Aerodynamik für UL - Feuervogel Büllingen

Die vorliegende Powerpoint-Präsentation wurde
erstellt von Raoul Severin, Hubschrauberpilot und
Mitglied des Aeroclubs der 3 Grenzen unter
Verwendung von Materialien aus eigener
Sammlung sowie Material und Fragen aus den
Schulungsunterlagen von Alfons Velz vom Aeround Modellclub Feuervogel Büllingen
AERODYNAMIK
für angehende UL-Piloten
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
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für angehende UL-Piloten
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
1. Einführung
• Aerodynamik = Lehre der Luftbewegung
• Relativbewegung
• 4 Kräfte wirken auf ein Flugzeug
• 2 Stömungsformen: laminar, turbulent
© Raoul Severin
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für angehende UL-Piloten
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
2. Zusammensetzung der Luft
Standardatmosphäre
• Physikalische
Eigenschaften der Luft
• Ausdehnungsvermögen
Temperatur
• Kompressibilität
• 15° Celsius auf Meeresspiegelhöhe
• Ausdehnungskraft
• - 1,98° Celsius pro 1000 ft bis 11km
• Gewicht
• Ab 11 km Höhe konstant -56° Celsius
• Druck
Luftdruck
• Viskosität
• 1013,25 hPa auf Meeresspiegelhöhe
• - 1 hPa je 30 ft
• bis 12000 ft Abnahme gleich
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
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Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
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3. Flugzeugaufbau
• Gewichtskraft gesteuerte UL & Aerodynamisch gesteuerte UL
• Aerodynamischgesteuerte
Gewichtskraftgesteuerte ULUL
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
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Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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4. Widerstand
• Formwiderstand
• Reibungswiderstand
• Induzierter Widerstand
• Interferenzwiderstand
• Gesamtwiderstand
• Hängt ab von der Größe der
angeblasenen Fläche
• Hängt ab von der Form der
angeblasenen Fläche
© Raoul Severin
4. Widerstand
• Reibungswiderstand
• Erzeugt durch Abbremsen der Luft an der Oberfläche
• Raue Oberfläche = hoher Reibungswiderstand
• Regentropfen, Schnee, Reifbelag verändern Profil
• Reifbelag = Gefahr
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4. Widerstand
• Induzierter Widerstand
• Erzeugt durch Druckunterschied ober und unter Flügel
• Energieverlust
• Desto größer das Flugzeug, desto größer die Wirbel
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4. Widerstand
• Interferenzwiderstand
• Jedes Einzelteil erzeugt Widerstand
• Summe der Widerstände ≠ Gesamtwiderstand
• Teile beeinflussen sich gegenseitig (negativ & positiv)
© Raoul Severin
4. Widerstand
• Gesamtwiderstand
• Hängt ab von:
 Angeströmte Fläche
 Strömungsgeschwindigkeit
 Anstellwinkel
 Luftdichte
• Formel: W = cw x ½ ρ x v² x S
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Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
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Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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5. Profil und Tragflügel
• Aerodynamische Vorrichtung
• Günstige Reaktionen (Auftrieb, Widerstand)
• Profil:
 Querschnitt des Tragflügels
 direkt verantwortlich für Auftrieb und Widerstand
 hoher Auftrieb = hoher Widerstand
 geringer Auftrieb = geringer Widerstand
© Raoul Severin
© Raoul Severin
5. Profil und Tragflügel
• Tragflügel:
 Segel bei DPM
 Flügel bei ULM
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5. Profil und Tragflügel
 Pfeilung:
 V-Stellung: Flügelenden nach oben oder unten
 Flügelfläche: Profiltiefe x Spannweite
 Flügelstreckung und Seitenverhältnis
 Einstellwinkel, Einstellwinkeldifferenz
 Einstellwinkel nicht verstellbar
 Im Reiseflug = Flugzeug horizontal
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5. Profil und Tragflügel
 Anstellwinkel:
 Winkel zwischen Sehne und Flugrichtung (Strömung)
 Winkel ↑  Auftrieb ↑
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5. Profil und Tragflügel
 Flügelschränkung:
 um gleichzeitigen Strömungsabriss zu vermeiden
 geometrische Flügelschränkung
 geometrische Flügelschränkung
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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6. Auftrieb
• Entstehung von Auftrieb
 Luft umströmt ein Profil
 Luft wird nach unten abgelenkt
 Oben = Unterdruck, unten = Überdruck
 Unterdruck + Überdruck = Auftrieb
 Unterdruck + Überdruck = Auftrieb
 Volumen an Luft am Eingang = am Ausgang
 Geschwindigkeit am Eingang < am Ausgang
 Temperatur am Eingang > am Ausgang
 Druck am Eingang > am Ausgang
© Raoul Severin
6. Auftrieb
• Gleiches Phänomen am Flügelprofil
• Strömung: - teilt sich an Flügelvorderkante
- trifft an Hinterkante wieder zusammen
• Oberhalb des Profils: - Geschwindigkeitszunahme
- Entstehung eines Unterdrucks
• Unterhalb des Profils: - Geschwindigkeitsabnahme
- Entstehung eines Übeerdrucks
© Raoul Severin
6. Auftrieb
• Größe des Auftriebs
 hängt von Profilform ab
 hängt vom Anstellwinkel ab
 hängt vom Geschwindigkeitsunterschied
zwischen Ober- und –Unterseite ab
 hängt von der Luftdichte ab
 hängt von der Größe der Tragfläche ab
Formel: A = ca x ½ ρ x v² x S
Formel Widerstand: W = cw x ½ ρ x v² x S
© Raoul Severin
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
Profiltiefe ist der Abstand zwischen
 Profilnase und Profilende
 Flügelwurzel und Flügelende
 Profilunter- und Profiloberkante an der dicksten Stelle
 Profilunter- und Profiloberkante an der dünnsten Stelle
© Raoul Severin
Der Anstellwinkel der Tragfläche ist außen kleiner als an der Wurzel.
