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Strömungsabriss

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  1. #1
    Finado

    Avatar von Finado
    Hallo Community,
    ich habe durch Zufall mal wieder eine Dokumentation auf N24 gesehen. In diesem Fall über den Flug der Air France 447 die durch einen Strömungsabriss - ausgelöst durch fehlerhafte Sensoren - abstürzte.

    Ich hätte jetzt eine generelle Frage, da ich weder Physiker noch Ingenieur bin :D

    Ab welchem Winkel i.V.m. mit welcher Geschwindigkeit besteht ein erhöhtes Risiko eines Strömungsabrisses und wie kann es sein, dass z.B. auf Modell-Vorführungen, Flugshows usw. auch Verkehrsmaschinen a la A350 oder sogar A380 fast komplette Senkrechtstarts vollziehen?
    Welche Rolle spielt die Flughöhe und stimmt es, dass zB die Airbus Maschinen ein System haben, dass den Strömungsabriss erkennt und automatisch eine Korrektur einleitet?

    Danke euch im Voraus

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  3. #2
    Intrepid

    Avatar von Intrepid
    Das sind jetzt mehrere Stunden Aerodynamik, die Du da eingefordert hast.

    Ich fange mal mit einer einfachen geometrischen Erklärung an: der Strömungsabriss kommt, wenn der Winkel zwischen Flugweg und Tragfläche zu groß wird. Bei angenommenen 15° maximalem Winkel und einem Flugweg, der um 70° nach oben zeigt, wäre der Strömungsabriss bei 85°. Kannst Du Dir nun vorstellen, warum senkrechte Flüge nach oben in Bezug zum Strömungsabriss völlig unbedenklich sein können?

  4. #3
    Intrepid

    Avatar von Intrepid
    Zitat Zitat von Finado Beitrag anzeigen
    ... Flug der Air France 447 die durch einen Strömungsabriss - ausgelöst durch fehlerhafte Sensoren - abstürzte.
    Na ja, nicht ganz richtig dargestellt. Weil die Besatzung die Höhe nicht gehalten hat und 3000 Fuß gestiegen ist, sind sie zu langsam geworden. Der Höhenmesser hat die ganze Zeit richtig angezeigt. Hätten sie die Höhe gehalten, wäre es nur eine technische Meldung gewesen und alle würden heute noch leben.

  5. #4
    Finado

    Avatar von Finado
    Zitat Zitat von Intrepid Beitrag anzeigen
    Das sind jetzt mehrere Stunden Aerodynamik, die Du da eingefordert hast.

    Ich fange mal mit einer einfachen geometrischen Erklärung an: der Strömungsabriss kommt, wenn der Winkel zwischen Flugweg und Tragfläche zu groß wird. Bei angenommenen 15° maximalem Winkel und einem Flugweg, der um 70° nach oben zeigt, wäre der Strömungsabriss bei 85°. Kannst Du Dir nun vorstellen, warum senkrechte Flüge nach oben in Bezug zum Strömungsabriss völlig unbedenklich sein können?
    Puh :D Erstmal danke für deine Ausführung, so richtig verstanden habe ich es allerdings nicht. Hat es vielleicht auch etwas damit zutun, dass der Luftdruck am Boden deutlich höher ist und dadurch ein Strömngsabriss unwahrscheinlicher wird, als z.B. auf 10.000m? Habe mich gerade etwas oberflächlich in Coffin Corner eingelesen, das ist doch ein sehr spannendes Thema.

    Habe mir das hier gerade angesehen? Was haltet ihr davon? https://www.youtube.com/watch?v=4WuPoVjOXLY

  6. #5
    F-16


    Naja, nicht der Luftdruck sondern die Dichte (daß beides zusammenhängt mal außen vorgelassen). In 10.000m sind halt nicht mehr so viele Teilchen da welche die Fläche umströmen wie weiter unten.
    Und mit den Modellflugzeugen- die sind im Vergleich zum Original heftig übermotorisiert. Wenn man da Gas gibt gehts immer vorwärts, auch wenn vorwärts senkrecht nach oben bedeutet. Damit ist die Umströmung da und damit der Auftrieb, auch wenn der beim senkrechten Steigen nicht mehr interessiert- man drückt oder zieht die Kisten mit der schieren Motorleistung nach oben.
    Strömungsabriss gibts beim Modellflieger natürlich auch- wenn man zu langsam herumschleicht oder die Kiste im Landeanflug zu sehr aushungert.

  7. #6
    Intrepid

    Avatar von Intrepid
    Zitat Zitat von Finado Beitrag anzeigen
    Habe mich gerade etwas oberflächlich in Coffin Corner eingelesen, das ist doch ein sehr spannendes Thema.
    Da es mir im Moment schwer fällt, einzuschätzen, bis wohin Du den Strömungsabriss verstanden hast, kann ich nicht erkennen, was Du daran spannend finden könntest.

  8. #7
    banji

    Avatar von banji
    Zitat Zitat von Finado Beitrag anzeigen
    Hallo Community,
    ich habe durch Zufall mal wieder eine Dokumentation auf N24 gesehen. In diesem Fall über den Flug der Air France 447 die durch einen Strömungsabriss - ausgelöst durch fehlerhafte Sensoren - abstürzte.

