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Wie fliegt ein Flugzeug ?


banditflieger

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Ist vielleicht eine komische frage für solch ein forum hat aber vielleicht einen tiefsinnigen hintergrund:

 

Bis jetzt bin ich davon ausgegangen,dass der auftrieb durch die luftdruckverhältnisse am flügel entsteht-durch die luftströmung entsteht oberhalb des flügels unterdruck und auf der unterseite überdruck...

doch irgendwie hab ich zu viel überlegt und bin draufgekommen,dass es doch kunstflugzeuge gibt, die auf dem rücken fliegen können. Hier müsste doch jetzt ein "negativer auftrieb" erzeugt werden,welcher die schwerkraft unterstützt und den flieger nach unten drückt!

 

Also Segel-,Privat- und Airlinerpiloten-wer kann mir helfen und erklären warum ein flugzeug fliegt?:005:

 

Grüße aus LOLT

Thomas

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Spitfire Mk XIX

;) Danke vielmal für die Frage - das wird sicher wieder ein Thema, bei dem kein Auge trocken bleibt - ich seh die verschiedenen Theorien schon kommen...:D (sofern die Leute nicht einfach zu faul sind und mit der ewigen Masche "schau gefälligst im Internet nach, brauch die Suchfunktion" alles wieder abwürgen...)

 

Grundsätzlich gibt es verschiedene Erklärungsmöglichkeiten - auch wenn oft und gern nur "ein" richtiger Ansatz verkauft wird - und alle haben gewisse Vor- und Nachteile. Fangen wir mal mit den populärsten an - die übrigens, auch wenn es nicht so scheint - mit einander verwandt sind:

 

Man kann das newtonsche Kraftwirkungsgesetz, das in seiner trivialen Form F=m x a lautet, (F: Kraft, m: Masse, a: Beschleunigung, zweite Ableitung der Ortskoordinate nach der Zeit) als allgemeinen Ansatz nehmen: Um eine Auftriebskraft zu erzeugen muss eine bestimmte Menge Luft in gleiche Richtung wie die Schwerkraft beschleunigt werden, damit - "actio = reactio" - eine Kraft entgegengesetzt zum Gewicht entsteht: der Auftrieb. Um auf Deine Frage mit dem Rückenflug zurück zu kommen: Grundsätzlich ist dieser mit fast jedem Profil möglich, wobei eben nur die "Ablenkungscharakteristik", d.h. die Effizienz mit der Luft abgelenkt werden kann, eine Rolle spielt. Anders gesagt: ein Profil, das im Normalflug effizient Luft ablenkt, weil es z.B. eine Starke Wölbung hat, wird im Rückenflug einen wesentlich grösseren (negativen) Lagewinkel des Flugzeuges erfordern, da es "in die falsche Richtung" gebogen ist. Das Flugzeug wird also auf dem Rücken die "Nase weiter oben haben" als ein Flugzeug mit symmetrischem Profil. Diese Unterschiede sind in der Praxis sehr gut spürbar, wenn man beispielsweise die Rückenfluglage einer PC7 oder einer Bücker mit einer modernen Kunstflugmaschine vergleicht.

 

Ein andere Erklärung - und das ist wahrscheinlich das was Du mit Unterdruck und Überdruck antönst - ist die Beziehung von Bernoulli - streng genommen die Vereinfachung der Navier-Stokes-Gleichung für trockenes Wasser (inkompressibles Medium ohne Viskosität), die aber von vielen Leuten zur Erklärung des Auftriebs verabscheut wird (meist weil ihnen das ein Fluglehrer angegeben hat, der das an einem Fluglehrerweiterbildungskurs gehört hat, dass Bernoulli nun falsch sei und man ihn jahrelang fälschlicherweise zur Erklärung des Auftriebs missbraucht habe;)). Aber Bernoulli ist selbstverständlich auch ein gangbarer Weg, nur muss man wissen, wo die Einschränkungen liegen...

