Auftrieb

[DLH813]

Hallo, schreibe eine Facharbeit und brauche noch ne anregung für eine erklärung des auftriebs, die ein normaler Mensch versteht; ich weiß zwar wies funktioniert, kanns aber nicht mit den Formeln in Verbindung bzw. zu Wort bringen...

 

Wäre dankbar für Anregungen/Tipps...

 

LG

[Thomas Jelinek]

Du bist Segelflugpilot, ich finde das Prinzip des Auftriebs zu erklären sollte dann schon möglich sein?! :009:

[FalconJockey]

Thomas,

 

Du bist nichmal Segelflugpilot und da finde ich so einen Spruch unangebracht.

[Bastian B.]

Und beide haben nix zum Thema beigetragen. ;)

 

Öhhh, von oben zieht es, von unten drückt es? :009:

[Argoth]

Howdy,

 

also das generelle Prinzip ist ja, dass über dem Flügel ein Unterdruck und unter dem flügel ein Überdruck was dazu führt, dass der Flügel nach oben gezogen wird.

 

Diese Druckunterschiede werden ja durch die Formung des Flügels verursacht.

 

Das geschieht dadurch, dass die Luftmasse vom Flügel getrennt wird und die getrennten Luftmassen gleichzeitig wieder am anderen ende ankommen müssen.(Weil es in der normalen Atmosphäre keinen luftleeren Raum gibt)

 

Der Begriff "Luftloch" ist an sich auch komplett falsch, wenn man von so einem spricht ist meistens ein böenartiger Abwind gemeint.

 

Was dir sicherlich auch noch helfen wird ist dieser Wiki Artikel.

http://de.wikipedia.org/wiki/Venturi-Düse

 

Bitte korrigiert mich, wenn ich falsch liege.

[Richy]

Sag doch einfach, dass ein Flügel Luft nach unten ablenkt, und deshalb eine Kraft nach oben entsteht, oder sowas idr. ^^

[Tigerstift]

Hallo, schreibe eine Facharbeit und brauche noch ne anregung für eine erklärung des auftriebs, die ein normaler Mensch versteht; ich weiß zwar wies funktioniert, kanns aber nicht mit den Formeln in Verbindung bzw. zu Wort bringen...

 

Wäre dankbar für Anregungen/Tipps...

 

LG

 

Hallo,

 

ich möchte hier jetzt keine grossen Geschichten schreiben. Die Stichworte die ich dir nachfolgend bringe genügen um unter Google gute resultate zu erlangen.

 

Also der Auftrieb ist immer noch eine Theorie und immer noch nicht zu 100% erklärbar. Die drei Theorien des Auftriebs sind:

1: Druckunterschied -> Hier Spielen der Venturi und Bernoulli die Hauptrolle

2. Kreisströmung -> Dort ist der Magnuseffekt maßgebend

3. Impulskraft -> Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Strömung am Tragflächenende nach unten abgelenkt wird.

 

oder einfach mal "Theorie of Flight" unter Google eingeben.

 

PS: Vielleicht lässt sich ja auch was bei http://www.smartcockpit.com finden

[SupermotoSM]

Das geschieht dadurch, dass die Luftmasse vom Flügel getrennt wird und die getrennten Luftmassen gleichzeitig wieder am anderen ende ankommen müssen.(Weil es in der normalen Atmosphäre keinen luftleeren Raum gibt)

 

Das mit dem gleichzeitigen Ankommen der Luftteilchen an der Tragflügelaustrittskante ist so nicht korrekt. Diese strömen an der Ober- und Unterseite des Flügels unabhängig voneinander - warum also sollten sie wieder gleichzeitig ankommen?

Hierzu folgender, sehr nützlicher Link:

http://www.planet-schule.de/warum/fliegen/themenseiten/t4/s3.html

 

Habe selber eine Arbeit unter anderem über den Auftrieb geschrieben:-)

 

So nebenbei: Auch beispielsweise ein unter einem positiven Winkel zur Horizontalen angestelltes, flaches Stück Holz erzeugt Auftrieb: Drittes Newton'sches Gesetz - Actio = Reactio.

