß und somit auch die beeinflusste Luftschicht.

Bei einem Frontflügel eines F1-Autos, kommen natürlich noch Reflektionseffekte (weiß nicht, ob man das so nennt) vor. Luft mit höherem Druck (im Vergleich zu ungestörten Umgebung) will sich natürlich ausdehnen, Luft mit niedrigerem Druck zusammen ziehen. Das sorgt dafür, dass sich (bei höherem Druck) Fahrbahn und Frontflügel abstoßen würden. Da aber der Druck wohl eher niedriger bis gleich der Umgebung ist, wird sich der Frontflügel leicht an der Fahrbahn „festsaugen“ … ohne mir jemals ein solches Profil angeguckt zu haben.

Gruß

Hallo Maxe,

als kleine Anmerkung von mir: In der Praxis kann man ungefähr davon ausgehen, dass die 2 Wirbel des Flügelnachlaufes in etwa eine Spannweite Durchmesser haben. Also jeweils eine Halbspannweite Radius. Damit ist auch die beeinflusste Luftschicht über und unter dem Flügel jeweils eine Halbspannweite dick. Bei üblichen Fluggeschwindigkeiten kommt da eine ganze Menge Luft pro Sekunde zusammen.

Als Anschauungsmaterial:
Google-Bildersuche mit „airfoil cfd“
oder „wing tip vortex“

Gruß
Krokodi

Hi Maxe,

ein Flugzeugflügel …

da fehlt mir der rechte Durchblick, die Bilder auf http://de.wikipedia.org/wiki/Dynamischer_Auftrieb legen eine Dicke nah, die etwa bei der Länge des Flügelprofils liegt (also von Voerderkante bis Hinterkante).

oder ein Autospoiler bildet bei
waagerechter Anströmung eine Saug und eine Druckseite aus.

Hier liegt der Fall etwas anders. Unter dem Spoiler herrscht ja Unterdruck, weil die Luft schneller strömt. Dass sie nicht nach unten ausweichen kann, verstärkt den Effekt noch.

Vielleicht erinnerst du dich an den Streit über die Bodenplatten in der Formel 1. Die erzeugen einen Abtrieb allein aufgrund des Spaltes zwischen Platte und Boden. Diese Spalt war sehr klein, zur Not schrappte man halt übern Boden.

Gruß, Zoelomat

oder ein Autospoiler bildet bei
waagerechter Anströmung eine Saug und eine Druckseite aus.

Hier liegt der Fall etwas anders. Unter dem Spoiler herrscht
ja Unterdruck, weil die Luft schneller strömt. Dass sie nicht
nach unten ausweichen kann, verstärkt den Effekt noch.

Vielleicht erinnerst du dich an den Streit über die
Bodenplatten in der Formel 1. Die erzeugen einen Abtrieb
allein aufgrund des Spaltes zwischen Platte und Boden. Diese
Spalt war sehr klein, zur Not schrappte man halt übern Boden.

Hierzu kann man ein schönes, einfaches Experiment machen: man legt ein ungefaltetes Blatt Papier auf einen glatten Tisch und versucht dann, heftig von der Seite drunterzupusten. Anstatt dass es im hohen Bogen wegfliegt, saugt es sich dank der Unterströmung am Tisch fest. (Bernoulli-Effekt)

Gruß, C.