Anstellwinkel und Luftstrom an den Tragflächen

[Gast]

Hallo,

 

1.)ist es einem flugzeug nur möglich von der bahn abzuheben wenn es bei Vr den anstellwinkel vergrößert oder ist es möglich das ein flugzeug wenn es angenommen auf einer extrem langen bahn so schnell ist, das das flugezug automatisch durch den über und unterdruck am flügel nach oben gezogen wird ohne das der antellwinkel vergrößert wird?

 

2.) muss ein flugzeug mit einem anstellwinkel größer als 0° in der luft fliegen um oben zu bleiben oder geht auch 0° und das somit nur der unter und überdruck das flugzeug oben hält?

 

Mir ist klar das wenn das flugzeug den anstellwinkel vergrößert die luft mehr und mehr (je nach anstellwinkel) gegen den unterflügel drückt und so das flugezug schnell abhebt aber reicht auch nur der unter und überdruck um das flugzeug in die luft zu bekommen und um es auch oben zu halten?

 

 

 

Und noch eine andere Frage bzgl. dieses Themas:

 

Ein flügel ist so gewölpt das die luft unter dem flügel sich schneller bewegt als über dem flügel. dadurch das die luft unten schneller ist entsteht unter dem flügel ein überdruck (der das flugezug hochdrückt)und über dem flügel ein unterdruck (der das flugezug wortwörtlich hochzieht).

Wie kommt es aber das durch langsamer luft ein unterdruck entsteht und bei schnell ein überdruck am flügel?

Wird ev. schwierig zu erklären sein aber ich hoffe es gibt jemanden der es erklären kann.

 

Danke für Antworten

[GeneralA]

zur letzten Frage:

 

Der Satz von Bernoulli (ist eine Art Energiesatz der Strömungslehre) sagt folgendes:

 

1/2 * rho * v^2 + p + rho * U = const.

 

wobei rho die Dichte der Luft, v die Geschwindigkeit, p der Druck und U die potentielle Energie ist.

Die potentielle Energie kannst du hier vernachlässigen (kaum Höhenunterschiede).

 

Bleibt also:

 

1/2 * rho * v^2 + p = const. ( = p0)

 

Der Term 1/2 * rho * v^2 wird dynamischer Druck (Staudruck) genannt, p ist der statische Druck. p0 ist der Gesamtdruck.

 

Wenn die Luft auf der Oberseite des Profils beschleunigt wird, muss laut dem Energiesatz der statische Druck abnehmen, damit der Gesamtdruck gleich bleibt. Umgekehrt verhält es sich auf der Unterseite.

 

Der Satz von Bernoulli wird übrigends auch zur Geschwindigkeitsmessung bei Flugzeugen benutzt. Beim Pitot-Rohr (Prantl-Rohr) wird vorne am Staupunkt (v=0) der Gesamtdruck gemessen, und an der Seite der statische Luftdruck. Die Differenz ist dann der dynamische Druck (1/2*rho*v^2). Die Gleichung nach v aufgelöst ergibt dann deine Geschwindigkeit (bezügl. der umströmenden Luft - IAS)

 

Falls mir nicht jemand zuvor kommt schreib ich später noch was zu deinen ersten zwei Fragen.

 

GeneralA

[Gast]

@XQ-NUE:

 

Zu Frage 2:

 

Jedes Tragflächenprofil erzeugt nur durch den Druckunterschied zwischen Profilober- und unterseite Auftrieb. Es wird nicht durch die anströmende Luft von unten "hochgedrückt".

 

Ob ein Tragflügel auch bei Anstellwinkel 0° Auftrieb erzeugt hängt von der Profilauslegung ab. Möglich ist es durchaus. Ausgenommen sind hier symetrische Profile. Sie benötigen immer einen positiven Anstellwinkel zur Auftriebserzeugung.

 

 

@GenralA:

 

Ein Pitot-Rohr ist kein Prandl-Rohr! Das Pitot Rohr nimmt nur den Gesamtdruck P ab. Der statische Druck p wird an anderer Stelle des Rumpfes durch Static-Ports abgenommen. Das Prandl-Rohr erledigt dies in einem "Arbeitsschritt": vorne wird der Gesamtdruck abgenommen und an der Seite des Rohres befinden sich kleine Bohrungen, durch die der statische Druck abgenommen wird. Deshalb wird das Prandl-Rohr meist zur Versorgung der mechanisch Betrieben Back-Up Instrumente verwendet.

[Celestar]

Also:

 

1) Ein Flugzeug könnte, ohne die Nase hochzuziehen schon abheben, allerdings müsste die Bahn SEHR lang sein, und am besten nimmst du Raketentriebwerke. Selbst im Horizontalflug oder im Anflug ist den Anstellwinkel größer als 0°. Ich weiss nicht ob es möglich ist, vor Mach 1 abzuheben

 

2) siehe 1). Jeder Flügel hat einen Nullanstellwinkel (der AOA, bei dem Auftrieb = 0 ist), bei Profilen von Verkehrsflugzeugen ist im negativen Bereich.

 

Zu den anderen Fragen: Um eine einfache Abschätzung im Fall Ma < 0,25 reicht die von GeneralA genannte Formal mehr als aus.