Dies ist kennzeichnend für eine
 geometrische Schränkung
 V-Stellung
 Pfeilform
 aerodynamische Schränkung
© Raoul Severin
Was ist das Seitenverhältnis eines Flügels?
Das Verhältnis zwischen
 Flügeltiefe und Spannweite
 mittlerer Flügeltiefe und Spannweite
 Flügeltiefe am Randbogen zu Flügeltiefe an der Wurzel
 Profildicke zu Flügeltiefe
© Raoul Severin
Die Einstellwinkeldifferenz ist der Winkel
 zwischen Anströmrichtung und Profilsehne der Tragfläche
 des Höhenruders zur Sehne der Höhenflosse
 der Tragflügelvorderkante zur Längsachse des Luftfahrzeugs
 zwischen Profilsehne der Tragfläche und Profilsehne des
Höhenleitwerks
© Raoul Severin
Eine Schwerpunktverschiebung im Flug gibt es
 im Sturzflug
 bei keinem UL
 bei aerodynamischen UL
 bei gewichtskraftgesteuerten UL
© Raoul Severin
Eine aerodynamische Steuerung bewirkt
 eine Verschiebung des Schwerpunktes; der Druckpunkt bleibt
 eine Verschiebung des Druckpunktes; der Schwerpunkt bleibt
 eine Verschiebung von Druckpunkt zu Schwerpunkt
 keine Druckpunkt- und keine Schwerpunktverschiebung
© Raoul Severin
In welche Richtung wirkt der Luftwiderstand
 zusammen mit der Gewichtskraft nach unten
 entgegengesetzt dem Auftrieb
 immer parallel zur Längsachse des Luftfahrzeuges
 in Strömungsrichtung
© Raoul Severin
Der Widerstand eines Körpers hängt ab von
 der Masse des Körpers
 der Form des Körpers
 der Temperatur
 dem Werkstoff
© Raoul Severin
Wie verändert sich der Luftwiderstand des Luftfahrzeuges bei
Verdoppelung der Geschwindigkeit? Er
 verdoppelt sich
 bleibt gleich
 vervierfacht sich
 verdreifacht sich
Formel: A = ca x ½ ρ x v² x S
© Raoul Severin
Widerstand und Auftrieb hängen unter anderem von der Luftdichte ab.
Wenn die Luftdichte größer wird werden Auftrieb und Widerstand
 kleiner
 größer
 mit dem Quadrat der Luftdichte kleiner
 nicht verändert
Formel: W = cw x ½ ρ x v² x S
Formel: A = ca x ½ ρ x v² x S
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Der Widerstand eines Körpers ist abhängig von
 Form, Material und Masse des Körpers
 Auftrieb, Form und Material
 Fläche, Staudruck und Temperatur
 Fläche, Luftdichte, Quadrat der Geschwindigkeit und Form
Formel: W = cw x ½ ρ x v² x S
© Raoul Severin
Im Horizontalflug wirken am Flugzeug vier Kräfte.
Welche Kraft wirkt dem Schub entgegen?