Also, Deine Überlegung ist richtig: Auf derjenigen Seite des Flügels, die weiter von der Erde weg ist (Oberseite ist im Rückenflug unten:D) entsteht ein Druckfeld, das gegenüber der Umgebungsluft kleinere Drucke aufweist und auf der Seite des Flügels, die näher beim Boden ist, entsteht ein Überdruckfeld. Und diese Felder können mittels Bernoulli ganz anständig berechnet werden, wenn die Geschwindigkeitsverteilung bekannt ist. (Wie die zustande kommt, na ja, das gibt dann wieder zu diskutieren:)).

Der springende Punkt ist, dass auch im Rückenflug, selbst ein gewölbtes Profil zu einer Beschleunigung der Luft nach unten führt - und das hat wieder damit zu tun, wie das Flügelprofil angeströmt wird.

 

Gruss Dan

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;) Danke vielmal für die Frage - das wird sicher wieder ein Thema, bei dem kein Auge trocken bleibt -
Aber ganz sicher! :D :D :D :D :D :D :D :D

 

..(meist weil ihnen das ein Fluglehrer angegeben hat, der das an einem Fluglehrerweiterbildungskurs gehört hat, dass Bernoulli nun falsch sei und man ihn jahrelang fälschlicherweise zur Erklärung des Auftriebs missbraucht habe;)). Aber Bernoulli ist selbstverständlich auch ein gangbarer Weg, nur muss man wissen, wo die Einschränkungen liegen...
Du schreibst mir aus der Seele!:004:
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Ha, mein Lieblingsglaubenskrieg...

 

Wie Dan schon geschrieben hat, führen grundsätzlich zwei Wege zum Ziel: Du kannst vom Impulssatz ausgehen, dann wird vom Flügel soundsoviel Luft nach unten beschleunigt, was zu einer Kraft nach oben führt. Dieser Ansatz wird in der Diskussion üblicherweise als "Newton" bezeichnet. Du kannst auch vom Energiesatz ausgehen, der führt zur Feststellung, dass ein Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Druck besteht, daraus folgt, dass an der Flügeloberseite ein Unterdruck herrscht, was zu einer Kraft nach oben führt. Dieser Ansatz wird in dieser Diskussion in der Regel als "Bernoulli" bezeichnet. Der Druckunterschied lässt sich tatsächlich auch messen (abgesehen davon, dass das Flugzeug fliegt), und die Luftablenkung lässt sich sehr einfach visualisieren.

 

Beide Ansätze geben eine grobe Erklärung, aber beide sind grob vereinfacht. Die Wirklichkeit ist viel komplizierter und lässt sich, soweit überhaupt, nur numerisch berechnen. Numerik hat aber den Nachteil, dass sie nicht anschaulich ist und sich nicht dazu eignet, auf die Frage "warum eigentlich" eine unmittelbar einleuchtende Antwort zu geben.

 

Zur Zeit herrscht die Mode, "Bernoulli" zu kritisieren, weil dieser Ansatz gewisse Dinge nicht berücksichtigt. Diese Leute übersehen aber, dass "Newton" genau so lückenhaft ist. Komischerweise musste nämlich Lilienthal zuerst das Profil entdecken, bevor er abheben konnte, alle Versuche mit geraden Flächen scheiterten. Streng nach "Newton" müsste aber auch ein schräggestelltes Scheunentor fliegen.

 

Beide Ansätze berücksichtigen nicht so wichtige Dinge wie Oberfläche, Grenzschicht, Viskosität, Wirbel..., können das gar nicht berücksichtigen, weil sie eben gerade voraussetzen, das solche Dinge nicht existieren. Man wirft der Theorie also vor, dass sie in einem Gebiet nicht funktioniert, das sie explizite gar nicht erklären will... Oder anders gesagt: Alle diese Kritiker haben keine Ahnung, was eine physikalische Theorie ist. Das ist natürlich nichts verwerfliches, nur sollten sie dann eben auch die Konsequenzen ziehen den Mund halten.

 

Zusammengefasst: Beide Ansätze geben Dir eine grobe Vorstellung vom Prinzip, aber man muss sich im klaren sein, dass beide die Wirklichkeit nur sehr unvollständig erklären und keinesfalls genügen, um ein konkretes Profil zu berechnen.

 

Ja, und das mit dem Rückenflug: Der ist mit asymmetrischem Profil dann halt recht ineffizient, und die Nase kommt erstaunlich hoch über den Horizont.

