Kommt es auf die Tragfläche an?
Wie kann ein Flugzeug fliegen, wenn es mehrere Tonnen schwer ist? Kommt es auch noch auf den Wind drauf an?
Vielen Dank für eure Hilfe… Gruss Lukas
Kommt es auf die Tragfläche an?
Wie kann ein Flugzeug fliegen, wenn es mehrere Tonnen schwer
ist? Kommt es auch noch auf den Wind drauf an?
Vielen Dank für eure Hilfe… Gruss Lukas
Die Flügel sind so geformt, dass der Weg an der Oberseite länger ist als unten. Dadurch fließt die Luft ober schneller und es entsteht ein Unterdruck. Dieser Unterdruck hebt das Flugzeug an. Die Kräfte sind enorm, die dadurch entstehen können. Der berühnteste Versuch dazu waren wohl die Magdeburger Halbkugeln.
Gruß
Peter
Kommt es auf die Tragfläche an?
Wie kann ein Flugzeug fliegen, wenn es mehrere Tonnen schwer
ist? Kommt es auch noch auf den Wind drauf an?
Vielen Dank für eure Hilfe… Gruss Lukas
Halte mal bei rund 100 km/h in einem Auto, die Hand aus dem Fenster… Dann merkst Du was für Kräfte schon auf diese kleine (Hand)Fläche wirken können 
Ansonsten, in fast jedem allgemeinen (Schul)Physikbuch, ist das Prinzip des aerodynamischen Auftriebes dargestellt/erklärt…
Gruss
Christian
Hallo !
Ein Flugzeug benötigt, um fliegen zu können, eine der Erdanziehung entgegengerichtete Kraft, da es ja schwerer als die umgebende Luft ist.
Die wichtigste Voraussetzung dafür sind die Tragflügel. Ihre Form und vor allem ihre leichte Neigung nach oben ermöglichen den so genannten Auftrieb. Diese beiden Faktoren, Form und Neigung, bestimmen, wie die Luft um die Tragfläche strömt. Sie fließt nach oben um den Flügel schneller als unten. Die höhere Geschwindigkeit führt zu einem geringeren Druck oberhalb der Tragfläche (Bernouilli-Effekt). Der Flügel wird dann sozusagen nach oben gesaugt. Auf diese Weise entsteht der Auftrieb, der die Flugzeuge in der Luft hält.
Allgemein wird die höhere Geschwindigkeit der Luftteilchen an der Oberseite mit dem längeren Weg erklärt. Wichtig ist aber wohl vor allem der so genannte Anfahrwirbel. Bei Beginn der Bewegung, also schon beim Anfahren des Flugzeugs, löst sich die Luft-Grenzschicht an der Hinterkante vom Flügel ab und wickelt sich zum Anfahrwirbel auf. Nach dem Gesetz der Drehimpulserhaltung muß sich zum Ausgleich um die Tragfläche eine Zirkulation von entgegengesetzt gleicher Wirbelstärke ausbilden. Nach Entfernen des Anfahrwirbels stellt sich am Flügel ein stationärer Zustand ein, der den Auftrieb möglich macht. Ein kleiner Wirbel beim Start setzt also das Phänomen des Auftriebs in Gang.
Der Flugzeugauftrieb ist ein dynamisches Phänomen. Deshalb ist bei jedem Flugzeug eine gewisse Mindestgeschwindigkeit notwendig. Beim Unterschreiten dieser Geschwindigkeit wird der Flügel nicht mehr glatt umflossen und die Strömung reißt ab. Das Flugzeug hat dadurch nicht mehr den nötigen Auftrieb und stürzt ab. Beim Landen wird absichtlich die Luftströmung durch das Ausfahren der Landeklappen unterbrochen, die die dahinter liegende Strömung in Unordnung bringt.
Dadurch verringert sich kontrolliert die Geschwindigkeit für den Landevorgang. Allerdings muß der Pilot darauf achten, daß diese nicht unter die Mindestgeschwindigkeit fällt.
mfgConrad
Kurz gesagt: es wird nach oben gesaugt.
Andreas
Anmerkung
Hallo Conrad,
Die wichtigste Voraussetzung dafür sind die Tragflügel. Ihre
Form und vor allem ihre leichte Neigung nach oben ermöglichen
den so genannten Auftrieb. Diese beiden Faktoren, Form und
Neigung, bestimmen, wie die Luft um die Tragfläche strömt.
die Neigung der Tragflächen dient nur zur Stabilisierung der Fluglage. Dreht sich das Flugzeug um die Längsachse, wird die untere Tragfläche automatisch relativ gesehen länger, bekommt mehr Auftrieb und das Flugzeug richtet sich automatisch auf. Ebenso wie die Pfeilung der Tragflächen nach hinten das in der anderen Richtung bewirkt.
Die Neigung der Tragflächen erzeugt aber keinen zusätzlichen Auftrieb.
Oder meinst Du den Anstellwinkel? Die Drehung der Tragflächen in sich (Vorderkante der Tragfläche höher als die Hinterkante)?
