parabelgleichung zur polare

[JHG]

AW: parabelgleichung zur polare

Sag doch endlich einmal in welche Richtung Deiner Meinung nach netto Luftmasse bewegt wird oder warum willst Du diese klare und eindeutige Frage nicht beantworten ?

Dass es vor dem Flügel und seitlich ( bei 3D Umströmung) Aufwinde gibt ist trivial, so gesehen hätte ich Dein letztes Wettangebot (ohne den Zusatz netto) ja schon gewonnen. Dass es hinter dem Flügel Abwinde gibt ebenso. Interessant ist die Nettorichtung wie Du ja richtigerweise vor ein paar Beiträgen erkannt hast.

Also bitte, verrate es mir doch.

[ludewig]

AW: parabelgleichung zur polare

Sag doch endlich einmal in welche Richtung Deiner Meinung nach netto Luftmasse bewegt wird oder warum willst Du diese klare und eindeutige Frage nicht beantworten ?

Nach unten!

Ludewig

[JHG]

AW: parabelgleichung zur polare

OK, wenigstens eine klare Ansage.

Dann machen wir mal ein Gedankenexperiment:

In einem geschlossenen Raum (10*10*3m) lassen wir einen Modellhubschrauber mit einer Masse von 1 kg in 1,50 m Höhe schweben. Ein Heli produziert ja anerkannterweise jede Menge Abwind noch dazu senkrecht runter. Der nötige Auftrieb um den Heli in Schwebe zu halten beträgt rund 10 Newton (F = m*g).
Wenn ich nun den Impulssatz (F = m*v) hernehme kann ich aus der bekannten Auftreibskraft das nötige m*v errechnen. Die Luftmasse mal der Abwärtsgeschwindigkeit beträgt also 10 kg*m/s. Ich setze mal willkürlich die Abwärtsgeschwindigkeit auf 10 m/s, damit ergibt sich eine Luftmasse von 1kg. Ich könnte auch sagen 2kg*5m/s oder 0,5 kg*20m/s ,was zwar das Endergebnis etwas verändern würde aber nichts an der endgültigen Aussage ändert. Ich gehe übrigens davon aus dass Du genau so Deine Nettoabwärtsluftmasse berechnen würdest. Wenn nicht sagst mir halt wie Du es gamacht hättest.

1 m³ Luft auf Meeresniveau hat eine Masse von 1,22 kg. 1 kg entspricht somit ca. 0,8 m³. Der Heli pumpt also 0,8 m³ Luft pro Sekunde nach unten. Unser gesamter Raum fasst 300 m³. Da der Heli in 1,50 m schweben soll befindet sich die Hälfte, also 150 m³, über ihm. Nach rund 3 Minuten schweben, hätte der Heli die komplette Luft über ihm nach unten gepumpt und jeder der mit dem Mund und Nase über 1,50 ist müsste im luftleeren Raum ersticken.



Ich denke mal es leuchtet ein, dass dem nicht so sein wird.

Ergo die Luft die runter geblasen wird muss woanders wieder rauf und zwar ganz genau gleich viel. Wäre dem nicht so würde es im obigen Beispiel früher oder später zum "luftleeren Raum" kommen. Die Nettoluftmassenabwärtsbewegung ist demnach null. Autrieb benötigt keine Nettoluftmassenabwärtsbewegung auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht.

[ludewig]

AW: parabelgleichung zur polare

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Ergo die Luft die runter geblasen wird muss woanders wieder rauf und zwar ganz genau gleich viel. Wäre dem nicht so würde es im obigen Beispiel früher oder später zum "luftleeren Raum" kommen. Die Nettoluftmassenabwärtsbewegung ist demnach null. Autrieb benötigt keine Nettoluftmassenabwärtsbewegung auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht.

Für eine dazu passende Antwort suche ich - vergeblich - nach Worten.