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;)

entsteht ein Druckfeld, das gegenüber der Umgebungsluft kleinere Drucke aufweist und auf der Seite des Flügels, die näher beim Boden ist, entsteht ein Überdruckfeld.

Gruss Dan

 

DAs ist von mir aus gesehen eben nicht ganz korrekt. Gem Bernoulli sinkt sowohl über dem Flügel wie auch unter dem Flügel der Druck gegeüber dem umliegenden "Luft"druck. Wegen der Wölbung der Profile sinkt er oben eben mehr als unten.

Wie jeder weiss reichen diese Druckunterschiede nie aus, um ein Flugzeug in der Luft zu halten, daher sind die Flügel angestellt, so dass eine Art Downwash oder Impuls oder wie auch immer entsteht.

 

Dies ist auch nur eine Laienerklärung! Übrigens FLiegt alles auch ein Brett ohne Profil eben wegen dem Downwash.

 

Gruss

Theo

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Nun denn.. da keiner meiner Vorposter den Mut gefunden hat, den wahren Grund, weshalb Flugzeuge tatsächlich fliegen (welcher überigens normalerweise nur in ausgebildeten Pilotenkreisen nach Abschluss der Prüfung und Unterschrift einer Geheimhaltungserklärung weitervermittelt wird), lasse ich Dich nun am wahren Wissen und der Weisheit teilhaben (Du scheinst vertrauenswürdig zu sein): Jedes Flugzeug hat einen gravimetrischen Feldkompensator eingebaut, welcher das Gravitationsfeld im Umkreis von wenigen cm um das Flugzeug herum aufhebt. Aufgrund dieser Tatsache wäre es theoretisch nicht nötig, dass das Flugzeug einen lauten Motor eingebaut hat - dieser dient eigentlich nur der Ablenkung und Täuschung aller Nicht-Piloten. Stell dir vor dieses Geheimnis käme an die Öffentlichkeit, tausende Arbeitsplätze in den Luftfahrtnahen Betrieben würden auf dem Spiel stehen, ganz zum Schweigen vom Ärger der Öl-Lobby...

 

Aber wie gesagt, du siehst vertrauenswürdig aus, aber behalte das Geheimnis bitte für Dich, du weisst jetzt, was auf dem Spiel steht!!!

 

P.S: aah, endlich Wochenende :D

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Diese "geheimen Kenntnisse" hat man in der Area 51 entdeckt, stimm's ? :eek:

Jetzt hast Du es doch ausgeplaudert, versteck Dich schnell, der Geheimdienst ist schon unterwegs zu Dir. :005:

Gruss

Andy :p

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Hallo Zäme

 

Die aufgeworfene Frage ist eine der besten und komplexesten Fragenstellungen in der Aviatik, die es überhaupt gibt! Man wird der Frage nicht gerecht, wenn man nur eine Antwort gibt. In allen Beantwortungstheorien liegt ein Teil der Wahrheit, aber eben nur immer ein Teil.

Der Professor in Aerospace Engineering John D. Anderson schreibt in einem seiner Bücher:

 

"...It is amazing that today, almost 100 years after the first flight of the Wright Flyer, groups of engineers, scientists, pilots, and others can gather together and have a spirited debate on how airplane wing generates lift. Various explanations are put forth, and the debate centers on which explanation is the most fundamental..."

 

Und so soll es auch im Flightforum sein....

Es ist keine so triviale Frage, wie viele Leute glauben. Wenn man es wirklich wissen will, muss man weit über die JAR-Fragen (inkl. ATPL-Fragen) für die Pilotenausbildung hinausgehen. Triviale Antworten wie, es gibt eine Verdrängung der Luft durch den Flügel oder es hat etwas mit Newton zu tun, verheben bei einer eingehenderen Betrachtung nicht mehr.

Doch wenn man über den Daumen gepeilt wissen will, was abläuft, damit ein Flugzeug in der Luft bleibt, ist man mit den genannten Phänomenen (Newton, Bernoulli, Verdrängung der Luft) sehr gut bedient.

Doch wie gesagt, es ist nicht fair, wenn man eine dieser groben Annäherungen als "richtiger" oder exakter bezeichnen würde. Sie sind alle nur ein Teil der Wahrheit und auch als solche zu geniessen!!!

