Aerodynamic von Jagdflugzeugnasen

Diskutiere Aerodynamic von Jagdflugzeugnasen im WK I & WK II Forum im Bereich Geschichte der Fliegerei; Die deutschen Jagdflugzeuge hatten relativ stumpfe Nasen bzw. Spinner. War das reibungstechnisch ein Nachteil gegenüber denen der Gegner oder kam...
spicmart

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Die deutschen Jagdflugzeuge hatten relativ stumpfe Nasen bzw. Spinner. War das reibungstechnisch ein Nachteil gegenüber denen der Gegner oder kam es nur auf die Frontalfäche plus Kühleranordnung an? Als Beispiele nenne ich mal die P-51, Yaks, MiGs und späte Spifires. Die russischen Fighter hatten, trotz des Klimov M-105, der in etwa so groß war wie der DB 601, oder des größeren Mikulin AM-35 sowie Rumpfbewaffnung, spitzere Nasen.
Ob die Aerodynamikforschung da zu unterschiedlichen Ergebnissen kam?
 
HoHun

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Die deutschen Jagdflugzeuge hatten relativ stumpfe Nasen bzw. Spinner. War das reibungstechnisch ein Nachteil gegenüber denen der Gegner oder kam es nur auf die Frontalfäche plus Kühleranordnung an? Als Beispiele nenne ich mal die P-51, Yaks, MiGs und späte Spifires. Die russischen Fighter hatten, trotz des Klimov M-105, der in etwa so groß war wie der DB 601, oder des größeren Mikulin AM-35 sowie Rumpfbewaffnung, spitzere Nasen.
Ob die Aerodynamikforschung da zu unterschiedlichen Ergebnissen kam?
Ich kann mich schwach daran erinnern, mal einen NACA-Report zur Gestaltung der Krümmung der Vorderkante der Verkleidung von Sternmotoren gesehen zu haben, der diesem Aspekt im Bereich hoher Machzahlen (für Propellerflugzeuge :-) einen deutlichen Beitrag zum Gesamtwiderstand zuordnete.

Ich denke, im Falle des Klimovs und der Daimler-Benz-Motoren wurde die Gestaltung eher durch die unterschiedliche Geometrie der Motoren dominiert, aber das ist nur so ein vager Eindruck ohne Faktenbasis.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
spicmart

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Ich kann mich schwach daran erinnern, mal einen NACA-Report zur Gestaltung der Krümmung der Vorderkante der Verkleidung von Sternmotoren gesehen zu haben, der diesem Aspekt im Bereich hoher Machzahlen (für Propellerflugzeuge :-) einen deutlichen Beitrag zum Gesamtwiderstand zuordnete.

Ich denke, im Falle des Klimovs und der Daimler-Benz-Motoren wurde die Gestaltung eher durch die unterschiedliche Geometrie der Motoren dominiert, aber das ist nur so ein vager Eindruck ohne Faktenbasis.

Tschüs!

Henning (HoHun)
Das sind dann die sogenannten NACA-Hauben, denke ich, die dann überall zum Einsatz kamen.
 

jackrabbit

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Hallo,

mal aus Interesse:
wie verhält sich denn die Aerodynamic einer schlanken 2-mot wie z.B. die F7F Tigercat im Verhältnis zu einem einmotorigen Jagdflugzeug?

Grüsse
 
HoHun

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Das sind dann die sogenannten NACA-Hauben, denke ich, die dann überall zum Einsatz kamen.
Nee, die Untersuchung der NACA-Hauben war eine viel frühe Experimenten-Serie, bei der man an hohe Machzahlen noch überhaupt nicht gedacht hat. Der Report, an den ich denke, war schon deutlich später ... ich denke, schon in den 1940ern. Leider gibt's anscheinend den Cranwell NACA Mirror nicht mehr, den ich wesentlich übersichtlicher fand als den NASA-Server, sonst würde ich mal versuchen, den neueren Report rauszusuchen.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
HoHun

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Leider gibt's anscheinend den Cranwell NACA Mirror nicht mehr, den ich wesentlich übersichtlicher fand als den NASA-Server
Scheint, als wären die Inhalte noch da, aber hinter einer neuen Suchmaschine versteckt ... Schlagwort NACA findet 1000 Treffer:

 

Jubernd

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Die NACA-Hauben sind eine Weiterentwicklung der Townend-Ringe mit verbessertem Kühlluftverhalten ausschließlich für Sternmotoren auch langsam fliegender Maschinen. Die Ju52 hat 2 NACA-Hauben an den äußeren und einen Townend-Ring am Mittelmotor.
 

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Der Report, an den ich denke, war schon deutlich später ... ich denke, schon in den 1940ern.
Ich hab da eine Film-Animation drüber, aber leider noch auf VHS-Video.