[Tigerstift]

Das mit dem gleichzeitigen Ankommen der Luftteilchen an der Tragflügelaustrittskante ist so nicht korrekt. Diese strömen an der Ober- und Unterseite des Flügels unabhängig voneinander - warum also sollten sie wieder gleichzeitig ankommen?

 

Ich bin nicht so ganz überzeugt von der Seite!

Deshlab meine ich, daß es schon korrekt ist. Wenn es anders wäre, würde kein Auftrieb zustande kommen.

Nicht umsonsst fliesst die Strömung an der Profiloberseite schneller als an der Profilunterseite.

[SupermotoSM]

Ist schon korrekt. Wenn es anders wäre, würde kein Auftrieb zustande kommen.

Nicht umsonsst fliesst die Strömung an der Profiloberseite schneller als an der Profilunterseite.

 

Da denke ich, dass du falsch liegst. Die Luft strömt oben schneller als unten, nur kommen die Luftteilchen nicht gleichzeitig am Ende an. Das mit dem gleichzeitigen Ankommen ist eine beliebte Theorie, weil zur Erklärung nur wenig aerodynamisches Verständnis erforderlich ist, im Sinn von: "Teilchen trennen sich an Eintrittskante, treffen sich wieder an Austrittskante = benötigen gleiche Zeit. Der Weg obenrum ist länger, also müssen die Teilchen bei gleicher Dauer schneller fliessen als unten - ein Druckunterschied entsteht"

 

Warum nun die Geschwindigkeit obenrum wirklich grösser ist.. Da gib es beispielsweise die Theorie der Zirkulationsströmung, hervorgerugen durch den Anfahrwirbel (weil: Wirbel treten immer paarweise auf). Diese beschleunigt die Luft oberhalb und bremst die Luft unterhalb des Flügels ab. Ausserdem wird die Luft nach dem Prinzip der schiefen Ebene nach unten beschleunigt.

Zirkulationsströmung:

http://erlebnis-wissen.lufthansa.com/typo3temp/pics/9030ac9691.jpg

 

Und noch was: Hauptverantwortlich für den Auftrieb ist ohnehin das 3. Newton'sche Gesetz. Ein Flugzeug könnte auch ohne das Vorhandensein einer Bernoulli'schen Gleichung fliegen.

:-)

[Oldfly1]

Moin,

Hallo, schreibe eine Facharbeit und brauche noch ne anregung für eine erklärung des auftriebs, die ein normaler Mensch versteht; ich weiß zwar wies funktioniert, kanns aber nicht mit den Formeln in Verbindung bzw. zu Wort bringen...

 

Wäre dankbar für Anregungen/Tipps...

LG

 

lass Dich mal nicht verwirren, jeder findet da seine eigenen Worte dafür.

Was Dir bleibt ist Du musst "selber" viel lesen, denn ohne Fleis keinen Preis.

 

Vielleicht hilft Dir ja >Das Bernoulli-Prinzip, und die Versuche damit den Auftrieb zu erklären.<, denn dort oben herrscht eigentlich überall der gleiche Druck, nur wenn eine Tragfläche sich dort durch schiebt, wird der Druck "oberhalb" etwas geringer deshalb geht der Flügel nach oben. :rolleyes:

 

Und eine ähnliche Facharbeit findest Du >hier<.

 

Gruß

 

 

>Quelle<

[muratw]

Hallo,

 

ich habe etwas interessantes gefunden, was den Auftrieb richtig erklärt.

Ist von der NASA und es wird auch die falsche Venturi-Theorie als auch die "Longer-Path" (Stichwort: Gleichzeitiges Ankommen der Luftteilchen) Theorie wiederlegt. Das gleichzeite Ankommen der Luftteilchen z. B. beschreibt die NASA als "non physical assumption".