Ludewig

[ludewig]

AW: parabelgleichung zur polare

.....
Dann wird schliesslich aus Basis der nicht erklaerten Annahmen (es geht ja auch nicht, weil man hierzu modellfremde Erklaerungen benoetigte, welche man gerade widerlegen moechte) eine Formel fuer den Induzierten Widerstand hergeleitet:

(Formel 1)
IW = (2 * G^2) / ( b^2 * Pi * rho * v^2)

Diese Formel ist an sich richtig!
...

Da Du die Formel als an sich richtig bezeichnest, deren Herleitung aber als falsch hinstellst,
wie ist denn die richtige Herleitung?

Ludewig

[Eckard Brauer]

AW: parabelgleichung zur polare

Hallo allerseits,

zuerst: bitte nicht persönlich nehmen, ich versuch', niemandem auf die Füße zu treten.

Nachdem ich seit Monaten versuche, die Beiträge zum Thema auch nur einigermaßen widersruchsfrei auf einen Nenner zu kriegen (ich weiß: ein Teil der Widersprüche spaltet die Lager - das will ich jetzt nicht aufwärmen, mir ist aber der genaue Frontverlauf nicht 100% klar), und da gerade einigermaßen vernünftig erklärt wird, hab ich mal 'paar Fragen:

Die physikalische Ursache von Auftrieb sind Druckunterschiede zwischen Fluegeloberseite und -unterseite. Da der Fluegel nicht mehr unendlich ausgedehnt ist, koennen nun Umstroemungen zwischen Ober- und Unterseite auftreten. Die Stroemung beginnt sich nun von der Unterseite (groesserer Druck) zur Oberseite (geringerer Druck) "einzubiegen", es kommt zu den sog. Randwirbeln. Diese Randwirbel haben ja eine abwaerts gerichtete Komponente und ziehen nun die freie Umstroemung etwas nach "unten" oder anders ausgedrueckt, sie induzieren eine abwaerts gerichtete Komponente in die freie Umstroemung (den sog. downwash).

Woher kommt der Druckunterschied - was ist die Ursache davon? IMHO müßte, um einen Druckunterschied zu erzeugen, eine effektive Verschiebung von ober- nach unterhalb des Flügels stattfinden (auch das einseitige Bremsen des Luftabflusses unterhalb des Flügels gegenüber oberhalb wäre eine solche effektive Verschiebung). Damit hätte ich aber einen Downwash schon an sich (durch die einseitig eingeschränkte Möglichkeit des Luftabflusses und die Randwirbel sind nicht die (alleinige) Ursache.

Stell Dir ein Seil vor, das über eine Rolle läuft. Es kommt horizontal zur Rolle und weicht hinter der Rolle zB: 10° von der Horizontalen ab. Das entspricht recht gut einem 2D Luftstrom über einer Tragfläche. Warum sollte die reine Tatsache der Umlenkung Energie/Leistung brauchen ? Energie braucht der Rollwiderstand des Seils auf der Rolle, die Lagerreibung der Rolle und die Verformung (Walkarbeit) des Seils über die Rolle aber nicht die Umlenkung des Seils an sich.

Wie bereits geschrieben, ist's kein Energie- sondern ein Impulsumsatz - von der Qualität her also mit'm elastischen Stoß gleich.

Meine Frage bezüglich des Energieumsatzes bei der Luftumlenkung des Flügels: Denken wir uns zwei verschiedene, jeweils nur 2-dimensional umströmte Flügel endlicher Spannweite (die unendliche Geschichte ist mir zu akademisch, da müßten wir die entspr. Grenzwerte betrachten): ein Flügel ideal eingespannt (unbeweglich), so daß er nur Luft umlenken kann, selbst aber nicht bewegt wird, der andere ideal beweglich (soweit es der Querschnitt des Windkanals zuläßt), aber an den Seiten abgegerenzt (2-dim. Umstr.) und massefrei. M.E. wird an keinem der Flügel bei Anströmung ein Energieumsatz stattfinden. Wird an einem 2-dimensional umströmten, beweglichen Flügel, der nicht unendlich beweglich ist, Energie umgesetzt? Warum ist das so?