Die "NACA" Haube hat die Eigenschaft, die einströmende Luft zu beschleunigen und damit den Widerstand zu verringern, was auch den Wirkungsgrad der Wärmeabfuhr begünstigt.

.
 
Doppelnik

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Die größeren Spinner der deutschen Jagdflugzeuge könnten mit der Durchschussmögichkeit erklärt werden, diese war den Deutschen bei den Jagdfliegern immer wichtier als den Allierten. Auch bei den Jagdfliegern ohne Durchschussmöglichkeit wurde die wohl konstruktiv i.d.R. vorgehalten. Die Durchschussmöglichkeit nimmt halt Platz für die Verstellung weg, die sich dann anderswo ihren Platz suchen muss. Bei Sternmotoren entfällt diese Möglichkeit natürlich.

Die Naca Haube soll die Geschwindigkeit der einströmenden Luft verlangsamen und die Energie in Druck überführen, dadurch werden die Kühlrippen gleichmäßiger durchströmt. Zudem vermindert sie die Turbolenz der vorbeiführenden Luft und mindern den Luftwiderstand.
 
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Die größeren Spinner der deutschen Jagdflugzeuge könnten mit der Durchschussmögichkeit erklärt werden, diese war den Deutschen bei den Jagdfliegern immer wichtier als den Allierten. Auch bei den Jagdfliegern ohne Durchschussmöglichkeit wurde die wohl konstruktiv i.d.R. vorgehalten. Die Durchschussmöglichkeit nimmt halt Platz für die Verstellung weg, die sich dann anderswo ihren Platz suchen muss. Bei Sternmotoren entfällt diese Möglichkeit natürlich.

Die Naca Haube soll die Geschwindigkeit der einströmenden Luft verlangsamen und die Energie in Druck überführen, dadurch werden die Kühlrippen gleichmäßiger durchströmt. Zudem vermindert sie die Turbolenz der vorbeiführenden Luft und mindern den Luftwiderstand.
Ja, stimmt. Die Spinner waren wohl deswegen stumpfer und breiter. Ob dies die Aerodynamik beeinflusst hätte? Die Rumpfquerschnittsfläche der deutschen Jäger entsprach in etwa der vergleichbarer Fighter anderer Nationen.
Eine Tragflächenbewaffnung anderer Jäger reduziert ja auch was von der Geschwindigkeit.
 
Doppelnik

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ich glaube nicht, dass ein großer Spinner aerodynamisch nachteilig ist, eher im Gegenteil. Die Propellerblätter sind innen recht uneffizient und wenn man den inneren Bereich abdeckt, hat man sicherlich auch weniger Auslegungsprobleme bei Verstellpropellern. Die Verdrehung passt ja nur in einem Betriebspunkt, und mit einem dicken Spinner wird die Abweichung vom idealen Anstellwinkel über den Radius geringer. Die Jungs hier finden große Spinner auch besser, beschreiben aber auch die Probleme (Unwucht):

 
Gandalf

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Mal ein Blick zu den US-Typen, bei der Hellcat fällt auf, dass der Prototyp einen Spinner hatte:


und die folgenden Serienmaschinen wie auch m. W. alle mit diesem P & W R-2800-Motor ausgestatteten WK2-Flugzeuge (Corsair, P-47, Bearcat usw.) nicht.
Verwunderlich, dass hier offenbar erkleckliches Speedpotential verschenkt wurde - was könnten Gründe dafür sein?

Erst z. B. die (Nachkriegs-) Passagiermaschine DC-6 - mit demselben Motor - hatte dann wieder einen Spinner.

liegrü
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Doppelnik

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Gut beobachtet, hab auch schon im Secretprojects Forum gelesen, dass die Amis anscheinend eine Aversion gegen Spinner bei Sternmotoren hatten. Ich vermute, dass Spinner hier nicht ganz so viel bringen und man sie evtl. im Interesse einer einfacheren Wartung weggelassen hat. Die Luft um die Propellerachse wird sicherlich schon deutlich gebremst, bevor sie um die Nabe strömt und anschließend die Zylinder kühlt. Bei den wassergekühlten Motoren strömt die Luft ja möglichst bündig von dem Spinner zu der Außenhaut, da würde ein fehlender Spinner wohl größere Nachteile haben.
 
Gandalf

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Das mit der Wartung klingt nachvollziehbar, aber diese Thematik beträfe ja auch die DC-6 (die wieder Spinner hat).

