Focke-Wulf Fw 190 als Langstreckenbegleitjäger?

Diskutiere Focke-Wulf Fw 190 als Langstreckenbegleitjäger? im WK I & WK II Forum im Bereich Geschichte der Fliegerei; In einem Belastungsplan des Konstruktionsbüros von Februar 1945 ist der dichtgenietete Flügel für die Ta 152 noch drin. Aber zu dem Zeitpunkt gab...
Junkers-Peter

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In einem Belastungsplan des Konstruktionsbüros von Februar 1945 ist der dichtgenietete Flügel für die Ta 152 noch drin. Aber zu dem Zeitpunkt gab es sicher andere Prioritäten.

Interessante Formel! Aber da muss man schon einige Dinge über das Flugzeug wissen, die nicht im Handbuch stehen, wie z.B. die Gleitzahl. Und ebenso interessant, dass der Widerstand anscheinend keine Rolle spielt - oder geht der mit in die Gleitzahl ein?
 
HoHun

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Interessante Formel! Aber da muss man schon einige Dinge über das Flugzeug wissen, die nicht im Handbuch stehen, wie z.B. die Gleitzahl. Und ebenso interessant, dass der Widerstand anscheinend keine Rolle spielt - oder geht der mit in die Gleitzahl ein?
Ja, der ist in der Gleitzahl eingetütet, die ja nur ein Ausdruck für das Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand ist. Die Formel ist in der Praxis auch nicht so ganz genau zu nehmen, da die Gleitzahl als unabhängig von der Masse angesehen wird, und der Propellerwirkungsgrad als konstant.

In Wirklichkeit fliegt man an einem etwas anderen Arbeitspunkt, weil der Propellerwirkungsgrad bei etwas höheren Geschwindigkeiten günstiger ist, und dann liegt man mit der Breguet'schen Formel etwas daneben.

Wenn man aber so über den Daumen peilt wie wir hier, dann ist der Termin ln (m0/(m0 - mt)) spannend, weil er eben beziffert, wie mit einem größeren Treibstoffanteil am Ausgangsgewicht auch die Reichweite steigt ... ungefähr.

Bei der F-51H, Interceptor Mission:

m0 = 9485 lbs
mt = 1560 lbs (nur Treibstoff - Schmierstoff vernachlässigt, da faul ;-)

ln (m0/(m0 - mt)) = 0,18

Bei der Fw 190A-8:

m0 = 4300 kg
mt = 500 kg (wieder nur Treibstoff)

ln (m0/(m0 - mt)) = 0,12

Das heißt, allein aufgrund des Treibstoffanteils hat die F-51H mit internem Treibstoff einen 50-%-Vorteil gegenüber der Fw 190A-8, selbst wenn beide Muster den gleichen Wirkungsgrad bei Antrieb und Aerodynamik aufweisen würden.

Nützlichere Daten liefert noch die P-51D nach http://www.wwiiaircraftperformance.org/mustang/P-51D-manual-5april44.pdf ...

m0 = 9600 lbs
mt = 240 US Gallonen * 6 lbs/US Gallone = 1440 lbs

Zugehörige Flugstrecke: 590 Seemeilen = 1093 km.

ln (m0/(m0 - mt)) = 0,16

Dann ist die spezifische Effizienz der P-51D 6830 km ... keine Ahnung, ob man das normalerweise so angibt, aber das ist der vordere Term der Breguet-Gleichung zu einer Zahl zusammengefaßt :-)

Zum Vergleich die Fw 190A-8 aus Deiner Tabelle mit einem Außentank und allen möglichen Reserven ... der Vergleich hinkt also ziemlich:

m0 = 4620 kg
mt = 734 kg

Zugehörige Flugstrecke: 1480 km

ln (m0/(m0 - mt)) = 0,17

Dann ist die spezifische Effizienz der Fw 190A-8 8710 km und damit höher als der P-51D.

Hm, das ist eine Überraschung. Ich hätte die P-51D auf jeden Fall für aerodynamisch effizienter gehalten, insbesondere im Vergleich zu einer Fw 190A-8 mit dicken Beulen auf der Motorhaube und Zusatztank unterm Rumpf. Daß der BMW 801D einen besseren Wirkungsgrad hat als der Packard V-1710-3 kann ich mir dagegen schon vorstellen.

Mal sehen: Der V-1710-3 hat in 20000 ft einen minimalen spezifischen Kraftstoffverbrauch von 50 US Gal/h für 560 HP, oder etwa 243 g/HPh.

Der BMW 801D kommt nach der Tabelle hier ... On big radials ... dagegen auf 210 g/PSh.

