Technik am, im und ums Fliegen und Flugzeug. Wie funktioniert was, wie und warum?

  • noki
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    geschrieben 1221834746000

    ... Mir ist im obigen Bericht über die Leistungsabschätzung eines Triebwerkes ein böser Fehler unterlaufen!

    Natürlich muß es nicht 65 000 W heißen, sondern 65 000 000 W = 65 MW.

    Das mag wohl daran liegen, dass ich noch nie soviel Geld gesehen habe! ;)

    Berthold, klär mich auf, lass mich nicht dumm in den Tag gehen!

    Was findest du an dem Satz und dessen Aussage so lächerlich oder lustig?

    Gruß Dieter

    Gar furchtbar ist des Wortes Macht, wenn man es nutzt zu unbedacht!
  • ADEgi
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    geschrieben 1221835370000

    Hallo,

    ich meinte, daß "Komplementär" nicht unbedingt ein deutsches Wort ist, oder irre ich mich da? Daher fand ich es in dem Zusammenhang recht nett. ;)

    So war's gemeint.

    Gruß

    Berthold

  • noki
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    geschrieben 1221835759000

    ... Der Tag ist gerettet dank Berthold! :laughing:

    Alles habe ich erwartet, nur das nicht! Jetzt muß ich wirklich über mich selbst lachen über diesen Widerspruch. ;)

    Grüße Dieter

    Gar furchtbar ist des Wortes Macht, wenn man es nutzt zu unbedacht!
  • ADEgi
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    geschrieben 1221836392000

    Kleiner O.T.

    Die voluminöse Produktion substraler Agrarprodukte steht in reziproker Relation zum Intelligenzquotienten des Produzenten! :laughing:

    @Dieter

    Gräm Dich nicht zu sehr, denn solche Dinge findet man selbst einfach nicht und ich fand es halt auch so lustig, daß ich mir den Hinweis leider nicht verkneifen konnte. Freue mich aber trotzdem auf Deinen nächsten lehrreichen Exkurs ;) in die Welt der Flugzeugtechnik.

    Gruß

    Berthold

  • mountainfreak
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    geschrieben 1221836541000

    Hallo Dieter

    Deine Ausführungen sind interessant.

    Hast Du beruflich mit der Fliegerei zu tun ?

    Gruss Daniel

  • noki
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    geschrieben 1221843556000

    Hallo Daniel!

    In der Fluzeugtechnik und -Technologie kann ich dienlich sein!

    In der Flugtechnik, also was den reinen Umgang mit dem Gerät anbetrifft, wohl mehr theoretisch-wissenschaftlich. Das bedeutet eben nicht dass ich so locker einen solchen Vogel auch fliegen könnte!

    Ich habe halt mal ein bisschen Physik und die naheverwandten Disziplinen studiert! Und da sich die grundlegenden Strukturen und Gesetze der Aerodynamik, Hydraulik, und vieler anderer Teilgebiete uvm. (verzeih mir Berthold!) nicht ändern, denke ich hier noch gut davonzukommen.

    Reicht das als Antwort?

    Gruß Dieter

    PS. Eigentlich ist es schade, dass man das Pferd von hinten aufzäumen muß, denn als erstes ist ja das völlig leere Flugzeug da ohne allen Schnikschnak drumherum. Aber es ergab sich eben so aus der aktuellen Situation heraus!

    Vielleicht fange ich doch noch mal bei den Grundlagen an, denn ich kenne eine menge Leute, die vorgeben zu wissen warum ein Flugzeug fliegen kann, aber da kommen dann die abenteuerlichsten Dinge raus.

    Wenn ich hier aber den Begriff "Widerstands-Auftriebsdiagramm" lese, dann weiß ich wen ich vor mir habe!

    Die eigentlichen Flieger (Personen) sind ohnehin die Segelflieger, die sich nur auf Thermik und Aerodynamik und ihre Kenntnis darüber verlassen müssen!