Schätze mal da muss noch mehr dahinter stecken... :84:
 
HoHun

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Mal ein Blick zu den US-Typen, bei der Hellcat fällt auf, dass der Prototyp einen Spinner hatte:


und die folgenden Serienmaschinen wie auch m. W. alle mit diesem P & W R-2800-Motor ausgestatteten WK2-Flugzeuge (Corsair, P-47, Bearcat usw.) nicht.
Verwunderlich, dass hier offenbar erkleckliches Speedpotential verschenkt wurde - was könnten Gründe dafür sein?
Das war bei der F6F meines Wissens eine Frage der Kühlung. Die Lage ist nicht so ganz übersichtlich, aber in den Standard-Aircraft-Characteristics-Datenblättern ist zu erkennen, dass die Höchstleistung im 2. Ladergang, also in größerer Flughöhe, wo die Motorkühlung kritisch war, unter dem Potential des Motors zurückblieb.

Auch bei der F4F wurde der Spinner erst eingeplant und dann weggelassen. Den nicht ganz unerheblichen Geschwindigkeitsverlust kann man am Unterschied der in den Standard-Aircraft-Characteristics-Datenblättern für die F4F-3 und F4F-4 angegebenen Geschwindigkeitskurven erkennen. Auch hier ist die Lage nicht ganz klar, aber durch einen Quervergleich mit den Leistungstests der F4F-Musterexemplare (auf wwiiaircraftperformance.com verfügbar) ist zu erkennen, dass bei der Erprobung mit Spinner höhere Geschwindigkeiten erreicht wurden, wobei zugleich die Motorkühlung als unzureichend erkannt wurde.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Welcher Kühler wurde erst eingeplant und dann weggelassen? Ist damit evtl. ein Gebläse anstelle eines Kühlers gemeint?

Ich vermute die Überlegung war, was nützt der schönste Spinner, wenn die Luft danach eh gegen den Sternmotor prallt. Mit zunehmender aerodynsmischer Verfeinerung kam man halt irgendwann zu der Erkenntnis, dass ein Spinner doch einen nennenswerten Nutzen hat, zumindest dann, wenn der Abluftquerschnitt bei hohen Geschwindigkeiten extrem klein wird.

Ich vermute, bei Sternmotoren muss der Spinner so große sein, dass nur ein kleiner ringförmiger Schlitz für die Kühlluft übrig bleibt um wirklich einen aerodynamischen Vorteil zu bringen, die "handelsüblichen" kleinen Spinner hatten hier vermutlich kaum einen Nutzen. Solanger die Luftöffnung so groß wie ein Scheunentor war, diente so ein kleiner Spinner eher der Optik.
 

78587?

Space Cadet
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ch vermute, bei Sternmotoren muss der Spinner so große sein, dass nur ein kleiner ringförmiger Schlitz für die Kühlluft übrig bleibt um wirklich einen aerodynamischen Vorteil zu bringen, die "handelsüblichen" kleinen Spinner hatten hier vermutlich kaum einen Nutzen. Solanger die Luftöffnung so groß wie ein Scheunentor war, diente so ein kleiner Spinner eher der Optik.
Schau mal da rein: F8F-2 Bearcat "Rare Bear" — Lewis Air Legends
Recht klein der Einlaufquerschnitt, denke es ist ein Kompromiss je weniger man vorne rein lässt, umso weniger muss auch wieder raus, wo es meist nicht kann. Es kommt ja noch hinzu, dass erwärmte Luft ihr Volumen vergrössert, und sich nicht wieder freiwillig verdichtet um abzufließen.

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Sens

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Das war bei der F6F meines Wissens eine Frage der Kühlung. Die Lage ist nicht so ganz übersichtlich, aber in den Standard-Aircraft-Characteristics-Datenblättern ist zu erkennen, dass die Höchstleistung im 2. Ladergang, also in größerer Flughöhe, wo die Motorkühlung kritisch war, unter dem Potential des Motors zurückblieb.

Auch bei der F4F wurde der Spinner erst eingeplant und dann weggelassen. Den nicht ganz unerheblichen Geschwindigkeitsverlust kann man am Unterschied der in den Standard-Aircraft-Characteristics-Datenblättern für die F4F-3 und F4F-4 angegebenen Geschwindigkeitskurven erkennen. Auch hier ist die Lage nicht ganz klar, aber durch einen Quervergleich mit den Leistungstests der F4F-Musterexemplare (auf wwiiaircraftperformance.com verfügbar) ist zu erkennen, dass bei der Erprobung mit Spinner höhere Geschwindigkeiten erreicht wurden, wobei zugleich die Motorkühlung als unzureichend erkannt wurde.

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Henning (HoHun)
Da wird ja angegeben, was für den uneingeschränkten Betrieb wichtiger ist! Während einer Mission sind etwas höhere Geschwindigkeiten nur für wenige Minuten gefragt, um sie tatsächlich nutzen zu können. Jedes Einsatzmuster erreicht auch so die maximal zulässige Geschwindigkeit im Sturzflug.
Wo es um hohe Reisegeschwindigkeiten über längere Distanzen mit reduzierter Motorleistung geht, da macht ein Spinner Sinn.
 
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