Warum fliegt ein Flugzeug...?

Hi!

Ja klar, wegen asymetrischem, tragenden Profil, passender EWD von vielleicht 1,5 Grad, dazu vielleicht noch ein bisschen V-Form und fertig ist der gutmütige Flieger.

Alles klar soweit!

Aber: Warum fliegt z.B. eine Extra 300, vollsymetrisches Profil, 0 Grad EWD, V-Form sowieso nicht und dann noch SP jaaaanz weit hinten???

Ich habe u.a. auch so eine feine Maschine, fliegt supergut, aber warum das Teil überhaupt (sowohl auf´m Bauch als auch auf´m Rücken neutral) fliegen kann verstehe ich bis heute nicht...

Wir haben bei uns im Verein schon die wildesten Theorien aufgestellt, aber wirklich wissen (und vor allem erklären) tut es keiner.

Zufällig habe ich vor einer Weile mal einen Piloten der deutschen Kunstflug-Nationalmannschaft kennengelernt (manntragend). Er fliegt seine Zlin 50 auf dem Bauch mit leicht gezogenem und auf dem Rücken mit leicht gedrücktem Höhenruder. Aber warum kann eine Extra (zumindest im Maßstab 1:3) in beiden Lagen neutral fliegen?

Kann mir das einer mal erklären (und am besten ohne "RE-Werte" und solchen Begriffen, lieber auf "Sendung mit der Maus"-Niveau)?

Also, warum fliegt das mit vollsymetrischem Profil überhaupt und warum dann auch noch auf dem Bauch wie auf dem Rücken?

Eine echte Herausforderung an die Experten unter uns! Ich bin gespannt!

Beste Grüße, Mick

Na ist doch klar, wegen der Anstellung der Tragfläche zur Flugrichtung. Passen hier alles Einstellwerte sollte sich das Flugzeug so verhalten wie deine Extra So jetzt bin ich gespannt auf die wissenschaftliche Erklärung


Gruß
Dirk

PS: Eben noch ein Link zu RCL gefunden, da ging es damals um die gleiche Frage.

Warum fliegt eine Hummel?

Die Hummel hat 0,7 cm² Flügelfläche und wiegt 1,2 Gramm. Nach den Gesetzen der Aerodynamik ist es unmöglich, bei diesem Verhältnis zu fliegen.
Die Hummel weiß das nicht und fliegt einfach.

Wahrscheinlich ist es bei unseren Extras genauso.

Klingt komisch - ist es auch.

Grüsse Franz

Es fliegt, weil Dich die Leute, die Dir was von Bernoulli und so erzählt haben, angelogen haben. Klingt komisch, ist aber so. Etwas netter gesagt: sie wussten es nicht besser.

Ein Flügel ist eine Strömungsmaschine, die Luft umlenkt. Ist er positiv angestellt, lenkt er die Luft nach unten ab. Das benötigt eine Kraft. Nach Newton (actio = reactio) wirkt die Kraft auf den Flieger zurück, kompensiert sein Gewicht.

In einem stabil ausgewogenen Flugzeug liegt der Schwerpunkt immer etwas vor dem Neutralpunkt des Gesamtflugzeugs. Das bedeutet, dass bei völlig neutralen Rudern die Nase nach unten will. Das leicht dagegen ausgeschlagene Höhenruder kompensiert das.

Ein Modell kann man auch ganz neutral einstellen. D.h. der SP ist genau im Neutralpunkt. Ein so eingestelltes Flugzeug fliegt auf dem Bauch und auf dem Rücken gleich gut und ohne Ruderkorrektur. Manntragend macht man das aus Sicherheitsgründen eher nicht. Denn von neutral bis divergent (Sturzflug wird z.B. immer steiler) ist es ein kleiner Schritt.

Das Strömungsbild eines angestellten symmetrischen Profils ist nicht so furchtbar verschieden von einem gewölbten Profil. Da die Luft etwas unterhalb auf die Nase trifft (Der dazugehörende Punkt heisst Staupunkt), ist das Strömungsbild auch so, dass es oben schneller geht und die oberen Stromlinien stärker gekrümmt sind (letzeres ist eigentlich wirksamer und wird bei den Bernoulli-Theoretikern unterschlagen. Der physikalische Satz, der dazu gehört, ist der von Euler; noch so ein Basler Professor, wie auch Bernoulli.)
Ein gewölbtes Profil legt sich einfach idealer in dieses Auftrieb generierende Strömungsbild, und ist deshalb so rum wirksamer. Falschrum aber eben nicht.