 

Für alle, die es genauer Wissen möchten, müssen sich unter anderem mit den Herren Navier-Stokes oder Helmholtz beschäftigen.... Dabei wünsch ich jetzt schon viel Spass:D

 

En gruäss

Manuel

 

Helmholtz: http://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4tze_von_Helmholtz

Navier-Stokes: http://de.wikipedia.org/wiki/Navier-Stokes-Gleichungen

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Moin,

 

Wie fliegt ein Flugzeug ?

ein Fliegerkollege sagt immer: mit ausreichend Geld, korrekt ausgefüllten Formularen und allen dafür notwendigen Papieren, Zulassungen und Lizenzen/Berechtigungen...

 

Gruss,

 

Markus

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Spitfire Mk XIX

Wie jeder weiss reichen diese Druckunterschiede nie aus, um ein Flugzeug in der Luft zu halten, daher sind die Flügel angestellt, so dass eine Art Downwash oder Impuls oder wie auch immer entsteht.

 

Dies ist auch nur eine Laienerklärung!

 

So, weiss das jeder. Interessant. Dürfte ich Dich bitten, es uns mal vorzurechnen. Wenn es ja so klar ist, kann es kaum schwierig sein...:D :D :D

 

Ein erwartungsfroher Dan;)

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Ok

Anscheinend ist die Frage wirklich kompliziert!

Um ein bisschen einzugrenzen stell ich jetzt folgende Frage:

Wie viel muss ich über Auftrieb in der PPL-Theorieprüfung wissen?

 

Grüße

Thomas

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Wie jeder weiss reichen diese Druckunterschiede nie aus, um ein Flugzeug in der Luft zu halten...
Na toll. Könntest Du mir das bitte mal vorrechnen?

 

Selbstverständlich rührt die Auftriebskraft einzig und allein vom Druckunterschied oben vs unten her! Kraft = Druck x Fläche, so einfach ist das. Das Komplizierte ist nur, diesen Druckunterschied zu berechnen. Und noch komplizierter ist es, wenn man auch noch die Druckverteilung berechnen will. Und da das eben nicht so einfach geht, muss man zu Modellen greifen, und da gibt es halt verschiedene Ansätze, die sich übrigens keineswegs widersprechen oder ergänzen, sondern nur veschiedene Wege sind, um zum gleichen Ziel zu gelangen.

 

Bei der Güte der Modelle gibt es die ganz groben, die zwar einfach zu begreifen sind, auch qualitativ eine richtige Idee vermitteln, aber quantitativ rein gar nichts hergeben, und auch gar nicht diesen Anspruch haben. Das wären da eben z.B. die berühmten "Newton" und "Bernoulli". Und dann gibt es die ausgereiften Modelle, die erstaunlich genaue Ergebnisse liefern, aber so kompliziert sind, dass sie nur von den Spezialisten verstanden werden, falls überhaupt.

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Wie viel muss ich über Auftrieb in der PPL-Theorieprüfung wissen

Knüppel ziehen -> Flugzeug steigt.

Knüppel stossen -> Flugzeug sinkt.

Und für die Landung an der praktischen Prüfung: Experte verkrampft sich -> abfangen.

:)

 

Hätte Gott gewollt, dass der Mensch fliegt, so hätte er ihm mehr Geld gegeben.

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Hallo Thomas

Wie viel muss ich über Auftrieb in der PPL-Theorieprüfung wissen?

Im Wesentlich geht es darum, dass Du begriffen hast, wann und wo welcher Druck (welche Kraft) herrscht (Unter-/Überdruck), was es für Kräfte sind (statisch, induziert...), wo und wann Auftrieb bzw. eben Abtrieb produziert wird und wie sich das alles durch Gewichts-, Schwerpunkts-, Geschwindigkeits-, Konfigurations- und Fluglageänderung verändert.

Zwar nicht zu unterschätzen, aber durchaus lernbar. ;)

 

Gruss

Johannes

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Streng nach "Newton" müsste aber auch ein schräggestelltes Scheunentor fliegen

 

Tut es doch auch. Oder zumindest kann sie Auftrieb erzeigen. Zum fliegen braucht es ja bekanntlich etwas mehr. Nämlich genügend Auftrieb sowie (Richtungs)Stabilität (und Steuerbarkeit) und und und.

