Rückenflug

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#1

Guten „Morgen“,

Nach einigen Überlegungen und ein wenig rumgestöber im Internet, muss ich diese Frage wohl doch hier stellen.
Ich frage mich, wie genau es ein Flugzeug schafft über längere Zeit auf dem Rücken zu fliegen.
Zwar fand ich eine prinzipielle Antwort auf diese Frage und kenne die Zusammenhänge (fast symetrisches bis symetrisches Tragflächenprofil usw), allerdings würde ich gerne selber einige Berechnungen dazu anstellen können.

Daher einige kleine Fragen:

  • Wie genau erzeugt ein Flugzeug mit symetrischem Tragflächenprofil Auftrieb? (Kunstflugzeuge zb)
  • Wie kann ein Flugzeug, das kein symetrisches Tragflächenprofil hat, den Abtrieb beim Rückenflug aufheben?
  • Für den Fall das dies mit der stellung der Seitenleitwerke oä zu tun hat, wie kann ich das berechnen?

Vielen Dank schonmal für eventuelle Antworten :smile:

Grüße, Goms

#2

Hallo!

Daher einige kleine Fragen:

  • Wie genau erzeugt ein Flugzeug mit symetrischem
    Tragflächenprofil Auftrieb? (Kunstflugzeuge zb)

Der Auftrieb wird nicht allein durch die Profilierung, sondern auch durch den Anstellwinkel bewirkt (Ich habe irgendwie das Zahlenverhältnis 2:1 im Kopf, weiß aber nicht mehr genau ob die „2“ für den Einfluss des Profils oder des Anstellwinkels stand). Auch eine ebene Platte, die man schräg in den Wind stellt, erzeugt Auftrieb und zwar nicht zu knapp. (Bloß ist bei ihr das Verhältnis aus Auftrieb zu Luftwiderstand verhältnismäßig ungünstig. Das ist im Wesentlichen die Entdeckung Otto Lilienthals).

  • Wie kann ein Flugzeug, das kein symetrisches
    Tragflächenprofil hat, den Abtrieb beim Rückenflug aufheben?

Indem es den Anstellwinkel so wählt, dass der Auftrieb aufgrund des Anstellwinkels größer ist als der Abtrieb aufgrund des Profils.

  • Für den Fall das dies mit der stellung der Seitenleitwerke
    oä zu tun hat, wie kann ich das berechnen?

Du meinst vermutlich Höhenleitwerke. Zu Berechnungen fragen Sie bitte Ihren Arzt oder Apotheker (bzw. Aerodynamiker).

Das Ganze geht sogar noch extremer: Unter Umständen reicht die Triebwerksleistung und die Anströmung des Rumpfes aus, um ein Flugzeug einige Zeit im Messerflug in der Luft zu halten (d. h. auf der Seite liegend mit senkrecht gehaltenen Tragflächen).

Michael

#3

Hi Michael,

Das Ganze geht sogar noch extremer: Unter Umständen reicht die
Triebwerksleistung und die Anströmung des Rumpfes aus, um ein
Flugzeug einige Zeit im Messerflug in der Luft zu halten (d.
h. auf der Seite liegend mit senkrecht gehaltenen
Tragflächen).

winzige Korrektur: ziemlich senkrecht gehalten; nach meiner Erinnerung so etwa 30° aus dem Lot. Also fast wieder der Effekt wie beim Drachen.

Gruß Ralf

#5

Danke, allerdings hatte ich diese schon gefunden.
(ich gehöre zu den menschen, die wirklich meistens erst die boardsuche benutzen :wink: )
was mir fehlt ist ein ansatz zum berechnen…
trotzdem danke für die schnelle antwort :smile:

Grüße, Goms

#6

Hallo!

Das Ganze geht sogar noch extremer: Unter Umständen reicht die
Triebwerksleistung und die Anströmung des Rumpfes aus, um ein
Flugzeug einige Zeit im Messerflug in der Luft zu halten (d.
h. auf der Seite liegend mit senkrecht gehaltenen
Tragflächen).

winzige Korrektur: ziemlich senkrecht gehalten; nach meiner
Erinnerung so etwa 30° aus dem Lot. Also fast wieder der
Effekt wie beim Drachen.

Ich meinte: 90° zwischen Hochachse und Vertikale.
Du meintest: 30° zwischen Längsachse und Horizontale.

Stimmt’s? Dann haben wir beide recht.

Gruß, Michael

#7

was mir fehlt ist ein ansatz zum berechnen…

Das kann beliebig kompliziert werden. Der einfachste Fall wären Flügel ohne Profil. Für den Querkraftbeiwert dünner Bretter gilt

cQ = 2·π·sin α

wobei α der Anstellwinkel ist. Für die Querkraft gilt dann

FQ = cQ·ρ·v²·A/2

Mit Profil wird es dann komplizierter. Für ein kreisförmiges Prfil gilt beispielsweise

cQ = 2·π·sin(α+θ/4)

wobei θ der Öffnungswinkel des Kreisbogens ist. Auch hier gibt es also einen Anstellwinkel (nämlich α0=-θ/4) bei dem gar kein Auftrieb erzeugt wird. Bei Anstellwinkeln oberhalb von α0 erzeugt ein solcher Flügel Auftrieb und darunter Abtrieb. Fliegt das Flugzeug auf dem Rücken gilt dasselbe im umgekehrtem Vorzeichen.

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#8

Moin, Michael,

Ich meinte: 90° zwischen Hochachse und Vertikale.

das gehört ja nun zum Messerflug, es sei denn, wir verwechselten da was mit dem Hängen an der Schraube :smile:

Du meintest: 30° zwischen Längsachse und Horizontale.

Stimmt’s? Dann haben wir beide recht.

gerne.

Gruß Ralf

#9

Hi Goms,
Rückenflüge, vor allem beim Kunstflug und in der Jagdfliegerei, sind vom Profil, dem Anstellwinkel, dem Vortrieb, der Geschwindigkeit u.e.m. abhängig.
In der Regel haben Kunstflugzeuge deshalb ein neutrales Profil und Jagdmaschinen eines mit beidseitig geringer Auftriebsdifferenz.
Drückt der Kunstflugpilot im Rückenflug, was im Normalflug das Ziehen ist, bei diesen Sondermaschinen genügt eine Trimmung, stellt sich die Fläche in der Strömung an und erwirkt die nötige Auftriebskraft, die mit dem Antrieb unterstützt wird.
Chris

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#10

Der Auftrieb wird nicht allein durch die Profilierung, sondern
auch durch den Anstellwinkel bewirkt (Ich habe irgendwie das
Zahlenverhältnis 2:1 im Kopf, weiß aber nicht mehr genau ob
die „2“ für den Einfluss des Profils oder des Anstellwinkels
stand).

Hallo,

ich möchte an dieser Stelle noch eine kleine, aber m.M. nach wichtige Korrektur einfügen:
Der Anstellwinkel ist das Maß aller Dinge in punkto Auftrieb. Mein alter Strömungslehreprof meinte einmal, dass man im Grunde genommen mit allem Fliegen kann - sogar mit einem Scheunentor anstelle von Flügeln.
Das Profil und dessen Symmetrie haben kaum bis gar keinen Einfluss auf den Auftrieb. Es dient „lediglich“ dazu, die Strömungsverluste zu minimieren und Strömungsabrisse bei niedrigen bzw. sehr hohen Geschwindigkeiten zu verhindern.
Die Volksweisheit, dass ein Flugzeug wegen der schneller strömenden Luft auf der Profiloberseite fliegt, ist also absoluter Nonsens.