Und zum Thema: "Der Weg oben ist länger, deswegen muss die Luft schneller strömen!" Deswegen nicht. Klingt komisch, ist aber so. Es zwingt nämlich niemand die Luft, die obenrum strömt, zur gleichen Zeit an der Endleiste anzukommen, wie die, die untendurch fliesst. In Tat und Wahrheit ist sie nämlich noch schneller, und kommt vor dem unteren Luftpaket hinten an.

Die Plattitüde mit der Hummel ist alt. Wegen der Re-Zahlen in diesem bald mikroskopischen Bereich ist die Luft für die Hummel so zäh wie für uns Wasser, so ungefähr. Sie muss also eher rudern als propellern.

Fliegt Deine Extra auch ohne Motor so stabil in allen Lagen? Also in 200m Höhe eine 200m lange gerade Bahn? Auf dem Bauch und auf dem Rücken mit der gleichen Trimm-Einstellung? Natürlich mit entsprechendem Sinkwinkel, klar. Vielleicht wird Deine Extra einfach nur vom Motor gerade gezogen?

Bertram

FXW schrieb:

Die Hummel hat 0,7 cm² Flügelfläche und wiegt 1,2 Gramm. Nach den Gesetzen der Aerodynamik ist es unmöglich, bei diesem Verhältnis zu fliegen.
Die Hummel weiß das nicht und fliegt einfach.

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Immer wieder kolportiert, aber schlicht falsch. Nur weil mal einer, der keine Zahlen für Flügel bei niedrigen Re hatte, sowas ausgerechnet hat, wird es nicht wahrer. Und das ganze auf die Flächenbelastung zurückzuführen is doof im Quadrat. Jede Flächenbelastung fliegt, die Frage ist, bei welcher Geschwindigkeit. Ein Starfighterpilot lacht über die FB einer Hummel.

Merke: Wenn eine Theorie ein reales Problem nicht abbilden kann, ist sie unvollständig.

@Markus: selten klar gesagt. Aber für den PPL lernt man glaube ich immer noch den "ollen" Bernoulli...

Kann man einen Rumpf so konstruieren, dass bei einem neutralen Modell die effektive (also angeströmte) EWD im Normal- wie im Rückenflug leicht in die richtige (stabile) Richtung geht?

Bertram

edit: gemeint war#4

Bertram Radelow schrieb:

Aber für den PPL lernt man glaube ich immer noch den "ollen" Bernoulli...

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Yep. Isso. Aber von den tatsächlichen Gegebenheiten wäre der Durchnitts-Physik-Amateur überfordert. Den Newton kann man bringen, aber im Detail wirds dann doch deutlich komplizierter.

Kann man einen Rumpf so konstruieren, dass bei einem neutralen Modell die effektive (also angeströmte) EWD im Normal- wie im Rückenflug leicht in die richtige (stabile) Richtung geht?

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Dazu musst Du eigentlich garnichts am Rumpf speziell machen. Da ein Flügel mit endlicher Streckung ein Abwindfeld hinter sich herzieht, bekommt das HR immer etwas negative Anstellung. Wie wirksam dieser Effekt ist, hängt von der Streckung ab. Je Gleitzahl-ineffektiver desto stabiler...
Wenn ich es mir jetzt recht überlege, ist das wahrscheinlich der Grund, warum die vollsymmetrischen Kunstflugkisten überhaupt zum stabil Fliegen zu bringen sind.
Als Konsequenz davon brauchen Doppeldecker oft negative EWD.

MarkusN schrieb:

Wenn ich es mir jetzt recht überlege, ist das wahrscheinlich der Grund, warum die vollsymmetrischen Kunstflugkisten überhaupt zum stabil Fliegen zu bringen sind.

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B.

Was für ein Unfug...

Was für ein Unfug...

Hilfe! Normalerweise mische ich mich ja nicht in solche Diskussionen ein, aber den grenzenlosen Unfug, den MarkusN hier geschrieben hat, kann ich so nicht stehen lassen.