    Gar furchtbar ist des Wortes Macht, wenn man es nutzt zu unbedacht!
  • noki
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    geschrieben 1221926413000

    Was sind eigentlich nun diese Tragflächen/Tragflügel mit ihrem ganzen Klapperatismus, die uns hier so oft begegnen? Was bewirken sie und wie?

    Weiß es wirklich jeder?

    Im Prinzip steckt die Erklärung schon in der Bezeichnung TRAG-flügel!

    Damit könnte man sich zufrieden geben und diesen Beitrag beschließen!

    Ich könnte mir aber denken, dass es viele gibt, die das zwar schon kennen und zu wissen glauben, aber noch nicht richtig hingeschaut haben, oder sich keine Gedanken gemacht haben wie das alles so funktioniert, und warum da noch so viele „Blechlappen“ dran sind?

    Wüßte es jeder, dann bräuchte man keine Hochschulen dafür, die das Wissen und die Zusammenhänge erwachsenen jungen Menschen in sehr vielen Vorlesungen vermitteln.

    Zunächst ganz grob ist ein Tragflügel eine Fläche, wie auch immer geformt, die unter bestimmten Bedingungen für eine aufwärtsgerichtete Kraft sorgen soll und somit einen Rumpf und viel Gewicht nach oben anhebt. Das ist der Auftrieb, hervorgerufen durch das Anströmen durch Luft von vorne.

    Die Flächenkontur eines Flügels müssen wir definieren, damit wir wissen worüber wir reden!

    Die Entfernung vom Rumpf bis zum äußersten Ende soll die Länge sein.

    Der Abstand von der Vorderkante bis zum hinteren Ende soll die Breite sein.

    Somit ist die Dicke hier die Höhe des Querschnitt-Profiles.

    Damit haben wir schon alles zur weiteren Beschreibung!

    Die Experten benutzen teilweise andere Bezeichnungen, sollen sie!

    Ein einfacher Querschnitt (Profil) durch den Flügel ähnelt einem ganz schlanken Tropfen mit stumpfer Nase und lang auslaufendem spitzem Ende. Und das zieht sich über die ganze Länge hin, in der Dicke zum Ende hin immer schlanker werdend. Das ist schon mal grob der Flügel.

    Nun könnten wir einen Längenabschnitt herausschneiden und mit ihm experimentieren. Mal sehen was dabei heraus kommt?

    Unser Stück der Länge hängen wir seitlich gelagert waagerecht an festen Stäben auf, so dass sich die Fläche um die Längsachse drehen kann, wenn wir es wollten. Auf der Ober- und Unterseite über die ganze Breite sollen längs einer Linie rüber lauter kleine Löcher mit Drucksensoren eingebaut sein, quer von der Nase bis zum spitzen Ende hin. Und wir können deren Messwerte auslesen und graphisch darstellen. Nun pusten wir die dickere Vorderkante mit einem Ventilator kräftig an.

    Es wird sich zeigen, dass die oberen Sensoren einen beträchtlichen negativen Druck, der Nullpunkt soll 1 bar entsprechen um nicht von Vakuum zu sprechen, anzeigen, also einen Druck unter 1 bar, während die unteren einen positiven aber kleineren Messwert zeigen. Negativer Druck, besser gesagt Druck von weniger als 1 bar bedeutet hier dass keine Belastung auf den Sensor vorliegt, sondern vielmehr ein Zug. So vereinbaren wir das mit dem Vorzeichen. Ein Druck ist ja als Kraft pro Flächeneinheit definiert, also wissen wir welcher Druck wo vorhanden ist. Nun bekommt jeder Messwert eine Kennung in der Form, dass wir ihm drei beschreibende Größen zuweisen, wie z. B. jeder Punkt im Raum durch die drei Koordinaten Höhe, Breite, Länge gegeben ist, hier also z. B. so:

    Der Betrag des Druckes, also die Zahl, wird dargestellt durch einen Strich, dessen Länge diesem Betrag entspricht, etwa 1 cm entspricht 1 bar. Nun hat dieser Strich ja eine Richtung in die der Druck wirkt, auch der negative! Das machen wir kenntlich durch eine Pfeilspitze wohin er wirkt, also den Richtungssinn. Normalerweise wird der jetzige Pfeil senkrecht zur Oberfläche stehen, wenn nicht, dann kommt noch ein Winkel zwischen der Senkrechten dazu.

