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Wichtige Themen des PTD Ankündigungen und sonstige wichtige Themen des Pilots Trainingsdepartment

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Alt 2012-05-25, 23:30   #61 (permalink)
 
Benutzerbild von Wolfgang Allers
 
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Zitat:
Zitat von Andre Koloschin Beitrag anzeigen
Schon klar, meine Aussage war jedoch, dass das Video nicht erklärt, warum die Strömung auf der Oberseite schneller ist.

Dass eine höhere Strömungsgeschwindigkeit mit einem niedrigeren Druck korreliert und umgekehrt, ist ja bekannt.

Und die Aussage, dass die Strömung oben schneller sei, weil dort eine Art "Verengung" vorhanden ist (so lässt es sich zumindest in das Video hineininterpretieren), wird ja von der NASA als falsch abgetan (Venturi-Erklärung oder so ähnlich).



Die Luft auf der Oberseite der Tagfläche strömt deshalb schneller, weil sie in derselben Zeit eine längere Strecke zurück legt, als die Luft auf der Unterseite. Deshalb entsteht oben ein Unterdruck und unten ein Überdruck. Dass sind simpel die Gesetze der Physik.
Selbst ein Scheunentor erfüllt annährend diese Bedingungen, wenn nur der Anstellwinkel zum Wind stimmt.
Abgesehen davon gibt es mehrere Faktoren für den Auftrieb.
Die gängige Lehrmeinung aller Experten ist die, dass der Löwenanteil durch den Downwash verursacht wird (auch ein Resultat von Unter- und Überdruck). Dazu kommen geringere Anteile durch den Überdruck an der Flügelunterseite und den Unterdruck an der Flügeloberseite. Alle Komponenten zusammen können durch die Klappenstelllung beeinflusst werden. Das gilt nicht nur als bloße Theorie , sondern in unzähligen Versuchen als nachgewiesen.
__________________
Viele Grüße: Wolfgang

Geändert von Wolfgang Allers (2012-05-26 um 21:16 Uhr) Grund: Unpassende Stellen entfernt
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Alt 2012-05-26, 02:46   #62 (permalink)
 
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Schön zu wissen, das man in diesem Forum die Personen immer noch so schätzt

Das Thema Aerodynamik ist gar nicht so einfach und wenn sich da auch die Fachleute nicht 100% einig sind (Bernoulli vs Newton), dann dürfte es relativ klar sein das auch hier keiner die komplette Wahrheit kennen kann.
Die Strömungslehre ist ein wichtiger Bestandsteil, ohne Zweifel, bitte überlegt euch aber immer was passiert wenn eine Masse mit hoher Dichte und Geschwindigkeit auf eine Masse mit geringer Dichte und Geschwindigkeit triff?
Ich versuche mir vorzustellen, das das feste Flugzeug die umgebende gasförmige Luft beeinflußt und diese in verschiedene Richtungen beschleunigt und dementsprechend nach dem Prinzip von Newton (Actio = Reactio) eine Gegenkraft erzeugt.

- Ein Teil der Luft wird in die Flugrichtung beschleunigt und erzeugt damit eine Gegenkraft die das Flugzeug abbremst (Luftwiderstand)
- Ein Teil der Luft wird nach unten beschleunigt und erzeugt somit ein Kraft die der Schwerkraft des Flugzeuges entgegen wirkt (Auftrieb)

Man kann hier 2 Hauptkomponenten sehen die für den Auftrieb verantwortlich sind
1.) Wieviel qm Luft werden innerhalb einer gewissen Zeit von dem Flugzeug beeinflußt?
(Geschwindigkeit, Verdrängungsvolumen)
2.) Um welche Strecke wird die Luft nach unten beschleunigt?
(Anstellwinkel)

Daraus folgt die Erkenntnis, je mehr Luft bewegt wird, desto weniger muss die Luft beschleunigt werden, also je schneller das Flugzeug desto geringer kann der Anstellwinkel sein.

Wäre jetzt ganz schön einfach Wenn, ja wenn... wir haben es mit Physik zu tun.