Ein Kunstflugmodell hat ein vollsymetrisches Profil. Dieses hat den Nachteil, bei Anstellwinkel 0° keinerlei Auftrieb zu erzeugen, es wirkt wie ein einfachen tropfenförmiger Strömungskörper.
Stellen wir es nun an, beginnt Bernoulli (keine Lüge) zu wirken. Auf der Oberseite der Fläche wird ein Luftmolekül beschleunigt, da sich die Strömungslinien verengen (gleicher Effekt, wie bei einem Fluss, in dem das Flussbett enger wird) -> Unterdruck bildet sich -> das Profil erzeugt Auftrieb. Ist die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft fliegt das Flugzeug (im ansonsten kräftefreien Raum).
Soviel schon einmal dazu.
Der große Vorteil eines vollsymetrischen Profils ist nun, dass es sich auf dem Bauch oder auf dem Rücken genau gleich verhält.
Bedeutet vereinfacht: Ist der Rest des Modell auch halbwegs vollsymetrisch (so wie fast alle Kunstflugmaschinen) muss ich auf dem Bauch leicht ziehen, auf dem Rücken leicht drücken.

Weiter im Text: MarkusN schreibt von Neutralpunkt und Schwerpunkt im Zusammenhang. Hier muss beachtet werden, dass es hier um den Neutralpunkt des Flugzeuges, nicht den des Profils geht. Dann gilt:

SWP vor NP. Der Zusatzauftrieb erzeugt in Bezug auf den SWP ein kopflastiges (rückdrehendes) Moment ⇒ stabiles Verhalten
SWP im NP. Der Zusatzauftrieb erzeugt kein Moment, die Störung bleibt erhalten ⇒ indifferentes Verhalten (= neutrale Stabilität)
SWP hinter NP. Der Zusatzauftrieb erzeugt in Bezug auf den SWP ein hecklastiges Moment ⇒ instabiles Verhalten
(Quelle Wikipedia)

Bitte nicht jeden Mist fressen, der Euch hier vorgeworfen wird.

Falls hier jetzt jemand meine Qualifikation in Frage stellen möchte:
Ich bin gelernter Flugzeugmechaniker, habe PPL-B/C, Fallschirmspringerlizenz, seit vielen Jahren Modellflieger und seit 5 Jahren Berufspilot auf einem Airbus mit mehreren tausend Flugstunden.

@ Flieger-Flo.

DANKE!

hi Flo,

dem Threadersteller ging es wohl nicht allgemein um die Frage wie Auftrieb entsteht, sondern um dieses Detail: Wie kann es sein, dass eine Kunstflugmaschine bei ansonsten unveränderter Einstellung gleichermassen stabil fliegt - im Normalflug und auf dem Rücken?

Die Lösung führt über das Abwindfeld nach der mit einem gewissen Anstellwinkel fliegenden Tragfläche, das in einem gewissen Winkel auf das Höhenruder trifft, und das wird mit dem üblichen Bernoulli wohl etwas schwer zu erklären sein. Wenn doch, würde es mich sehr interessieren.

Bertram

Wie mächtig ein Abwindfeld eines Jumbos im Reiseflug (bitte nicht mit den Randwirbeln bei hohem Anstellwinkel verwechseln) noch Minuten hinter ihm ist, wirst Du mit Pech ja schon einmal erlebt haben.

Hallo Bertram,

Es gibt einen sogenannten Downwash eines Flügels. Dieser beeinflusst auch leicht das Leitwerk. Eine Gefahr geht hiervon aber nicht aus. Diese geht einzig und alleine vin den Wirbelschleppen aus. Diese verursachen zum Beispiel auch den Bodeneffekt. Dass das VOLLsymetrische Profil für das sehr neutrale Verhalten sorgt, hatte ich erwähnt.

Wikipedia hat hier für interessierte sehr gute Veranschaulichungen. Dass das Ganze in der Realität etwas komplizierter abläuft, sollte sowieso jedem klar sein. Aber ein halbes Physikstudium in einen Forumthread zu quetschen ist mir jetzt auch etwas zu viel :-)

Warum Flugzeuge fliegen ist echt kompliziert zu verstehen und noch komplizierter zu erklären!

