Widerstände

Auftrieb und Widerstand ändern sich mit dem Quadrat der Eigengeschwindigkeit.

  • Widerstand ist jede Kraft, die gegen die Flugrichtung wirkt.
  • Jeder Körper erzeugt in einer Luftströmung einen Widerstand. Er entsteht durch Interaktion/Störung/Beeinflussung der Luftteilchen untereinander.
  • CA ist der Widerstandskoeffizient.
  • Doppelte Fahrt ergibt vierfachen Widerstand.
  • Auftrieb und Widerstand ändern sich
    • linear mit der Luftdichte.
    • linear mit der Flügelfläche.

Der Anstellwinkel

  • Der Anstellwinkel ist der Winkel zwischen der Strömungsrichtung der Luftteilchen und der Profilbezugslinie/Profilsehne eines Flügels.
  • Eine Vergrößerung des Anstellwinkels führt zu einer Vergrößerung des Auftriebs und gleichzeitig des Widerstandes.
  • Ab dem Überschreiten des kritischen Anstellwinkels löst sich die Grenzschicht vom Flügel ab und der Auftrieb sinkt auf Null während der Widerstand weiter wächst.

Die Grenzschicht

  • Die Schicht, in der die Luftteilchen noch nicht die volle Strömungsgeschwindigkeit haben, heißt Grenzschicht.
  • Darin sind die Teilchen unterschiedlich schnell und „behindern“ und „stören“ sich gegenseitig.
  • Die Luftteilchen können sich laminar = parallel oder turbulent bewegen. Bewegen sie sich laminar, stören sie sich nicht. Bewegen sie sich turbulent, stören sie sich gegenseitig und kosten Energie.
  • Vom Staupunkt (Beginn des Flügels) aus sind Luftteilchen zunächst laminar und beginnen am Umschlagpunkt (kurz vor der Flügelkrümmung in die andere Richtung) turbulent zu werden.

Auftriebserzeugung

  • Auftrieb ist jede Kraft, die senkrecht nach oben wirkt.
  • Die Profilform bestimmt den Auftrieb.
  • CA ist der Auftriebskoeffizient.
  • Die Profilbezugslinie oder Profilsehne ist eine gedachte Gerade durch den Querschnitt eines Flügels.
  • Die Größe der Angriffskraft eines Körpers hängt ab von
    • seiner Form und Größe,
    • seiner Lage und Geschwindigkeit relativ zur Luftströmung sowie
    • der Beschaffenheit der Luft.
  • Um Auftrieb an einem Körper zu erzeugen, muss von diesem Luftmasse nach unten abgelenkt werden.
  • Je größer die Ablenkung nach unten, desto größer der Auftrieb – und des Widerstandes.
  • Unter einem Flügel entsteht ein Überdruck und über einem Flügel ein doppelt so hoher Sog.
  • Der Einstellwinkel bezeichnet den Winkel zwischen der Flugzeuglängachse und der Profilsehne. (D.h. wie stark geneigt der Flügel in Relation zum Flugzeugrumpf ist.)
  • Steigung frisst Geschwindigkeit.
    • Wenn man steigt, benötigt dies Energie, die nicht mehr für die Geschwindigkeit zur Verfügung steht.