Auftriebsfrage

Diskutiere Auftriebsfrage im Luftfahrtgrundlagen Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; die einfachste erkläung für den auftrieb: - luft hat bei profil oben einen längeren weg (wölbung und dicke) als unten - partikel müssen...

Moderatoren: Learjet
  1. #1 Gargelblaster, 03.05.2005
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    die einfachste erkläung für den auftrieb:

    - luft hat bei profil oben einen längeren weg (wölbung und dicke) als unten

    - partikel müssen unten und oben genau gleichschnell sein

    ---> geschwindigkeitsuntershcied --> druckuntershcied --> auftrieb


    Diese erklärung kennt wahrscheinlich jeder.

    Nur warum müssen die Partikel oben und unten zur gleichen zeit an der Hinterkante sein?

    Ich kapier diese erklärung nicht :(

    Da ists mit Wirbeln schon verständlicher, siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Auftrieb#Dynamischer_Auftrieb

    MfG

    GB
     
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  3. #2 MiG-Mech, 03.05.2005
    MiG-Mech

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    Weil diese Theorie nicht richtig ist.
    Auch symetrische Profile erzeugen z.B. auch Auftrieb obwohl beide Wege gleich lang sind.
    Die Geschwindigkeitsdifferenz entsteht durch eine Zirkulationsströmung (vom Magnuseffekt abgeleitet), also das was Du bei Wikipedia gefunden hast.

    Aber alles zum Auftrieb ist nur Theorie (für die die es besser wissen wollen).
     
  4. #3 Gargelblaster, 04.05.2005
    Gargelblaster

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    naja

    symetrische profile erzeugen nur auftrieb wenn diese angestellt sind.
    also ein weg länger als der andere ist ;)

    also daran kanns net liegen

    was heist des?
     
  5. Jemiba

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    Das bei einem symmetrischen Profil, egal bei welchen Anstellwinkel, ein
    Weg länger als der andere sein soll, leuchtet mir nicht ein .
    Die Luftströmung teilt sich sich an der Profilnase und läuft am Profil
    entlang, eine Hälfte oben, eine unten. Und wenn's denn symmetrisch
    ist, sind doch beide Wege gleich lang, oder ? Der Anstellwinkel sorgt
    nur dafür, dass sich die Strömung auf der Oberseite teilweise ablöst.
     
  6. Hirsch

    Hirsch Flieger-Ass

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    Die Sache mit dem längeren Weg bzw. der Wölbung am asymmetrischen Profil ist die "klassische" Erklärung, die schon Lilienthal machte.
    Für symmetrische Profile spielen dann zunehmend die Eigenschaften der bewegten Luft eine Rolle, die über eine kinetische Energie verfügt (äußert sich im Staudruck), die sich z.T. unter dem Flügel durch das Abbremsen in statischen Druck verwandelt. Letzten Endes ist nur die Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite ausschlaggebend für die Auftriebsentstehung. Das gilt genau so auch für klassische Profile, aber hier kann man das ganze eben auch noch klassisch erklären.
    Im Überschallbereich kommen natürlich noch andere Faktoren zum Tragen, was hier nicht diskutiert werden soll (zumal ich mich da auch nicht so auskenne).

    Ein bisschen was gibt es hier http://www.nva-flieger.de... und auf dieser Seite: www.flugtheorie.de (Unter 10.Physik des Fliegens ff. nachsehen). Die Seite ist im Forum schon mal empfohlen worden, und ich persönlich finde sie wirklich stark (in positivem Sinne), da sie die Augen für die Sachverhalte weiter öffnet als klassische Theorien. Allerdings wird das Werk von gestandenen Physik-Lehrern verbal zerfetzt... :FFTeufel:
     
  7. Barrie

    Barrie Testpilot

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    Um 'mal bei der Eingangsfrage mit dem unterschiedlich langen Weg zu bleiben (unabhängig von der expliziten Richtigkeit):
    "Was vorne reingeht, muß auch hinten rauskommen" (s. Kontinuitätsgleichung). Und da dies zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein soll, müssen die Strömungsgeschwindigkeiten entsprechend angepaßt sein.