Eine recht brauchbare und hinreichend korrekte Erläuterung findet man hier: http://www.luftfahrtarchiv.eu/index...n-flugzeug&catid=39:grundkenntnisse&Itemid=59

Der gute "Bern-Ulli" spielt natürlich ne Rolle, eine rein auf ihn aufgebaute Theorie erklärt aber nur sehr umständlich, warum Thermikprofile ( ja, die mit der gewölbten Unterseite) funktionieren ,-)

Wer's wirklich genau wissen will, sollte sich ein paar Semester Strömungslehre antun ;-)

Viele Grüße
Peter

MarkusN schrieb:

Ein Starfighterpilot lacht über die FB einer Hummel.

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Na ja hat ja leider oft genug nicht so gut geklappt, das mit dem Fliegen beim Starfighter, sind ja so einige runtergefallen ........ aerodynamisch war der Starfighter eine Katastrophe, das Design taugte nur zum Schnellflug geradeaus, geriet die Maschine aus irgendwelchen Gründen mal aus der Balance, wars das, dann kam der runter, mit "fliegen" in einem aerodynamischen Sinne hatte der Starfighter nichts am Hut, ohne die Kraft der Turbine fiel der runter wie´n Stein.


Grüße
Udo

Flieger-Flo schrieb:

... Auf der Oberseite der Fläche wird ein Luftmolekül beschleunigt, da sich die Strömungslinien verengen (gleicher Effekt, wie bei einem Fluss, in dem das Flussbett enger wird) -> Unterdruck bildet sich ....

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Hallo Flo.

hmmm,...der Wirkmechanismus ist umgekehrt...

es bildet sich ein Unterdruck, in dieses Unterdruckgebiet wird die Luft hineingesaugt und wird dadurch schneller.

Nicht es ist schneller und das bewirkt den Unterdruck.

Auf diesen Umstand kommt man auch, wenn man die Frage beantworten will, woher die Kraft kommt um die Luft zu beschleunigen.

Der Bernoulli wird auch meistens in diesem Zusammenhang missverstanden, weil die Betrachtungsweise "nur" entlang der Stromröhre, und dazu noch zwischen festen Wänden erfolgt. In deinem Beispiel das Flussbett. Betrachtet man die Strömung senkrecht zu ihrer Ausrichtung sehen die Verhältnisse an einer Tragfläche ganz anders aus.

Selbst in Physikfachbüchern wird oft die falsche Bernoullidarstellung verwendet, wahrscheinlich noch in 100 Jahren

Für Physiker hier die Herleitung wie der Unterdruck entsteht:

http://user.uni-frankfurt.de/~weltner/Misinterpretations of Bernoullis Law 2011 internet.pdf


Gruß Rolf

Hallo

Seit meiner Jugendzeit rätsele ich auch über den Auftriebskram mit hoher Geschwindigkeit und so rum, ich bin aber bei weitem nicht überzeugt davon.
Das stimmt hinten und vorne nicht.
Von wegen schnelle Srömung auf der Oberseite.
Bei Flugversuchen zur Strömung, mit Wollfäden auf der Fläche, ist zu sehen das die Strömung sogar von hinten nach vorne geht.
Für mich ist das ein reines Beharrungsproblem der Luft, die lieber ihre Ruhe hat und da bleiben möchte wo sie grade ist.
Kommt nun so eine Tragfläche, wird sie zurückgedrängt, und in obere und untere MENGE aufgeteilt werden.
Am Staupunkt, direkt an der Nasenleiste, ist die Geschwindigkeit (Gegenrichtung) der Tragfläche fast angenommen.
Die Luftmasse muß nun ausweichen, und wird, wenn die Strömung nicht gestört wird, oben rum weiter von der Fläche zurückgedrängt als unten herum. (Der Staupungt ist tiefer durch Anstellwinkel oder nicht symetrisches Profiel).
Bei grösseren Flächentiefen, ist der Weg weiter, und die beeinflußte Luftmasse wesentlich grösser.
Darum fällt der Wiederstand geringer bei gleicher Geschwindigkeit aus.
Während die Luft unter der Fläche ständig unter Druck (Auftrieb) steht, wird eher diese auf höhere Geschwindigkeit gebracht,als die Luft über der Fläche die durch niedrigeren Druck gebremst wird bis sie sogar von hinten nach vorne strömt.Welche Richtung hat die Wirbelschleppe hinter der Fläche ?
Die immer gezeigten Strömungpfeile an Tragflächen sind ein reines Wunschbild, und zeigen nur den Ort an dem die Luft ist, nicht aber fälschlicherweise die Geschwindigkeit, das ist ein Irtum.

