Ich wollte hier mal meine Erfahrungen in dieses Thema einbringen:
bei normalen zweidimensionalen Systemen (z.B. Auto) ist die Stabilitaet meiner Meinung nach gewaehrleistet, wenn der Massenschwerpunkt hinter dem Antriebsschwerpunkt liegt
das Beispiel des LKW, der entweder einen 1 oder auch 2 achsigen Anhaenger zieht oder schiebt, ist absolut anschaulich und auch vollkommen schluessig und stichhaltig
egal was der Anhaenger so veranstaltet oder welche Kraefte (z.B. Wind) auch immer auf ihn einwirken, sollte er gezogen werden, wird er IMMER bestrebt sein, in die stabile, gezogene Richtung zurueck zu kehren
sollte er geschoben werden, ist dies anders, er hat staendig das Bestreben, auszubrechen, ich denke, das liegt auf der Hand
wenn man das nun auf das Flugzeug transformiert, dann kann man dort zumindest erst einmal sagen, dass das Flugzeug ganz allgemein stabil ist, solange die gesamtresultierende Vortriebskraft vor dem Massenschwerpunkt liegt, das Flugzeug also seine Massen "ziehen" muss
das Problem besteht nur darin, dass bei dem Flugzeug eine dritte Dimension dazukommt, und dann wird es etwas komplizierter
ich will versuchen das zu veranschaulichen:
der LKW bewegt sich nur in 2 Dimensionen, er bewegt sich in ihnen frei, und sein Vortrieb ist in diesen 2 Dimensionen in der allerersten Naeherung gleich
es wirken in der X-Richtung etwa vergleichbare Kraefte wie in der Y-Richtung, z.B. Wind
fuer ihn ist seine Haubtbewegungrichtung diejenige, in die er sich gerade ohne Lenkereinschlag bewegt, also die gerade Richtung, und wir nennen sie X-Richtung, lenkt er ein, kommt auch ein Y-Anteil dazu, und schon aendert er seine Richtung, aber der Anhaenger befindet sich, so wie der Gesamtmassenschwerpunkt, immer noch, ich sag mal, ein ganzes Stueck hinter dem Hauptantriebsschwerpunkt (den antreibenden Hinterraedern der Zugmaschine), ich wiederhole, IMMER
also ist das Verhaeltnis des Antriebsschwerpunktes im Verhaeltnis zum Gesamt-Massenschwerpunktes vollkommen Richtungsunabhaengig
nun zum Jagdflugzeug
wuerde, spasseshalber, das Flugzeug wie ein Auto fungieren, also immer nur "auf dem Fahrwerk rollen", dann koennte man es mit dem LKW vergleichen, liegt also der Gesamtmassenschwerpunkt des "fahrwerkrollenden" Jaegers hinter dem Hauptantriebs/Vortriebsschwerpunkt, ist der "fahrwerkrollende" Jaeger stabil, vollkommen stabil in unserem vorgegebenen Sinne;
liegt er jedoch davor, ist er instabil
doch nun zur dritten Dimension
da kommt nun die Kraft dazu, die als notwendige, willkommene Kraft uns erst erlaubt, die dritte Dimension zu nutzen, und das ist die Auftriebskraft, durch die Haupttragflaechen, und, wie beim Eurofighter, auch noch durch die Canards;
also muessen wir, wenn wir nun auch die dritte Dimension mit einfliessen lassen, eben diese Auftriebskraft in der Z-Richtung mit einfliessen lassen, quasi mit verrechnen;
man muss sich ja nur mal vergegenwaertigen, wie ein flugzeug manoevriert;
wenn es eine Kurve fliegen will, dann legt es sich erst auf die Seite, in welche es will, und "nickt" dann quasi nach oben;
wenn man laenger darueber nachdenkt, dann stellt man sehr schnell fest, dass die nickende Bewegung die haupt-Richtungsaendernde Bewegung eines Flugzeuges ist, und es eben nicht wie ein LKW einfach direkt einlenkt (ja ich weiss, es gibt wendige Flugzeuge, die koennen solche Manöver fliegen, aber sowohl solche Kunststuecke als auch Verktorschubantrieb lassen wir zumindest fuer den Moment mal aussen vor)
und noch etwas kommt dazu:
waehrend ein LKW nur seine zwei Dimensionen hat, in denen er NUR seine Bewegungsrichtung aendern kann, sind dem Flugzeug alle Freiheiten Gegeben, nicht nur auch in der dritten, der Z-Richtung seine Bewegungsrichtung zu aendern, sondern auch in allen drei Ebenen, also X (Laengsachse), Y (Quaerachse) und Z (Hochachse) den Winkel zu variieren, und das ist nun das komplizierte daran;
ein LKW kann dies nicht, also sich auf die seite oder auf den Kopf zu stellen;
aber was bedeutet dies nun:
wenn man sich eine Kugel anschaut, so ist ihr Gesamt-Massenschwerpunkt genau im Zentrum, und, was die Einzelschwerkunkte in X, Y und Z-Richtung angeht, AUCH! (vorrausgesatzt, die Dichte der Kugel ist homogen)
wenn man sich jedoch den Gesamt-Massenschwerpunkt eines Objektes anschaut, dass nicht nur eine asymetrische Form hat sondern eine inhomogene Dichte aufgrund unterschiedlicher Materialien und Hohlraeumen/Einbuchtungen, so sollte wirklich jedem sehr schnell klar sein, dass der Gesamtmassenschwerpunkt in keinster Weise mit den Schwerpunkten der einzelnen Achsen uebereinstimmt!