 Widerstand
 Gewichtskraft
 Auftrieb
 Motorleistung
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Unter Grenzschicht versteht man
 die Verwirbelungen an der Oberfläche eines Körpers
 die Luftschicht, in der die Strömungsgeschwindigkeit bis zum Wert 0
an der Oberfläche eines Körpers abgebremst wird
 den Zirkulationsanteil der Tragflächenumströmung
 die Luftmoleküle, die hinter dem Umschlagpunkt Verwirbelungen
erleiden
© Raoul Severin
Welcher Körper gleichen Querschnitts hat den kleinsten Widerstand
bei gleicher Anströmgeschwindigkeit
 ebene Scheibe
 Stromlinienkörper
 hohle halbe Kugel
 volle Kugel
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
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Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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7. Klappen
• Aerodynamische Vorrichtungen die den Auftrieb erhöhen
• Landeklappen
• erhöhen Auftrieb und Widerstand
• verringern Mindestfluggeschwindigkeit
• verringern Landestrecke
• Störklappen
• erhöhen erheblich den Widerstand
• Segler, Passagierflugzeuge, Düsenjäger
• Vorflügel
• bewirken ein längeres Anliegen der Strömung
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
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8. Polardiagramm
• Auftrieb und Widerstand hängen voneinander ab
Formel: W = cw x ½ ρ x v² x S
Formel: A = ca x ½ ρ x v² x S
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
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Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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9. Kräfte am Flugzeug
Gewicht (Schwerkraft)
• Widerstand
• vom
immer
Druckpunkt
vom Schwerpunkt
in Anströmrichtung
aus in Richtung Erdmittelpunkt
• Schub
Auftrieb
Druckpunkt aus im rechten Winkel zur Anblas- oder
• vom
In Flugrichtung
Anströmrichtung
• Druckpunkt = Schnittpunkt von Profilsehne mit
Luftkraftresultierende
• Luftkraftresultierende = Summe von Auftrieb und Widerstand
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
10. Steuerung
• 3 Achsen
© Raoul Severin
10. Steuerung
• Querrudersteuerung
• Querruder = am hinteren äußeren Teil des Flügels montiert
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10. Steuerung
• Höhenrudersteuerung
• Höhenruder = horizontale Steuerfläche am Heck des Flugzeugs
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10. Steuerung
• Seitenrudersteuerung
• Seitenruder = vertikale Steuerfläche am Heck des Flugzeugs
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10. Steuerung
• Auswirkungen
• ungewollte Auswirkungen auf andere Achsen
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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11. Trimmung
• Hilfe
• Nimmt den Druck von den Steuerorganen
• Hält das Flugzeug in eine vorgegebene Position
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
12. Stabilität
• Statische und dynamische Stabilität
© Raoul Severin
12. Stabilität
• Stabilität um die Querachse
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12. Stabilität
• Stabilität um die Hochachse
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12. Stabilität
• Stabilität um die Längsachse
© Raoul Severin
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
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Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
Wie werden die Achsen eines Luftfahrzeugs bezeichnet?
a) Längs-, Seiten-, Hochachse
b) Längs-, Quer- und Hochachse
c) Hoch- und Nickachse
d) Längs- und Hochachse
© Raoul Severin
Der Schwerpunkt ist der Punkt an dem
a) das schwerste Bauteil (Motor) liegt
b) der Pilot sitzt
c) die Summe aller Luftkräfte angreift
d) die Summe aller Massenkräfte angreift
© Raoul Severin
Stabilität um die Längsachse lässt sich erreichen durch:
a) Pfeilung der Tragflächen
b) die aerodynamische Schränkung
c) den aerodynamischen Ruderausgleich am Querruder
d) Pfeilung in Verbindung mit Schränkung bzw. V-Form der Tragflügel
und/oder tiefliegenden Masseschwerpunkt
© Raoul Severin
Durch eine im Flug einstellbare Trimmung
a) wird der Schwerpunkt in den zulässigen Bereich gedrückt
b) werden Bauungenauigkeiten korrigiert
c) werden dauerhafte Steuerdrücke vermieden
d) wird der Auftrieb erhöht
© Raoul Severin
Eine Verlagerung des Schwerpunktes in Richtung der Längsachse
bewirkt bei einem gewichtskraftgesteuerten UL
a) ein Nicken
b) keine Drehbewegung
c) eine Gieren
d) ein Rollen
© Raoul Severin
Wie wird die Stabilität eines Luftfahrzeuges um die Hochachse
bezeichnet?
a) Seitenstabilität
b) Querstabilität
c) Längsstabilität
d) Kursstabilität
© Raoul Severin
Welche Kräfte wirken auf das Luftfahrzeug im Geradeausflug ein?