Die nächsten Fragen werden dann sicher auch mit der 3-dimensionalen Umströmung zu tun haben...

Erstmal vielen Dank für die Antworten - ich freu mich schon drauf... Viele Grüße
Eckard

P.S.: ...und, tut mir leid, Sepp, ich hab's dann doch zu lange liegen lassen.

[Eckard Brauer]

AW: parabelgleichung zur polare

In einem geschlossenen Raum (10*10*3m) lassen wir einen Modellhubschrauber mit einer Masse von 1 kg in 1,50 m Höhe schweben. Ein Heli produziert ja anerkannterweise jede Menge Abwind noch dazu senkrecht runter. Der nötige Auftrieb um den Heli in Schwebe zu halten beträgt rund 10 Newton (F = m*g).
Wenn ich nun den Impulssatz (F = m*v) hernehme kann ich aus der bekannten Auftreibskraft das nötige m*v errechnen. Die Luftmasse mal der Abwärtsgeschwindigkeit beträgt also 10 kg*m/s. Ich setze mal willkürlich die Abwärtsgeschwindigkeit auf 10 m/s, damit ergibt sich eine Luftmasse von 1kg. Ich könnte auch sagen 2kg*5m/s oder 0,5 kg*20m/s ,was zwar das Endergebnis etwas verändern würde aber nichts an der endgültigen Aussage ändert. Ich gehe übrigens davon aus dass Du genau so Deine Nettoabwärtsluftmasse berechnen würdest. Wenn nicht sagst mir halt wie Du es gamacht hättest.

1 m³ Luft auf Meeresniveau hat eine Masse von 1,22 kg. 1 kg entspricht somit ca. 0,8 m³. Der Heli pumpt also 0,8 m³ Luft pro Sekunde nach unten. Unser gesamter Raum fasst 300 m³. Da der Heli in 1,50 m schweben soll befindet sich die Hälfte, also 150 m³, über ihm. Nach rund 3 Minuten schweben, hätte der Heli die komplette Luft über ihm nach unten gepumpt und jeder der mit dem Mund und Nase über 1,50 ist müsste im luftleeren Raum ersticken.



Ich denke mal es leuchtet ein, dass dem nicht so sein wird.

Ergo die Luft die runter geblasen wird muss woanders wieder rauf und zwar ganz genau gleich viel. Wäre dem nicht so würde es im obigen Beispiel früher oder später zum "luftleeren Raum" kommen.

Bis hierher würde ich mal 100% zustimmen.

Die Nettoluftmassenabwärtsbewegung ist demnach null. Autrieb benötigt keine Nettoluftmassenabwärtsbewegung auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht.

Du hast den Haken gefunden, aber die Konsequenz halte ich trotzdem für falsch. Der Reihe nach: Der Haken ist m.E. die Wahl der Systemgrenzen (z.T. auch des Beobachtungspunktes, aber das erscheint mir nachrangig).

In einem geschlossenen System (Raum) wird sich kaum mit so 'nem die "primitiven Quirl" die gesamte Luft nach unten pumpen lassen - nichtsdestoweniger wirst Du im unteren Bereich eine Druckerhöhung und entsprechend im oberen Teil eine -verringerung messen können.

Wenn Du es allerdings schaffen würdest, den Bereich, den der Propeller des Hubschraubers nicht berührt, mit Papier abzudecken, würdest Du die Energie der zurückströmenden Luft (gegeben durch 1/2*Integral v^2 dm = 1/2 * rho * Integral v^2 dV bei vernachlässigbarer Kompression, d.h. v<<c) als Auftrieb nutzen können.

