Aerodynamik, Lehrbeiträge/-filme

[martinpi]

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Als Kind - so um die 8 bis 10 Jahre- Habe ich mir auch darüber Gedanken gemacht und ich glaube heute dass ich ganz Intuitiv die Sache verstanden habe.

Ich nahm damals ein langes flaches stück Styropor in die Hand und schob es von hinten an in die Luft.

Hab ich so ähnlich gemacht. Ich habe die Hand aus dem Autofenster gehalten und festgestellt dass sie nach oben oder unten gedrückt wird wenn ich sie anstelle.

Das vermittelt schon einen Grundbegriff, aber nicht die Feinheiten - die eben auch wichtig sind.

Die ebene Platte fliegt auch, das macht man bei indoor-Flugmodellen so.
3mm Depron (=Styropor), kein Profil, nix abrunden oder abschrägen.
Die Dinger bestehen nur aus aerodynamischen Todsünden.
"If you add enough horsepower you can make a barn door fly" - LiPo und brushless machen's möglich.

[MURMEL]

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Dein Zitat " Wenn Du hier glänzen willst, musst Du etwas eloquenter schreiben und hochkomplex argumentieren. Und zwar so, dass alle in hermeneutischer Sicht kognitive Probleme haben."


Hallo Harald,

hattest du gestern ein Problem ?
Ich glaube, den meisten, die hier gerade schreiben, macht das mächtig Spaß, auch Dinge zu verstehen, die auf Anhieb so einfach nicht sind, und es stört sie auch nicht, sich dabei hirnmäßig mächtig anzustrengen.

Und ich glaube "trotzdem habe ich den Eindruck dass bei den Erklärungen warum ein Flugzeug fliegt fast immer die Hose mit der Beißzange angezogen wird" (Zitat Seidenschwarm)
wird dem Problem auch nicht wirklich gerecht .
Und noch zur Intuition: Der Enzo ist bestimmt nicht aus purer Intuition entstanden. (Da gibts noch eine Menge Beispiele).
Wollen wir uns doch den Spass nicht verderben lassen.

Viele Grüße

Michael C.

[seidenschwan]

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Und noch zur Intuition: Der Enzo ist bestimmt nicht aus purer Intuition entstanden. (Da gibts noch eine Menge Beispiele).
Wollen wir uns doch den Spass nicht verderben lassen.

Viele Grüße

Michael C.

Ich will ja doch gar nicht sagen dass man sich nicht den Kopf darüber zerbrechen braucht wie ein Flügel besser wird. Ich habe nur oft den Eindruck dass einige glauben ohne riesen Rechnerei und einsteinmäßige Formelarbeit kommt man nicht in die Luft.

Dass ich auch besser und sicherer und eleganter fliegen will ist klar und danke an alle die sich dafür den Kopf zerbrechen.

Jedoch ist es ganz einfach zu beantworten warum ein Flügel überhaupt fliegt. Da wird halt auch immer rum getan als könnte man das noch gar nicht richtig erklären. Und ich wundere mich immer warum man nicht schon vor Lilienthal in die Luft kam.
Wohl nur wegen dem Gewicht damals ...

Es wurde ja auch schon so oft darüber diskutiert und Ich finde es jedenfalls auch noch interessant dass das alles nicht mehr passt wenns um das Medium Öl gehen soll.

http://www.gleitschirmdrachenforum.de/showthread.php/30947-Weiche-kappe?p=423341&viewfull=1#post423341

Johann

[Klaus]

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ich hatte als Knabe auch mal einen Gleiter mit einer vollkommen ebenen Tragfläche (Leiter aus Kiefernleisten mit Papier bespannt, leichte V-Form) gebastelt, der flog richtig ausgetrimmt nicht wesentlich schlechter als der in etwa gleichgroße "kleine Uhu" (GZ 10-15??). Berechnet hatte ich damals natürlich nichts, sondern einfach drauflosgebastelt.

Ist nicht so wichtig, ich wollt´s nur gesagt haben ;-)


LG Klaus

[soundglider]

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LiPo und brushless machen's möglich.

Genau, und die sind sicher nicht durchs "Hand aus dem Fenster halten" entstanden...

