Womit fliegt ein Flugzeug?

Ich hab jetzt ein paar mal daran herumgefummelt und die Zitierungen geändert… jetzt wird es dem Thema hoffentlich gerechter :slight_smile:

Servus,

das ist doch eine Behauptung, die auf die Gegenbenheiten bzgl. der Umströmung von Tragflügeln, Propellern und Hubschrauberrotoren nicht anzuwenden ist. Ich rege an sich daher mit Physik, Thermodynamik, Strömungsmechanik und Potentialströmungen näher zu befassen.

Der Antwort nach zu urteilen glaubst Du auch, daß der Zusammenstoß von Autos mit je 100 km/h, der Aufprall einer Geschwindigkeit von 200 km/h erfolgt.

Na dann Prost.

Gruß

Trianon

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Ja, der Frontalzusammenstoß zweier Autos mit jeweils 100 km/h entspricht dem Aufprall eines 200 km/h schnellen Autos auf ein stehendes Auto. Ich weiß allerdings nicht, was Du mir damit sagen willst. Die Beschreibung des Auftriebs über die Newtonschen Axiome ist zwar genauso invariant gegenüber Galilei-Transformation wie der Zusammenstoß der Autos, aber für die Bernoulli-Gleichung trifft das nicht zu. Die gilt nur im Ruhesystem des Profils. Insofern trägt Dein Ausflug in den Straßenverkehr nichts zum Thema bei und ist eher geeignet, die ohnehin schon bestehende Verwirrung weiter zu vergrößen.

Wenn ich auf den Rest Deines Beitrages eingehen soll, dann musst Du ihn erst einmal nachvollziehbar begründen. Warum ist die Behauptung auf die Gegebenheiten nicht anwendbar? Ein pauschaler Hinweis auf Physik, Thermodynamik, Strömungsmechanik und Potentialströmungen genügt da nicht.

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Falsch!
Nur wenn eins aus Beton und das andere aus Pappe ist.

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Was ändert sich denn Deiner Meinung nach? Die Beschleunigungen und Geschwindigkeitsdifferenzen sind in beiden Fällen gleich. Die freigesetzte Energie ist in beiden Fällen gleich. Die Deformation der Fahrzeuge ist in beiden Fällen gleich. Auch für die Insassen gibt es keinen Unterschied. Also was ändert sich, außer dass die Fahrzeuge nicht mit den denselben Geschwindigkeiten unterwegs sind?

Bezugssystemunabhängigkeit ist keine Frage des Materials.

Ja, wenn man dem Dokument etwas präsupponiert, was darin gar nicht intendiert ist.

Es ist eine Übersetzung eines Artikels, der im SciAM 2, 2020 erschien. → hier das Original.

Dort wird auch nichts anderes behauptet. Es wird genauso referiert.

Dort wird auch nichts anderes behauptet. Es wird genauso referiert.

Sowohl mit „Bernoulli“ als auch mit „Newton III“ (jeder mit Kontinuumsphysik bzw. Fluiddynamik Vertraute weiß, was damit gemeint ist) lässt sich der Auftrieb für die Praxis befriedigend gut berechnen. Das gilt für Flügel ebenso wie für Propeller, Turbinen, Schiffsschrauben, usw.

Es geht aber bei dem, worüber der Artikel referiert, gar nicht um die Berechnungen mit den zugehörigen Gleichungen. Es geht um die Erklärung des Auftriebs bzw. die bei beiden Methoden übrigbleibenden Erklärungsdefizite.

Sie sind in dem Originalartikel in dem grau unterlegten Feld mit „But…“ zusammengefasst.

Das wird von dem Autor dort auch gar nicht behauptet. Im Gegenteil: Er sagt genau das ja selbst.

Es geht vielmehr um Erklärungen des Auftriebs, an denen sich seit Anfang XX. Jhdt viele Aero- und Hydrodynamiker den Kopf zerbrochen haben (sogar Einstein hat sich bekannterweise ja mal - vergeblich - dran versucht).

Genau um das, was sie nicht sagen, bzw. was aus ihnen nicht zu entnehmen ist, geht es in diesem Referat. Jeder Kontinuumsphysiker kennt diese Fragestellungen. Und viele haben sich dran versucht, Erklärungen zu finden.

Und gerade dem im Artikel zitierten Doug McLean (Understanding Aerodynamics, 2013) wirst du wohl nicht nachsagen wollen, daß der weniger Ahnung von den genannten Fragestellungen hat, als du?