Versuch mal, Dir das gleiche bei einem auf dem Wasser gleitenden Schnellboot vorzustellen (Wir haben über Strömungen inkompressibler Medien geredet, d.h. waren weit genug von der Schallgeschwindigkeit entfernt): Die Form und der Anstellwinkel des Bootsrumpfes erzeugen bei gegebener Geschwindigkeit zweifellos einen Auftrieb (kann man am Sinken der Wasserlinie sehen). Die dazugehörige/erforderliche Wasserverdrängung sieht man ebenfalls in Form einer Welle. Keiner wird behaupten, daß damit das Wasser aus'm Teich gedrückt wird (das Gesamtsystem bleibt unbeeindruckt), nichtsdestoweniger erkennt man in der Umgebung des Strömungskörpers eine Wasserverdrängung nach unten, deren Gegenwirkung (actio = reactio, Newtonsches Gegenwirkungsprinzip) eben die Bootsverdrängung in die andere Richtung ist.

Woran unsere Betrachtungen offensichtlich auch immer wieder scheitern, ist die Wahl des Systems überhaupt: sprechen wir über ein geschlossenes - wie gerade eben, die Fenster und Türen des Raumes waren gerade zu - oder ein offenes System - die Umgebung eines Flügels, von vorne pustet Luft 'rein, die hinten wieder 'rausgeht.

Du hast natürlich recht mit Deiner Anmerkung, daß (geschlossener Raum) die Nettoströmung Null ist, trotzdem hast Du im Raum eine effektive Strömung (Mitte nach unten kreiselnd, an den Rändern nach oben), die vom Propeller angetrieben wird (nicht senkrecht, sondern als Spirale, aber das ist nebensächlich), folglich einen Energiefluß.

Oder hab ich jetzt wieder nichts kapiert?

Viele Grüße
Eckard

[j.livingston]

AW: parabelgleichung zur polare

Lass mich mal eben die Systemgrenzen über den gesamten Globus ausdehnen. Die Luft die der Heli in Wien nach unten drückt wird ungefähr bei den Marschallinseln im Pazifik wieder nach oben gehoben.... Der Effekt ist der Gleiche wie in JHGs kleinem Kubus...

[Eckard Brauer]

AW: parabelgleichung zur polare

Lass mich mal eben die Systemgrenzen über den gesamten Globus ausdehnen. Die Luft die der Heli in Wien nach unten drückt wird ungefähr bei den Marschallinseln im Pazifik wieder nach oben gehoben.... Der Effekt ist der Gleiche wie in JHGs kleinem Kubus...

Hmm, erzeugt dann jedes Hochdruckgebiet in Australien bei uns ein entsprechendes Tief?

Wenn laut http://tierdoku.com/index.php?title=Andenkondor ein Kondor zwischen 12 und 15 kg auf die Waage bringt (und folglich eine entsprechende Luftmenge im Flug nach unten drücken muß), könnte dann mal jemand unmittelbar nach meinem nächsten Start 8 Kondore aufjagen - geht auch mehr, aber dann bitte nacheinander?

Und die großen Flieger bitte schön einsperren, damit's mich nicht gleich in die Stratosphäre katapultiert...

Was war jetzt gleich die Aussage/Frage?

[Eckard Brauer]

AW: parabelgleichung zur polare

Übrigens...

morgen ist 5. Schrött-Geburtstag, ich hoffe, überall steht gut gekühltes Bier bereit

[j.livingston]

AW: parabelgleichung zur polare

So lustig wie es von Dir wahrgenommen wurde hab ichs gar nicht gemeint.
Seis drum.
Wenn es Dir nichts ausmacht ein System an beliebiger Stelle zu öffnen. Bitte sehr.
In solchen System ist mir die Physik zu kompliziert, teilweise ist sie nur durch Magie zu ersetzen. (Man denke an die Massenbilanz, die Energiebilanz, gar an die Beschleunigungen. )
Da spiel ich nicht mit.