Das ist ungefähr 15 % besser, aber das erklärt erst die Hälfte des Unterschiedes. Naja, vielleicht habe ich da einfach zu viele Faustregeln nacheinander angewendet ... man verliert ja jedesmal ein bißchen Aussagekräft, wenn man so über den breiten Daumen peilt. Das sollte man vielleicht nochmal sorgfältiger probieren, wenn man bessere Testdaten findet!

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
Junkers-Peter

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Ist soweit alles nachvollziehbar. Danke für die Erläuterungen.

Aerodynamische Effizienz der P-51: Ich denke, der unschöne Lufteinlauf unter dem Mittelrumpf macht viel kaputt. Focke-Wulf hat das ja mit der Fw 190 V18 mit Abgasturbolader auch versucht und diese Konfiguration für untauglich befunden.

Ich denke, dass bei der Fw 190 der Anteil der Panzerung (150-250 kg) und der Bewaffnung (4 Maschinenkanonen und 2 Maschinengewehre) größer am Gesamtgewicht war als bei der P-51.

Ich habe hier auch ein Dokument auf Mikrofilm von der DVL/Institut für Flugmechanik vom 09. Juni 1944: "Vergleich der Reichweiten deutscher und ausländischer Jagdflugzeuge". Das werde ich mir bei Gelegenheit mal anschauen. Nach meinen kurzen Notizen kommen da unsere Jäger nicht allzu gut weg.
Was ich mir kurz zur Bf 109 notiert hatte: Me 109 G sehr schlechter Widerstandswert durch nichteinziehbaren Sporn, Vorflügel auch sehr ungünstig (auch bei Me 109 K), kein Laminarprofil möglich
 
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Ist der Kühler der P-51 nicht einer der Aerodynamisch günstigsten aller Wassergekühlten Jäger des 2. Weltkrieges? Von der Form her sieht es schon sehr ähnlich den Lufteinläufen von Jets 20 Jahre später aus.

Zur Aerodynamischen Effizienz. Da war doch auch noch das Thema das man in den USA in der Serienproduktion sauberer Gearbeitet hat was Oberflächenfinish und so betraf. Das macht auch einige km/h aus. Irgendwo hatte ich da was zu gelesen, ich glaube das war hier im Forum.
 
Junkers-Peter

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Anbei die Textseiten des Dokuments. Es folgen dann noch Tabellen und Diagramme, die aber teilweise schlecht abgebildet sind. Keine Ahnung, wie die Amis einen Krieg gewinnen konnten, wenn sie nichtmal ein paar Dokumente ordentlich verfilmen konnten.:FFTeufel: auf Wunsch kommen die Anhänge auch noch, soweit sie scanbar sind.

Interessant auch die verwendete Reichweitenformel, die Gemeinsamkeiten mit der von Henning hat, aber auch Unterschiede.








 
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Doppelnik

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Ist der Kühler der P-51 nicht einer der Aerodynamisch günstigsten aller Wassergekühlten Jäger des 2. Weltkrieges? Von der Form her sieht es schon sehr ähnlich den Lufteinläufen von Jets 20 Jahre später aus.

Zur Aerodynamischen Effizienz. Da war doch auch noch das Thema das man in den USA in der Serienproduktion sauberer Gearbeitet hat was Oberflächenfinish und so betraf. Das macht auch einige km/h aus. Irgendwo hatte ich da was zu gelesen, ich glaube das war hier im Forum.
der Kühler der P-51 ist in der Tat richtig gut gemacht, je nach Quellenlage produzierte er sogar Vorschub (Meredith Effekt) statt Wiederstand. Auch wenn es immer wieder bezweifelt wird, dass dies in der Realität möglich ist, zeigen die Messungen hier, dass dies sehr wohl möglich ist:


siehe auch:


hier wird auch das Kühlsystem der P-51 gezeigt

Das Laminarprofil der P51 in Verbindung mit dem sehr guten Finish (keine Kriegseinflüsse auf die Produktion) war natürlich auch wichtig, die FW 190 war allerdings auch aerodynamisch sehr effizient:

 
Junkers-Peter

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Ich denke, dass ist mehr oder weniger ein Düsenkühler, wie er schon vor über 100 Jahren erfunden und patentiert worden ist. Es ist auch bekannt, dass der nicht nur keinen meßbaren Widerstand haben, sondern auch Schub erzeugen kann. Hatten die Ju 88 und Fw 190 D-Langnasen auch. Also nichts besonderes.

Diese Youtube-Filmchen - dazu noch aus anglo-amerikanischer Quelle - halte ich nicht für besonders hilfreich. Niveau und so...
 