Da gibt es ja noch mehr,
z.B. so werden durch den Unterdruck / Überdruck mehr Luft beeinflußt wie nur durch das Volumen der Tragfläche verdrängt, das ist meine Erklärung für die Sinnhaftigkeit von Bernoulli und Venturi
aber dann gibt es ja noch so was blödes wie eine turbulente Strömung, die die Luft nicht eine bestimmte Richtung lenkt (sprich nicht nach unten, und das wäre halt für den Auftrieb gut)

Ob das jetzt das Allwissende ist? Wahrscheinlich nicht...
... aber auf alle Fälle besser wie die Erklärung meiner Freundin von vor 30 Jahren (Die hatte behaupt, das ein Flugzeug deshalb fliegt, weil die Schutzengel der Passagiere das Flugzeug tragen)

Was wichtig ist, du brauchst genug Geschwindigkeit und den richtigen Anstellwinkel (oder auch Auftriebshilfen), erzeuge nicht zu viele Turbulenzen, sonst wirkt das Ganze nicht wie es soll und zerstöre nicht dein Flugzeug durch Überbelastung.

Bitte nehmt das Ganze nicht zu eng, Aerodynamik ist schon gut wenn man ein paar Zusammenhänge kennt, aber selbst Piloten die von der These überzeugt sind das nur Bernoulli für den Auftrieb verantwortlich ist fliegen seit Jahrzenten ohne Probleme...
und ich habe vor noch wenigen Tagen von einem durchaus anerkannten Physiker diese Variante als Hauptkomponente für den Auftrieb gehört.

Trotzdem wurde in diesem Bericht (es ging um das Skifliegen) ein schöner Abschlusssatz gewählt mit dem auch ich hier enden möchte:
"Entscheidend sind nicht die Kenntnisse über die Physik, sondern die Leidenschaft des Springer (Piloten) für seinen Sport (Hobby)"

Klasse auch hier diese Leidenschaft zu spüren....
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Horst Klement
Der hofft aus den Erinnerungen wieder Taten werden zu lassen....
Horst Klement ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 2012-05-26, 06:29   #63 (permalink)
 
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Bernoulli kann man ziemlich einfach erleben (studieren) indem man 2 DIN-A4 Blätter zusammenhält und dazwischen bläst. Die Blätter müßten aufgrund der Mechanik auseinander gehen (fliegen), wegen des Überdrucks, tun sie aber nicht, sondern sie "kleben" aneinander, aufgrund des Unterdruckes der zwischen den beiden Blättern entsteht. Genau das spielt sich auf dem Flügel (obere Wölbung) ab.
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Gruß Hans
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Alt 2012-05-26, 11:47   #64 (permalink)
 
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Moin Moin!

Freut mich sehr, dass hier eine Diskussion über die Inhalte der PTD-Schulung entsteht! Meiner Meinung nach wurden Sachverhalte in einer Komplexität dargestellt, die bereits eine wissenschaftliche Tiefe erreichten. Das finde ich klasse! Allerdings wächst dann auch gleichzeitig die Gefahr, sich so sehr in einzelne Details zu vertiefen, dass man Schwierigkeiten bekommt, das Wissen wieder "als Ganzes", also in seinen Zusammenhängen zusammen zu bauen.

So ist es mir mit der Grenzschichttheorie ergangen. Ich möchte daher meine Frage noch einmal wiederholen:


Wie sind die Zusammenhänge bzgl. der Grenzschichttheorie und dem Auftrieb an einem Tragflächenprofil ?


Nette Grüße,
Jörg
Joerg Niehoff ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 2012-05-26, 12:15   #65 (permalink)
 
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Zitat:
Zitat von Joerg Niehoff Beitrag anzeigen

Wie sind die Zusammenhänge bzgl. der Grenzschichttheorie und dem Auftrieb an einem Tragflächenprofil ?
Kannst Du da noch einmal 1-2 Sätze ergänzen, ich verstehe nämlich leider nicht, was Du überhaupt wissen willst. Ich habe Probleme nachzuvollziehen, was Dir genau unklar ist.
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Alt 2012-05-26, 13:01   #66 (permalink)
 
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Hallo - ja sehr gerne!

Also in den Unterlagen gliedern sich die Folien thematisch ja folgendermaßen:

- Kräfte im Flug
- Luftströmung (laminar,Umschlagpunkt, turbulent)
- Grenzschichttheorie
- Theorien zum Auftrieb (NASA)
- Downwash

Nach meinem Verständnis ist aus dieser sachlogischen Reihenfolge ein Verständnis abzuleiten, "warum ein Flugzeug fliegt" - also warum eine Tragfläche Auftrieb erfährt. Ich kenne die (inkorrekten) Theorien nach Bernulli und Venturi sowie die des Downwash.

