Update: wie fliegt den nun ein Flugzeug wirklich???

[Schorsch]

Klitzekleiner Einspruch: Nicht Bernoulli an sich ist falsch, nur die Annahme, dass sich die Luftmoleküle, die oberhalb und unterhalb der Tragfläche passieren hinter der Tragfläche wieder genau treffen ist falsch. Die Luft ist 'obenrum' effektiv schneller als 'untenrum'. Dazu lässt sich Bernoulli selber aber eigentlich gar nicht aus. Genau das macht das Rechnen mit Bernoulli so schwierig, die effektive Geschwindigkeit oberhalb und unterhalb sind schwer zu ermitteln.

Deswegen meinte ich ja auch: nicht ganz richtig.
Insgesamt finde ich, dass das Thema stets zu "verkopft" erklärt wird. Weil es ein Flugzeug ist, muss es ja kompliziert sein. Also kommen physikalische Effekte und viele kommen ohne Zirkulation nicht aus. Ablenkung der Luft nach unten finde ich als allerersten Ansatz vollkommen ausreichend.

 

[Spartacus]

Weil es ein Flugzeug ist, muss es ja kompliziert sein.

Kompliziert wird es erst bei Hubschraubern ;-)

An der Tragfläche eines Flugzeugs herrschen ja an jeder Stelle ungefähr die gleichen Bedingungen bzgl. Windgewschwindigkeit. Beim Rotorblatt eines Helis im Vorwärtsflug ist das innen ganz anders als außen und ändert sich dann im Laufe einer Umdrehung auch noch dauernd.

Aber immerhin fliegen die Dinger auch, und Dein Vorschlag des Ansatzes über die Verdrängung der Luftmassen lässt sich mit dem Heli auch gut experimentell nachweisen. Einfach mal versuchen, an einen schwebenden Heli vorsichtig heranzutreten...

Spartacus

 

[Taumel]

Tatsächlich fliegt ein Flugzeug, weil es permanent große Mengen Luft nach unten beschleunigt.

Wieso nach unten? Das ist doch kein Hubschrauber.

 

[Spartacus]

Wieso nach unten? Das ist doch kein Hubschrauber.

Naja, die Schwerkraft muss ein Flugzeug aber auch überwinden. Dazu sind die Triebwerke nicht geeignet, die schieben es nur vorwärts. Also müssen die Tragflächen was damit zu tun haben. Der Effekt, der aufgrund von Venturi, Bernoulli, Coanda und anderen Prinzipien letztlich entsteht ist, dass die Tragflächen die Luft, die sie durchschneiden, zu einem Teil nach unten ablenken. Mit Newton (Actio = Reactio) bedeutet das dann, dass das Flugzeug "oben" bleibt. Genauer gesagt, wird die Luft nach "schräg hinten unten" abgelenkt - das Flugzeug wird ja von den Triebwerken weiterhin nach vorne geschoben. Aber der "senkrechte" Anteil dieser Luftmassenbewegung ist der, der als Kraftanteil für das "oben bleiben" des Flugzeugs als wirksam gerechnet werden muss.
In einem der Links findest Du den Satz "Wenn ein Flugzeug horizontal über eine sehr große Badezimmer-Waage fliegen würde, würde diese Wage das Gewicht des Flugzeugs anzeigen". Letztlich würde ja ansonsten die Schwerkraft siegen und das Flugzeug sinken.

Spartacus

 

[Schorsch]

Kompliziert wird es erst bei Hubschraubern ;-)

An der Tragfläche eines Flugzeugs herrschen ja an jeder Stelle ungefähr die gleichen Bedingungen bzgl. Windgeschwindigkeit. Beim Rotorblatt eines Helis im Vorwärtsflug ist das innen ganz anders als außen und ändert sich dann im Laufe einer Umdrehung auch noch dauernd.

Aber immerhin fliegen die Dinger auch, und Dein Vorschlag des Ansatzes über die Verdrängung der Luftmassen lässt sich mit dem Heli auch gut experimentell nachweisen. Einfach mal versuchen, an einen schwebenden Heli vorsichtig heranzutreten...

Spartacus

Wie ich oben mit meiner Auto-Analogie auch zeigen wollte, kann ich an verschiedenen stellen ansetzen:
- Luft nach unten drücken: einfachste, anschaulichste Erklärung
- nächster Schritt: warum macht die Luft das denn? Dann kommt Profilform, Viskosität der Luft, Newton, Bernoulli-Prinzip
- nächster Schritt: grundlegende Ersatzmodelle (Zirkulation etc), Druckverteilung, etc pp.

