Aerodynamik Flashcards
Was ist Auftrieb und wie entsteht er?
Auftrieb ist die Kraft, die das Flugzeug nach oben zieht, um es in der Luft zu halten.
Er entsteht durch den Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite der Tragflächen.
Die Luft über der Tragfläche bewegt sich schneller als darunter, wodurch der Druck auf der Oberseite geringer ist. Der höhere Druck unter der Tragfläche übt eine Aufwärtskraft aus.
Das Prinzip basiert auf dem Bernoulli-Effekt und der Erhaltung des Impulses.
Was ist Widerstand (Drag) und welche Faktoren beeinflussen ihn?
Widerstand ist die Luftwiderstandskraft, die der Bewegung eines Flugzeugs entgegenwirkt.
Er wird durch die Form des Flugzeugs, die Oberflächenbeschaffenheit und die Geschwindigkeit
der Luft beeinflusst.
Hauptarten:
Induzierter Widerstand: Entsteht durch die Entstehung von Auftrieb.
Parasitären Widerstand: Entsteht durch Luftwiderstand an der Oberfläche und der Form des Flugzeugs.
Was ist ein Strömungsabriss und was sind die Ursachen?
Ein Strömungsabriss tritt auf, wenn die Luftströmung über die Tragflächen gestört wird, typischerweise, wenn der Anstellwinkel (Angle of Attack) zu hoch wird.
Ursachen:
Zu hoher Anstellwinkel, bei dem die Luft nicht mehr gleichmäßig über die Tragfläche strömt.
Die Strömung löst sich von der Oberfläche, was den Auftrieb reduziert und zu einem plötzlichen Verlust führt.
Folgen:
Das Flugzeug verliert Auftrieb und beginnt zu sinken.
Das kann zu gefährlichen Situationen führen, wenn es nicht rechtzeitig korrigiert wird.
Was ist der Anstellwinkel und wie beeinflusst er den Auftrieb?
Der Anstellwinkel ist der Winkel zwischen der Tragflächenumrisslinie und der Richtung des relativen Luftstroms.
Ein höherer Anstellwinkel führt zu mehr Auftrieb, aber auch zu mehr Widerstand.
Wenn der Anstellwinkel zu hoch wird (über 15-20 Grad), kann der Strömungsabriss eintreten.
Was ist der Bernoulli-Effekt und wie beeinflusst er die Aerodynamik?
Der Bernoulli-Effekt beschreibt, dass in einem strömenden Fluid der Druck sinkt, wenn die Geschwindigkeit des Fluids steigt.
Auf eine Tragfläche angewendet: Die Luft über der Tragfläche bewegt sich schneller, wodurch der Druck auf der Oberseite niedriger ist. Der höhere Druck unter der Tragfläche erzeugt Auftrieb.
Wie beeinflusst die Luftdichte die Aerodynamik eines Flugzeugs?
Mit zunehmender Höhe nimmt die Luftdichte ab, was die Menge an Sauerstoff und den Luftwiderstand reduziert.
Flugzeuge müssen bei niedrigerer Luftdichte schneller fliegen, um denselben Auftrieb zu erzeugen.
In großen Höhen wird das Flugzeug schneller, um den gleichen Auftrieb zu erzeugen, wodurch der Widerstand ebenfalls erhöht wird.
Wie beeinflusst die Geschwindigkeit des Flugzeugs den Auftrieb?
Der Auftrieb ist direkt proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit.
Wenn die Geschwindigkeit verdoppelt wird, steigt der Auftrieb um den Faktor vier.
Höhere Geschwindigkeit erzeugt mehr Luftstrom über die Tragflächen, was den Auftrieb steigert, ohne dass der Anstellwinkel geändert werden muss.
Wie beeinflusst das Tragflächenprofil den Auftrieb eines Flugzeugs?
Tragflächen haben eine bestimmte Form (Profil), die den Luftstrom über und unter der Tragfläche beeinflusst.
Ein typisches Profil hat eine konvexe Oberseite und eine flache Unterseite, was den Auftrieb durch den Bernoulli-Effekt maximiert.
Unterschiedliche Profile (z.B. symmetrische vs. asymmetrische) beeinflussen den Auftrieb, je nach Flugbedingungen und Anforderungen des Flugzeugs.
Was ist der Unterschied zwischen Stabilität und Steuerbarkeit eines Flugzeugs?
Stabilität: Die Fähigkeit eines Flugzeugs, nach einer Störung in eine stabile Fluglage zurückzukehren, ohne dass der Pilot eingreifen muss. Sie wird durch die Konstruktion der Tragflächen und den Schwerpunkt des Flugzeugs beeinflusst.
Steuerbarkeit: Die Fähigkeit des Piloten, das Flugzeug aktiv in eine gewünschte Fluglage zu bringen. Dies wird durch die Steuerflächen (z. B. Höhenruder, Querruder) und die Trimmfähigkeit bestimmt.