Gewisse ostasiatische Länder (oder bessergesagt Firmen aus diesen) kopieren Technologie auch mit sehr beschränktem Verständnis im Sinne von "Styropor in den Wind halten". Was dabei rauskommt, sieht man z.B. an deren Autos. Komplexere Technologien, wie beispielsweise GUD-Kraftwerke, sucht man aus diesen Ländern vergebens.

Versteht mich nicht falsch, ich habe überhaupt nichts gegen Analogien oder vereinfachte Anschauungsmodelle, aber man sollte sie immer als solche betrachten und niemals aufhören, sie zu hinterfragen (natürlich erst, nachdem man sie erstmal verstanden hat!).

[MURMEL]

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http://www.alpspitzflieger.de/AerodynamikHEW.pdf

Hallo Harald,
ich habe mir nun einmal deinen Artikel "Wie fliegt ein Gleitschirm/Über den Nonsens der Aerodynamik"
auf der Seite der Alpspitzflieger angeschaut und sehr aufmerksam gelesen.
Deine Enttäuschung über den Unterricht über Aerodynamik in der Flugschule Mitte der 80 iger Jahre kann ich offen gestanden sehr gut verstehen. Das hätte damals schon besser sein können.
Aber schon bei deinem ersten Axiom habe ich Schwierigkeiten. Ich wage nach wie vor zu behaupten, daß es der Auftriebskraft ziemlich egal ist, ob sich der Flügel durch die Luft oder die Luft um den Flügel bewegt.
In beiden Fällen entsteht sie gleichermaßen. Wir haben während des Studiums Spasses halber ein Segelflugzeug bei kräftigem Wind gegen den Wind auf die Waage gestellt, und siehe da, die Waage zeigte bei dem Wind deutlich weniger Gewicht an. Es war dem Flugzeug tatsächlich egal, ob es flog oder die Luft sich um es herum bewegte. Wir konnten auch beobachten, wie sich leicht gewölbte Dächer bei kräftigem Wind anhoben. Also auch da gab es eine Auftriebskraft.
Dein zweites Axiom ist ja wieder o.k. .
Dein drittes Axiom stellt etwas in Frage, was gar nicht (mehr) in Frage gestellt wird. Natürlich wirkt auch an einer planen, angestellten Fläche Auftrieb. Und auch Rumpf und Leitwerk tragen dazu bei. Und das bei hoher Geschwindigkeit, ganz besonders bei Überschallflug, Profile anders aussehen müssen, als Langsamflugprofile ist auch klar. Daß aber an einem gewölbtes Profil mit 0 Anstellwinkel noch eine Auftriebskraft festgestellt werden kann, an einem Brett ohne Anstellwinkel aber keine mehr ist auch klar.
Und mit dem Beispiel Starfighter die Profilwölbung wegzuargumentieren, ist ungewöhnlich, schau dir mal das Flugzeug "Fieseler Storch" an, ein ausgesprochenes Kurzstartflugzeug, das dafür eine Menge Menge Auftrieb benötigt.
Dein viertes Axiom ist wieder richtig. Wir verbrauchen keine Energie, wir wandeln sie nur um. Das kann man so stehen lassen.
Ganz wichtig finde ich aber, deinen Ausführungen hinsichtlich der Bionik und Ornithologie zu widersprechen. Wieso ist die Evolution so zum Stillstand gekommen, daß sich bei keiner Art von Vögeln plane Flügel entwickelt haben. Es haben sich schlanke, breite, sogar echte Schwenkflügel entwickelt, aber nicht eine Art hat plane Flügel entwickelt, alle haben ihr Profil beibehalten. Wie erklärst du dir das ?
Deine Theorie, daß nur ein einziges Faktum für die gewölbte und vorn gerundete Fläche spricht, ist nun schlicht falsch. Hier möge sich aber der interessierte Leser selbst ein Bild verschaffen.

Ich wünsche mir nun, dass dieser Faden nicht den Verlauf des gerade eben geschlossenen Fadens über Wanderstöcke nimmt. Denn noch macht es wirklich Spass, hier zu schreiben und sich zu bemühen, mit möglichst wenig Rechtschreibfehlern auszukommen.

