Me 309 vs. Ta 152C

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Junkers-Peter

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@HoHun Bist du Wissenschaftler oder so was? Immer so ausgleichend und alle Seiten sehr genau abwägend. Man muss sich auch mal auf eine Seite schlagen und polarisieren. :biggrin:

Toxische Führungskultur: Falls du es vergessen haben solltest: Deutschland befand sich im Krieg und kämpfte um sein Überleben. Ein Kuschelkurs zwischen Firmen und RLM wäre wahrscheinlich nicht zielführend gewesen. Und richtig toxisch wurde es erst ab Mitte 1944, als Saur vom Speer-Ministerium die Luftrüstung übernahm.

Es gab wohl eine Übereinkunft zwischen Göring und Hitler, dass sich Hitler weitgehend aus der Luftrüstung heraushalten sollte. Das habe ich letztens erst in einer der GL-Besprechungen lesen können. Daran hielt sich Hitler wohl auch überwiegend.

Wenn man mehrere 1000 Seiten der stenographischen Berichte (auch zwischen den Zeilen) gelesen hat, bekommt man ein Gefühl für die Vertrauensbasis zwischen den RLM-Verantwortlichen und den Firmenvertretern. Messerschmitt wurde eher skeptisch betrachtet, während z.B. Prof. Hertel von Junkers ganz anders behandelt wurde. Dessen Urteil vertraute er (Milch und ggf. dessen Stellvertreter Vorwald) und fragte ihn mitunter nach seinem Fachurteil über Konkurrenzentwicklungen. Gleiches trifft auf Tank zu. Also war es wohl nicht überall gleich "toxisch".
 
HoHun

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Was mir bei der Me 309 und auch bei anderen Messerschmittfliegern aufgefallen ist, ist ,dass diese im Vergleich zu ähnlichen Typen anderer Hersteller oft (nicht immer) relativ klein dimensionierte Steuerflächen haben. Vor allem Querruder.
Nun sind Willy's Flieger nicht gerade bekannt für eine super Manövrierfähigkeit.
Kann das mit der Größe der Steuerflächen zusammenhängen?
Wieso ging man trotzdem diesen Weg (und nahm Nachteile in Kauf?)?
Die Wirksamkeit von Querrudern ist nicht einfach von der Größe abhängig. Bei niedrigen Geschwindigkeiten verfügte die Me 109 über durchaus konkurrenzfähige Rollraten (z. B. der P-51 sogar überlegen), während bei hohen Geschwindigkeiten die Rollrate deutlich nachließ (aber nicht so dramatisch wie z. B. bei den frühen Spitfires mit stoffbespannten Querrudern).

Größere Querruder waren bei höheren Geschwindigkeiten sogar nachteilig, weil die aerodynamischen Kräfte größer wurden, die dem Ausschlag entgegenwirkten. Oberhalb einer gewissen Geschwindigkeit war es meist die erforderliche Ruderkraft, die den Ausschlag und damit die Rollrate begrenzte.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten war die Querruderwirksamkeit dann durch die aero-elastische Verformung des Flügels begrenzt. Hier war die Me 109 mit ihrem einholmigen Flügel z. B. der Fw 190 mit ihrem wesentlich verdrehsteiferen Flügel deutlich unterlegen. Das ausschlagende Querruder leitete Kräfte in den Flügel ein, die den Flügel entgegen dem Querruderauschlag verformten. Das wiederrum wirkte der beabsichtigten Roll-Reaktion entgegen - im Extremfall (bei den grundsätzlich ähnlich konstruierten Spitfire tatsächlich so passiert) rollte dann das Flugzeug sogar im Gegensinn, und wenn der Pilot dann einfach noch mehr Querruder gab, konnte sich die Verformung bis zum Flügelbruch vergrößern.

Ruderwirksamkeit war ein ziemlich kniffeliges um im 2. Weltkrieg ingenieurstechnisch auch noch nicht völlig geklärtes Thema.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Danke, das ist super! :-) Schon raffiniert, wie im Zeitalter des Rechenschiebers wiederkehrende Berechnungen effizient in grafischer Form gelöst wurden!