Aber schön eins nach dem anderen.

Hubschrauber ist ja im Prinzip das gleiche, nur anders erreicht.
Am Ende haben die meisten Pioniere die ganze Theorie auch nicht gekannt, und sind trotzdem geflogen. Will ich einen modernen Hubschrauber bauen, muss ich die Theorie kennen und anwenden. Aber fürs erste reicht an vielen Stellen Trial & Error.

 

[Aeroplan]

Hallo,

ich möchte den Forum-Teilnehmern, die zu dieser Frage gepostet haben und insbesondere dem Fragesteller nicht zu nahe treten,
aber ich bin der Meinung, dass das FF für derartige Fragen nicht die richtige Basis ist.

Die Thematik dreht sich um physikalische bzw. aerodynamische Tatsachen, die gegeben sind, über die schwerlich diskutiert werden kann.

Das FF ist jedoch ein DISKUSSIONsforum.

Jeder Beitrag, der gepostet wurde, liefert meist nur eine Teilantwort, es fehlt jedoch am Schluß - vor allem für den Fragesteller - die Zusammenfassung.

Solche Fragen sollte man m. E. besser anhand von anderen Quellen im Internet klären.

Gruß
Aeroplan

 

[atlantic]

Anscheinend hat Professor Eppler mal in einer Aerodynamik-Vorlesung gefragt, wer denn wüsste warum ein Flugzeug fliege. Nachdem sich dann doch einige gemeldet hatten, meinte er "Sind sie sich sicher? Ich weiss es nämlich nicht."

ich wusste es schon lange.............. nicht mal die Experden wissen warum ´n Flugzeug fliegt

ist warscheinlich wie bei der Hummel, Alle Exberden sagen das sie eigendlich nicht fliegen kann, aber da sie ja die Expertenmeinung nicht kennt, fliegt sie einfach trotsdem.

 

[_Michael]

Wie ich oben mit meiner Auto-Analogie auch zeigen wollte, kann ich an verschiedenen stellen ansetzen:
- Luft nach unten drücken: einfachste, anschaulichste Erklärung
- nächster Schritt: warum macht die Luft das denn? Dann kommt Profilform, Viskosität der Luft, Newton, Bernoulli-Prinzip
- nächster Schritt: grundlegende Ersatzmodelle (Zirkulation etc), Druckverteilung, etc pp.

Als interessierter Laie kenne ich zwei grundlegende - nennen wir sie mal - Stories:

1. Die Tragfläche ist gewölbt, also muss die Luft oben eine eine weitere Strecke zurück legen als unten. Die Luft wird oben also dünner, weshalb sich das Flugzeug nach oben saugt.

2. Die Tragfläche ist gegenüber dem Luftstrom angestellt, also wird die Luft nach unten und das Flugzeug nach oben gedrückt. Das Trägflächenprofil dient dazu, dass dieser Prozess möglichst widerstandsarm ablaufen kann und dass die Strömung in einem weiten Geschwindigkeits- und Anstellwinkelbereich sauber bleibt (Strömungsabriss).

Würde mich einfach mal wundern, was du von solchen Ansätzen hälst.

 

[Intrepid]

Als interessierter Laie kenne ich zwei grundlegende - nennen wir sie mal - Stories:

1. Die Tragfläche ist gewölbt, also muss die Luft oben eine eine weitere Strecke zurück legen als unten. Die Luft wird oben also dünner, weshalb sich das Flugzeug nach oben saugt.

2. Die Tragfläche ist gegenüber dem Luftstrom angestellt, also wird die Luft nach unten und das Flugzeug nach oben gedrückt. Das Trägflächenprofil dient dazu, dass dieser Prozess möglichst widerstandsarm ablaufen kann und dass die Strömung in einem weiten Geschwindigkeits- und Anstellwinkelbereich sauber bleibt (Strömungsabriss).

Würde mich einfach mal wundern, was du von solchen Ansätzen hälst.

Diese beiden Stories widersprechen sich nicht. Sie beschreiben ein und die gleiche Geschichte. Einmal liegt der Fokus auf dem Druckunterschied und das andere Mal auf der Bewegung von Luftmassen.