Eins wollte ich noch sagen, was auch mein Physiklehrer bestätigt hat. Bernoulli hat NUR gesagt, dass über der Tragfläche Unterdruck und unter der Tragfläche Überdruck herrscht. Eine Begründung dafür hat er nie angegeben. (Er hat nie behauptet, WARUM das so ist). Dies wird zudem auch noch in den NASA-Artikel bestätigt.

Bei den Links wird meiner Meinung nach alles sehr logisch und leicht verständlich beschrieben. Z. B. wiederlegt man die Longer-Path-Theorie auch damit, da man weiß, dass Flugzeuge "kopfüber" fliegen können oder auch ganz flache Flügel Auftrieb erzeugen (vgl. Stealth-Bomber der USA)

 

Aber hier die Links:

 

Wiederlegung der Venturi-Theorie.

Wiederlegung der Longer-Path-Theorie:

Weitere falsche Annahme.

 

Richtige Erklärung laut NASA

 

Ich hoffe, ich konnte bisschen helfen.

Schönes Wochenende

Florian

[Oldfly1]

Moin,

Eins wollte ich noch sagen, was auch mein Physiklehrer bestätigt hat. Bernoulli hat NUR gesagt, dass über der Tragfläche Unterdruck und unter der Tragfläche Überdruck herrscht. Eine Begründung dafür hat er nie angegeben. (Er hat nie behauptet, WARUM das so ist). Dies wird zudem auch noch in den NASA-Artikel bestätigt.

@Florian, "dass" ist falsch ausgedrückt, es ist lediglich ein Druckunterschied was dazu führt das ein Ausgleich motiviert wird, das nutzt man aus.

 

Interessant ist in diesem Zusammenhang mal den Rückenflug zu betrachten, eigentlich müsste der Jet ja dabei "nur" Höhe verlieren, oder..... ? :)

 

Warum tut der das nicht ?

 

Gruß

[muratw]

Moin,

 

@Florian, "dass" ist falsch ausgedrückt, es ist lediglich ein Druckunterschied was dazu führt das ein Ausgleich motiviert wird, das nutzt man aus.

 

Interessant ist in diesem Zusammenhang mal den Rückenflug zu betrachten, eigentlich müsste der Jet ja dabei "nur" Höhe verlieren, oder..... ? :)

 

Warum tut der das nicht ?

 

Gruß

 

Hi,

 

Mit dem Thema Rückenflug wollte ich ja nur zeigen, dass die Theorie, dass Luftteilchen über dem Flügel länger brauchen als unter dem Flügel und da sie gleichzeitig ankommen wollen (was falsch ist) bewegen sie sich über dem Flügel schneller und es entsteht Auftrieb.

Nach diesem Prinzip wäre ein Rückenflug von z. B. Kunstfliegern nicht möglich, ist es aber, wie wir tagtäglich sehen.

 

Ich denke (lasse mich gerne eines bessern belehren :rolleyes:), dass bei einem Rückenflug eines Passagierjets noch andere Kräfte eine Rolle spielen, die dazu beitragen, dass das Flugzeug abstürzen wird.

 

Gruß

Florian

[Simon Frei]

Also beim Rückenflug ist es ja so dass man eine Tendenz hat zu sinken, d.h. der Anstellwinkel muss höher sein als beim "Normalflug", wobei dann die Kraft stärker zum Zug kommt inder die Luft von der Flügelfläche nach unten angelenkt werden. Will damit nur sagen dass dies sicher noch kein Gegenbeweis für die Theorie mit oben länger als unten etc. ist. Ob diese stimmt oder nicht habe ich sowieso keine Ahnung.

Und dass sind nur die überlegungen eines interessierte Laien, also bitte korrigiert mich fals ich irgendwie falsch liege.

 

Gruss

Simon

[willard]

Also der Auftrieb ist immer noch eine Theorie und immer noch nicht zu 100% erklärbar.

 

Es ist schon verrückt. Seit 40 Jahren können wir zum Mond fliegen, betreiben am CERN Forschung auf subatomarer Ebene im Mikrokosmos und entschlüsseln die DNA des Menschen.