Doppelnik

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Der Düsenkühler wurde (wenn nicht irgendwo doch jemand schneller war) von Junkers erfunden, aber selbst in seiner Patentschrift schreibt er nicht, dass damit ein Schub generiert werden kann, der Effekt wurde erst später von Meredtith beschrieben.

Wenn Du nicht hinreichend gut Englisch verstehst, mag as für Dich nicht sehr hilfreich sein, wer damit keine Probleme hat wird aus diesen Videos viele wertvolle Informationen nehmen können. Übrigends werden die Quellen in den Videos alle genannt, ich kenne keine gleichwertigen deutschsprachigen Kanäle (allerdings einen sehr guten englischen Kanal von einem Deutschen....)
 
Gandalf

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BaWue
....
Was ich mir kurz zur Bf 109 notiert hatte: Me 109 G sehr schlechter Widerstandswert durch nichteinziehbaren Sporn, Vorflügel auch sehr ungünstig (auch bei Me 109 K), kein Laminarprofil möglich
Nicht zu vergessen die fehlenden Restabdeckklappen beim Fahrwerk!

Bei der FW 190 waren sie wohl bei teils (einigen Modellen?) vorhanden, aber im Einsatz hat man sie wegen fehlerhafter Funktion meist demontiert und somit Topspeed Potenzial verschenkt...

liegrü
Gandi

.....

ich kenne keine gleichwertigen deutschsprachigen Kanäle (allerdings einen sehr guten englischen Kanal von einem Deutschen....)
Welcher wäre das?
 
HoHun

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der Kühler der P-51 ist in der Tat richtig gut gemacht, je nach Quellenlage produzierte er sogar Vorschub (Meredith Effekt) statt Wiederstand. Auch wenn es immer wieder bezweifelt wird, dass dies in der Realität möglich ist, zeigen die Messungen hier, dass dies sehr wohl möglich ist:

Das ist ein interessanter Artikel, nicht zuletzt deswegen:

In Germany, B. Gothert generated a paper on aircraft radiators dated September 10, 1938. His work was from practical wind tunnel experiments with both hot and cold radiators, and heated simulation grids. Meredith’s theories were mostly validated by Gothert’s actual measurements.
Meine Übersetzung:

"In Deutschland schrieb B. Gothert einen Artikel über Flugzeugkühler, datiert auf den 10. September 1938. Seine Arbeit beruhte auf praktischen Windkanalversuchen sowohl mit heißen als auch mit kalten Kühlern, sowie mit beheizten Kühlermatrizen-Attrappen. Merediths Berechnungen wurden durch Gotherts Versuche im wesentlichen belegt."

Davon hatte ich bisher noch nicht gehört.

In "The Secret Horsepower Race" von Calum Douglas ist ein wiederkehrendes Thema, daß die deutschen Kühler wegen der Verwendung niedriger Drücke und Temperaturen deutlich größer ausfielen als die der (West-)Alliierten. Da einerseits die mechanische Festigkeit der üblichen deutschen Kühlerbauweise begrenzt war und andererseits bei einer Erhöhung der Kühlwassertemperaturen "Hotspots" in den Motoren entstehen konnten, war das nicht so einfach zu lösen, aber wenn ich es richtig verstehe (ich bin immer noch nicht ganz fertig mit dem Buch :-), hat der Jumo 213 letztendlich ein vergleichbar leistungsfähiges Kühlsystem eingeführt. Ich glaube, der deutsche Begriff war "Heißkühlung" - da hat es ja schon relativ früh auch deutsche Versuche gegeben, über deren Verlauf ich aber bisher nichts wußte.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
Doppelnik

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Welcher wäre das?
Der Macher trägt den sehr deutschen Namen Bismarck, seine Famillienhistorie kenne ich aber nicht...


Dieser Kanal geht allerdings oft mehr auf die strategischen und millitärhistorischen Aspekte ein als in die technischen Details.

@HoHun
ich meine auch, dass es bei den deutschen Flugmotoren mehr Probleme mit der Gussqualität gab (kein Wunder bei der Rohstoffversorgung) und die Motoren nicht dicht genug waren für höhere Kühlmitteldrücke.
 
Junkers-Peter

Junkers-Peter

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Wenn Du nicht hinreichend gut Englisch verstehst, mag as für Dich nicht sehr hilfreich sein,
Für dich als Laien vielleicht hilfreich und neu, aber für den Fachmann auf dem Gebiet kalter Kaffee.
Und wie gesagt, solche Filmchen braucht hier keiner.

