Fragen Flashcards
welche Kräfte kann ein ruhendes Fluid aufnehmen
-Normalkräfte
-Druckkräfte
was ist Druck
Verhältnis von Druckkraft zum Flächenelement auf das die Druckkraft wirkt
was gilt außerdem für Druck
-in alle Richtungen gleich
-ist eine skalare Größe
was ist Dichte und wovon ist sie abhängig
-Verhältnis Masse zu Volumen
-Druck, Temperatur, (Feuchte)
was ist Schallgeschwindigkeit, wie berechnet man, wie groß ist sie
-Geschwindigkeit mit der Schallwellen ausbreiten
-a=√kRT , k luft =1,4
-340,29
was ist Aerostatik + Anwendung
-behandelt ruhende, kompressible Gase
-Bestimmung der Zustandsgrößen der Luft in Erdatmosphäre (Dichte, Druck, Schallv, Temp)
was ist die Normatmosphäre
-wird genutzt um Vergleichbarkeit zwischen aerodynamischen und flugmechanischen Rechnungen möglich zu machen
-p0 = 1013,25hPa
-T0 = 288,15 K
-Feuchte = 0%
-ϱ0 = 1,225kg/m³
-a0 = 340,29 m/s
-g0 = 9,80665 m/s2
wodurch ändern sich die allgemeinen Zustandsgrößen
Änderrung der Temperatur mit der Höhe
-Druck nimmt auch mit Hähe ab
wodurch Normatmosphäre gekennzeichnet
abschnittsweise konstante Temperaturgradienten
unterste Schicht der Atmosphäre + Höhe
-Troposphäre
-0 bis 10km
- unterste Schicht+ Höhe+ besonderheit
Tropopause (Grenzschicht der Troposphäre)
-Normwert 11km (an Polen weniger, Äquator mehr)
-4/5 der Luftmasse und gesamte Wasser hier konzentriert
was ist der Polytropenexponent
beschreibt wie der Druck in Abhängigkeit von der Dichte variiert
Temperaturgradienten der Atmosphärenschichten und Höhe
-Troposphäre: (0-11km -0,0065K/m)
-untere Stratosphäre: (11-20km 0,0K/m)
-mittlere Stratosphäre: (20-32km 0,001 K/m)
was ist die Kontinuitätsgleichung und wie lautet die Massenstrombilanz
-Anwendung des Massenerhaltungssatz
-Was einströmt muss auch wieder herauskommen
-ϱwS=ϱwS
was ist die Bernoulligleichung und welche Annahme gilt
-Summe aller Energieformen zu jedem Zeitpunkt gleich
-Strömung verläuft reibungsfrei
Wie lautet die Bernoulligleichung für eine Stromlinie?
ϱ/2w^2+ϱg*h+p=const
was ist eine Strömungssonde und welche Druckbegriffe gibt es
-erfasst Drücke in einer Strömung
-Dynamischer Druck
-statischer Druck
-pitot Druck
was gilt an einem Staupunkt
-Strömungsgeschwindigkeit w=0
-dort herrscht Totaldruck (Pitotdruck)
-Cp =1
skizzieren sie je eine Sonde für verschiedene Drücke
-Pitot Rohr
-Wandbohrung
-Prandtl-Sonde
was eine Prandtle-Sonde
-messen Differenz zwischen Pitotdruck und statischen Druck
-Pitotsonde kombiniert mit Wandbohrung
-ermöglicht bestimmen von Strömungsgeschwindigkeit
klassische Versuchsanlagen
-Windkanal
-Wasserkanal (Stömungsverhältnisse bei 15tel der Geschwindigkeit durch geführt, da Viskosität um faktor 15 größer)
-Öl für optische Verfahren
was sind die Ähnlichkeitsgesetze
-Ziel: Re und Ma vergleichbar nah mit Realität
-Querschnittsfläche verringert bei hohem Leistugsbedarf
-> Dichte steigen oder Temperatur verringern
was sind dimensionslose Beiwerte
-um Abhängigkeit vom Staudruck zu eliminieren
-Kräfte verschiedener Flugzeuge vergleichbar machen
-diese mit Staudruck und Fläche (und Bezugslänge) dimensionslos gemacht
wodurch entsteht Auftrieb
-Luft strömt schneller an Oberseite
-Umlenken der Luft führt zu Kraft/Auftrieb
-Druckunterschiede (oben Unterdruck, unten Überdruck)-> Auftrieb
was passiert bei kleinen/großen Anstellwinkel
-bei kleinen Anstellwinkel: Profil glatt umströmt
-bei großen Anstellwinkel: Stömung kann Kontur nicht folgen, reißt ab
Ca- α- Diagramm
-y: Ca x: alpha
-Nullanstellwinkel
-Nullauftriebsbeiwert
-Auftriebsanstieg
-Ca=Ca0+Caα*α
was ist der effektive Anstellwinkel
Bereich von Anstellwinkeln in dem es einen nutzbaren Auftriebsbeiwert gibt
Druckverteilung ebene und gewölbte Platte
eben: A bei 1/4
gewölbt: A bei 1/2 (Ellipse)
wofür Druckbeiwert
-lokale Drücke über Profillänge dargestellt
-lokale Drücke von Umgebungsbedingung abhängig
->Einführung Druckbeiwert
woraus ergibt sich resultierende Luftkraft
Integration Druckverteilung über gesamtes Profil
