Aerodynamik für Anfänger

[Dr. Kite]

Hallo Niki,

das ist keine Abweichung der Lehrmeinung. Schon in den 30er Jahren wurde der Auftrieb bzw. der Abwind global so erklärt. Das hat aber nix mit angreifenden Kräften zu tun.

Der Punkt ist doch, daß die Ursache für die Ablenkung nach unten, nämlich der Unterdruck auf der Oberseite, nicht erklärt wird. Denn genau der Unterdruck, der die Strömung umbiegt, saugt eben auf der anderen Seite auch die Tragfläche hoch. Damit ist der Unterdruck causal für die Auftriebskräfte verantwortlich. Und für mein Verständnis muß das auch so gesagt werden.

[Klaus (c:E]

Hai,

also es ist eigentlich wirklich nicht so schwer:

Die Luftmoleküle auf der Oberseite des Kites können locker aufstehen und nach hinten laufen, während die Moleküle auf der Unterseite mühsam am Kite entlanghangeln müssen, um nicht herunterzufallen. Darum strömt die Luft auf der Oberseite schneller, als unten, es entsteht etwas, das wir Zirkulation nennen und den Auftrieb erzeugt.

[ 19. Dezember 2004, 08:54: Beitrag editiert von: Klaus (c:E ]

[Kitelehrling]

Dr. Kite:

Auf der Seite steht doch dass wenn ein Druckgefälle vorhanden ist die Luft erst zu strömen anfängt...Ergo :Wenn unten Überdruck vorhanden ist hast du als Reaktion oben den Unterdruck.Das erklärt es doch?

Ansonsten fand ich deinen anderen Link auch noch sehr hilfreich:

http://www.quarks.de/dyn/14109.phtml

"Der Großteil der Strömung entsteht durch die Luftverdrängung der Tragfläche. Bewegt sich die Tragfläche durch die Luft, hebt sich ein Teil der Luft vor der Tragfläche nach oben und ein Teil fließt direkt unterhalb der Tragfläche entlang. Dabei entsteht erst einmal eine Strömung, die keinen Auftrieb erzeugt:

Diese auftriebslose Strömung stellt sich ein, wenn ein Flugzeug ganz langsam anrollt. Die Geschwindigkeit über und unter der Tragfläche ist gleich.

Beim Losfahren spitzen sich die Verhältnisse an der Hinterkante der Tragfläche zu. Wegen der Zähigkeit der Luft und ihrer Reibung an der Tragfläche entsteht ein Wirbel an der Tragflächenhinterseite, der sich ablöst und hinter dem Flugzeug zurückbleibt. Dadurch ändern sich die Strömungsverhältnisse am ganzen Flügel und es entsteht ein Druckunterschied zwischen Ober- und Unterseite: Dieser erzeugt den Auftrieb!"

Klaus (c:E : Du siehst dass zu Oberflächlich ("Wollfadenmethode") .

Und in welche Richtung hangeln sich denn deine unteren Teilchen wenn es Zirkuliert?!

[Klaus (c:E]

Hai,

Oberflächlich? Wollfadenmethode?
Die Wollfadenmethode ist doch für einen Anfängerthread schon viel zu professionell ... da können wir gleich mit der Kutta´schen Abflussbedingung kommen (und wer´s nicht glaubt, möge die Navier Stokes Gleichungen lösen, oder ewig im Anfahrwirbel herumwirbeln!).

Aber mal Spass beiseite:

Weisst Du eigentlich, wie sehr sich die Luftmoleküle über Wollfäden aufregen? Wer bei einem dieser Hangel-contests (Start ist die Leading edge, also die Vorderkante, Ziel ist die Trailing edge, also die Hinterkante) einen Wollfaden erwischt, hat so gut wie verloren.

[Kitelehrling]

Meinst du so ne Art Spin out?

Ich klau mal bei unseren Windsurfern:

W.Lessacher:

Die Finne bekommt auf der Leeseite Druck. Am Ende, nach getaner
Arbeit, geht das Wasser, vom Sog der anderen Seite angezogen, unter
Ca. 35° nach luv. Das Wasser,rollt sich , je nach Richtung , im hinteren
Teil der Finne, vorne zur Finne hin ein . Je nach Segelgröße, mehr Zug
an der Gabel oder mehr seitlichen Druck auf den Brettboden, wandert
dieses eingerollte Wasser zur Vorderkante der Finne, geht zur Leeseite
rum, Rotation um die Finne beginnt. Spin out.

[Klaus (c:E]

Hai,

ja, genau!
Wenn die Finne Druck bekommt, hat sie klar den falschen Chef. Die Schiedsrichter beim Wetthangeln der Luftmoleküle sind auch ziemliche Ignoranten, weil es bei Wollfäden nämlich keinen Neustart gibt. Die armen Moleküle haben dann einfach verloren!

[Kitelehrling]

Wobei die Moleküle bei Wolfgang ja ganz schön ins Grübeln kommen:

http://www.designlessacher.de/

Sowas mal als Tragfläche!

[Klaus (c:E]

Hai,

stimmt. Da gibt es ja gar kein oben und unten! Hmmm... jetzt muss ich doch noch mal über Aerodynamik nachdenken .
Also, ich glaube, wenn es kein Oben und Unten gibt, sondern nur eine Sog- und eine Druckseite, dann werden die Moleküle auf der Druckseite so gegen das Profil gepresst, dass sie mühsam darauf entlangrobben müssen, während die Moleküle auf der Sogseite vergleichsweise locker daran entlanghangeln.