 

Gruss Stefan

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Tut es doch auch. Oder zumindest kann sie Auftrieb erzeigen. Zum fliegen braucht es ja bekanntlich etwas mehr. Nämlich genügend Auftrieb sowie (Richtungs)Stabilität (und Steuerbarkeit) und und und.Gruss Stefan

Und vor allem ein gescheites Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand. Mit genügend Schub kannst Du natürlich auch einen Betonblock zum Fliegen bringen.

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So, weiss das jeder. Interessant. Dürfte ich Dich bitten, es uns mal vorzurechnen. Wenn es ja so klar ist, kann es kaum schwierig sein...:D :D :D

 

Ein erwartungsfroher Dan;)

 

 

Vorrechnen kann ichs nicht. Aber wieso sollten unsere Nietenkessel denn angestellte Flügel haben? Nur damits im Horizontalflug mehr Widerstand gibt?

 

Entweder erhöht man die Strömungsgeschwindigkeit oder den Anstellwinkel. Tja dies mag laienhaft klingen, ich bin ja nur PPL-Pilot und weder Fluglehrer noch Profi noch Experte. Also es soll mir mal einer erklären warum die Flügel angestellt sind?

 

Theo

:004:

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Andi Rotorchopf

Hoi zäme,

 

Wie viel muss ich über Auftrieb in der PPL-Theorieprüfung wissen?

 

Zuviel unnötiges:o

 

Auf die Auftriebsfrage kommen immer die gleichen Antworten "Bernoulli, Venturi, Unterdruck oben oder unten Überdruck, Zirkularströmung, Grenzschicht usw"; mir kommt das so vor als würde man auf die Frage <<Wie funktioniert ein Viertakt- Ottomotor?>> erklären wollen weshalb Benzindampf mit stöchiometrischem Anteil Luftsauerstoff mit einem Funken als Auslöser neue Verbindungen herstellt und dabei Wärme entwickelt.

 

Das Kräfteparallelogramm genügt vollauf, der Rest steht auf dem Geschwindigkeitsmesser und erklärt sich mit Flugpraxis eh besser.

 

...um ein konkretes Profil zu berechnen.
:confused:

 

Frage an Experten: Warum unterscheiden sich die Flügel einer SuperDimona und eines Pilatus Porters so sehr?

 

Zuallererst solltest Du den Einsatzzweck des geplanten Fliegers wissen (Airliner, Hochleistungssegler oder ein Nachfolger der DHC Beaver:rolleyes: ), dann suchst Du passende Profilpolare (willst du ein neues Profil entwickeln kommst Du um ein Windkanal nicht herum)evtl. mit Klappen, oder Vorflügel usw. dann das Rumpfgewicht (Dimensionen, Bauweise, Frachtgewicht, Personenanzahl, Antrieb, G- Festigkeit (Acro) usw. um die Dimensionen des Hauptholmes bzw. erforderliche minimale Flügeldicke (abgestrebt oder nicht) die Profiltiefe ergibt sich aus den Profilkoordinaten, dann aufgrund der gewünschten Flächenbelastung (kg/dm2) die Spannweite usw. Wie aufwändig soll gebaut werden? Flügel mit Strack, Schränkung, Trapez, Pfeilung...........das ist Sache der Flugzeugbauer und jenen die die Kiste prüfen aber der Pilot muss damit fliegen können und die Eigenarten kennen.

Was nützt es wenn ein Pilot die Reynoldszahl im Kopf rechnen kann aber dauernd mit zu magerem Mix herumgegurkt und die Ventile verbratet.