was ist Nickmoment
-Druckverteilung erzeugt Momente um Querachse
-wächst linear mit Auftrieb bis Abriss
was ist Nullmoment
Nickmoment dort wo Auftriebsbeiwert = 0 ist
was ist Druckpunkt
Angriffspunkt der resultierenden Luftkraft
-je nach Auftrieb an anderer Stelle
-es wirkt kein Drehmoment
was ist Neutralpunkt
-Punkt des vom Anstellwinkel unabhängigen Moments
-fester Punkt eines Profils, Drehmoment fast konst
-Abstand Druckpunkt-Neutralpunkt verkürzt sich mit wachsender Auftriebskraft
einfluss Klappensysteme
-Ausgleich Momente
-min Widerstand bei Reiseflug, max Auftrieb bei Landung
-maximaler Auftriebsbeiwert vergrößern
-erhöhung Flügelwölbung, Flügeltiefe
-Strömung ablösen
was ist die Grenzschicht
-Reibung nur an dünner Schicht in unmittelbarer Nähe
-dünne Schicht von Luft abgebremst
-abhängig von Zähigkeit (große Reynoldszahl)
-Dicke wächst mit Abstand zur Vorderkante
wie kommt es zur Ablösung der Grenzschicht
-duch Rückströmung in Grenzschicht
-bei Druckanstieg
-ob turbulent(besser) oder laminar (anfälliger)
-entstehende Wirbel sorgen für Energieverlust
was ist der Widerstand welche Anteile gibt es
-Komponente der Luftkraft die entgegen der Anströmungsrichtung wirkt
-Nullwiderstand
-induzierter Widerstand
-Wellenwiderstand
-Steuerwiderstand
charakteristische Größen für Flügelform
-Flügelfläche S
-Spannweite b
-Bezugsflügeltiefe l
-Pfeilung
-Flügelstreckung =b^2/S
wozu führt Druckausgleich an Tragflächenenden
-induzierter Widerstand
-Wirbelbildung
-Queranströmung
-durch induzierten Abwind Reduktion des Anstellwinkels
Auftriebsverteilung elliptischer und rechteckiger Flügelgrundriss
-elliptischer Grundriss: rechteck
-rechteckiger Grundriss: halbe ellipse
Einfluss des Flügelgrundrisses auf das Ablöseverhalten
-ellipse: hinten innen bis außen
-rechteck: hinten innen
Einfluss Flügelpfeilung
-Reduzierung Widerstand
-Erhöhung Maximalgeschwindigkeit
-Erhöhung kritischer Machzahl
Eigenschaften aus Prandtlsches Traglinientheorie
-Auftriebsverteilung
-Gesamtauftrieb durch Integration davon
-Induzierte Widerstand
was ist das Multhopp-Verfahren
-Lösung des Prandtlschen Integrals
-Umwandlung in lineares Gleichungssystem
-an M stellen (7/15) wird Zirkulation berechnet
was ist die Navier Stokes Gleichung
System von nichtlinearer partieller DGL 2.Ordnung
-berücksichtigt Turbulenz und Grenzschicht
-nicht analytisch lösbar, nur numerisch
-nur für Spezialfälle vereinfachbar
Vorgehen Simulation Flügel
-CAD Modell
-Mesh erzeugen
-Anfangs/Randbedingungen festlegen
-Rechnen/Lösen
-Überprüfen und Interpretieren
Beeinflussung der Flugeigenschaften
-Abreißverhalten
-Effizienz
-Wendigkeit/Steuerbarkeit
-Maximaler Auftrieb
-Maximale Geschwindigkeit
-Schwerpunktlage
Zustandsgleichung ideale Gase
Dichte=Druck/R*T
was ist Viskosität und welche Arten gibt es
-beschreibt Fließfähigkeit eines Fluides
-dynamische Viskosität n
-kinematische Viskosität v
-n=v*dichte
was sind Reynoldszahl und Machzahl
-Re: Verhältnis von Trägheits- zu Reibungskräften Re=Vl/v
-Ma: Verhältniss Fluggeschwindigkeit zu Schallgeschwindigkeit (Kompressibilität) Ma=V/a
aerostatische Grundgleichung, für was verwendet
dp/dh=-ϱ(h)*g(h)
-Beschreibung Normatmospäre
Auftriebsanstieg einer ebenen angestellten Platte und angestellte gewölbte Platte und nicht angestellte Gewölbte Platte
-Ca= 2πα
-Ca= 2π(2 f/l +α)
-Ca= 4π f/l
skizzieren Sie eine Lilienthalpolare
-Ca-Cw
-Cwo
-Cwi
-Cw=Cwo+Cwi
-Cw=Cw0+k*Ca^2
wodurch entsteht Druckwiderstand und wodurch Reibungswiderstand
-aus Integral der Druckverteilung
-Integral der Reibungskräfte innerhlab der Grenzschicht
Skizzieren sie Profilform
-l profiltiefe
-d max Dicke
-rn nasenradius
-ld Rücklage maximale Dicke
-lf Rücklage maximale Wölbung
-2t Hinterkantenwinkel
-rho relative Dicke
Wofür steht NACA 2412
-2% Wölbung
-bei 40% Profiltiefe
-12% Profildicke
aus welchen Anteilen besteht Auftrieb
-Anstellwinkel abhängiger Anteil
-Anstellwinkel unabhängiger Anteil