    Und schon haben wir das was die Matheleute einen Vektor nennen, Betrag, Richtung und Richtungssinn einer Messgröße, womit man hervorragend rechnen kann!

    Trägt man das nun auf ein Blatt Papier auf unter und über der Querschnittsfläche, dann ist zu sehen, dass die oberen Pfeile alle viel länger sind und nach oben weisen; unter der Fläche sieht das Ganze ziemlich dünn aus mit der Länge, aber alle zeigen auch nach oben.

    Das heißt, dass es auf der Oberseite einen ziemlichen negativen- oder Unterdruck gibt, wohingegen an der Unterseite ein kleinerer Druck nach oben vorhanden ist. Wenn man nun den ganzen Längenabschnitt so bestückt und alle Messwerte aufsummiert, dann kommt heraus, dass es einen beträchtlich Druck bzw. Sog nach oben gibt. Die Summe muß also mindestens so groß sein, dass sie das Flugzeug mit allem Drum und Dran tragen kann.

    Das ist der Auftrieb, den unser Tragflügelstück erfährt!

    Es kommt dabei raus, dass das Flugzeug überwiegend „hochgezogen“ wird anstatt hochgedrückt!

    Würde man nun die Breite um einen kleinen Betrag drehen, also die Nase heben oder senken, dann käme ein ganz anderes Druckprofil heraus! Und so sucht man den Anstellwinkel dessen Integral (Summe) den größten Betrag ergibt.

    Nun, viel kann man damit noch nicht anfangen. Schaut man sich mal eine Tragfläche eines Urlaubsjets an und stelle sich vor alles was da noch so dran ist wäre aufgeklappt, dann sieht das Ganze wie die zerfledderten Flügel eines großen Vogels aus, der versehentlich in eine Dreschmaschine geraten ist! Alles hängt runter oder steht zu Berge. Ein heilloses Durcheinander von Blechplatten, so scheint es! Aber in dem Chaos steckt System, Willen, Nutzen und Zweckmäßigkeit. Gewissermaßen ist es die „Kosmetik“ unseres Versuchsobjektes.

    Nur kurz aufgelistet, sonst wird es hier zu lang. Da gibt es:

    Spoiler

    Luftbremsen

    Innere und äußere Landeklappen (Flaps, innen bedeutet näher am Rumpf)

    Je 1 Paar Vorflügel

    Die so genannte Krügerklappe ganz am Rumpf

    Die Landeklappen-Träger-Verkleidung (sehen aus wie Zusatztanks!)

    Und die Querruder

    Alles an verschiedenen Positionen der Länge und Breite. Und nichts kommt miteinander ins Gehege und kann bewegt werden, dazu ist es ja da! Und jedes dieser Elemente hat seine bestimmte Aufgabe und erfüllt eine bestimmte Funktion. Und unter allem hängen die uns schon bekannten Triebwerke, die für die Bewegung nach vorne sorgen.

    Die ganze Theorie dazu, nur für die nackte Tragfläche, ist schon sehr kompliziert - aber immer noch reine Mechanik! Da ist Herr Einstein und wie sie alle heißen noch nicht dabei, denn alles geschieht makroskopisch und ist greif- und sichtbar.

    Aber dazu, zu den ganzen Klappen und Rudern, vielleicht ein andermal mehr in einem anderen Beitrag.

    Das ist kurz und grob gesagt die Antwort auf die Frage warum ein Flugzeug fliegen kann!

    Denjenigen den es langweilt oder schon alles weis, der braucht es ja nicht zu lesen! Auf Wunsch lösche ich das auch wieder!

