Facharbeit: dynamischer Auftrieb

[Schorsch]

Hast du dazu auch irgendwelche Links oder so? Das interessiert mich jetzt auch.

Als Schmankerl das hier:



Bei Interesse mehr (aber besser in eigenem Thread).

 

[VJ101]

Ach klar, jetzt ist mir selbst was eingefallen...der Wirbel der an dem vordersten Teil der Tragfläche der Concord entstand (am Strake) lief über den Deltaflügel und hat dort den dynamischen Druck weiter verringert. Davon hat mein Strömungsprof immer geschwärmt. Dies war sogar notwendig und eingeplant um gerade im Langsamflug genug Auftrieb generieren zu können.
Dieser Effekt wird Vortex Lift genannt.

 

[VJ101]

@PakMan: Diese Seite behandelt die ganze Auftriebs- und Widerstandsthematik auch recht gut und einfach. Gut für Einsteiger.

 

[PakMan]

hi VJ101,
danke für den link, ist echt ne bombenseite
vielen dank

mfg pakman

 

[PakMan]

hallo allerseits,

beim schreiben meiner facharbeit ist mir eine frage zur entstehung der zirkulationsströmung aufgefallen. im folgenden link http://www.wissen.swr.de/warum/fliegen/themenseiten/t10/s1822.pdf steht:

"Wenn der Tragflügel sich zu bewegen beginnt, dann
strömt die Luft im ersten Moment so, wie es einer zirkulationsfreien
Umströmung entspricht. D.h. die Luft strömt um die
Hinterkante herum zum oberen Staupunkt. Dies kann man für
kleine Strömungsgeschwindigkeiten experimentell auch zeigen.
Um diesem Strömmungsbild zu folgen, muß die Luft an
der Hinterkante sehr schnell werden und dann im Staupunkt
wieder auf null abgebremst werden. Die Luft in unmittelbarer
Nähe vom Tragflügel wird aber durch Reibung mit der Oberfläche
verzögert, so daß sie der Bewegung um die Hinterkante
herum ab einer bestimmten Geschwindigkeit nicht mehr folgen
kann. Sie löst sich deshalb an der Hinterkante vom Flügel
ab. Die weiter außen liegende Luftschicht ist durch Reibung
weniger abgebremst. Sie folgt deshalb noch der Bewegung um
die Kante herum." (s.19, absatz unter Abb. 9)

1) Warum muss die Luft bei niedirigen Strömungsgeschwindigkeiten um die hintere Kanter herum strömen ?

2) Weshalb wird sie an dem hinteren Staupunkt abgebremst ?

3) Welche Erklärungen, für die Entstehung der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten unter- und oberhalb der Tragflächen, gibt es denn noch (abgesehen von der Zirkulationsströmung)?


Das Strömungsfeld im angehängten Bild ensteht laut Quelle bei niedrigen Geschwindigkeiten

EDIT:
http://www.lerc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/liftco.html
Hier wird lediglich gesagt, dass eine stärkere Profilkrümmung einen stärkeren Auftrieb zur Folge hat, warum aber nimmt die Geschwindkeit oberhalb überhaupt zu?

greetz PakMan

 

[Hirsch]

@Pakman

1. Die Erscheinung ist mehr oder weniger als Anfahrwirbel bekannt. Beim anfänglichen Bewegen ruht die Luft ja noch (also relativ zum Flügel gesehen), und da der obere Weg auf Grund der Wölbung länger ist, wird die anfängliche Zeitdauer, bis das Luftteilchen vom vorderen Staupunkt bis zur Hinterkante gekommen ist, eben unten kürzer sein als oben. Mit einer einsetzenden kontinuierlichen Strömung, also bereits nach dem "Anfahren", gibt es den Anfahrwirbel am Profil nicht mehr, er löst sich ab und bleibt in der Luft stehen, bis er aufgezehrt ist. Mit zunehmender Geschwindigkeit verändern sich die Geschwindigkeiten oberhalb und unterhalb des Profils, was zu einer umgekehrten Erscheinung führt - der Zirkulation. Diese wird in der Wirbeltheorie als unbedingt notwendiger Gegenpart zum Anfahrwirbel gesehen.

2. Am hinteren Staupunkt verliert der Luftstrom durch die "Umlenkung" Energie, der z.T. in Wärme (Reibung) und die Übertragung der Bewegungsenergie in die umgebende Luftschicht (Verwirbelung angrenzender Luftschicht) aufgeht. So die Vermutung...

Für weiteres Nachlesen: wir haben artverwandt schon mal hier imm FF diskutiert.

Zirkulation und Anfahrwirbel fallen in die Wirbeltheorie, die fürchterlich ist und mit der ich/man viel Schelte einstecken kann. Da haben sich viele Leute dran versucht, und ich will gewiss nicht der beste dabei sein.
Alternative Erklärungen gibt es z.B. bei www.flugtheorie.de .

 

[VJ101]

Noch mal eine Seite hinterhergeschoben: bei Quarks & Co wird der Auftrieb auch ganz anschaulich erklärt.

 

[PakMan]

hallo, danke für die seite,die vorgänge scheinen recht anschaulich beschrieben zusein.
ich hab da mal ne andere frage. in dem Spiegel online artikel, sprechen die forscher von "gutartigen" und "bösartigen" wirbeln. könntet ihr mir sagen was damit gemeint ist ? also so wie ich es verstanden habe handelt es sich nicht um laminare strömung. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,443057,00.html

EDIT: habt ihr vielleicht noch einen Link, der sich mit dem Vogelflug befasst?
wäre euch sehr dankbar dafür

mfg pakman

 

[VJ101]

Bösartige Wirbel sind alle diejenigen Wirbel, die zusätzlichen Widerstand erzeugen. Grundsätzlich könnte man sagen, dass eine turbulente Grenzschicht aus bösartigen Wirbeln besteht, da sie einen höheren Widerstand erzeugt als eine laminare. Ebenso wäre der Randwirbel der sich dann zur berüchtigten Wirbelschleppe entwickelt ein bösartiger Wirbel, denn er bewirkt den induzierten Widerstand. Der weiter oben schon erwähnte Vortex Lift wäre dann wohl ein gutartiger Wirbel, erzeugt er doch zusätzlichen, gewünschten Auftrieb.
Aber ich wäre vorsichtig mit diesen Begriffen, sie sind doch wenig wissenschaftlich und dienen nur der Veranschaulichung.