    Du kannst ja einmal überlegen, was passierte, wenn dem nicht so wäre: Dann würde hinter dem Profil eine geringere Moleküldichte herrschen, was einem niedrigeren Druck entspräche. Hierdurch würd esich ein Druckgefälle aufbauen, was (u.a.) die Teilchen auf der Oberseite beschleunigte.

    Zugegeben, ich habe Anschaulichkeit vor Exaktheit gesetzt, aber vielleicht hilft's ja, den "Knoten im Hirn" zu lockern.

    Barrie ;)
     
  8. #7 Gargelblaster, 04.05.2005
    Zuletzt bearbeitet: 04.05.2005
    Gargelblaster

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  9. #8 Schorsch, 04.05.2005
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    Also, ich kenne folgende Erklärung für normale Profile (also nicht Starfighter): Die Viskosität der Luft führt dazu, dass die Luft dem Profil folgt. Die Luft an der Oberseite legt den Weg schneller zurück als an der Unterseite.

    Wichtig: Wenn zwei Luftmoleküle sich am Staupunkt trennen werden sie sich hinten nicht wiedersehen, das obere ist da längst weg!

    Jedenfalls wird die Luft profan gesagt nach unten abgelenkt, was eine resultierende Kraft an der Tragfläche erzeugt. Diese kann man in Form eines Druckunterschiedes beschreiben oder man kann die Luftströmung als Potentialwirbel beschreiben.

    Wenn die Tragfläche Starfighter-like aussieht (also ne Art angespitzte Platte), dann gilt das Prinzip der ebenen Platte. Prinzipiell kann man den Auftrieb an normalen Profilen also erklären als Widerstand der ebenen Platte plus Viskosität der Luft.
     
  10. #9 Schorsch, 04.05.2005
    Zuletzt bearbeitet: 04.05.2005
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  11. #10 Schorsch, 04.05.2005
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    Ja, genau das passiert doch! Bedenke auch, dass die Kontinuitätsgleichung nur für stationäre Zustände gilt, und sich durchaus auch mit der Theorie der unterschiedlichen Geschwindigkeiten deckt.

    (Entschuldigt die 3-Thread-Serie. Das Thema finde ich besonders wichtig, weil die meisten Leute es eben nicht erklären können. Da schneiden selbst studierte Aerodynamiker manchmal schlecht ab. Die können es zwar rechnen, aber so erklären, dass ein normaler Mensch es versteht ... :confused: . Die Sache mit dem Potentialwirbel ist doch keine richtige Erkläurung sondern ein Modell, welches die Berechnung ermöglicht.)
     
  12. Barrie

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    Darauf wollte ich ja hinaus: Der hypothetische Fall ohne erhöhte Geschwindigkeit auf der Oberseite führt quasi automatisch zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit an der Profiloberseite.

    Und: Ich habe bewußt nur den stationäre Zustand betachtet, da ich die Kontinuitätsgleichung als guten Ausgangspunkt ansehe.

    Barrie ;)
     
  13. #12 VJ101, 04.05.2005
    Zuletzt bearbeitet: 04.05.2005
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    Zu den symmetrischen Profilen nochmal, die Luft teilt sich nicht zwangsläufig an der Profilnase, sondern immer im Staupunkt. Bei waagerechter Anströmung ist dieser identisch mit der Profilnase, bei positiv angestelltem Profil liegt der Staupunkt an der Unterseite des Profils. Das BEdeutet das die Luftmoleküle für die Oberseite erst um die Nase rummüssen (das ist auch der Grund für den Strömungsabriss, irgendwann ist die Umlenkung zu groß, die Luft kann dem Profilverlauf nicht mehr folgen) damit ist der Weg obenrum wieder länger. Ein symmetrisches Profil erzeugt bei horizontaler Anströmung definitiv keinen Auftrieb. Kunstflugzeuge haben ja oft ein symm. profil, aber immer mit Einstellwinkel oder man sieht sie immer ein bischen in der Luft hängen beim geradeausfliegen. Find grad kein passendes Bild für den Staupunkt, ich guck nochmal wenn ich zu Hause bin.