 

Wofür der Hubschrauberpilot die Strahltheorie wissen muss, obwohl sie gar nicht anwendbar ist (Gemäss Strahltheorie [Propulsion] müsste der Heli im Bodeneffekt wie ein Sack Kartoffeln runterkommen und Autorotation ist gar nicht möglich) wissen die Götter. Auch bei der Rotorsteuerung wird von Präzession gelehrt, aber wo geht die hin im Vorwärtsflug, da ist sie nach Lehrbücher plötzlich nicht mehr vorhanden, denn das vorlaufende Rotorblatt erhält mehr Auftrieb und der Hubi kippe auf jene Seite des rücklaufenden Blattes.:006:

 

Ja nu, lerne halt die richtigen Antworten auswendig und denk nicht drüber nach:p

 

Ich werde jetzt halt von den Vielsemesterten eingedampft:004:

 

Gruess Andi

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Also es soll mir mal einer erklären warum die Flügel angestellt sind?

Asymmmetrische Profile produzieren auch bei Anstellwinkel null einen Auftrieb, nur vielleicht nicht genug für Deinen Zweck.

 

Ganz einfach gesagt, brauchst Du eine (geeignete) Asymmetrie zwischen oben und unten. Nach "Bernoulli" führt das zu einer Geschwindigkeitsdifferenz und damit zu einem Druckunterschied, nach "Newton" führt es dazu, dass die Luft nach unten abgelenkt wird, und beide Sichtweisen führen zu Auftrieb. Und jetzt zu Deiner Frage: Mehr Anstellwinkel führt zu mehr Asymmetrie und damit zu mehr vom besagten Effekt. Drum muss beim Langsamflug der Anstellwinkel grösser sein als beim Schnellflug, weil so nämlich der geringere Luftdurchsatz durch mehr Effekt ausgeglichen wird. Aber natürlich nur, solange die Strömung dem Profil folgen kann, sobald sie abreisst, versagen beide "Primitivmodelle" gleichermassen. Was sie übrigens auch bei anliegender Strömung tun, sobald Dir rein qualitiative Überlegungen nicht mehr genügen und Du etwas Quantitatives willst.

 

Also nochmals: Beide Modelle sind gleichermassen geeignet, eine Idee über den Grund des Auftriebs zu vermitteln. "Bernoulli" meiner Meinung nach noch ein bisschen mehr, da er noch etwas über die Druckverteilung aussagt und z.B. so Dinge wie Wirbelschleppen oder Bodeneffekt sehr einfach erklären kann. Aber keines der beiden "Primitivmodelle" wird der Sache *wirklich* gerecht. Muss es für den Piloten aber auch gar nicht.

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Andi Rotorchopf

Hoi zäme,

 

Mein Verdacht: Airbus montiert die Flügel falsch herum:007:

 

 

Schau die Oberseite

1301425.jpg

 

Schau die Unterseite

1312982.jpg

 

Gruess Andi

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Gast blackholesun

Hi

 

Ja das ist allerdings ein Glaubenskrieg...

 

Also wer hat was von nem Heli gesagt der im Flug kippen müsste, weil ja die eine Seit emehr auftribe bekommt, korrekt, darum wird ja auch immer der Anstellwinkel der blätter bei der Rotation verstellt...

 

Beim Anfliegen gibt es einen Anflugwirbel, aufgrund von actio-reactio muss dementsprechen ein engegengesetzt rotierender Wirbel um den flügel entstehen woraus resultiert, dass oben die Luft schneller fliesst, was widerum nach Bernoulli zu einem Druckunterschied führt. Bei grösserem Anstellwinkel wird der Wirbel Stärker, dies hat mit der Entsteheung des wirbels zu tun, denn der Druckpunkt (hinten am flügel) ist nicht am ende sondern an der Oberseite, bei grösserem Anstellwinkel ist der dannnoch weiter oben, dieser "rutscht" beim Losfliegen nach hinten zur KAnte und beim Ablösen enststeht ein Wirbel...

 

 

Übringens ist es logisch das die Luft nach unten ABgelenkt wird, schliesslich hersch oben Unterdruck, der zieht die Luft von Oberhalb nach unten und unten am Flügel ist ein überdruck die Luft expandiert also nach unten, folge es ensteht eine abwärtsströhmung...

 

Das alles mit genügend Schube fliegt ist logisch... nur die FRage ist kann man mit jeder beliebigen Form schub erzeugen, so viel ich weiss sind Propeller auch nach Flügelgeometrischen erkentnissen gebaut...

 

sollte was falsch sein (ich sehe mich als laie) lass ichs mir gerne besser erklähren

 

greez

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