 

Celestar

[GeneralA]

@crj100:

Danke für die Korrektur...hätte ich bei der nächsten Prüfung bestimmt falsch gemacht

[Gast]

@ GeneralA: Kein Problem...

[nabla]

1.) Es ist sehr wohl möglich, dass das Flugzeug auf der Bahn abhebt. Dieser Effekt würde aber im Normalfall nie eintreten, da das Flugzeug bei einer gewissen Geschwindigkeit durch die Trimmung von alleine die Nase anheben würde und somit auch wieder einen Antellwinkel erzeugt, der das Flugzeug besser in die Luft hebt.

 

2. Du mußt zwischen zwei Winkeln unterscheiden: 1. Dem Anstellwinkel, welches der Winkel zwischen Profilsehne (einer Linie durch das Profil) und Anstärmung ist und 2. Dem Einstellwinkel, welches der Winkel zwischen Flugzeuglängsachse und Flügelprofil ist. Letztere ist bei Verkehrsflugzeugen sehr klein, trägt aber auch mit dazu bei, das wenn das Flugzeug absolut horizontal fliegt trotzdem schon einen Anstellwinkel hat.

Es reicht aber auch aus, wenn der Anstellwinkel 0 ist, das Profil erzeugt dann trotzdem genug Auftrieb, wenn die Geschwindigkeit groß genug ist. Je kleiner die Geschindigkeit ist, desto größer wird der Anstellwinkel um den benötigten Auftrieb zu beschaffen. Kann oder soll der Anstellwinkel nicht weiter vergrößert werden muß das Profil verändert werden - z.B. durch Ausfahren von Landeklappen etc.

Im Reiseflug haben moderne Verkehrsflugzeuge Pitchwerte von ca. 0-1,5° Nose Up - mit etwas weniger würde man in einen leichten Sinkflug gehen.

 

3. Deine Überlegung ist genau falsch! Auf der Flügeloberseite wird die Luft beschleunigt und schneller und auf der Unterseite behält sie die selbe Geschwindigkeit oder wird langsamer. Bei modernen Profilen wird dabei mehr als ca. 70% des Auftriebes durch den Untercruck auf der Oberseite gewonnen und nur der kleine Rest durch den Überdruck auf der Unterseite!

 

Gruß Nabla

[Loran]

zu 1)

 

Beispiel B-52. diese rotiert durch die Fahrwerksanordnung beim Start kaum, sie hebt alleine durch den Auftriebsanstieg durch die steigende Geschwindigkeit ab. Dazu werden Scheunentorartige Flaps verwendet. grund: Ca0 ist groß genung (Auftriebsbeiwert bei alpha = 0).

Wie von Nabla schon gesagt ist natürlich die Luft über dem Flügel schneller als unter dem Flügel. Damit ist der dynamische Druckanteil dort größer und der statische geringe = Unterdruck über dem Flügel.

Axel

[Gast]

Also um es kurz zu sagen ist ein pitch von 0° im Reiseflug eher Ausnahme und es findet bei durchschnittlicher Reisegeschwindigkeit bei 0° immer ein leichter Sinkflug statt..(?)

 

Falls jemand noch interesse hat ->

Habe noch die Genehmigung bekommen die Antwort eines nicht geristrierten users auf die "Bernoulli-Effekt-Frage" zu posten.

 

Das ist der Bernoulli-Effekt! Funktioniert allerdings genau andersherum!

Hohe Geschwindigkeit-kleiner Druck und niedrige Geschwindigkeit-hoher Druck.

Stell Dir ein Rohr vor, daß in der Mitte etwas eingeengt ist. In dem Engpass

muß die gleiche Menge Luft/Wasser oder was auch immer durch, der Querschnitt

ist kleiner , also steigt die Geschwindigkeit und der Druck sinkt an dieser

Stelle bis in den negativen Bereich, d.h. es wird laufend Luft/Wasser

nachgesogen. Schon hat man eine Düse! Schneidet man das Rohr längs auf und

breitet es aus, hat man schon eine Tragfläche.

Glaubst Du nicht? Mach mal folgendes Experiment: zwei Blätter Papier ein

paar cm auseinanderhalten und dann zwischenrein blasen (bißchen mit dem

Abstand probieren). Bläst man rein, erhöht man die Luftgeschwindigkeit und

die Blätter klatschen aneinander, weil Sog entsteht.

 

Danke für euere Antworten und auch Danke an die Antworten von emails & pm's von nicht registrierten usern

 

_________________

---Gruß Steffen---

Discover The World !

 

[ Diese Nachricht wurde geändert von: XQ-NUE am 2003-08-08 19:36 ]

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Anderer Versuch:

 

Nimm ein Blatt Papier, DIN A4 oder kleiner. Halte es am linken und rechten Rand mit den Fingerspitzen im vorderen Bereich, daß der hintere Teil abfällt und eine natürliche Wölbung bildet. Wenn Du nun gerade über die Oberseite bläst (=Luft beschleunigen) hebt sich das Papier an.

[Mörten]

Hier kann man auch noch einiges zum Auftrieb erfahren: http://www.baadenweb.de/flieger/theorie.htm