 

[Schorsch]

Als interessierter Laie kenne ich zwei grundlegende - nennen wir sie mal - Stories:

1. Die Tragfläche ist gewölbt, also muss die Luft oben eine eine weitere Strecke zurück legen als unten. Die Luft wird oben also dünner, weshalb sich das Flugzeug nach oben saugt.

2. Die Tragfläche ist gegenüber dem Luftstrom angestellt, also wird die Luft nach unten und das Flugzeug nach oben gedrückt. Das Trägflächenprofil dient dazu, dass dieser Prozess möglichst widerstandsarm ablaufen kann und dass die Strömung in einem weiten Geschwindigkeits- und Anstellwinkelbereich sauber bleibt (Strömungsabriss).

Würde mich einfach mal wundern, was du von solchen Ansätzen hälst.

Fährt das Auto, weil sich die Reifen drehen - oder drehen sich die Reifen, weil das Auto fährt?
Gute Frage.

Die Ablenkung der Luft nach unten muss aufgrund der Impulserhaltung ja irgendwo zu einer Reaktion führen. Diese "überträgt" sich über eine Druckkraft vor allem auf der Tragflächenoberseite. Zu sagen, das Flugzeug fliegt aufgrund des Druckunterschieds wäre so, als wenn ich sage, ein Auto fährt aufgrund einer nach vorne gerichteten Kraft im Lager der Antriebsachse. Das ist vollkommen korrekt, aber wäre das eine befriedigende Antwort auf die Frage, warum ein Auto fährt?

 

[Ernst Dietikon]

Die Thematik dreht sich um physikalische bzw. aerodynamische Tatsachen, die gegeben sind, über die schwerlich diskutiert werden kann.

Das FF ist jedoch ein DISKUSSIONsforum.

Darf ich dies etwas anders sehen? Man darf doch hier auch solche Fragen Stelle.

Uebrigens finde ich den von Schorsch verlinkten Text ausgezeichnet. Wäre doch schade, wenn man den nicht bekommen hätte.

Gruss
Ernst

 

[_Michael]

Zu sagen, das Flugzeug fliegt aufgrund des Druckunterschieds wäre so, als wenn ich sage, ein Auto fährt aufgrund einer nach vorne gerichteten Kraft im Lager der Antriebsachse. Das ist vollkommen korrekt, aber wäre das eine befriedigende Antwort auf die Frage, warum ein Auto fährt?

Die Vorstellung, dass die Luft oben einen weiteren Weg zurücklegt als untern, deshalb dünner wird und deshalb das Flugzeug nach oben saugt, finde ich (auf den ersten Blick!) sehr plausibel und komplett. Das ist IMHO auch die am häufigsten gehörte Erklärung. Wenn man genauer hinschaut, merkt man aber schon, dass es irgendwie doch nicht alles ist.

Welche Geschichte sollte man denn erzählen, wenn man z.B. in einer Tischrunde sitzt oder vor einer achten Klasse steht?

 

[Tyno]

Wenn man genauer hinschaut, merkt man aber schon, dass es irgendwie doch nicht alles ist.

Vor allem gibt es ja auch Flugzeuge mit vollsymmetrischem Tragflächen-Profil oder gar solche, die auf dem Rücken fliegen.
Da kommt dann die Erklärung mit dem Druckunterschied nicht so richtig hin.

 

[Spartacus]

Welche Geschichte sollte man denn erzählen, wenn man z.B. in einer Tischrunde sitzt oder vor einer achten Klasse steht?

Du kannst diese Geschichte grundsätzlich genau so weiter erzählen und eben auch anfügen, dass da noch einige Effekte mehr eine Rolle spielen, deren Ausführung jetzt aber "zu weit" ginge ;-)
Und wenn Du dann noch betonst, dass es selbst unter "Experten" immer wieder Diskussionen dazu gibt, sind alle zufrieden ;-)

Hauptsache, die Kisten fliegen

Spartacus

 

[gero]

Die Vorstellung, dass die Luft oben einen weiteren Weg zurücklegt als untern, deshalb dünner wird und deshalb das Flugzeug nach oben saugt, finde ich (auf den ersten Blick!) sehr plausibel und komplett. Das ist IMHO auch die am häufigsten gehörte Erklärung. Wenn man genauer hinschaut, merkt man aber schon, dass es irgendwie doch nicht alles ist.