Eine komplette Darstellung der Fragen zur Auftriebs-Erklärung (und dann sein Lösungsvorschlag mit Hilfe von Newton II, statt Newton III) gibt MacLean → hier. und speziell die Darstellung der Kontroverse ab min 22:48

Leider nicht.
Ein Fahrzeug der Masse 1 hat bei Geschwindigkeit 100 nur 10.000 Energieeinheiten kinetische Energie, zwei gleichartige Fahrzeuge also 20.000 Einheiten.

Bei doppelter Geschwindigkeit hat es hingegen 40.000 Energieeinheiten.

Rechne es doch einfach mal aus. Die kinetischen Energien vor dem Aufprall hast Du ja schon für beide Fälle. Jetzt musst Du noch die kinetischen Energie danach berechnen. Die Differenz ist die beim Aufprall freigesetzte Energie.

Du hast recht. Ich habe in Gedanken das stehende Auto durch ein festes Hindernis (ohne Verformung) ersetzt.

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Und das ist gründlich misslungen. Ich zitiere mal wörtlich aus der Originalpublikation:

”Bernoulli’s theorem attempts to explain lift as a consequence of the curved upper surface of an airfoil, […]”

Das ist falsch und lässt sich auch nicht schönreden. Bernoulli’s Theorem versucht gar nichts über Flügelprofile zu sagen. Bernoulli hat es für die Strömung von Flüssigkeiten durch Gefäße entwickelt und konnte von Flügelprofilen noch gar nichts wissen. Es mag ja sein, dass der Autor das Richtige meint und es nur verheerend schlecht formuliert, aber das macht es nicht viel besser.

Außerdem ist das nicht der einzige Fehler in diesem Satz. In “curved upper surface” stecken gleich zwei:

  1. Warum curved? Für Bernoulli ist es egal, ob die Oberfläche gekrümmt ist oder nicht und
  2. Warum upper surface? Was ist mit der Unterseite? Für die Anwendung von Bernoulli braucht man das komplette Profil.

Das zieht sich durch den gesamten Text. Wer nicht weiß, was Bernoulli wirklich sagt, dem wird hier eine völlig falsche Vorstellung ins Gehirn gepflanzt. Und wer es weiß, der braucht dieses Dokument nicht.

Es würde zu lange dauern, alle falschen oder irreführenden Aussagen abzuhandeln. Deshalb belasse ich es jetzt bei diesem einen Beispiel.

Das ist kein Quatsch. Die von mir genannte F-35B ist in der Lage, lediglich durch den Rückstoß der Triebwerke zu fliegen - ohne durch die Flügel generierten Auftrieb. Das kann man sich hier zum Beispiel anschauen:

Ist ein Flugzeug nicht dadurch definiert, dass es durch den dynamischen Auftrieb an starren Tragflächen in der Luft gehalten wird? Demnach hört ein Senkrechtstarter bei vertikalen Starts und Landungen auf, ein Flugzeug zu sein. Im Englischen nennt man sowas Thrust-borne vehicle. Keine Ahnung, wie das auf Deutsch heißt.

Es wird jedenfalls bisher so bezeichnet.

“Die Lockheed Martin F-35 Lightning II ist ein Tarnkappen-Mehrzweckkampfflugzeug

(…)F-35B: Ein Kurzstartflugzeug mit Senkrechtlandekapazität (STOVL)”

Auch bestimmte Propellerflugzeuge können übrigens ohne durch an den Flügeln generierten Auftrieb fliegen, das kann man zum Beispiel hier ab 3:27 und auch in den Sekunden davor sehen:

Theoretisch wird das möglich, wenn das Schub-Gewicht-Verhältnis gleich oder größer als 1 ist. Das ist zum Beispiel auch beim Eurofighter, bei der MiG-29 und auch bei der F-16 der Fall.

Ich würd sagen, dass das alles Flugzeuge sind. Aber man kann durchaus eine Verschärfung des Begriffes diskutieren.

Irgendwie muss man es ja nennen und da es die meiste Zeit als Flugzeug unterwegs ist, liegt diese Bezeichnung nahe. Aber sie beschreibt das Ding nicht vollständig. Bei der Ospray gibt es ein ähnliches Problem. Die startet und landet als Hubschrauber und fliegt als Flugzeug. Mit nur einer der beiden Bezeichungen redet man schnell aneinander vorbei. Aber ich gebe Dir Recht, dass man deshalb nicht gleich von “Quatsch” sprechen muss.

Propeller haben auch Flügel.

Die der Osprey auch und auch die von Hubschraubern :slight_smile:

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