[Kitelehrling]

Es gibt kein oben und kein unten...
Jep,sonst klappt ja auch kein Rückenflug.
Da wird beim Flieger immer noch Auftrieb erzeugt.(Tschüss Bernoulli-Effekt)

Dann den nochmal zum GrübelnIch lass die Fliegenfrage mal weg)

> 3. Jeder Physiker, Aerodynamiker und
> Physiklehrer den ich nach dem aerodyn.
> Auftrieb fragte, erzählte mir irgendetwas
> von Luftteilchen die einen längeren Weg
> zurücklegen mussen und darum schneller
> strömen. (Wahrscheinlich meinen sie dabei
> den Bernoulli-Effekt)

> Jetzt mal im Ernst, das ist der Luft doch
> völlig wurscht ! Sie stömt an jeder Stelle
> des Luftfahrzeugs mit der selben
> Geschwindigkeit. ( TrueAirSpeed )

Luft strömt an Hindernissen, wie sie selbst Profilbuckel darstellen, sogar langsamer!
Daß sie über dem Flügelprofil aber tatsächlich schneller `strömt´ (als Fahrtwind betrachtet), hat eine GANZ ANDERE URSACHE!
Und zwar die, daß ZUVOR Luft nach unten gedrückt sein muß! (Die quillt dann nämlich vorn um die Nase herum nach oben (Deswegen hebt sich die Luft vor dem Flügel an!), zusätzlich vom Unterdruck aus dem Ansaugen der Luft von oben auf die Flügeloberseite angesaugt.
Deswegen `strömt´ (im Sinne von Fahrtwind) die Luft auch dann über dem Flügel schneller, wenn sich im Rückenflug die konkave (hohle) Seite oben befindet!

Der Punkt ist der:
AUFTRIEB ENTSTEHT DURCH RÜCKSTOß VON ABWÄRTS BESCHLEUNIGTER LUFT!


( http://www.dglr.de/cgi-bin/air-forum.pl?read=445 )

Das ist mein Favorit.Auch wenn sich jetzt einige die Haare raufen sollten

[Klaus (c:E]

Hai,

damit bist Du schon wieder bei den Navier Stokes Gleichungen!
Hey, dies ist ein Anfängerthread!
Der Auftrieb entsteht, weil der liebe Onkel Otto Lilienthal den auf dem Fliegeberg erfunden hat.

[Kitelehrling]

Also bis vor ein paar Tagen wusste ich noch nix von Bernoulli (oder dem Namenszeug was du da sonst noch drauf hast).

Hab zwar das mit dem Tischtennisball in dem Luftstrom noch vage in Erinnerung gehabt,aber mit meinem Physiklehrer stand ich auf Kriegsfuss (hatte immer so verwirrende Fragen die dann nicht in den Lehrplan passten)
Ich bin also wirklich Anfänger!
Aber vielleicht kann ich mich ein wenig in die Luftteilchen reindenken?
Beispiel Bernoulli's Rohrexperiment:
Durch ein dickes Rohr fliesst Wasser.(Da hat wohl einer den Hahn aufgedreht wie im Windkanal)
Jetzt kommt die Verengung in das schlanke Rohr.
Strömungsgeschwindigkeit steigt an.
Jetzt bohrt der Schlaumeier oben zwei Löcher-eins ins dicke das andere ins dünne Rohr.Es entstehen 2 Springbrunnen von denen der im schlanken Rohr kleiner ist.Daraus resultiert:Schnellere Strömung =geringerer Druck.

Wär ich ein Teilchen ,würde ich einfach bei der höheren Geschwindigkeit nur den Ausgang nicht finden...,womöglich will sogar noch wer rein von der anderen Seite?

[Klaus (c:E]

Hai,

Zitat:...Wär ich ein Teilchen ,würde ich einfach bei der höheren Geschwindigkeit nur den Ausgang nicht finden...,womöglich will sogar noch wer rein von der anderen Seite?

langsam kommst Du den wahren Hintergründen auf die Spur...

Scherz beiseite:
unter http://wind.wiederhoeft.info/wiederhoeft.pdf kannst Du meine Auslegungstheorie für Windkraftanlagen nachlesen.
Die "Zauberformel" für die Aerodynamik des schlanken Profils ist die Kutta´sche Abflussbedingung, die meines Wissens empirisch formuliert wurde.
Mein Professor für Strömungsmechanik hat einmal gesagt, das der Unterschied zwischen der Aerodynamik und anderen Fächern darin liege, dass wir, wenn wir alles gelernt hätten und rechnen könnten, immer noch nicht wüssten, warum es sich eben so verhält, wie wir es rechnen.
In der reibungsfreien Strömungsmechanik gibt es keinen Auftrieb!
Die Potentialtheorie ist zwar ebenfalls reibungsfrei, beschreibt aber durchaus Auftriebseffekte (Zirkulation, Potentialwirbel...).
Die Realität liefert offensichtlich Auftrieb, bleibt jedoch die anschauliche Erklärung schuldig.

P.S. in einem Wasserkanal der Uni Bochum habe ich einmal in der Vorlesung "MEssmethoden in der Strömungsmechanik" einen Schlauch von dem Kanal abgezogen, weil die Messwerte klar zeigten, dass dort kein Wasser aus- sondern Luft eintreten würde - und ich hatte recht. Du aber auch (s.o.) Die Luftteichen wollen von der anderen Seite rein, weil das Gerücht, dass das Wasser unter Unterdruck so schnell fliesst, so faszinierend ist. Da wollen die Moleküle eben mal nachschauen .