Tschüs!

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@HoHun Bist du Wissenschaftler oder so was? Immer so ausgleichend und alle Seiten sehr genau abwägend. Man muss sich auch mal auf eine Seite schlagen und polarisieren. :biggrin:
Ich war mal Auditor, da fokussiert man auf das, was die Stichprobe wirklich hergibt! ;-) Ich gebe aber zu, dass ich auch ganz gern mal polarisierende Darstellungen lese, wenn sie Hand und Fuß haben - macht manchmal einfach mehr Spaß!

Toxische Führungskultur: Falls du es vergessen haben solltest: Deutschland befand sich im Krieg und kämpfte um sein Überleben. Ein Kuschelkurs zwischen Firmen und RLM wäre wahrscheinlich nicht zielführend gewesen. Und richtig toxisch wurde es erst ab Mitte 1944, als Saur vom Speer-Ministerium die Luftrüstung übernahm.
Ernst Udet hat 1941 Selbstmord begangen ... da sehe ich schon einen Zusammenhang zur bestehenden (toxischen) Führungskultur. Ich habe auch gerade "Mit Nerven, Herz und Rechenschieber" zuende gelesen ... im Anhang findet sich ein Artikel von Tank über die Niederlage der Luftwaffe, der einen eigenen Abschnitt über das "Versagen der Personalpolitik" enthält und feststellt: "Die Einflußnahme des General-Luftzeugmeisters wirkte sich hemmend statt fördernd aus".

Dessen Urteil vertraute er (Milch und ggf. dessen Stellvertreter Vorwald) und fragte ihn mitunter nach seinem Fachurteil über Konkurrenzentwicklungen. Gleiches trifft auf Tank zu. Also war es wohl nicht überall gleich "toxisch".
Tja, das kann aber auch ein Zeichen von Toxizität sein ... Milch hat seine Lieblinge und seine Feinde, und spielt sie gegeneinander aus. Einfach weiterfragen, bis sich jemand findet, der Milchs vorgefaßte Meinung teilt.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Die Wirksamkeit von Querrudern ist nicht einfach von der Größe abhängig. Bei niedrigen Geschwindigkeiten verfügte die Me 109 über durchaus konkurrenzfähige Rollraten (z. B. der P-51 sogar überlegen), während bei hohen Geschwindigkeiten die Rollrate deutlich nachließ (aber nicht so dramatisch wie z. B. bei den frühen Spitfires mit stoffbespannten Querrudern).

Größere Querruder waren bei höheren Geschwindigkeiten sogar nachteilig, weil die aerodynamischen Kräfte größer wurden, die dem Ausschlag entgegenwirkten. Oberhalb einer gewissen Geschwindigkeit war es meist die erforderliche Ruderkraft, die den Ausschlag und damit die Rollrate begrenzte.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten war die Querruderwirksamkeit dann durch die aero-elastische Verformung des Flügels begrenzt. Hier war die Me 109 mit ihrem einholmigen Flügel z. B. der Fw 190 mit ihrem wesentlich verdrehsteiferen Flügel deutlich unterlegen. Das ausschlagende Querruder leitete Kräfte in den Flügel ein, die den Flügel entgegen dem Querruderauschlag verformten. Das wiederrum wirkte der beabsichtigten Roll-Reaktion entgegen - im Extremfall (bei den grundsätzlich ähnlich konstruierten Spitfire tatsächlich so passiert) rollte dann das Flugzeug sogar im Gegensinn, und wenn der Pilot dann einfach noch mehr Querruder gab, konnte sich die Verformung bis zum Flügelbruch vergrößern.

Ruderwirksamkeit war ein ziemlich kniffeliges um im 2. Weltkrieg ingenieurstechnisch auch noch nicht völlig geklärtes Thema.

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Henning (HoHun)
Und dennoch bevorzugte Messerschmitt für die fortschrittlichere Me 309 und die Zerstörer weiter einen einholmigen Aufbau des Flügels...wegen der leichteren Konstruktion vielleicht?
Ebenso hatte dies die japanische Kawasaki K-61, deren Tragflächen aber angeblich so robust waren, dass sie mit der P-51 im Sturz mithalten konnte.
Da bin ich aber eher skeptisch bei dieser Angabe.

