MACH

[Gian Reto]

Hallo zusammen

 

Eine sehr interessante Diskussion, doch auch sehr verwirrend, mit vielen Widersprüchen.

Doch habe ich eine Frage die mir nicht logisch ist.

 

Zitat aus #3:

"Für jedes Flugzeug ist eine max Machzahl festgelegt (massive aerodynamische Veränderungen bei Annäherung an die Schallgeschwindigkeit sind der Grund hierfür – wird die Strömung auf der Tragflügeloberseite über Schall beschleunigt bricht der Auftrieb schlagartig zusammen, in sehr großen Höhen liegen Highspeedstall und der reg. Stall sehr nahe beieinander)."

 

doch weshalb sollte der Auftrieb bei Überschall zusammenbrechen?

 

mich würde es freuen, wenn mir das jemand erklären könnte

Gruss Gian Reto

[Brufi]

Zitat aus #3:

"Für jedes Flugzeug ist eine max Machzahl festgelegt (massive aerodynamische Veränderungen bei Annäherung an die Schallgeschwindigkeit sind der Grund hierfür – wird die Strömung auf der Tragflügeloberseite über Schall beschleunigt bricht der Auftrieb schlagartig zusammen, in sehr großen Höhen liegen Highspeedstall und der reg. Stall sehr nahe beieinander)."

 

doch weshalb sollte der Auftrieb bei Überschall zusammenbrechen?

 

mich würde es freuen, wenn mir das jemand erklären könnte

Hallo Gian Reto,

 

Die Strömung über dem Flügelprofil wird beschleunigt und erreicht lokal eine grössere Ströungsgeschwindigkeit als die Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs. Bei entsprechend hoher Fluggeschwindigkeit (so etwa Mach 0.5 und höher) kann dabei lokal auch Überschall erreicht werden. Weiter stromabwärts (also nach der schnellsten Stelle) wird die Strömung wieder verlangsamt und unterschreitet irgendwo wieder die Schallgeschwindigkeit. Der Übergang von Über- zu Unterschall erfolgt aber nicht kontinuierlich sondern immer schlagartig mit einem Stoss. Dabei sinkt die Strömungsgeschwindigkeit schlagartig von Über- auf Unterschall und gleichzeitig steigt der Druck ebenso schlagartig an. Das ist ein normaler Vorgang, jeder normale Verkehrsjet fliegt so umher aber auch an einem Propellerblatt sind diese Phänomene normalerweise vorhanden.

Mit steigender Fluggeschwindigkeit dehnt sich das Überschallgebiet immer weiter aus, d.h. der Stoss wandert auf dem Profil nach hinten.

Dabei kann es zu zwei verschiedenen Problemen kommen:

 

1. Mach-Buffeting oder Mach-Stall

Unter Umständen kommt die Grenzschicht nicht gegen den sprungartig ansteigenden Druck im Stoss an und dadurch löst sie ab und es kommt zur Strömungsablösung am Stoss. Dies verursacht Buffeting (Schütteln) und kann sich unter Umständen zu einem Stall ausweiten. Dies hat Auftriebsverlust zur Folge und kann auch zu Kontrollverlust führen.

 

2. Tuck-under (auch Mach-tuck)

Je grösser die Geschwindigkeit wird (bzw. die Machzahl) desto weiter nach hinten dehnt sich das Überschallgebiet aus, d.h. der Stoss wandert nach hinten, wie oben beschrieben. Dies hat (gegenüber dem reinen Unterschallflug) eine signifikante Veränderung der Druckverteilung am Profil und damit der Auftriebsverteilung zur Folge. Dadurch wandert der Auftriebmittelpunkt nach hinten wodurch das Flugzeug kopflastig wird. Je höher die Fluggeschwindigkeit (genauer: die Machzahl), desto kräftiger dieser Effekt. Dadurch hat das Flugzeug immer kräftiger die Tendenz die Nase zu senken und nach unten abzutauchen. Falls dies geschieht, nimmt die Geschwindigkeit noch mehr zu, was die Tendenz weiter verstärkt usw.

Weil gleichzeitig die Steuer, insbesondere das Höhensteuer, wegen dem gleichen Effekt möglicherweise äusserst grosse Betätigungskräfte erfordern und auch viel weniger wirksam werden können, kann sich eine solche Situation ebenfalls schnell in Richtung Stabilitätsprobleme bis zu Kontrollverlust entwickeln.

 

Deshalb gibt es für die entsprechend schnellen Flugzeuge, welche überhaupt die Performance haben um in so eine Situation zu kommen (normalerweise Turboprops und Jets), eine maximal zulässige Machzahl. In grosser Flughöhe wird die maximale Machzahl zuerst erreicht, bevor die auf geringerer Höhe limitierende maximale angezeigte Geschwindigkeit (VNE bzw VMO) erreicht wird.

 

Wohlgemerkt, es ist durchaus möglich ein Flugzeug für hohe Machzahlen auszulegen, aber falls ein Flugzeug eben Machlimiten hat, sind diese unüberwindbar.

 

Viele Grüsse

 

Philipp

[Gast blackholesun]

Weils so schön ist die Schallgeschwindigkeit verändert sich mit ca. 0.6m/s pro grad Celsius (der druck ist egal)

 

zum Quark Gluon Plasma, das gibts auch in einem Neutronenstern nicht, Der besteht einfach aus Neutronen die sich eben berühren können (logisch ohne elektronen, die werden aufgrund des drucks in den kern gedrückt und verschmelzen mit den Protonen zu neutronen)

 

die neutronen stehen zwar unter Druck werden aber noch nich zerdrückt, im Innern der ERde oder des Jupiters gibt es ja auch keine Kernfusion...

 

 

greez

[Schorsch]

Hallo zusammen

 

Eine sehr interessante Diskussion, doch auch sehr verwirrend, mit vielen Widersprüchen.

Doch habe ich eine Frage die mir nicht logisch ist.

 

Zitat aus #3:

"Für jedes Flugzeug ist eine max Machzahl festgelegt (massive aerodynamische Veränderungen bei Annäherung an die Schallgeschwindigkeit sind der Grund hierfür – wird die Strömung auf der Tragflügeloberseite über Schall beschleunigt bricht der Auftrieb schlagartig zusammen, in sehr großen Höhen liegen Highspeedstall und der reg. Stall sehr nahe beieinander)."

 

doch weshalb sollte der Auftrieb bei Überschall zusammenbrechen?

 

mich würde es freuen, wenn mir das jemand erklären könnte

Gruss Gian Reto

 

Eine Auslegungsfrage. Ein Unterschallflugzeug würde bei Überschall oder Transschall unkontrollierbar werden. Die mit Über/Transschallflug einhergehenden Veränderungen sind an MiG-15/17 und den verschiedenen Sabre Versionen gut zu sehen. In erster Linie bedarf es einer größeren Authorität am Höhenruder. "Dicke" Profile sind sowieso gänzlich ungeeignet.