Mir gelingt es aber nicht, den Zusammenhang zwischen Auftrieb und Grenzschichttheorie nachvollziehen. Überspitzt ausgedrückt: Welche theoretische/praktische Bedeutung hat die Grenzschichttheorie überhaupt im Kurs?

Es gibt thematisch gesehen teilweise mehrere Folien. Dann wurden andere Folien übersprungen, das Skript hat 79 Seiten, die an einem Abend logischerweise nicht alle besprochen werden können. Ein link zum Skript ist auch im Teamspeak-Kanal "PTD 2 | Technik & Grundlagen vorhanden.
Joerg Niehoff ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 2012-05-26, 13:59   #67 (permalink)
 
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Gute Frage, diese NASA Theorie ist völlig an mir vorbeigegangen. In meinen Büchern und Schulungen wurde das immer nur mit Bernouli erklärt. Ist denn eigentlich geklärt, dass die Bernoulli Theorie falsch ist, oder ist das nur eine Vermutung?

Was ich bei meiner Suche so gefunden habe, ist folgendes. Die Profis können das jetzt mal überprüfen.
  1. Der Bereich der laminaren Grenzschicht trägt zum Auftrieb bei.
  2. Der Bereich der turbulenten Grenzschicht trägt auch zum Auftrieb bei, allerdings bei deutlich höherem Widerstand. Also ist dieser Bereich eigentlich schon unerwünscht, bei Segelflugzeugen versucht man diesen, soweit möglich, zu vermeiden.
  3. Der Bereich der Wirbel trägt nicht mehr zum Auftrieb bei.

Bisher konnte ich mir das immer bildlich vorstellen (nach B.), das Bild kann ich aber wohl löschen. Die dachte ganz naiv, ok, die Moleküle der turbulenten Grenzschicht vereinigen sich halt nicht mehr (Strom der Ober- und Unterseite). Trotzdem wird der Flügel noch umströmt (-> Über- / Unterdruck).

Mit Klappen erkaufe ich mir den Auftrieb durch zusätzliche turbulente Grenzschichten, mehr Widerstand, aber auch mehr Auftrieb. Dafür komme ich eben nicht auf höhere Geschwindigkeit, was i.d.R. in diesem Flugzustand tolerierbar oder gewollt ist.

Jetzt bin auch mal gespannt, was die Experten so zu sagen haben. Notfalls buchen wir eine Nachschulung Jörg
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Geändert von Klaus Basan (2012-05-26 um 14:01 Uhr)
Klaus Basan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 2012-05-26, 14:33   #68 (permalink)
 
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wie im kurs ja schon gesagt, sind das alles theorien, die - wie ich denke - alle mehr oder weniger zum auftrieb beitragen.

aber um noch mehr kerosin ins feuer zu gießen, wollte ich noch an das thema "fliegen mit nur einem flügel" erinnern, das ja auch am ersten kurs-abend zur sprache kam.

diese geschichte ist zwar einem F-15-piloten widerfahren, und hätte bei einem zivil-flugzeug garantiert andere folgen gehabt, troztdem sehr sehenswert...

EAT THIS BERNOULLI!

http://www.youtube.com/watch?v=-_EXtBEaBbs
Thomas Rosseck ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 2012-05-26, 14:50   #69 (permalink)
 
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Ich kann dem noch ein paar Erkenntnisse hinzufügen:

Ich habe einen Strömungstechniker der RWTH Aachen auf die Grenzschichttheorie angesprochen und kann Deine Aussage bestätigen, dass die turbulente Strömung erheblich größere Widerstände verursacht. Hier kann man nun zwei Dinge aussagen:

(1) Eine laminare Grenzschicht verursacht durch ihren geringeren Widerstand einen kleineren Gesamtwiderstand in Flugrichtung - also auch geringere Treibstoffkosten, oder z.B. einen besseren Gleitwinkel beim Segelfliegen.

Man könnte also dem Gedanken unterliegen, dass es ein Ziel ist, am Flügelprofil so große/lange laminare Strömungsbereiche wie möglich zu haben. Also möglichst gar keinen, oder einen maximal weit hinter dem Staupunkt liegenden Umschlagpunkt.

