Erstellt von mcnoch  |  Antworten: 20  |  Aufrufe: 7478
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  1. #1
    mcnoch

    Avatar von mcnoch
    Wenn ich die Funktionsweise von All-Aspect IR AAMs richtig verstanden habe, dann schalten sich die IR-Suchköpfe auf die durch die Reibung mit der Luft erwärmten Metallflächen des Flugzeuges auf. Wie hoch ist denn diese Reibungswärme bei den unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Höhen. Gibt es da eine einheitliche Formel oder ist das von Flugzeug-Typ zu Flugzeug-Typ unterschiedlich? Bei der Concorde haben sie mal gezeigt, dass sie temperaturbedingte Ausdehnung so groß war, dass man im Cockpit an einer Stelle eine Hand zwischen die Instrumentenpaneele stecken konnte, wenn die Maschine am Boden stand, während im überschallschnellen Flug die Paneele ganz dicht nebeneinander waren.

    Danke,

    Matthias Noch

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  3. #2
    Alpha


    Die Erwärmung hängt von der Fluggeschwindigkeit ab. So kann z.B. bei M0.82@FL260 die Temperatur der umgebenden Luft (outside air temperature, OAT) -32°C betragen und die sozusagen an der Oberfläche "gefühlte" Temperatur +13°C betragen. Hab die Formel aber nicht zur Hand ;)

  4. #3
    nik


    hi,

    hier liegen zwei denkfehler vor. die ir aam's reagieren u.a. auf die abgaswärme und die wärmestrahlung der triebwerke und nicht auf die oberflächentemperatur der flugzeughaut.

    die "spaltmaße" die du im film gesehen hast, basieren auf den druckunterschieden die auf die flugzeugzelle wirken. bei hoher geschwindigkeit erhöht sich der druck auf die aussenhaut.
    der temperaturkoeffizient delta t von alu macht sich bei einer temperaturänderung von ca. 50°C kaum bemerkbar. die längenausdehnung wird sich im millimeterbereich bewegen. bin jetzt zu faul nachzusehen, bzw. nachzurechnen.:D

    praktisches beispiel:
    wenn du das nächste mal mit der bahn fährst und sie fährt mit hoher geschwindigkeit in einen tunnel (druckänderung), dann kannst du die veränderung des "spaltmaßes" zwischen sitzfläche und verkleidung sogar sehen, bzw. steck deine hand dazwischen und fühle es. klemm sie dir aber nicht.:D

    nik

  5. #4
    Flying_Wings

    Avatar von Flying_Wings
    Original geschrieben von nik
    hier liegen zwei denkfehler vor. die ir aam's reagieren u.a. auf die abgaswärme und die wärmestrahlung der triebwerke und nicht auf die oberflächentemperatur der flugzeughaut.
    Dem würde ich zustimmen.

    die "spaltmaße" die du im film gesehen hast, basieren auf den druckunterschieden die auf die flugzeugzelle wirken. bei hoher geschwindigkeit erhöht sich der druck auf die aussenhaut.
    der temperaturkoeffizient delta t von alu macht sich bei einer temperaturänderung von ca. 50°C kaum bemerkbar. die längenausdehnung wird sich im millimeterbereich bewegen. bin jetzt zu faul nachzusehen, bzw. nachzurechnen.:D
    Das allerdings ist ziemlicher Schmarrn ;), da gehe ich lieber nicht weiter drauf ein...
    Nur soviel: die Außenhaut, insbesondere die Nase der Condorde heizt sich bei Reisegeschwindigkeit auf bis zu 127°C auf. Bei einem Temperaturunterschied von 107K, einem Temperaturausdehnugskeoffizienten von Aluminium von 23E-06[K-1] und einer Länge der Concorde von 60m kommt man auf ca.15cm. So entsteht dann auch der Spalt im Cockpit!

    praktisches beispiel: wenn du das nächste mal mit der bahn fährst und sie fährt mit hoher geschwindigkeit in einen tunnel (druckänderung), dann kannst du die veränderung des "spaltmaßes" zwischen sitzfläche und verkleidung sogar sehen, bzw. steck deine hand dazwischen und fühle es. klemm sie dir aber nicht.:D nik
    Das kannst du auch ausprobieren wenn du über eine Wiese fährst, oder im Bahnhof stehst, da passiert nämlich _überhaupt nichts_. :?!