@HoHun
Die "Heißkühlung" oder "Preßwasserkühlung" war aber auch nichts Neues. Junkers hat die schon mit dem Jumo 211 F/J eingeführt Mitte 1940 und bei Daimler-Benz war das auch Standard. Temperaturen bis 120-130°C und Drücke bis ? (müsste ich nachsehen) bar gingen unter Umständen schon.
Beim Flugdiesel (Jumo 205/207) war die Heißkühlung ab 1937/38 Serie.
War ja bei Motorenbauern schon lange bekannt, dass man den Kühler umso kleiner bauen kann, je größer die Differenz zwischen Außenluft und Kühlwasser ist. Also je heißer das Kühlwasser, desto kleiner der Kühler.

Es gibt aber Untersuchungen über Kühler und - ich glaube - die spezifische Kühlleistung der deutschen Kühler war höher, besonders nach der Umstellung auf Leichtmetall. Aber richtig ist, dass die englischen Kühler bis zu 30% kleiner waren mit entsprechend geringerem Stirnwiderstand.
 
HoHun

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auf Wunsch kommen die Anhänge auch noch, soweit sie scanbar sind.
Ja, das wäre super! :-) Da sind ja die Details zu den einzelnen Flugzeugtypen enthalten.

Der Bericht ist auch schon ziemlich interessant. Meinem Eindruck nach wird der Einfluß des Laminarflügels aber etwas überschätzt - die Amerikaner haben nach dem Krieg in Windkanalversuchen festgestellt, daß bei realistischen Oberflächenzuständen der Mustang-Flügel sich in Bezug auf den Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung kaum von herkömmlichen Tragflächen unterscheidet. Daher ist wahrscheinlich auch die pessimistische Ansicht bezüglich der Vorflügel der Me 109 übertrieben. Immerhin erkennt der Bericht an, daß man ohne die Vorflügel auf andere Weise gute Überzieheigenschaften erzielen müßte, was dann eben mit anderen Nachteilen verbunden wäre :-)

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
Doppelnik

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Die Spitfires wurden m.W. eine Zeit lang vollständig mit Glycol gekühlt um hohe Kühlmitteltemperaturen ohne nennenswerte Drücke erreichen zu können, später wurde dann, wohl infolge der ständig wachsenden Leistung und thermischen Belastung der Motoren, wieder ein Glycol/Wassergemisch mit Druckkühlung eingesetzt.
 

78587?

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Der Bericht ist auch schon ziemlich interessant. Meinem Eindruck nach wird der Einfluß des Laminarflügels aber etwas überschätzt - die Amerikaner haben nach dem Krieg in Windkanalversuchen festgestellt, daß bei realistischen Oberflächenzuständen der Mustang-Flügel sich in Bezug auf den Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung kaum von herkömmlichen Tragflächen unterscheidet.
Ja, das ist so. Gab auch mal einem Bericht dazu der das bestätigte: /ABL/20-forschung/laminarfluegel/laminarfluegel_de.htm ist aber offenbar nicht mehr verfügbar.

.
 
Doppelnik

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In diese Bericht ist von einem 60 % geringerem Widerstand im Vergleich zu den bis dahin verwendeten deutschen Flügeln die Rede, ich denke, das wird wird nicht nur an einer besseren Fertigungsqualität gelegen haben. Flügelprofile mit hohem Laminaranteil reagieren natürlich viel empfindlicher auf Störungen in der Oberfäche als also solche mit früherem Umschlagpunkt. Die bessere Fertigungsqualität ist untrennbar verbunden mit dem Laminarprofil und die "nicht" laminaren Flügel hätten von einer besseren Oberflächenqualität kaum profitiert.

Im übrigen, ich kenne jemanden in meinem Umfled der von einer Belanca Viking auf eine Chessna 210 umgestiegen ist, bei gleicher Motorisierung und trotz größeren Rumpfquerschnitt sowie viel mehr Platz ist die die 210 dank Laminarprofil schneller als die Belanca.
 
HoHun

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Die "Heißkühlung" oder "Preßwasserkühlung" war aber auch nichts Neues. Junkers hat die schon mit dem Jumo 211 F/J eingeführt Mitte 1940 und bei Daimler-Benz war das auch Standard.
Waren das zwei Begriffe für die gleiche Sache? Da das in der mir bekannten Literatur immer nur beiläufig erwähnt wird und ich noch keine klare Definition gesehen habe, war ich mir nie sicher, ob es vielleicht einen subtilen technischen Grund für die Begriffsunterscheidung gegeben haben könnte ...

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
Thema:

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