    Edit: so hab noch eins gefunden:
     

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  14. #13 Hunter75, 04.05.2005
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    Was VJ101 schreibt kann ich nur voll bestätigen.
    Mein Prof für Strömungslehre war immer sehr darauf bedacht,daß wir bei Profilströungen mit unterschiedlichen Anstellwinkeln die "Strömungsteilung" immer im Staupunkt beginnend zeichneten.Und die Wanderung des Staupunkts musste bei unterschiedlichen Anstellwinkeln musste daraus ersichtlich gezeichnet werden.
     
  15. #14 Gargelblaster, 04.05.2005
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  16. #15 MiG-Mech, 04.05.2005
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    Soll heißen
    1. Alles was man über den Auftrieb weiß, ist nur Theorie.
    2. Für die, die nach mir schreiben und es wieder besser wissen wollen.
    (Gut, nicht so glücklich ausgedrückt.)

    Und was man bedenken muss, der Autrieb entsteht auch bei Überschall und da drehen sich die Gesetze um (Düse wird zum Defusor und anders herum,.....)
    , weshalb die längerer Weg-Theorien/ Venturierohr nicht wirklich den Auftrieb erklären.

    Und ich hab auch schon von Leuten, die es wissen sollten, falsche Erklärungen gehört.
     
  17. #16 Hirsch, 04.05.2005
    Zuletzt bearbeitet: 04.05.2005
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    Keiner bestreitet, dass die Luft auf der Oberseite des Flügels (am klassischen Profil) schneller ist. Das ist die Kernaussage in allen möglichen klassischen Erklärungen, denen man sich ja auch nicht verschließt.
    Die in meiner Grafik (quasi aus dem Lehrbuch abgezeichnet) dargestellte Strömung stellt ausschließlich den Verlauf der Stromlinien dar und keine Vektoren, die ein Momentabbild ergeben würden. Also: die Linien sind gewissermaßen die "Schienen", auf denen das Molekül langfährt. Die Moleküle an der Oberseite sind schneller und kommen mindestens gleichzeitig mit denen der Unterseite an der Hinterkante an (wenn nicht eher - so wird es im Bild#2 gezeigt).
    Vielleicht schreibe ich das an das Bild noch dran.

    @Mig-Mech
    Dies ist kein Beitrag, der es wieder besser weiß!
     
  18. #17 Gargelblaster, 04.05.2005
    Zuletzt bearbeitet: 04.05.2005
    Gargelblaster

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    @mig-mensch

    soll ich dir mal die email von meinem dozenten geben ;)

    der kanns schön erkären

    und
    naja, woher hast du diese informationen?
    scheinen ja echt insider infos zu sein
     
  19. Acela

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    Im Grunde genommen stimmt das, denn ca. Zwei Drittel des Auftriebs einer Tragfläche stammen vom Druckunterschied an der Ober und Unterseite, ein Drittel kommt von der Eingangs erwähnten Zirkulationsströmung um die Fläche. Da diese Strömung praktisch nicht nachweisbar ist - sie wird ja sofort überlagert - kann man schon von Theorie ausgehen. Es wird angenommen das sie da ist, wirklich beweisen kann es aber keiner.

    Vielleicht hat Auftrieb ganz andere Ursachen, wir wissen es blos noch nicht... :FFTeufel:
     
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  21. daMic

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    wie ist es eigentlich mit der Auftriebswirkung in Flüssigkeiten? Wenn der Auftrieb im Kern wirklich mit der Kontinuitätsgleichung zusammenhängt, müssten Tragflügel auch unterwasser funktionieren (bei entsprechender Anpassung der typischen Flugzeugprofile an höhere Viskosität usw.)
    Habe so etwas allerdings noch nie gesehen, aber vielleicht liegt das auch daran, dass Tragflügel unterwasser wesentlich mehr Nachteile gegenüber der einfachen Ausnutzung des archimedischen Prinzips besitzen. :?!
     
  22. Acela

    Acela Testpilot

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    Ein Tragflächenboot funktioniert in etwa so...
     
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