(2) Dass eine turbulente Strömung erhöhte Widerstände mit sich bringt, nutzt man allerdings gerne an den Klappen aus. - Je größer der Strömungswiderstand (z.B. durch eine turbulente Grenzschicht), desto kleiner können die Klappen konstruiert werden. Daher bringt man manchmal im Bereich vor den Klappen künstliche Oberflächenänderungen an (z.B. Golfball- oder Haifischschuppen-Prinzip), um die Strömung dort gezielt turbulent zu bekommen. Im Augenblick forscht man in Aachen wohl daran, die Strömung am Seitenleitwerk des A-380 mit hochfrequentem Schall "umschalten" zu können: Muss nicht gesteuert werden, soll eine widerstandsarme, weil laminare Strömung anliegen, muss gesteuert werden, wird der Schall eingeschaltet und die Strömung angeregt, von laminar auf turbulent umzuschlagen.

Ist ja wirklich sehr interessant, allerdings sehe ich immer noch keinen Zusammenhang zum Auftrieb...

Geändert von Joerg Niehoff (2012-05-26 um 14:53 Uhr)
Joerg Niehoff ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 2012-05-26, 21:13   #70 (permalink)
 
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Zitat:
Zitat von Joerg Niehoff Beitrag anzeigen
Ich kann dem noch ein paar Erkenntnisse hinzufügen:

Ich habe einen Strömungstechniker der RWTH Aachen auf die Grenzschichttheorie angesprochen und kann Deine Aussage bestätigen, dass die turbulente Strömung erheblich größere Widerstände verursacht. Hier kann man nun zwei Dinge aussagen:

(1) Eine laminare Grenzschicht verursacht durch ihren geringeren Widerstand einen kleineren Gesamtwiderstand in Flugrichtung - also auch geringere Treibstoffkosten, oder z.B. einen besseren Gleitwinkel beim Segelfliegen.

Man könnte also dem Gedanken unterliegen, dass es ein Ziel ist, am Flügelprofil so große/lange laminare Strömungsbereiche wie möglich zu haben. Also möglichst gar keinen, oder einen maximal weit hinter dem Staupunkt liegenden Umschlagpunkt.

(2) Dass eine turbulente Strömung erhöhte Widerstände mit sich bringt, nutzt man allerdings gerne an den Klappen aus. - Je größer der Strömungswiderstand (z.B. durch eine turbulente Grenzschicht), desto kleiner können die Klappen konstruiert werden. Daher bringt man manchmal im Bereich vor den Klappen künstliche Oberflächenänderungen an (z.B. Golfball- oder Haifischschuppen-Prinzip), um die Strömung dort gezielt turbulent zu bekommen. Im Augenblick forscht man in Aachen wohl daran, die Strömung am Seitenleitwerk des A-380 mit hochfrequentem Schall "umschalten" zu können: Muss nicht gesteuert werden, soll eine widerstandsarme, weil laminare Strömung anliegen, muss gesteuert werden, wird der Schall eingeschaltet und die Strömung angeregt, von laminar auf turbulent umzuschlagen.

Ist ja wirklich sehr interessant, allerdings sehe ich immer noch keinen Zusammenhang zum Auftrieb...
Alles richtig. Der Zusammenhang zum Auftrieb besteht darin, dass die laminare (eng anliegende) Grenzschicht gestört wird durch Turbulenzen. Das macht man sich auch bei der Landung von Jets (und bei der Segelfliegerei) durch Einsatz von Störklappen zu Nutze, die die laminare Grenzschicht an der Flügeloberseite empfindlich durcheinander bringen und somit den Auftrieb stark reduzieren.

Dass die Laminate Grenschicht durch Landeklappen beeinflusst wird und den Luftwiderstand erhöht ist klar. Deshalb benötigen Jets im Anflug auch ungefähr denselben Schub, wie im Reiseflug auf großer Höhe, um eine gewisse Mindestgeschwindigkeit und damit den Auftrieb zu erhalten.
Allerdings erhöht sich durch das veränderte Tragflügelprofil auch der Auftrieb. Der Unterdruck auf der Flügeloberseite erhöht sich, auch der Überdruck an der Flügelunterseite. Und der Downwash intensiviert sich. Dadurch ist ein Flugzeug in der Lage, langsamer zu fliegen, wenn auch mit mehr Luftwiderstand und deshalb auch mit mehr Schub und damit mit mehr Treibstoffverbrauch.
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Viele Grüße: Wolfgang
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