Auch die Erklärungen mit dem Duschvorhang ist falsch, das hat nur mit Wetter zu tun, feuchte luft ist leichter. Sand oder Staub rieselt immer nach unten.
Dann die geknickte Postkarte, wo die Luft nur auf einer Seite an dieser vorbeiströmt und durch den Bogen eine Zentrifugalkraft wirksam wird.
Auch das blasen durch die Nähgarnrolle die an der Ausblasöffnung eine Sogwirkung erzeugt, hat nichts mit hoher strömung zu tun sondern mit verzögerung durch extreme Querschnittserweiterung zwischen der Rolle und dem angesaugten Gegenstand.
Da gibt es sicher noch mehr wiederlegbare Beispiele die nichts mit Unterdruck durch schnelle Strömung zu tun haben.

Das mußte ich mal loswerden

Gruß Aloys.

FamZim schrieb:

Auch die Erklärungen mit dem Duschvorhang ist falsch, das hat nur mit Wetter zu tun, feuchte luft ist leichter.

Gruß Aloys.

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Moin, ich nehme an, es geht dir um das Phänomen, das der Duschvorhang in die Dusche gesogen wird. Das ist, weil die Luft in der Dusche wärmer, also weniger dicht ist, nicht wegen der Feuchtigkeit, das funktioniert nämlich auch mit einem Heizstrahler.

So wie der Druck im Auspuff eines Motors auch kleiner als der Umgebungsdruck ist, einfach weil das Gas heiss ist (wenn es nicht gestaut wird!) .

Und wenn der Druck mit der Geschwindigkeit nicht fällt, wie kann dann ein Vergaser funktionieren, bei dem an der engsten Stelle der Sprit durch den Druckunterschied aus der Schwimmerkammer ( Umgebungsdruck ) via Düsenstock ins Saugrohr gesogen wird. Wobei ein Motor bei geschlossener Drosselklappe etwa 800mbar unter Umgebungsdruck erzeugt, aber erst ab der Klappe, die Düse sitzt davor, und es spielt auch keine Rolle, ob ich durch das Saugrohr blase, mit offenem Ausgang oder sauge.

Deswegen glaube ich, das der Teil der Luft, der über den Flügel muss, durch die Wölbung einen längeren Weg machen muss, deshalb schneller fliesst, und deshalb den kleineren Druck hat als die Luft unter dem Flügel.

Das manchmal die Fäden in die falsche Richtung zeigen, ist das nicht die Grenzschicht,die da von irgendwas, z.B. einer beginnenden Ablösung, grad beeinflusst wird und ein paar mm weiter weg von der Flügeloberfläche strömt es wieder richtig herum ?

...oder hab ich da jetzt was komplett falsch verstanden ?

Roland

wenn direkt unne rum mehr Luft iss als obbe rum geht's uffwärts, iss direkt obbe rum mehr Luft als drunner geht´s runner.
iss direkt links devon mehr Luft als uff de annere Seit geht's direkt nach rechts unn umgekehrt...klar soweit?

Der Duschvorhang wird in die Dusche gezogen, da das fliessende Wasser Luft mit sich reisst. Es gibt also in der Dusche eine Strömung, die einen Unterdruck erzeugt.

Es ist schon lustig, was hier für völlig schwachsinnige Behauptungen aufgestellt werden.

Wie schon gesagt: Strömungslehre ist etwas komplizierter als viele Hobby-Physiker hier glauben.
Die Beobachtung der gegenläufigen Wollfäden beruht z.B. Auf dem Magnus-Effekt, der den Auftrieb teilweise sogar noch verstärkt.

Bitte bitte bitte glaubt den Physik- und Aerodynamikbüchern und nicht irgendwelchen Forumschreibern.

Gerade im Modellflug gibt es eine unglaubliche Diskrepanz zwischen gefühlten und realen Wissen!