Einen schönen Abend

Michael C.

[Bernhard Wienand]

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Was steht denn inzwischen in unseren Lehrbüchern?

Das müsste doch laienhaft anschaulich sein.

In meinem alten HG-Handbuch (1997) steht noch die zwar anschauliche, aber falsche Erklärung des Auftriebs durch eine Luftausdünnung = Unterdruck über dem Flügel durch den längeren Weg.

Das dürfte inzwischen sicher korrigiert sein.

Alle DHV-Unterlagen dazu sind leider kostenpflichtig.

Wer weiß da mehr?

Gruß und Dank, Bernhard

[cooly]

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http://www.google.de/search?q=auftrieb+zirkulationsstr%C3%B6mung

[Moppo]

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Hi!

Die amerikanische Luftfahrtbehörde FAA veröffentlicht eine Menge kostenloses Wissen, zumeist ausgezeichnet aufbereitet.

Hier das Standardwerk für Privatpiloten - the Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge:

http://www.faa.gov/regulations_polic...ilot_handbook/

In Kapitel 3 und 4 steht alles zum Thema Flugphysik.
Das Wetterkapitel ist ebenfalls empfehlenswert.

Viel Spaß beim Schmökern!

Christian

[Bernhard Wienand]

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Danke Moppo für den Hinweis, tolles Buch!

Bernhard

[Bernhard Wienand]

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Jetzt habe ich auch einmal versucht, die Entstehung von Auftrieb anschaulich zu beschreiben, siehe:

http://www.gleitschirmdrachenforum.de/showthread.php/31656-Auftrieb-durch-die-Massenträgheit-der-Luft

Ausgangspunkt ist ein Zentrifugalkraft-Modell, was der Ableitung des Auftriebs aus dem Impuls entspricht.

Gruß, Bernhard

[Gast]

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Im aktuellen DHV Info ist ein interessanter Artikel über das Ballooning von Horst Altmann
Er kommt darin zu dem Ergebnis, dass ein Schirm mit 100 Zellen ohne Miniribs etwa 0,1 Gleitzahl mehr hat, als ein Schirm mit 50 Zellen mit Miniribs.

Seine Erklärung des Balloonings als Segmente einer Kreisbahn mit dem Radius Zellmitte – Zellecke zur Nachbarzelle ist gut verständlich und hilfreich. Sicherlich stimmt das näherungsweise auch ganz gut. Je mehr Zellen, desto kleiner das Kreissegment, desto flacher die Kreisbahn. Er hat einige Berechnungen dazu gemacht. Mich hätte interessiert, wie viel Fläche in Spannweitenrichtung durch einen 100 Zeller im Verhältnis zu einem einem 50 er eingespart wird. Kann das jemand berechnen?

Er sagt auch, dass er die Druckunterschiede und Zugkräfte nicht berücksichtigt. Schade, denn hier wäre es sehr interessant geworden und hier steckt vielleicht auch der Grund, warum sich ein 100 Zeller im Verhältnis zum 50 Zeller eventuell doch mehr lohnt als eine zehntel Gleitzahl. Allerdings glaube ich kaum, das man das einfach Überschlagsweise berechnen könnte, daher auch kein Vorwurf an Horst.

* Horst berechnet ein einfaches symmetrisches Profil und kein "Hochleisterprofil". Zusätzlich betrachtet er ein geschlossenes Profil.
* Ballooning hängt zusätzlich vom Auftrieb ab, der die Profiloberseite nach oben „zieht“. So kommt der Single Skin zu seinem Ballooning. Dieser Auftrieb wirkt hauptsächlich im ersten Fünftel des Profils, das deswegen zusätzlich aufgebläht ist.
* Ballooning verformt den Gleitschirm insgesamt. Wenn beispielsweise die Nase mehr bläht, so krümmt sich der Schirm nach vorne.
* Die Gegenkraft zum Ballooning, der seitliche Zug in Spannweitenrichtung, den die Außenflügel bewirken, wird weggelassen. Man kann das ganz gut sehen, dass die zentralen Zellen eines Schirmes weniger ausbeulen. (Mein subjektiver Eindruck.)

