parabelgleichung zur polare

[Sepp Grünauer]

Mir ist schon klar,

daß ein Ballon Auftrieb anders erzeugt als ein Flügel. Es sollte nur als Beispiel dienen, daß es kein physikalisches Gesetz gibt, daß eine Abwärtsbewegung der Luft verlangt. Im übrigen habe ich Dich nur zitiert.

Halten wir also fest.

1. Es gibt Auftrieb ohne IW
2. Der IW ist auch laut Deinen Beispielen nicht vom Auftrieb sondern von der Flügelform abhängig
3. Wie ich jetzt erst gesehen habe, hat Klaus Dir ja ebenfalls die Formel für den induzierten Widerstandsbeiwert verraten, wo eindeutig die Streckung und nicht die Spannweite als entscheidend für den IW angegeben wird. Aber vielleicht bezeichnest Du ja die Streckung als Spannweite, bei Deiner Vorliebe Definitionen umzudeuten.

Demnach ist Deine Aussage die am Anfang dieser Diskussion stand: der I.W. ist nicht schädlich, er entsteht gerade DADURCH, weil die Luft Dich trägt einfach nicht richtig, weil der Eindruck entsteht für einen gegebenen Auftrieb muß ein festgesetzter IW "Preis" bezahlt werden. Das ist schlicht falsch, weil der IW durch geeignete Maßnahmen reduziert werden kann. (Hohe Streckung, Endscheiben Winglets, Schränkung,...). Der IW ist somit sehr wohl schädlich.

EOD

Gruß
Sepp

[Steffen]

Hi Joachim,

gemein von mir gell :-)
Mir selbst nicht die Finger verbrennen, aber trotzdem ein wenig pieksen.

Bin auch gespannt.....

Viele Grüße
Steffen

[klaus_the_flyer]

Impulserhaltung

Hallo Flyers,

seid Ihr alle arbeitslos, oder Studenten? Woher nehmt Ihr die viele Zeit zum Schreiben? Egal, mir gefällt's sogar.

Meine unbedeutende Meinung:
Manfred hat wahrscheinlich als einziger die Impulserhaltung kapiert. Sie besagt:

Gewicht = Impulsänderung der sekündlich abwärtsgelenkten Luft (auch ohne irgend einen Wirbel)
m*g = masse*dv (masse eigentlich dm/dt)

(Verzicht auf Intagrale und Rechnen mit mittleren WErten)
"dv" entspricht der Abwärtsgeschwindigkeit der Luft, weil sie ja vorher in Ruhe war
die "masse" ist die vom Flügel beeinflusste Luftmenge, sie lässt sich nach Dubs abschätzen mit masse=Dichte*Kreisfläche*Fluggeschwindigkeit
Die Kreisfläche ist der Kreis, der von der Spannweite des Flügels aufgespannt wird (Durchmesser=Spannweite).

Die Verlustenergie ist die kinetische Energie der abwärts fließenden Luft:

E = 1/2*masse*dv²

D.h. um einen bestimmten Auftrieb zu erzeugen (er muss ja genau so groß wie Gewicht sein), kann ich viel masse nehmen und eine kleines dv oder wenig masse und großes dv. Weil die masse linear im Energieverlust steckt, das dv quadratisch, ist es günstiger möglichst viel Luft-masse ein wenig nach unten zu lenken. Also: Viel Luft ablenken heißt große Spannweite bauen.
Ideal wäre (fast) unendlich viel Luft (fast) gar nicht nach unten abzulenken: Streckung (fast) unendlich.

Zahlenbeispiel für 100 kg Pilot:
Benötigter Auftrieb:
G = 100 kg*10 m/s² = 1000 N Auftriebskraft
Fall 1:
1000 kg Luft pro Sekunde mit 1 m/s nach unten werfen
masse*dv = 1000 * 1 = 1000 N (Impulsänderung=Auftrieb)
Verlustenergie (eigentl. Leistung):
P = 1/2*masse*dv²
P = 1/2*1000*1²= 500 Watt
Fall 2:
jetzt 10000 kg Luft pro Sekunde mit 0,1 m/s ablenken
masse * dv = 10000*0.1 = 1000 N (gleicher Auftrieb)
Verlustenergie
P = 1/2 * masse * dv²
P = 1/2 * 10000 * 0,1² = 50 Watt

[Steffen]

Hi zusammen,

noch ein link zum Thema induzierter Widerstand: auf Seite 11 Überschrift Nr:2

http://www.akaflieg.uni-karlsruhe.de/jahresberichte/jb01/jb01.pdf

Viele Grüße
Steffen

[manfred.ullrich]

Danke Klaus,....