Gruß
Axel
Lukas,
(Dir und allen anderen, die hier schon geantwortet haben): alle Erklärungen, die darauf fußen, daß die Luft um die Tragfläche oben schneller als unten fließe und daher (wegen Bernoulli) der Auftrieb entstehe, sind falsch, auch dann, wenn seit Jahrzehnten (fast) nichts anders erzählt wird, auch in Fliegerschulen nichts anderes erzählt wird, von Piloten nichts anderes erzählt wird; das hat halt immer jeder wieder von einem Vorgänger gehört (diese Behauptung war jetzt etwas übertrieben, tatsächlich steuert auch der Bernoulli-Effekt ein klein wenig was zum Auftrieb bei, aber den weitaus geringsten Anteil).
Das kann man im Gedankenexperiment auch leicht dadurch belegen, daß z.B. eine zwar gekrümmte, aber ideal dünne Tragfläche (das ist zwar nicht machbar, aber vorstellbar), auch Auftrieb erzeugt, aber jetzt auf einmal wäre der Weg UNTER und ÜBER der Tragfläche gleich lang! Aber eine solche Tragfläche würde auch Auftrieb erzeugen, und woher käme der?
Ich habe im Augenblick leider zu wenig Zeit, das hier im Detail zu erläutern, nur so viel: Die Löwenanteil des Auftriebs entsteht nach dem Impulsgesetz, durch Stellung (richtig eigentlich: Anstellung) der Tragfläche (und tatsächlich deren Krümmung) wird der um die Tragfläche fließenden Luftmenge ein kräftiger Impuls nach unten vermittelt, der nach dem Prinzip von actio und reactio einen entsprechenden Gegenimpuls auf das Flugzeug auswirkt: Es hat Auftrieb und fliegt.
Das erklärt dann auf einmal auch ganz einfach, warum ein gekrümmter Flügel selbst dann fliegt, wenn er auf dem Rücken fliegt.
Wer möchte, dem kopiere ich eine entsprechende Literaturstelle heraus und maile sie ihm separat zu.
Von dem kurz vorher geposteten „Anfahrwirbel“ habe ich nun noch gar nichts gehört (was ja noch nichts heißen will), aber selbst der Ausdruck als solche ist in der Luftfahrerei unbekannt…
Gruß Antal
so jedenfalls nicht
Hi Antal,
Das kann man im Gedankenexperiment auch leicht dadurch belegen, daß z.B. eine zwar
gekrümmte, aber ideal dünne Tragfläche auch Auftrieb erzeugt
das geht noch nicht mal in Gedanken. Von nichts kommt nichts - und wo kämen hier die Kräfte her?
Das erklärt dann auf einmal auch ganz einfach, warum ein gekrümmter Flügel selbst
dann fliegt, wenn er auf dem Rücken fliegt.
Rückenflug ist dann möglich, wenn der Anstellwinkel wieder passt, das Flugzeug also extrem den Schwanz hängen lässt. So fliegt auch jeder Drachen („Windvogel“).
Von dem kurz vorher geposteten „Anfahrwirbel“ habe ich nun noch gar nichts gehört
Da stimme ich Dir zu. Gemeint ist wohl die Hypothese, dass sich in Bodennähe die erzeugten Wirbel auf dem Boden „aufstützen“.
Die Theorie mit den Wirbeln erklärt nicht, warum ein Blatt Papier, auf das ich vorsichtig puste, angehoben wird - laminarer geht’s fast nicht. Gibt es irgend einen Effekt, den der gute, alte Bernoulli nicht ausreichend beschreibt?
Gruß Ralf
Na ja, Ralf, bleib Du mal ruhig bei Deiner Meinung. Die Flieger fliegen halt. Im übrigen ist das eine derart komplizierte Materie, daß man die wirklich schlecht (um nicht zu sagen unmöglich) auf solch einer Seite abhandeln kann. Dazu brauchts vielmer ein DIN A0 Blatt Papier, das persönliche Gespräch, drei Stunden Zeit und einen offenen, nicht voreingenommenen Kopf (ja, das auch) des Gesprächspartners.
Gruß Antal
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Hi Antal,
mir hätte die Beantwortung meiner letzten Frage schon genügt:
Gibt es irgend einen Effekt, den der gute, alte Bernoulli nicht ausreichend beschreibt?
Gruß Ralf
Wie wärs mit dem guten alten Coander Effekt?
Gruß
Oliver
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Hallo,
alle Erklärungen, die darauf fußen, daß die Luft um die
Tragfläche oben schneller als unten fließe und daher (wegen
Bernoulli) der Auftrieb entstehe, sind falsch, auch dann, wenn
seit Jahrzehnten (fast) nichts anders erzählt wird, auch in
Fliegerschulen nichts anderes erzählt wird, von Piloten nichts
anderes erzählt wird; das hat halt immer jeder wieder von
einem Vorgänger gehört.
Mich hat schon immer gewundert, welches Naturgesetz die Luft dazu bringt hinten gleichzeitig anzukommen. Woher sollten die Luftmoleküle auf der Oberseite denn auch wissen, wie weit ihre Kollegen auf der Unterseite denn schon sind? Davon abgesehen haben die Tragflächen von Kunstflugzeugen eine symmtetrische Form.
