Bei Wikipedia lese ich:
Nähert sich ein Flugzeug der Schallgeschwindigkeit (Mach 1), kommt es durch die Kompressibilität der Luft zu Stosswellen an verschiedenen Teilen des Flugzeugs. Dadurch steigt der aerodynamische Widerstand erheblich an, bis diese Grenze (Schallmauer) überwunden ist.
Danach sinkt der Widerstand wieder ab, bleibt jedoch höher als im Unterschallbereich.
Nun, Frage:
Warum sinkt der Widerstand bei Mach 1,2 ?
Oder anders, bei Mach 1 ist der Widerstand grösser als bei Mach über 1.
Die Festkörper-Physik kennt die Resonanz, aber bei Gasen nicht zu vergleichen.
Da genau bei Mach 1 etwas anderes passiert als leicht darüber ist Azteke auf die Idee gekommen, eine Flugbombe zu machen.
Dieser Fragesteller musste das den Experten erklären, die ihn nicht verstanden haben und er wurde selber zum Antwortenden.
Ich finde aber, dass da was dran ist.
Kommt mir jetzt nicht mit Doppler Effekt oder stehende Welle.
Das ist gedanklich schon durchexerziert und hier muss es was anderes sein. Leider sagt Wiki zwar, dass der Widerstand bei Mach 1,1 sinkt, aber nicht warum.
Der Ueberschallknall dauert ja die ganze Zeit, wirkt also immer die ganze Zeit während des Fluges.
Was passiert also, wenn man nur turbulent Mach 1 fliegt, also nicht durchbricht?
Leider sagt Wiki zwar, dass der Widerstand bei
Mach 1,1 sinkt, aber nicht warum.
Wenn du mit Mach 1 oder besser knapp unter Mach 1 fliegst, dann schiebst du die verdrängte Luft als Druckwelle vor dir her (denn der Druck breitet sich ja auch mit Schallgeschwindigkeit aus) und erhöhst den Luftwiderstand.
Wenn du mit Mach 1,1 fliegst, dann fliegst du ja schneller als der Schall, d.h. du überholst diese Druckwelle ständig und schiebst deshalb nicht ständig so eine starke Druckwelle vor dir her. Deswegen sinkt der Widerstand, sobald du schneller als Mach 1 fliegst.
Bildet sich bei Überschall denn kein Überdruck mehr vor dem
Flugzeug?
Nein, kaum mehr. Zwar bildet sich natürlich etwas Überdruck (weil das Flugzeug ja nach wie vor die Luft stark zusammenschiebt), aber das Flugzeug fliegt ja bei Überschall schneller als sich dieser Druck fortbewegen kann. Es überholt also ständig diesen Druck und entkommt ihm durch seine hohe Geschwindigkeit.
Hallo,
so pauschal dargestellt kommt leicht ein falscher Eindruck auf.
Natürlich ist es immer noch so, dass Überschallflug deutlich mehr
Energie erfordert, weil eben der Gegendruck erheblich höher liegt als bei
Unterschallflug. Dies ist einer der Gründe, weshalb man in der Technik
und speziell im Flugwesen möglichst im Unterschallbereich bleibt.
Gruß Uwi
Bildet sich bei Überschall denn kein Überdruck mehr vor dem Flugzeug?
Nein, kaum mehr. Zwar bildet sich natürlich etwas Überdruck
(weil das Flugzeug ja nach wie vor die Luft stark
zusammenschiebt), aber das Flugzeug fliegt ja bei Überschall
schneller als sich dieser Druck fortbewegen kann. Es überholt
also ständig diesen Druck und entkommt ihm durch seine hohe
Geschwindigkeit.
schiebst du die verdrängte Luft als Druckwelle vor dir
her
Hallo
Ein Flugzeug schiebt nie Luft vor sich her. Das geht alles seitlich weg. Das ist keine Eisenbahn im Tunnel.
Die Machsche Kegelspitze ist immer die Flugzeugnase. Somit sehe ich das nicht gleich.
Meine Erklärungsmöglichkeit ist, dass die Turbulenz Vibrationen hervorruft und bei Mach 1 der Flugzeugrumpf in Resonanznähe kommt und damit mehr bremst. Das wäre für mich das plausibelste.
Der Machsche Kegel verschiebt sich natürlich nach hinten und bietet weniger turbulente Reibfläche, während die Luft vor dem Kegel als beinahe laminar angesehen werden kann.
Jetzt bin ich noch selber draufgekommen. Danke für die Antworten.
jetzt frage ich mich als Unbeteiligter natürlich schon, warum Du denn eine Frage stellst, wenn Du die Antwort dann doch besser wissen willst…? Früher, also als ich klein war, wurde ich gerne „Klugscheißer“ genannt, wenn ich mich so verhielt Nichts für ungut.
Also, die Erklärung, die Dir gegeben wurde, ist völlig korrekt. Schon einige Meter vor dem Flugzeug baut sich zum Flugzeug hin ansteigender Druck auf, ähnlich wie eine Bugwelle vor einem Boot.
Anströmende Luft knallt nicht direkt an das Flugzeug und „merkt“ vorher gar nichts, sondern wird schon vorher abgelenkt. Das kennt man auch vom Autofahren, daß leichte Gegenstände im Fahrtwind (z.B.Blätter) nicht unbedingt die Scheibe treffen sondern schon vorher ablenken.
Nun ist „Druck“ etwas, was sich nur mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzen kann ,denn Schallwellen sind nur Druckwellen. Der Staudruck vor dem Flugzeug wird dann quasi „unendlich“, wenn das Flugzeug sich mit ebendieser Geschwindigkeit bewegt. Natürlich wird er nicht wirklich unendlich, aber recht hoch.
Über der Schallgeschwindigkeit hat man das Problem nicht mehr. Dafür knallt jetzt die Luft doch direkt ans Flugzeug dran, und es gibt neue, andere Reibungsphänomene. Im Unterschallbereich verhält sich die Luft wie ein elastisches, zusammenhängendes Medium, im Überschallbereich eher wie feiner Sand.
Danke für den Einwand. Ich dachte, das sei abgeschlossen.
Somit hat der Reibkegel nicht klar definierte Abgrenzungen, sondern schwirrt bei Mach 1 schon ein paar Meter vor dem Flugzeug her und beginnt allmählich wie eine Bugwelle.
Somit darf von einer querschnittsflächenabhängigen Stosswelle gesprochen werden.
Entschuldige mich bei desconstrukt, dass ich das nicht mitberücksichtigt habe.
Das Flugzeug, muss ja mindestens sein eigenes Volumen an Luft verdrängen.
Die Luft ist ja gezwungen, um den Flugzeugrumpf zu um strömen.
Da die Luft aber zu verformungträge und die Luft den Druck nicht schnell genug auf seine Umgebungsluft abgeben kann, dann heißt das doch, dass es direkt an der Flugzeughülle eine dünne hochdruck luftströmung entstehen.
Verbessert mich nur wenn ich falsch liege.
Ich kann davon nur lernen.
Du sagst, dass der Staudruck quasi, also rechnerisch ohne alle Faktoren zu berücksichtigen, gegen unendlich geht.
Wie du schon sagtest, geht das natürlich nicht aber ist recht hoch.
Die daraus erkennbare Differenz ist ja keine Laune der Natur.
Was also geschieht stattdessen. Welche Faktoren sind Verantwortlich, dass es eben nicht gegen Unendlich geht?
Nichts für ungut.