Die Querruderumkehrung passierte bei er Spitfire so etwas über 800 km/h wenn ich mich recht erinnere. Deswegen entwarfen die Briten einen neuen Flügel, der ab der 20er-Serie zum Einsatz kam und bei dem der aileron-reverse rechnerisch erst bei 1350 km/h auftreten sollte. Das scheint eine sehr hohe Zahl und würde im normalen Luftkampf eher nicht vorkommen.
Hat man von anderen Jagdflugzeugen diese Daten? Vor allem die von der Fw 190 würde mich interessieren.
Btw der Holzflügel der Ta 154 war um 20 % drehsteifiger/drehsteifer (?) gebaut als der Flügel der Fw 190 um eine gute Rollwendigkeit für einen zweimotorigen Jäger zu erreichen!

Du warst also ein Auditor... doch nicht etwa einer von der Sorte, den Bob Odenkirk in "Nobody" (2021) spielt: "the last guy any organization wants to see at their door" :wink2:
 
Junkers-Peter

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@HoHun Kann ich bestätigen mit den Querrudern. Ich habe hier von Junkers einige Dokumente zur Querruderwirksamkeit. Es wurden z.B. vergleichende Flugversuche mit Ju 88, Ju 188, Ju 288 und Do 217 zu den Rollgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit gemacht.

Dabei kam es demnach doch teilweise auf die Größe an. :biggrin: Also auf den Anteil des Querruders an der Gesamtspannweite. Aber eben nicht nur. Würde aber jetzt hier zu weit führen.

Bei der Ju 288 V8 wurde festgestellt, dass sich der Außenflügel beim schnellen Geradeausflug bereits um -3° verdrehte und sich dieser durch einen positiven Querruderausschlag um bis zu -6° verdrehen konnte. Das passierte allerdings erst bei extrapolierten 800 km/h und führte zur vollkommenen Wirkungslosigkeit des Querruders.
 
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Gibt es auch Seiten- bzw. Höhenruderumkehrung? Davon las ich noch nie etwas.
 
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Gibt es auch Seiten- bzw. Höhenruderumkehrung? Davon las ich noch nie etwas.
Ja, aber das hat normalerweise anderen Gründe, und der Begriff (oder zumindest das englische "reversal") bezieht sich wie ich glaube auch eher um die Umkehrung (des Vorzeichens) des Steuerkraftgradienten als der unmittelbaren Ruderwirkung.

Seitenruderumkehrung im Langsamflug war ein Problem bei einigen amerikanischen Jägern mit Blasenhaube und wurde üblicherweise mittels einer weit vorgezogenen Seitenleitwerksflossenvorderkante behoben. Höhenruderumkehrung konnte z. B. bei der P-51D bei hinteren Schwerpunktlagen und unter Gs auftreten.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Interessant. Ich dachte immer die vorgezogene Finne diene nur zur Stabilisierung um die Hochachse, die durch die aerodynamisch ungünstige Blasenhaube kompromittiert wurde.
Diese wurde bei der Mustang nicht erst seit der D-Variante eingeführt sondern die gab es schon als "field kit" für die P-51 B/C.
(Frage mich inwieweit dies bei der Fw 190 der Fall war. Die Seitenflosse war ja relativ dick (hoher Widerstand?) im Vergleich zu denen anderer Fighter. Ob dies damit zusammenhängt.)

Wie kann man sich die Umkehrung des Steuerkraftgradienten vorstellen. Ist dies nicht dasselbe wie bei den Querrudern?
 
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Interessant. Ich dachte immer die vorgezogene Finne diene nur zur Stabilisierung um die Hochachse, die durch die aerodynamisch ungünstige Blasenhaube kompromittiert wurde.
Das ist auch richtig ... das "rudder reversal" war ja destabilisierend.