    Ich hätte jetzt eine generelle Frage, da ich weder Physiker noch Ingenieur bin :D

    Ab welchem Winkel i.V.m. mit welcher Geschwindigkeit besteht ein erhöhtes Risiko eines Strömungsabrisses und wie kann es sein, dass z.B. auf Modell-Vorführungen, Flugshows usw. auch Verkehrsmaschinen a la A350 oder sogar A380 fast komplette Senkrechtstarts vollziehen?
    Welche Rolle spielt die Flughöhe und stimmt es, dass zB die Airbus Maschinen ein System haben, dass den Strömungsabriss erkennt und automatisch eine Korrektur einleitet?

    Danke euch im Voraus
    Deine erste Frage lässt sich in keiner Weise pauschal beantworten. Das ist abhängig von Fläche, Anstellwinkel des Profils, Pfeilung, Form, Aufbau und noch so ziemlich 100.000 anderen Sachen.

    Mir ist nicht ganz klar was du mit Senkechtstart meins. Sollte es um kurze Startläufe und schnelles steigen gehen, befasse dich mal damit wie extrem das Profil eines Verkehrsflugzeuges veränderbar ist. So eine Fläche ist ist ein ziemlich großes technisches Wunderwerk mit dem man Auftrieb erhöhen, senken und auch ganz gut zerstören kann. Weiterhin hat der erwähnte A380 eine Nutzlast von um 300 Tonnen inklusive Sprit, Bestuhlung usw bei einem Leergwicht im ähnlichen Bereich (Ich kenn die Zahlen nicht genau) Leer und mit wenig Sprit kann man da ganz beeindruckende Sachen mit machen, das hat aber weniger was mit Stall als einfach mit Leistung zu tun.

    Zu de, Verhinderungssystem bei Airbus: Ja.

    Die meisten Flugzeuge haben irgend eine Art Stall Warnung. Bei einer Cessna 172 ist das zum Beispiel eine einfache Tröte die pfeift wenn sie falsch angeströmt wird. Bei Segelfliegern macht sich der Stall durch Vibrationen bemerkbar usw.

    Man kann zum Thema Stall keine pauschalen Aussagen treffen, dazu gibt es einfach zu unterschiedliche Typen.

    Geht es dir mehr um das eigentliche Thema Abriss oder um den AF Unfall? Bei letzterem ist der Stall nicht die Ursache sondern das Resultat einer ganzen Reihe interessanter Fehler. Ich finde die Mayday Folge dazu übrigens recht gelungen. Vor allem für nicht Experten. Die folge gibt's im Youtube. Vielleicht nochmal genau anschauen :-)

    Coffin Corner ist ein interessantes Thema, da geb ich dir recht, hat aber mit dem Thema nix zu tun, da rein auslegungstechnisch Passagiermaschinen nicht in diesem Bereich operieren - Die ausgewiesene Dienstgipfelhöhe bei Airlinern liegt weit unter dem Coffin Corner relevanten Bereich

  9. #8
    wilco


    Versuch einer direkten Antwort auf die Eingangsfrage:

    Entscheidend ist nicht die Flugbahn, sondern der Winkel zwischen Tragfäche (Profilsehne) und anströmender Luft.
    Der kritische Winkel beträgt ca. 15°. (ohne Klappensysteme!)
    Danach löst sich die Strömung von der Oberseite ab.
    Der Abriß erfolgt pulsierend, es bleibt ein Restauftrieb erhalten, der zwischen 30 und 60% oszillieren kann.

    Der Airbus verfügt über ein Schutzsytem gegen das "überziehen", die sog. Alpha Protection (Alpha=Anstellwinkel).

    Im Fall AF447 waren die Sonden zur Geschwindigkeitsmessung (Pitot-Sonden) ausgefallen (Verstopfung durch Eiskristalle, weil sie durch ein Tropengewitter geflogen sind anstatt drumherum).

    Wegen der abweichenden Meßwerte zwischen den Sonden haben sich die Flugregelcomputer abgeschaltet und dem Piloten das Flugzeug in die Hand gedrückt -"mach du!"- und somit war auch die alpha Protection nicht mehr vorhanden.

  10. Hallo

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  11. #9
    Talon4Henk

    Avatar von Talon4Henk
    Zitat Zitat von banji Beitrag anzeigen
    Man kann zum Thema Stall keine pauschalen Aussagen treffen, dazu gibt es einfach zu unterschiedliche Typen.
    Das stimmt so nicht, es ist eigentlich ganz einfach

    stall = exceeding critical angle of attack

  12. #10
    wilco


    Talon4Henk:

    "stall = exceeding critical angle of attack"

    So ist es.

    Ich ergänze mal:

    Den kritischen Anstellwikel zu überschreiten gibt es zwei "Hauptmethoden": 1. Unterschreiten der Mindestfluggeschwindigkeit oder 2. übermäßige Erhöhung der dynamischen Last.

    Diese wiederum ist erreichbar durch zu steilen (=engen) Kurvenflug oder durch heftiges Abfangen oder hochziehen des Flugzeugs, was jedes mal auf eine Erhöhung der g-Belastung hinausläuft. Beim Segelflugzeug kommt darüber hinaus noch die Belastung durch das Schleppseil im Windenstart hinzu.

    Alle genannten Wege führen zu einem erhöhten Anstellwinkel, der in jedem Fall die unmittelbare Ursache des Strömungsabrisses darstellt.


    Zitat Zitat von Finado Beitrag anzeigen
    Habe mir das hier gerade angesehen? Was haltet ihr davon? https://www.youtube.com/watch?v=4WuPoVjOXLY
    Soso, weder Physiker noch Ingenieur Auf welcher Basis stellst du dir einen Meinungsaustausch über den Lehrfilm vor? Filmästethisch? Historisch? Didaktisch...?

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