[hob]

AW: parabelgleichung zur polare

Lass mich mal eben die Systemgrenzen über den gesamten Globus ausdehnen. Die Luft die der Heli in Wien nach unten drückt wird ungefähr bei den Marschallinseln im Pazifik wieder nach oben gehoben.... Der Effekt ist der Gleiche wie in JHGs kleinem Kubus...

Nach den Regeln der Großkreisnavigation,

http://www.kowoma.de/gps/geo/grosskreise.htm

welche die Luft natürlich nicht einhält ( u.a. Korioliskräfte)

http://www.buch-der-synergie.de/archiv/harald_energietechnologie.doc

könnte sich dann auf der Hälfte der Strecke was tun, z.B. am oder etwas nördlich des Baikalsees. Dort "lauert" der berühmte Schmetterling, der auf den Marschallinseln dann einen Orkan auslöst, welcher allerdings dort anders genannt wird.

Was JHGs Kiste angeht, wird in einem geschlossen-rechtwinkligen und relativ eng begrenztem System das Chaos durch die Rotation mit senkrechter Komponente nahezu perfekt ein. Wäre mal interessant, ob sich dort Regeln einstellen und das System freifliegend überhaupt steuerbar bleibt, bevor es dort wegen Bewegung zu heiß wird und der Hubi nicht mehr fliegen kann, sondern am Boden stehend als senkrecht wirkender Ventilator "verkommt". Bekanntlich hängt ja die Definition für den absoluten Tiefpunkt der Temperatur mit etwa –273°C damit zusammen, daß die atomare Bewegung Null ist.

http://www.stern.de/wissenschaft/natur/512876.html?nv=ct_mt

Man kann aber auch solche Fragen stellen:

Ein Transportflugzeug hat bis an seine Belastungsgrenze Vögel geladen und fliegt in Reiseflughöhe. Alle Vögel sitzen auf Sitzstangen, die quer zum Rumpf angeordnet sind. Der Frachtraum ist ziemlich genau in Höhe des Schwerpunkts durch eine Wand geteilt. Was geschieht, wenn plötzlich alle Vögel im vorderen Bereich des Flugzeugs auffliegen?


Ich geh' jetzt erst mal in Deckung, bevor ich an audacium wegen des induzierten Widerstandes die Frage stelle, warum man das zuvor behandelte komplexe Thema nicht besser auf der Grundlage des so anschaulichen Lilienthal-Diagramms abhandeln kann mit ca² / Pi * Lambda (mit Lambda als b² / F = Steckung) und dort u.a. mit den sehr anschaulichen Punkten bestes Gleiten und gerinstes Sinken ?


Gruß hob

[audacium]

AW: parabelgleichung zur polare

Bekanntlich hängt ja die Definition für den absoluten Tiefpunkt der Temperatur mit etwa –273°C damit zusammen, daß die atomare Bewegung Null ist.

Leider falsch (Stichwort Nullpunktsbewegung) .

[ludewig]

AW: parabelgleichung zur polare

......

Ob ich wohl noch eine Antwort kriege von Audacium auf meine Frage vom
1.11.07 13:30?
Oder kann das jemand anders beantworten?

Ludewig

es geht um http://home.arcor.de/manfred.ullrich/ind_widerstand.htm

[audacium]

AW: parabelgleichung zur polare

Ob ich wohl noch eine Antwort kriege von Audacium auf meine Frage vom
1.11.07 13:30?

Die Herleitung habe ich recht ausfuehrlich in meinem Text beschrieben, wer es genauer wissen will, moege in der angesprochenen Fachliteratur nachlesen. Ausserdem ziehe ich meine Anmerkung "diese Formel ist an sich richtig" teilweise zurueck, da noch der Spannweiteneffizienz-Faktor fehlt (muss fehlen, da er ja in der falschen Herleitung gar nicht auftaucht...).