Diese wurde bei der Mustang nicht erst seit der D-Variante eingeführt sondern die gab es schon als "field kit" für die P-51 B/C.
Hm, das überrascht mich jetzt ein bißchen, da es bei den ersten Flugzeugen der D-Version noch fehlte.

Es gibt da eine berühmte Fotoserie von der "Lou IV" und ihren Schwestermaschinen ... 2 P-51D ohne "strake", 1 P-51D mit "strake", und eine P-51B oder C:


Wie kann man sich die Umkehrung des Steuerkraftgradienten vorstellen. Ist dies nicht dasselbe wie bei den Querrudern?
Beim Querruder fühlen sich die Kräfte und Ausschläge normal an, aber die Wirksamkeit ist umgekehrt.

Beim Höhenruder der P-51D muß man im Kurvenflug plötzlich den Knüppel nicht mehr gezogen halten, sondern ihn nach vorn drücken, um ihn an der selben Stelle festzuhalten und so eine kontinuierliche Kurve zu fliegen. Wer damit nicht rechnet, zieht weiter in den Bereich hoher Gs und läuft dann Gefahr, einen Blackout zu kriegen oder die Flügel zu verbiegen. (Das ist im Pilot Flight Instruction Manual der P-51D beschrieben.)

Die genauen Symptome beim Seitenruder habe ich gerade nicht parat, aber es könnte der Grumman-Testpilot "Corky" Meyer gewesen sein, der die Flossenwurzelverlängerung auf der Joint Fighter Conference in Patuxent River kennengelernt und beschrieben hat. Ich glaube, im Langsamflug zog das Seitenruder ab einem bestimmten Schiebewinkel nicht mehr zurück in die Neutralstellung, sondern in Richtung Vollausschlag.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Das ist auch richtig ... das "rudder reversal" war ja destabilisierend.



Hm, das überrascht mich jetzt ein bißchen, da es bei den ersten Flugzeugen der D-Version noch fehlte.

Es gibt da eine berühmte Fotoserie von der "Lou IV" und ihren Schwestermaschinen ... 2 P-51D ohne "strake", 1 P-51D mit "strake", und eine P-51B oder C:




Beim Querruder fühlen sich die Kräfte und Ausschläge normal an, aber die Wirksamkeit ist umgekehrt.

Beim Höhenruder der P-51D muß man im Kurvenflug plötzlich den Knüppel nicht mehr gezogen halten, sondern ihn nach vorn drücken, um ihn an der selben Stelle festzuhalten und so eine kontinuierliche Kurve zu fliegen. Wer damit nicht rechnet, zieht weiter in den Bereich hoher Gs und läuft dann Gefahr, einen Blackout zu kriegen oder die Flügel zu verbiegen. (Das ist im Pilot Flight Instruction Manual der P-51D beschrieben.)

Die genauen Symptome beim Seitenruder habe ich gerade nicht parat, aber es könnte der Grumman-Testpilot "Corky" Meyer gewesen sein, der die Flossenwurzelverlängerung auf der Joint Fighter Conference in Patuxent River kennengelernt und beschrieben hat. Ich glaube, im Langsamflug zog das Seitenruder ab einem bestimmten Schiebewinkel nicht mehr zurück in die Neutralstellung, sondern in Richtung Vollausschlag.

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Henning (HoHun)
Der Strake soll auch noch zur strukturellen Verstärkung der P-51 Seitenflosse gedient haben, da diese recht schwach war.

Ansonsten sind hier ein paar Razorback Mustangs mit Strake: Difference between P51 B and P51 C
 
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Diese wurde bei der Mustang nicht erst seit der D-Variante eingeführt sondern die gab es schon als "field kit" für die P-51 B/C.

Hm, das überrascht mich jetzt ein bißchen, da es bei den ersten Flugzeugen der D-Version noch fehlte.
Meines Wissens wurde das Dorsal Fillet erst mit dem D Modell eingeführt, um den flacheren hinteren Rumpf auszugleichen, um also die hinter dem Schwerpunkt fehlende Fläche auszugleichen. Frühere B und C Modelle wurden z. T. später nachgerüstet, weil es auch bei diesen Modellen Vorteile brachte.
 
