Auftriebsbeiwert vs. Auftriebskraft

[Satrex]

Ich arbeite gerade an einem Schulprojekt, meine Erfahrung mit dem Thema ist also minimal. Wir haben in einem Windkanal die Auftriebskraft eines Flügel mit verschiedenen Anstellwinkeln gemessen. Bei der Auswertung unserer Messungen sind wir auf den "Auftriebsbeiwert" gestoßen. Bei unseren Versuchen hatten wir gleichbleibende Windgeschwindigkeit und Luftdichte. Also ist der Auftriebsbeiwert proportional zur Auftriebskraft. Aber doch wird der Auftriebsbeiwert für die Charakterisierung von Profilen verwendet. Was sagt uns der Auftriebsbeiwert aus was wir nicht schon an der Auftriebskraft erkennen können?

 

[GorBO]

Hallo und willkommen!
Der Auftriebsbeiwert CA ist eine dimensionslose Größe und dient als solche als Gegenstück zum Widerstandsbeiwert Cw.
Euch ist ja bei Euren Versuchen sicherlich aufgefallen, dass sich mit dem Anstellwinkel Eures Profil die Auftriebskraft und damit CA ändern. Genauso ändert sich auch der Luftwiderstand des Profils. Dies ist auch eine Kraft, aber in Ihrer Dimension völlig verschieden vom Auftrieb. Damit man also beide vergleichen kann nimmt man diese Beiwertzahlen.
Misst man jetzt für verschiedene Anstellwinkel Widerstand und Auftrieb und trägt diese in ein zweiachsiges Koordinatendiagramm, erhält man ein sogenanntes Polardiagramm und dieses dient der Charakterisierung des Profils.

 

[cool]

Die Auftriebskraft wird ja gemeinhin als:

F = A * Ca * v[SUP]2[/SUP] * rho/2

dargestellt. (v als Geschwindigkeit, eigentlich ja c, aber das verwechselt man leicht mit dem Beiwert).

Was sagt uns der Auftriebsbeiwert aus was wir nicht schon an der Auftriebskraft erkennen können?

Vergleicht man die Einheiten, dann wird man sehen, dass Ca dimensionslos sein muss, Ca "kompensiert" nun alles, was man eben nicht an den "Hardfacts" wie Flaeche, Geschwindigkeit und Dichte festmachen kann. Wie GorBo sagte, ist Ca eine charakteristische Groesse fuer das Profil selbst.
Kennt man diese Beiwerte, dann kann man daraus eben wieder auf Auftriebskraft ect. schliessen, ohne dass man Versuche neu fahren muss.

 

[Lubeo]

Aber doch wird der Auftriebsbeiwert für die Charakterisierung von Profilen verwendet. Was sagt uns der Auftriebsbeiwert aus was wir nicht schon an der Auftriebskraft erkennen können?

Die Auftriebskraft sagt was über die gesamte Tragfläche aus.
Der Auftriebsbeiwert hingegen etwas über das Profil selbst wenn es unendlich ist.

https://de.wikipedia.org/wiki/Induzierter_Luftwiderstand

Und manchmal ist auch Reynolds ein Spielverderber.

 

[pok]

...
Und manchmal ist auch Reynolds ein Spielverderber.

Heisst im Klartext fuer die Nichtexperten, das man Profile und Modelle nicht beliebig vergroessern und verkleinern kann. In gewissen Grenzen kann man die Dichte, Temperatur, Stroemungsgeschwindigkeit und das Medium zwar aendern um Ergebnisse anzupassen, aber zum Beispiel einen A380 einfach um den faktor 20 zu verkleinern und im Winkanal zu testen und erwarten, das ein 20 x groesserer Vogel sich genauso benimmt geht so nicht.

Nur aehnliche Raynoldszahlen bringen auch aehnliche Ergenbisse.

https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number