    F_W

  6. #5
    nik


    hi f-w,

    da du das wort "schmarrn" gebraucht hast, möchte ich es dir zurückgeben.:D das ist nun ein ziemlicher schmarrn, was du geschrieben hast, weil du für das "spaltmaß" den umfang der nase zu grunde legen müßtest und nicht die flugzeuglänge.;)
    aber lassen wir das. solltest du das nächste mal mit einem ice fahren, dann teste es und du wirst es fühlen. was du eben zur wiese usw. geschrieben hast, ist nun wirklich ein ......., aber lassen wir auch das. wie du schon richtig bemerkt hast, darauf gehe ich auch lieber nicht ein.:D


    over and out!

    gruß

    nik

  7. #6
    Flying_Wings

    Avatar von Flying_Wings
    Original geschrieben von nik
    da du das wort "schmarrn" gebraucht hast, möchte ich es dir zurückgeben.:D das ist nun ein ziemlicher schmarrn, was du geschrieben hast, weil du für das "spaltmaß" den umfang der nase zu grunde legen müßtest und nicht die flugzeuglänge.;)
    Nicht nur immer in einer Dimension denken, denn was für den Umfang gilt, gilt ebenso auch für die Länge!
    Ich hab' zuhause ein Foto rumliegen von dem Spalt rumliegen, muss mal schauen ob ich das hier irgendwie reingestellt bekomme, dann wird vielleicht einiges klarer!

    F_W

  8. #7
    Alpha


    @nik: Die Reibungswärme wirkt auf einem größeren Teil des Rumpfes, als du vermutest. Die Längenausdehnung der Concorde etwa beruht tatsächlich auf der Oberflächentemperatur. Schon mal gesehen, wie Bahngleise in starken Sommern sich verbiegen können?

    Und auch der zweite "Fehler" ist keiner: moderne IR-Flugkörper vermögen sehr wohl den Temperaturunterschied zwischen Rumpf und OAT zu messen und sogar zu tracken. Dazu braucht es schon lange keine Triebwerkswärme mehr. Klar - besser ist ein großes Delta T, wie beim Triebwerk - aber es geht auch ohne.

  9. #8
    nik


    Original geschrieben von Alpha
    @nik: Die Reibungswärme wirkt auf einem größeren Teil des Rumpfes, als du vermutest. Die Längenausdehnung der Concorde etwa beruht tatsächlich auf der Oberflächentemperatur. Schon mal gesehen, wie Bahngleise in starken Sommern sich verbiegen können?

    habe ich nicht bestritten!

  10. Hallo

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  11. #9
    Alpha


    Dann haben wir
    die "spaltmaße" die du im film gesehen hast, basieren auf den druckunterschieden die auf die flugzeugzelle wirken. bei hoher geschwindigkeit erhöht sich der druck auf die aussenhaut.
    wohl falsch verstanden? :D ;)

  12. #10
    mcnoch

    Avatar von mcnoch
    @nik

    hier liegen zwei denkfehler vor. die ir aam's reagieren u.a. auf die abgaswärme und die wärmestrahlung der triebwerke und nicht auf die oberflächentemperatur der flugzeughaut.
    Das war früher so, heutige IR AAMs - die sog. all-aspect AAMs von denen ich sprach – sind in der Lage die Wärmesignatur des Flugzeuges selber zu erkennen und sich darauf aufzuschalten. Andernfalls wären sie ja keine „all-aspect“, da von vorne in aller Regel Abgaswärme oder die Wärmestrahlung der Triebwerke nicht zu erkennen wäre. Die Technik ist heute von den USA (AIM-9X) bis nach China (PL-8) im Einsatz.

    Was die Concorde-Sache anbelangt, lag ich in der Tat falsch, aber anders als hier angedeutet. Ich habe versehentlich durcheinander gebracht wann der Spalt da ist und wann nicht. Der Spalt bildet sich natürlich während des überschallschnellen Fluges, da sich dann der Rumpf ausdehnt, am Boden ist der Spalt nicht mehr zu sehen.

    Und wo ich heute gerade bei EADS zu Besuch bin habe ich gleich mal gefragt. Die Außenhülle der Concorde heizt sich im Überschallschnellen Flug auf 100°C und darüber auf. Der Spitzenwert von 127°C an der Rumpfspitze darf aber nicht überschritten werden.

    Des weiteren klärte man mich auf, dass es zwar allerlei Formeln gibt, aber für jeden Bereich des Flugzeuges eine andere in Ansatz gebracht werden muss, da der Luftfluss und damit der Reibungswiderstand an den verschiedenen Hüllenpartien völlig unterschiedlich sein kann. Auch die Frage ob der Jet manövriert spielt eine große Rolle. Also alles viel komplizierter als für so eine kleine Diskussion hier tauglich.

    Glücklicherweise konnte man mir auch gleich die hinter meiner Frage stehende Frage beantworten, nämlich wann AA IR AAMs die optimale Zielerfassungsmöglichkeit haben. Dann, wenn ein sehr schneller Jet aus großer Höhe schnell an Höhe verliert (dive to the deck), da dann die steigende Hüllentemperatur von der dichter Luft weiter erwärmt wird und wärmer Luft die Hülle nicht mehr so stark kühlt. Dieser optimale Augenblick hält aber nur sehr kurz an, dann franst die Wärmesignatur aus, da die Flugzeughülle wiederum die sie umgebende Luft erwärmt.

    Gruß,

    Matthias Noch

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