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Ich hätte da noch eine Frage zu der Festigkeit der Focke Wulf Jagdflugzeuge. Für die Ta 152 C wurde bei einem mittleren Jagdflugzeuggewicht von 5000 kg ein Abfanglastvielfaches von 6,3 nachgewiesen (Dietmar Hermann). Dies liegt deutlich unter den 7,5, die die Seafire Mk 47 und F8F-2 Bearcat, beides späte Muster mit ähnlichen Fluggewichten, aufbrachten.
War die C jetzt um so viel weniger stabil wie diese zeitgenössischen allierten Muster?
 
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Ich hätte da noch eine Frage zu der Festigkeit der Focke Wulf Jagdflugzeuge. Für die Ta 152 C wurde bei einem mittleren Jagdflugzeuggewicht von 5000 kg ein Abfanglastvielfaches von 6,3 nachgewiesen (Dietmar Hermann). Dies liegt deutlich unter den 7,5, die die Seafire Mk 47 und F8F-2 Bearcat, beides späte Muster mit ähnlichen Fluggewichten, aufbrachten.
War die C jetzt um so viel weniger stabil wie diese zeitgenössischen allierten Muster?
Ich habe gerüchteweise gehört, daß die deutschen Angaben auf einem Sicherheitsfaktor von 1,8 beruhten, die Alliierten dagegen auf einem von 1,5. Die Japaner hatten ebenfalls einen höheren Sicherheitsfaktor, was glaube ich in Jiro Horikoshis Biographie erwähnt wird (ohne es jetzt nachzuschlagen). Wo in der deutschen Vorschriftenwelt diese Sicherheitsfaktoren tatsächlich definiert waren, würde mich brennend interessieren!

Die Bearcat war durch ihre Sollbruch-Flügelspitzen und den aus den Problem damit erwachsenen Umrüst-, Zurückrüst- und Verstärkungsmaßnahmen im Laufe ihres Lebens unterschiedlichen Limits unterworfen, und ob 7,5 G da wirklich das letzte Wort war, bin ich nicht sicher ... das könnte auch niedriger gewesen sein. Ich meine, der Grumman-Testpilot "Corky" Meyer hat das mal in einem Artikel diskutiert, der jahrelang online zur Verfügung stand.

Wahrscheinlich war es mxdoc.com/naval-fighters-80-grumman-f8f-bearcat.html - aber leider ist die Seite offline, und sie ist auch nicht auf archive.org zu finden.

Tschüs!

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von Greg gab es letzten ein Video zu der Bearcat, demnach hatte die Version mit den absprengbaren Flügelenden ein Limit von nur 4,5 g. Spätere Versionen ohne diesen eigenartigen Ansatz hatten ein Mehrgewicht von 150 kg (?) konnten dafür aber ca. 7g vertragen.

 
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von Greg gab es letzten ein Video zu der Bearcat, demnach hatte die Version mit den absprengbaren Flügelenden ein Limit von nur 4,5 g. Spätere Versionen ohne diesen eigenartigen Ansatz hatten ein Mehrgewicht von 150 kg (?) konnten dafür aber ca. 7g vertragen.

Greg erwähnt, dass einige Bearcat Charts 6,3 g anzeigen, andere wiederum 7,5 g. Das Verhältnis dieser beiden Werte entspricht etwa dem Verhältnis der Sicherheitsfaktoren 1,5 und 1,8, die Henning erwähnte, nämlich etwa 0,84. Ist das Zufall?
Und was ist der Sicherheitsfaktor überhaupt?
Stimmt es, dass die meisten WW2-Jäger bis zu 9 g vertrugen? Erscheint viel und geht schon in die Richtung moderne Kunstflugflieger.