[QUOTE]Original geschrieben von klaus_the_flyer

Manfred hat wahrscheinlich als einziger die Impulserhaltung kapiert.
-------------------

...aber zu viel der Ehre, ich bin bestimmt nicht der einzige.

Gruss, Manfred

[Steffen]

Hi Manfred,

wirst Du in Deinen Augen von meinen links bestätigt oder widerlegt?

Viele Grüße
Steffen

[manfred.ullrich]

Formel fuer I.W.

Hallo Steffen,

ich habe dort die Formel nicht gefunden.

Dort geht es - wie ich es sehe - um den ZUSAETZLICHEN I.W., der sich aufgrund der Umstroemung der Fluegelenden ergibt - das vermindert effektiv die Spannweite. Darauf bin ich aber schon in meinem Aufsatz eingegangen.

Gruss, Manfred

[Steffen]

Hi zusammen,

dann habe ich Deine Beiträge (Manfred) glaube ich teilweise mißverstanden. Habe auch manches (muß ich zu meiner Schande gestehen) nur quergelesen. Habe mir mal alles ausgedruckt und gebe dann doch erst Montag meinen Senf dazu.

Hey Pipo, wie war die Prüfung?

Schönes Wochenende zusammen.

Viele Grüße
Steffen

[pipo]

induzierter Widerstand, was sonst

hi,

jetzt hab ich auch wieder Zeit zum Weiterdiskutieren.

also der Reihe nach:

@manfred

Nein, long and skinny bedeutet lang und dünn. Also für den Flügel bedeutet es, dass das Profil ziemlich flach ist. Das ist ja auch verständlich, denn wenn der längere Flügel denselben Auftrieb machen soll, so sollte der pro Meter Spannweite wenige Auftrieb haben. Und da ist ein flacheres Profil angebracht. Von der Streckung sagt der Autor also in jenem Satz nichts.

Diese Interpretation zeugt entweder von schlechtem Englisch, oder von "nicht verstehen wollen".
Das skinny bezieht sich auf die Flügeltiefe. Ich habe einen englischsprachigen Piloten gefragt, und er meinte, selbstverständlich handelt es sich nicht um die Profildicke. (ich nehme an du hast mit flach, mangels besserem Wissen, eigentlich die Profildicke gemeint.)

Außerdem hat uns Steffen ja nun endlich auf der Seite der TU Berlin die gewünschte Formel für den I.W. geliefert.
Sie lautet:

I.W.=[A*Ca] / [pi*s*e]

A ...... Auftrieb
Ca.......Auftriebsbeiwert
pi ......Konstante (3,14)
s ......Streckung
e ......e ist ein Faktor,
der das Abweichen von der idealen elliptischen Auftriebsverteilung berücksichtigt. Wenn die Auftriebsverteilung wie im Idealfall elliptisch ist, dann wird e=1.
Bei ungünstigeren Auftriebsverteilungen wird e entsprechend kleiner, da sich dann ja der I.W. beträchtlich erhöht.
Übliche Werte für e liegen laut Skript zwichen 0,6 und eben 1. Das bedeutet, daß bei ungünstiger Auftriebsverteilung der I.W. auf fast das doppelte gegenüber einem Flügel mit günstiger Auftriebsverteilung anwachsen kann.

Die Spannweite selbst, hat also, wie schon mehrmals erwähnt keinerlei Einfluß auf die Größe des I.W.

Aber möglicherweise ist es ja so, wie Sepp vermutet, daß du einfach Spannweite und Streckung verwechseltst.

Dort geht es - wie ich es sehe - um den ZUSAETZLICHEN I.W., der sich aufgrund der Umstroemung der Fluegelenden ergibt - das vermindert effektiv die Spannweite.

Es gibt also 2 induzierte Widerstände oder?
Mußt du nicht langsam selbst lachen?

Der I.W. ist per Definition nichts anderes als die Umströmung des Randbogens.
Wenn man will, kann man jeden Widerstand "induziert" nennen. Der Reibungswiderstand wird z.B. durch eine rauhe Oberfläche induziert.
Also handelt es sich auch hier um den induzierten Widerstand. Vielleicht kannst du ja auch diesen Irrglauben, dem offenbar sämtliche Aerodynamiker verfallen sind, aus der Welt schaffen.