Welche Geschichte sollte man denn erzählen, wenn man z.B. in einer Tischrunde sitzt oder vor einer achten Klasse steht?

Das mit den Druckunterschieden ist genau richtig. Nur eben nicht durch den längeren Weg, sondern durch eine höhere Geschwindigkeit der strömenden Luft. Und die kann man auch im Windkanal mit Rauch wunderbar erkennen. Die Profilform führt (in Zusammenwirken mir dem Anstellwinkel) genau dazu, daß die Luft oben schneller ist als unten.

Wie dies das Profil genau macht, dass ist dann der Punkt wo es dann komplizierter wird (Druckgradient, Krümmungen ...). Aber bis zu diesem Punkt ist es wunderschön einfach und exakt. Und die allermeisten in der Tischrunde oder der achten Klasse sind damit zufrieden.

gero

 

[gero]

Vor allem gibt es ja auch Flugzeuge mit vollsymmetrischem Tragflächen-Profil oder gar solche, die auf dem Rücken fliegen.
Da kommt dann die Erklärung mit dem Druckunterschied nicht so richtig hin.

Doch, genau der Druckunterschied läßt FLugzeuge (auch mit symmerischen Profilen oder gar mit Profil "ebene Platte") fliegen.

gero

 

[Tyno]

Doch, genau der Druckunterschied läßt FLugzeuge (auch mit symmerischen Profilen oder gar mit Profil "ebene Platte") fliegen.

Ja, ok, stimmt, mit geeignetem Anstellwinkel fliegt auch eine ebene Platte (chinesische Spielzeug-Modellflugzeuge ).

 

[Intrepid]

Ja, ok, stimmt, mit geeignetem Anstellwinkel fliegt auch eine ebene Platte (chinesische Spielzeug-Modellflugzeuge ).

Und die Druckunterschiede kann man auch an einer ebenen Platte oder einem symetrischen Profil messen, sobald Auf- oder Abtrieb erzeugt werden.

 

[Schorsch]

Die Vorstellung, dass die Luft oben einen weiteren Weg zurücklegt als untern, deshalb dünner wird und deshalb das Flugzeug nach oben saugt, finde ich (auf den ersten Blick!) sehr plausibel und komplett. Das ist IMHO auch die am häufigsten gehörte Erklärung. Wenn man genauer hinschaut, merkt man aber schon, dass es irgendwie doch nicht alles ist.

Welche Geschichte sollte man denn erzählen, wenn man z.B. in einer Tischrunde sitzt oder vor einer achten Klasse steht?

Häufig gehört heißt nicht richtig. Wie man hier im FF immer gut sehen kann, sind Mehrheitsmeinungen auch von formal Geschulten oft nicht der Weisheit letzter Schluss.

Was spricht gegen "Luft nach unten beschleunigen"?
Der Druck ist die Folge der speziellen Form der Tragflächen, und entsteht, weil eben diese spezielle Form die Luft an der Oberseite beschleunigt.

Vor der 8. Klasse kann man es so erklären: Luft hasst Vakuum. An der Vorderkante des Profils trennen sich untere und obere Strömung. Die obere muss um dem Profil zu folgen eine leichte Kurve machen, und sich etwas beeilen. Täte sie es nicht würde ja irgendwo ein Vakuum entstehen. Am Ende geht die Luft mit einer anderen "Richtung" raus als sie rein gekommen ist (und die obere ist auch noch früher hinten angekommen), weil sie unbedingt dem Profil folgen wollte. Und die resultierende Kraft hebt uns hoch (oder präziser: lässt uns nicht runter fallen). Wir machen uns also die Sturheit der Luft zu nutze.
Ach ja: treibe ich es zu weit, hat die Luft keine Lust mehr, die Strömung reißt ab. Aus die Maus.

 

[Intrepid]

Mich hat ürbigens als 8-jährigen Jungen dieser kleine Versuchsaufbau überzeugt, den ich heute noch (meist mangels Stimmgabel mit einem Zollstock) dazu nutze, anderen die Druckunterschiede an einer Tragfläche zu veranschaulichen. Klappt auch bei der Ermahnung, mit einem LKW oder Reisebus nicht zu eng ein Wohnwagengespannt zu überholen oder so manchen Umfall in der Großschifffahrt zu erklären (beispielsweise die Gefahr beim Betanken während der Fahrt auf See).