 

Aber warum ein Brett im Wind den Auftrieb erzeugt, um eine Blechröhre in die Luft zu heben, darüber sind sich selbst die klügsten Physiker noch nicht zu 100% einig. :cool:

[Hans Tobolla]

Lift is a force generated by turning moving fluid.

 

Das ist hier zu lesen: http://www.lerc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/right2.html

 

 

Ich versuche nun, diese Aussage vorstellbar zu machen, und danach einen Bezug zur gebräuchlichen Gleichung für die Berechnung des Auftriebs herzustellen.

 

Stellen wir uns einfach einmal ein kleines Volumenelement dV mit der Masse m vor, das sich gerade mit der Geschwindigkeit v längs der Oberseite eines Tragflügelprofils bewegt. Nahe der Tragflächenvorderkante folgt es einer Bahn mit einem geringen Kurvenradius, der immer größer wird, je mehr sich das Volumenelement der Tragflächenhinterkante nähert.

 

Um die Masse m des Volumenelements zu bekommen, muss man das Volumen dV mit der Luftdichte rho multiplizieren. Also

 

m = dV*rho (1)

 

Die Masse m bewegt sich nun auf Kreisbogensegmenten mit verschiedenen Radien längs der Profiltiefe. Wenn man eine Masse auf eine Kreisbahn zwingt, entsteht eine Zentrifugalkraft Fz. Fz ist abhängig von der Masse m, von der Bahngeschwindigkeit v und vom Radius r.

 

Fz = (1/r)*m* v^2; v^2 bedeutet v zum Quadrat (2)

 

Mit der geringen Masse des kleinen Volumenelements dV erhält man erst einmal nur die geringe Teilkraft dFz, und mit m = dV*rho ergibt sich dann die Gleichung

 

dFz = (1/r)*dV*rho*v^2 (3)

 

Es bewegen sich natürlich zu jedem Zeitpunkt sehr viele solcher Volumenelemente längs Oberseite und auch Unterseite des Profils. Zu jedem dieser Volumenelemente gehört eine Teilkraft dFz, abhängig von Radius an der Stelle, wo sich das Volumenelement gerade befindet. Um nun die Gesamtkraft Fz, und damit den Auftrieb Fa zu bekommen, muss man alle Teilkräfte dFz über die gesamte Fläche A der Tragfläche vektoriell aufaddieren. Dieses Integral ist sicher sehr schwierig zu lösen, aber wir wissen aus der Praxis, dass es einen endlichen Wert hat, den wir mit K formal einführen, wobei rho und v^2 als konstante Größen separat stehen.

 

Auftrieb Fa = K*rho*v^2 (4)

 

Jetzt muss man nur noch ein wenig algebraisch tricksen und K auf die Tragflächenfläche A beziehen. Das darf man ruhig machen, weil vorher ja über die Fläche integriert wurde.

 

Mit (K/A)*A = k*A erhält man die Gleichung

 

Auftrieb Fa = k*A*rho*v^2, und mit k = Ca/2 gelangt man dann zur gebräuchlichen Form:

 

Auftrieb = Ca*A*(rho/2)*v^2

 

Jetzt kann man auch gut verstehen, warum der vordere Teil der Tragfläche am meisten zum Auftrieb beiträgt. Dort sind nämlich die Bahnradien am geringsten und damit die Zentrifugalkräfte an höchsten. Wenn man den Anstellwinkel erhöht, werden kurz hinter der Vorderkante des Profils die Bahnradien noch geringer, der Auftrieb steigt weiter an, und der Druckpunkt wandert in der Regel weiter nach vorne. Das darf man aber nicht zu weit treiben, denn wenn die Strömung abreißt und verwirbelt, gibt es zwar immer noch Zentrifugalkräfte, aber diese sind größtenteils nicht mehr gleich gerichtet, der Auftrieb nimmt deshalb stark ab.

 

Gruß!

 

Hans