    Gruß Dieter

    Gar furchtbar ist des Wortes Macht, wenn man es nutzt zu unbedacht!
  • mountainfreak
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    geschrieben 1221931574000

    Hallo Dieter

    Danke für Deine Antwort.

    Als Angestellter eines Flughafens meinen viele Bekannte das ich über alles Bescheid wüsste............. :frowning:

    Aber wenn ich beruflich in den Werfthallen zu tun habe, ist es schon interessant so einen Vogel von nahen zu begutachten und mit einem

    Mechaniker ein schwätzchen zu halten.

    Gruss Daniel

  • noki
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    geschrieben 1221938132000

    .... Da schon Fragen kommen, muß ich noch etwas Wichtiges hinzufügen:

    Unser Versuch mit den unterschiedlichen Drücken klappt natürlich nur dann, wenn das Flügelstück mit der Nase um ein paar Grad nach oben gekippt wird! Bei völliger Symmetrie und horizontaler Aufhängung würden sich die oberen und unteren Kräfte gegenseitig kompensieren (aufheben). Außerdem sind die Profile leicht nach oben gewölbt, also leicht bogenförmig. Diesen Demonstrationsversuch führt man heute in den Praktika etwas verbessert vor um sich die lästige Aufsummierung der Kräfte zu ersparen. Das präparierte Flügelstück ist das gleiche, nur dass es seitlich zwischen zwei Schienen mit einer eingefrästen Längsnut, die zu den Enden des Flügelmusters hinweisen in denen Zapfen des Flügelstückes sich frei nach oben und unten bewegen können. Eine Vorrichtung (Längszapfen) sorgt dafür, dass sich das Versuchsobjekt nicht drehen kann, also der Anstellwinkel erhalten bleibt. Die Zapfen drücken bei Auftrieb gegen Spiralfeden in der Nut und drücken sie zusammen. Nun braucht man nur noch den Federweg ablesen und die Kraft nach einem ganz einfachen Gesetz zu berechnen. Es ist das Hookesche Gesetz, wonach der Federweg proportional der auf sie wirkenden Kraft ist.

    F = D x s

    mit D = Federkonstante in Kraft pro Längeneinheit

    s = gestauchter Weg der Feder.

    Das wars schon!

    Die Druckdifferenz kommt durch die unterschiedlichen Stömungsgeschwindigkeiten der Luft längs der Oberfläche zustande.

    Aber davon mehr im Zusammenhang mit den ganzen "Blechklappen", die ich im Eingang nur so grob ansprach und nicht weiter und genauer differenziert habe.

    Falls noch Interesse besteht?!

    Gruß Dieter

    Gar furchtbar ist des Wortes Macht, wenn man es nutzt zu unbedacht!
  • curiosus
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    geschrieben 1221942569000

    ...richtig noki, dieser Zusatz mit der Formgebung fehlte im vorangegangen (und sehr gut beschriebenen) Beitrag von Dir, denn der Querschnitt eines Flügels ist exakt so konzipiert, das die Lauflänge der Luft auf der Oberseite der Tragflächen größer ist, als auf der Unterseite. Nur durch diese Konzeption wird erreicht, das der Weg der Überströmung größer als der der Unterströmung ist, wodurch sich eben die von Dir beschriebene Druckdifferenz aufbaut und das Flugzeug nach oben zieht, wobei dieser Effekt zudem ja durch die Landeklappen genutzt wird, da die Geschwindigkeit des Flugzeuges damit soweit reduziert werden kann, ohne daß es zu dem gefürchteten Abriß der Luftströmung kommt.

    Der Effekt der Tragflächengeometrie ist auch der Grund, warum nicht jedes Flugzeug in beliebigen Höhen fliegen kann, denn je dünner die Luft wird, um so weniger Druckdifferenz wird bei gleichbleibender Geschwindigkeit erzeugt, so daß das Flugzeug am Scheitelpunkt eben nicht mehr kontrolliert werden kann... ;)

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