Wenn man dieser Seite glauben kann, ist der entscheidente Effekt nicht Bernoulli, sondern Coander:
http://www.aa.washington.edu/faculty/eberhardt/lift.htm
Allerdings hab ich auch schon Seiten gesehen, die dem widersprechen. Hier ist wohl das letzte Wort noch nicht gesprochen und das obwohl Fliegen heutzutage schon alltäglich ist.
Gruß
Oliver
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Wie wärs mit dem guten alten Coander Effekt?
Gruß
Oliver
Hallo !
Bitte schön :
Dieser exotisch klingende Begriff stammt aus der Strömungslehre, seinen Namen hat er zu Ehren des rumänischen Flugpioniers Henri Coanda (1886-1972), der als Erster auf das entsprechende physikalische Phänomen hinwies.
Man bezeichnet damit die Eigenschaft von „fluiden“ Substanzen wie Flüssigkeiten und Gasen, eng an einer gekrümmten Oberfläche zu bleiben und über sie hinwegzuströmen.
Man kann das ganz einfach selbst ausprobieren. Halte einfach ein Trinkglas waagerecht so in einen langsam fließenden Wasserstrahl, dass der Strahl aus dem Wasserhahn auf die Oberfläche des Glases fällt. Man wird beobachten, wie das Wasser an der Unterseite des Glases nicht direkt senkrecht nach unten stürzt. Es haftet vielmehr am Glas und folgt seiner gekrümmten Oberfläche, ehe es abtropft.
In vielen Bereichen von Technik und Produktion macht man sich diesen Effekt heute zu nutze. Coanda und andere Aerodynamik-Ingenieure haben mehr als 20 Jahre gebraucht, um die Ursache für dieses Phänomen herauszufinden.
Die Moleküle einer Flüssigkeit haften in gewissem Umfang aneinander. Das Verhalten einzelner Moleküle beeinflußt seine Nachbarn, weil sie gewissermaßen aneinander gebunden sind. (Man spricht von der „Viskosität“ eines Stoffes). Im Fall des Wassers auf dem Glas wollen die Wassermoleküle der ersten Schicht haften bleiben, weil Wasser Glas benetzt.
Die zweite Schicht möchte mit der ersten verbunden bleiben, also wird auch sie ein wenig vom Glas angezogen.
Die dritte haftet über die Vermittlung der ersten, aber immer schwächer. So lange die Haftkräfte stärker sind als die Erdanziehung, werden viele Schichten mitgezogen, ehe das Wasser abfällt.
Die gegenseitige Anziehung der Luftmoleküle ist erheblich schwächer als die von Wasser (Luft hat eine geringere „Viskosität“). Dennoch hat man das Phänomen zuerst bei der Tragflügelumströmung beim Flugzeug entdeckt und beschrieben.
mfgConrad
Na ja, Ralf, weil auch bei dem angeblasenen Ballt gekrümmten Pepiers dieser Downwasheffekt auftritt (den man gar nicht verhindern kann), und es hat wiederum primär nix mit Bernoulli zu tun.
Antal
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Hi.
Bitte schön :
Und was hat das jetzt mit Bernoulli zu tun??
Gruß
Oliver
http://www.aa.washington.edu/faculty/eberhardt/lift.htm
Allerdings hab ich auch schon Seiten gesehen, die dem
widersprechen. Hier ist wohl das letzte Wort noch nicht
gesprochen und das obwohl Fliegen heutzutage schon alltäglich
ist.
Danke Dir, Oliver,
Du hast verstanden worum es geht. Das Einzige, was mich bei der von Dir zitierten Seite, die ich mit großem Interesse gelesen habe, geärgert hat ist, daß ich sie nicht schon früher gekannt habe )). Seeehr gut.
Allerdings, mit dem Coanda Effekt bin ich mir noch nicht im Klaren. Da muß ich erst drüber nachdenken, ausführlich.
Zudem, bitte nicht mißverstehen, an alle Dikutanten hier: Wir sollten hier mal erst Klarheit schaffen über die Ausdrücke (und was bedeuten sie): Einstellwinkel, Anstellwinkel, Pfeilung, V-Stellung (wie heißt das fachlich richtig? Hab die entsprechenden Bücher vor 10 Jahren weggeworfen, weil ich nicht dachte, das noch jemals wieder benötigen zu werden).
Antal
Keine Ahnung, aber Du hast von Coanda gesprochen! Schon entflogen?
Keine Ahnung, aber Du hast von Coanda gesprochen! Schon
entflogen?
Achso, und du wenn du mitkriegst, dass irgendwer von Coander spricht, bist du zur Stelle und spulst du dein Wissen darüber ab?
Hmmm…
Aber trotzdem Danke für die Wissensauffrischung!
Gruß
Oliver
spricht, bist du zur Stelle und spulst du dein Wissen darüber
ab?Hmmm…
Aber trotzdem Danke für die Wissensauffrischung!Gruß
Oliver
Ja, warum denn nicht? Hier wird soviel Müll geschrieben, da ist es doch schön, wenn man auch mal was Vernünftiges schreibt!