Also, zum Abschluß wieder einmal eine konkrete Fragen, mit der Bitte um eine ebenso konkrete Antwort:

Nun haben wir ja die lange gesuchte Formel für den I.W, die die Spannweite offensichtlich in keiner Weise berücksichtigt.
Deine selbstgebastelte Formel hingegen berücksichtigt als einzige geometrische Größe die Spannweite.
Nachdem ich selbst ja, wie du bemerkt hast "die GANZ WESENTLICHE WIRKUNG der Auftriebserzeugung nicht verstanden habe", liegt es für mich nahe der ersten Formel, die vom Institut für Luft- und Raumfahrt der TU Berlin stammt, zu glauben.
Als erklär mir bitte, warum du wieder einmal alles besser verstanden hast und warum die Spannweite die wichtigste Größe zur Verringerung des I.W. sind.


@klaus_the_flyer

ich glaube, alle hier wissen, worum es beim Impulserhaltungssatz geht.
Daß ein bestimmter Massenstrom mit einer bestimmten Geschwindigkeit nach unten gelenkt werden muß, um Auftrieb zu erzeugen, habe ich natürlich auch nie bestritten.
Was ich bestritten habe ist, daß die dafür nötige Energie in Form des induzierten Widerstandes verloren geht.
Denn dann müßte es, wie schon einmal erklärt, auch bei zweidimensionaler Betrachtung I.W. geben. Wie aus den mittlerweile zahlreichen Artikeln hervorgeht gibt es diesen erst bei 3D Betrachtung.

...übrigens, ja ich bin Student

@steffen

danke für deine aufschlußreichen Links. Vor allem über den, der TU Berlin.
...mal schauen, was bei der Prüfung herausgekommen ist, danke der Nachfrage auf alle Fälle!


mfg pipo

[manfred.ullrich]

Hallo Pipo,

Quote:
"Die Spannweite selbst, hat also, wie schon mehrmals erwähnt keinerlei Einfluß auf die Größe des I.W. "

also ich muss mich wirklich über Dich wundern. Nun habe ich Dir doch einige Hinweise gebracht, die zeigen, dass der I.W. sehr wohl stark von der Spannweite abhängt.

Du bringst als Beweis die Formel: I.W.=[A*Ca] / [pi*s*e]
diese ist falsch (unvollständig), das sieht man allein schon an der Dimension, statt Newton oder kp, die ein Widerstand haben MUSS, ergibt sich hier für den Widerstand, der ja eine Kraft ist

mit A = Ca * v²; (Auftrieb = Auftriebsbeiwert mal v², nicht wahr )
A ist Kraft (N oder kp, trägt das Gewicht)
S = b²/Flügelfläche; (m²/m²)
e ist dimensionslos

N * N * m² * s²/(m² * m²) = N² * s²/m² und das soll eine Kraft sein ???!!! meine Güte

Quote:
"Als erklär mir bitte, warum du wieder einmal alles besser verstanden hast und warum die Spannweite die wichtigste Größe zur Verringerung des I.W. sind. "

Siehe oben; DU - hast NICHTS verstanden.

Gruß, Manfred

[manfred.ullrich]

Korrektur

Entschuldigung, Pipo, ich muss mich korrigieren, ich habe die Größe Ca falsch interpretiert. Die von Dir angegebene Formel stimmt doch.

Nun habe ich in einem dicken Buch "Ein Jahrhundert Flugzeuge" von Ludwig Bölkow auf Seite 56 gefunden.

Ca = A/(q * F) F=Flügelfläche; A=Auftrieb
q = (rho/2) * v²

Wenn man dieses in Deine angegebene Formel einsetzt: I.W.=[A*Ca] / [pi*s*e] und e für den Idealfall zu 1 setzt, so ergibt sich

I.W.=[A*Ca] / [pi * s]
I.W. = A * A/(q * F * pi * s)
I.W. = A * A/((rho/2) * v² * F * pi * s)

und da s=b²/F ( Spannweite²/Flügelfläche)

I.W. = A * A/((rho/2) * v² * F * pi * b²/F)
I.W. = 2 * A² /(rho * pi * v² * b²)

und da selbstverständlich A = Gewicht

I.W. = 2 * G² /(rho * pi * v² * b²)

So, und nun vergleiche diese Formel mit meiner. Und wenn Du ein Mann bist, so gibst Du Deinen Irrtum zu.