Die Bearcat war für enge langsame Kurven ausgelegt, was ja Sinn ergibt, wenn man japanische Jäger als Gegner hat.
Die Dora konnte bei hoher Geschwindigkeit eine fast so enge Rechtskurve fliegen wie die Spitfire Mk XIV, was auch daran lag, dass der Propeller der Spit linksdrehend war.
Obwohl eine gute Kurvenfähigkeit ja auch von der Flächenbelastung abhängt, waren die deutschen Jäger in dieser Hinsicht stets etwas "benachteiligt".
Angeblich soll man deutscherseits mehr auf bessere Cruisefähigkeiten und Rollwendigkeit um die Längsachse gelegt haben. Aus welchen Gründen auch immer.

Was auffällt ist, das deutsche Flugzeuge oft mit recht kleinen Flügeln konzipiert waren und erst später Vergrößerungen dieser in Betracht gezogen werden.
Bei alliierten Entwürfen schien dies weniger der Fall zu sein. Diese hatten meist von Anfang an (ausreichend) große Tragflächen.
Gibt es Erkenntnisse welche Philosophie warum eher angewandt wurde bzw. sich durchgesetzt hat?
 
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Sorry. Doppelpost.
 
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Meines Wissens wurde das Dorsal Fillet erst mit dem D Modell eingeführt, um den flacheren hinteren Rumpf auszugleichen, um also die hinter dem Schwerpunkt fehlende Fläche auszugleichen. Frühere B und C Modelle wurden z. T. später nachgerüstet, weil es auch bei diesen Modellen Vorteile brachte.
Zufällig habe ich gerade in Deans "Report of Joint Fighter Conference:: NAS Patuxent River, MD - 16-23 October 1944" gefunden, daß die Seitenrudervorderkantenverlängerung für die Verwendung eines Rumpftanks erforderlich war.

Die Wirkungsweise wurde auf der Konferenz als "Spoiler" beschrieben, der bei größeren Gierwinkeln die Umströmung des Rumpfes verwirbelt. Die zusätzliche seitliche Fläche spielt fast keine Rolle. (Sonst hätte man wohl auch eher die Seitenflosse nach oben vergrößert, wie es bei der P-51H ja auch zusätzlich gemacht wurde).

Die Herstellung der Blasenhaube war übrigens ziemlich schwierig, das wurde auf der Konferenz auch diskutiert. Die technischen Begriffe für die Herstellungsverfahren sind "molded" und "blown" - ich glaube, das ist nicht ganz eindeutig. "Molded" beinhaltet eine Form, das könnte aber wohl sowohl gegeossen als auch tiefgezogen sein. "Blown" könnte wohl ebenfalls tiefgezogen heißen, leo.org nennt mir aber auch "blasgeformt" ... da bin ich nicht ganz sicher, was das in der Praxis hieße.

Tschüs!

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Zufällig habe ich gerade in Deans "Report of Joint Fighter Conference:: NAS Patuxent River, MD - 16-23 October 1944" gefunden, daß die Seitenrudervorderkantenverlängerung für die Verwendung eines Rumpftanks erforderlich war.

Die Wirkungsweise wurde auf der Konferenz als "Spoiler" beschrieben, der bei größeren Gierwinkeln die Umströmung des Rumpfes verwirbelt. Die zusätzliche seitliche Fläche spielt fast keine Rolle. (Sonst hätte man wohl auch eher die Seitenflosse nach oben vergrößert, wie es bei der P-51H ja auch zusätzlich gemacht wurde).

Die Herstellung der Blasenhaube war übrigens ziemlich schwierig, das wurde auf der Konferenz auch diskutiert. Die technischen Begriffe für die Herstellungsverfahren sind "molded" und "blown" - ich glaube, das ist nicht ganz eindeutig. "Molded" beinhaltet eine Form, das könnte aber wohl sowohl gegeossen als auch tiefgezogen sein. "Blown" könnte wohl ebenfalls tiefgezogen heißen, leo.org nennt mir aber auch "blasgeformt" ... da bin ich nicht ganz sicher, was das in der Praxis hieße.

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Soweit ich weiß waren die Amerikaner (und Briten?) die einzigen, die so eine "full-blown hood" herstellen konnten. Die deutschen Blasenhauben hatten noch Streben, wie die Mittelstrebe der späten Fw 190D und Ta 152.
 
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