Auf der Suche nach dem "Potential Verfahren", das eine Oberfläche mit "Wirbelringen" belegt, von dem Horst Altmann im Folgenden spricht, habe ich dieses Skript gefunden, welches diese Analysemethode tatsächlich beschreibt. Es hilft meinem Verständnis von Aerodynamik allerdings überhaupt nichts, weil es zu hoch für mich ist.

http://homepages.hs-bremen.de/~kortenfr/Aerodynamik/script/content.html

P.S.: Der Innendruck einer Zelle ist unabhängig von der Größe der Eintrittsöffnung, kann das sein?

[Pedro]

AW: Aerodynamik, Lehrbeiträge/-filme

@MURMEL

Als Skeptiker hast du mich nun herausgefordert - Es ist mir bewusst dass der Mensch ab und zu Zirkulstionsstörungen haben kann aber in deinem ersten Beitrag ist doch die Rede von "Zirkulationsströmung"
am Flügel auf der Oberseite fliesst die Luft von vorne nach hinten und an der Unterseite fliesst die Luft von hinten nach vorne -

Gruß pedro

[Gast]

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Hallo Pedro,
wenn du die tatsächlichen Luftgeschwindigkeiten um den Flügel misst und dann die Geschwindigkeit der Flügelbewegung durch die Umgebungsluft abziehst, dann bleibt diese Zirkulationsbewegung mathematisch übrig. Natürlich fliesst die Luft auch auf der Unterseite von vorne nach hinten. Aber eben langsamer als die Umgebungsluft.

[pipo]

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Hi Sebastian,

Er sagt auch, dass er die Druckunterschiede und Zugkräfte nicht berücksichtigt.

Horst berücksichtigt nur die Zugkräfte in Spannweitenrichtung nicht.
Vernachlässigt man diese, spielt die Größe der Druckunterschiede keine Rolle. Das Ballooning ist dann bei 100Pa Druckdifferenz das selbe, wie bei 1000Pa. (Das mag intuitiv nicht einleuchten, ist aber so. )

Berücksichtigt man eine Zugkraft in Spanweitenrichtung, dann reduziert diese das Ballooning. Und zwar bei 100Pa Druckdifferenz deutlich mehr, als bei 1000Pa Differenz. In der Praxis ist also die Größe des Druckunterschieds sehr entscheidend. In Horsts Modell nicht.

Ballooning hängt zusätzlich vom Auftrieb ab, der die Profiloberseite nach oben „zieht“.

Der Auftrieb ist ja quasi Bestandteil der Druckdifferenz.

Ballooning verformt den Gleitschirm insgesamt. Wenn beispielsweise die Nase mehr bläht, so krümmt sich der Schirm nach vorne.

Das kompensiert man dadurch, dass das (über die Flügeltiefe unterschiedlich starke) Ballooning im Schnitt von Ober-, und Untersegel berücksichtigt wird.
Erwartet man z.B. im vorderen Flügelbereich besonders viel Ballooning, ist dort die Segelbahn breiter als weiter hinten. Dadurch verzieht sich der Schirm nicht unerwünscht.

Der Innendruck einer Zelle ist unabhängig von der Größe der Eintrittsöffnung, kann das sein?

Nicht wirklich.
Als Beispiel:
Den maximal möglichen Innendruck - nämlich den Staudruck - erhält man, wenn die Öffnung genau im Staupunkt liegt. Sie darf dafür auch nur "punktgroß" sein.
Je größer die Öffnung wird, desto mehr nimmt der Druck ab.

Man kann sich das anhand dieses Bilds vielleicht vorstellen:

Will man den (dunkelrot gefärbten) Staudruck, muss die Öffnung ganz vorne und eben sehr klein sein.

Wie oben erklärt, bedeutet viel Innendruck aber auch viel Ballooning. Maximaler Innendruck ist also nicht unbedingt erstrebenswert. (Und die oft gehörte Regel "je höher der Innendruck, desto (klapp-)stabiler der Flügel" gibt's sicher nicht.)

vG,

P.