Gruß, Manfred

[pipo]

????

hallo manfred,

ich kann deinen wirren Ausführungen bezüglich der Dimensionen in der Formel nicht folgen.
Ich erklär´s dir noch einmal:
A.........Auftrieb...................... [N] oder [kg*m/s²]
s.........Streckung................... [1], also dimensionslos
Ca..... Auftriebsbeiwert..........[1]
e........Faktor (s.o.).................[1]

Du hast also den Auftrieb mit der Einheit [N].
Die restlichen Größen sind dimensionslos. Das Ergebnis hat daher wieder die Einheit [N].
Du scheinst tatsächlich mit den Begriffen Streckung und Auftriebsbeiwert nicht allzuviel anfangen zu können. Anders ist es für mich nicht zu erklären, daß du bei einer so trivialen Gleichung dermaßen den Überblick verlieren kannst.

Bezeichnend ist außerdem wieder einmal die Tatsache, daß du -offensichtlich ohne viel Ahnung von der Materie zu haben - den Verfassern dieses Aerodynamikskripts unterstellst, ihre Formel sei "falsch und unvollständig".

Dein letztes Posting läßt für mich nur zwei Schlüsse zu:
1.) Du weißt, daß du nicht recht hast, und versuchst durch so wirre Nonsens-Ausführungen davon abzulenken.
2.) Du begreifst nicht einmal die Basics, wie Flügelstreckung, oder Auftriebsbeiwert.

Für den Fall, daß ich mit beiden Möglichkeiten daneben liege habe ich wieder zwei Fragen an dich, nachdem du die letzte nicht beantworten konntest:

1.) Denk in Ruhe über die Formel nach, schau dir den ganzen Artikel dazu an. (Links dazu von Steffen und mir in vorigen Postings)
Dann erklär mir bitte noch einmal, warum da irgend eine Einheit, außer Newton herauskommen sollte.
Für den Fall, daß du diese einfache Formel nachvollziehen kannst, beantworte mir dann bitte die Frage aus meinem vorigen Posting, die du offensichtlich nicht verstanden hast. Also nocheinmal:

2.)Nun haben wir ja die lange gesuchte Formel für den I.W, die die Spannweite offensichtlich in keiner Weise berücksichtigt.
Deine selbstgebastelte Formel hingegen berücksichtigt als einzige geometrische Größe die Spannweite.
Nachdem ich selbst ja, wie du bemerkt hast "die GANZ WESENTLICHE WIRKUNG der Auftriebserzeugung nicht verstanden habe", liegt es für mich nahe der ersten Formel, die vom Institut für Luft- und Raumfahrt der TU Berlin stammt, zu glauben.
Als erklär mir bitte, warum du wieder einmal alles besser verstanden hast und warum die Spannweite die wichtigste Größe zur Verringerung des I.W. sind.

Vor allem gespannt bin ich auf die Beantwortung der ersten Frage!

pipo

[manfred.ullrich]

Du bist unmöglich, Pipo

Du hast in Deiner Antwort vom 16.11. 01:16 offensichtlich meine Antwort vom 16.11. 00:48 nicht berücksichtigt, da wohl noch nicht gelesen. Ich habe mich ja darin entschuldigt, dass ich die Größe Ca falsch interpretiert hatte.

Aber wenn Du nun diese Antwort von mir gelesen hast, so bleibt Dir eigentlich nur eines.....

Ich möchte noch eine Bemerkung zu Deinem Umgangston machen: der ist unmöglich und fällt nun auf Dich zurück.

Gruß, Manfred

[klaus_the_flyer]

Impulserhaltung

Mir fällt grad was zur Impulserhaltung ein:

Hubschrauberrotorblätter sind etwa 0,2 m tief und 6 m lang, das macht Streckung 30 (Verkehrsflugzeuge um 10 bis 12). Klingt doch fast perfekt, nützt aber nur bedingt was, denn bei keinem anderen Fluggerät ist der Flügelabwind so offensichtlich wie beim Hubschrauber. Und in diesem Abwind steckt viel Energie, weshalb Hubschrauber etwa die 5-fache Motor- bzw. Turbinenleistung wie gleichschwere Flächenfluggeräte benötigen.
Besonders gut ist das beim Start zu sehen. Erst wird der Rotor auf Drehzahl gebracht bei nahezu Nullauftriebsanstellwinkel. Zum Abheben wird der Anstellwinkel (und damit ca) vergrößert. Man kann beobachten, wie der Hubschrauber in dem Maße leichter wird, in dem der Abwind einsetzt. (Action=Reaction)...

Klaus

[Easy]

mathematische Formel

Friedrich Nietzsche in Wille zur Macht:

Illusion, daß etwas erkannt sei, wo wir eine mathische Formel für das Geschehene haben: es ist nur bezeichnet, beschrieben: nichts mehr.