Wuerde man das Flugzeug senkrecht von vorn nach hinten durchschneiden, so wuerde die linke Seite "in etwa" gleich aufgebaut sein wie die rechte, und somit die Resultierende mehr oder weniger genau auf der Hauptvortriebsachse liegt, was ja auch sehr sinnvoll ist; wer wuerde ein Flugzeug fliegen wollen, dass staendig etwas zu einer Seite geneigt ist ^^
sicherlich kann man dem mit etwas mehr Gegensteuern entgegenwirken, oder etwas mehr Sprit auf der anderen Seite transportieren, was ja durch umpumpen auch gemacht wird, oder durch noch andere Massnahmen, aber prinzipiell ist in Y-Richtung eine Symmetrie vorhanden
wenn man den Bug vom Heck trennt, quasi dort senkrecht durchschneidet, wo der Schwerpunkt zwischen Bug und Heck liegt, dann wuerde man recht weit hinten schneiden muessen, da Bug und Heck nicht symmetrisch und auch nicht Massen-Gleichverteilt sind
aehnliches ist zu beobachten, wenn man das Flugzeug horizontal aufschneidet; je nachdem, ob der Jaeger ein Tief- oder Hochdecker ist, wuerde der Schwerpunkt weiter oben oder weiter unten liegen
alle drei resultieren natuerlich im Gesamtmassenschwerpunkt, aber sie liegen nicht all drei zwangslaeufig in genau diesem Punkt, das koennen sie, so wie z.B. bei der Kugel, aber das muessen sie nicht
Nun zum Auftrieb :
dort ist es im gegensatz zum Vortrieb genau anders rum (mir geht es hier nicht um das Prizip des Auftriebs sondern nur darum, wie man stabilitaet oder instabilitaet gewaehrleistet)
dazu eine kleines, vielleicht etwas unsauberes Gleichnis, das es veranschaulichen soll, und ich muss gestehen das ist nun reine Spekulation meinerseits!
man betrachte nur ein klassisches Windrad mit senkrechtem Segel zur automatischen Ausrichtung des Windrades zum Wind:
er drueckt das senkrechtstehende Segel immer dort hin, wo es dem Wind den geringsten Widerstand leistet, damit das Windrad richtig zum Wind steht
das senkrechte Segel wird immer hinter die Drehachse, zur Wind-abgewandten Seite geschoben, dadurch stabilisiert es sich gegenueber dem Wind immer zur neutralen Position
will man also eine instabile Konstruktion, so sollte man den Wind immer vor der Drehachse schieben lassen;
Was bedeutet dies alles nun;
da, wie ich ja weiter oben angefuehrt habe, bei der Diskussion um die Wendigkeit eines Jaegers neben dem Rollen die wichtigste Bewegungsrichtung des Flugzeuges wohl die Nick-Bewegung und dessen Ausfeuhrungsgeschwindigkeit ist, will ich darauf mal ganz konkret eingehen:
meines Erachtens ist fuer diese Bewegung das Flugzeug erst dann instabil und somit gewollt wendig, wenn der Neutralpunkt, also der Auftriebsschwerpunkt vor, und der Vortriebsschwerpunkt hinter dem Horizontal-Massenschwerpunkt liegt; die Canards werden so angestellt, dass sie den Bug des Jaegers mit Hilfe des Luftstroms nach oben druecken, und die Triebwerke die Masse von hinten schieben;
mehr noch, je weiter sowohl der Neutralpunkt vor als auch der Vortriebsschwerpunkt hinter dem Massenschwerpunkt liegt, desto instabiler und somit auch wendiger aber auch unbeherrschbarer wird der Jaeger;
sollte ich Fehler im denken, beschreiben oder beim Vergleichen gemacht haben, so berichtigt mich bitte