a) Auftrieb, Druck, Widerstand, Gewichtskraft
b) Beschleunigung, Schub, Widerstand, Gewichtskraft
c) Auftrieb, Widerstand, Schub, Gewichtskraft
d) Auftrieb, Widerstand, Schub, Leergewichtskraft
© Raoul Severin
Querstabilität ist erreichbar
a) durch Querruder
b) durch Höhenruder und/oder Pfeilung in Verbindung mit
Schränkung
c) V-Stellung und/oder Pfeilung in Verbindung mit Schränkung
d) S-Schlag-Profile
© Raoul Severin
Ein UL geht durch eine Böe in einen leichten Steigflug über und senkt
dann die Nase, wobei Geschwindigkeit aufgeholt wird. Nach drei
Bewegungen dieser Art fliegt das Luftfahrzeug wieder im
Geradeausflug. Es ist
a) um die Querachse dynamisch stabil
b) um die Querachse statisch labil
c) um die Querachse dynamisch indifferent
d) um die Querachse dynamisch labil
© Raoul Severin
Wie wird die Drehbewegung um die Längsachse bezeichnet
a) Rollen
b) Nicken
c) Gieren
d) Driften
© Raoul Severin
In welche Richtung wirkt der Luftwiderstand?
a) Zusammen mit der Gewichtskraft nach unten
b) Entgegengesetzt dem Auftrieb
c) Immer parallel zur Längsachse des Luftfahrzeuges
d) In Strömungsrichtung
© Raoul Severin
Wie wird das Drehen des Luftfahrzeuges um die Querachse
bezeichnet?
a) Nicken
b) Rollen
c) Sinken
d) Gieren
© Raoul Severin
Die Strömungsgeschwindigkeit ist auf der Oberseite der Tragfläche
a) größer als auf der Unterseite
b) kleiner als auf der Unterseite
c) gleich groß
d) vorhanden, auf der Unterseite nicht vorhanden
© Raoul Severin
Wie wird die Stabilität eines Luftfahrzeuges um die Längsachse
bezeichnet?
a) Längsstabilität
b) Querstabilität
c) Kursstabilität
d) Seitenstabilität
© Raoul Severin
Im Horizontalflug wirken am Flugzeug vier Kräfte.
Welche Kraft wirkt dem Schub entgegen?
 Widerstand
 Gewichtskraft
 Auftrieb
 Motorleistung
© Raoul Severin
Das Trimmruder am Höhenruder ist nach oben ausgeschlagen.
Wie wirkt sich das auf die Lastigkeit des UL aus?
a) Neutrale Stellung (Null-Stellung)
b) Kopflastig getrimmt
c) Schwanzlastig getrimmt
d) Luftfahrzeug hängt nach links
© Raoul Severin
Wie wird das Drehen um die Längsachse bezeichnet?
a) Rollen
b) Kippen
c) Gieren
d) Schieben
© Raoul Severin
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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13. Steigflug
• Wie?
• Man braucht mehr Auftrieb:
• Mehr Leistung  mehr Auftrieb
• Anstellwinkel muss vergrößert werden
• Höhenleitwerk nach unten, Nase nach oben
© Raoul Severin
Schub 
R
Auftrieb
Auftrieb 
Widerstand 
L
Schub
Widerstand
Gewicht
© Raoul Severin
• FAZIT
• Schub  bringt Geschwindigkeitszunahme
• Schub  bringt Höhengewinn
• Was tun?
• Geschwindigkeit beihalten (Steuerknüppel ziehen)
• Konstante Steigrate
• Steiggeschwindigkeit steht im Flughandbuch
• Beste Steigrate = Größter Höhengewinn in kürzester Zeit
• Bester Steigwinkel = Größter Höhengewinn in kürzeste Entfernung
• Steigrate hängt zudem vom Gewicht ab
© Raoul Severin
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Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
© Raoul Severin
14. Sinkflug
• Wie ?
• Schub   Auftrieb 
• Steuerknüppel vorwärts  Nase nickt, V nimmt zu
© Raoul Severin
Schub 
R
Auftrieb
Auftrieb 
Widerstand 
L
Schub
Widerstand
Gewicht
© Raoul Severin
• FAZIT
• Schub  bringt Geschwindigkeitsabnahme
• Schub  bringt Höhenverlust
• Was tun?
• Geschwindigkeit beihalten (Steuerknüppel drücken)
• Konstante Sinkgrate
• Sinkgeschwindigkeit unbedeutend
• Bei Landeanflug = Anfluggeschwindigkeit wichtig
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AERODYNAMIK
für angehende UL-Piloten
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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15. Gleitflug
= Fliegen ohne Triebwerk
Auftrieb
Widerstand
G2
G1
Gewicht
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Gleitzahl
= Verhältnis zwischen Höhenverlust und zurückgelegter Strecke
Die Gleitzahl 1:8 bedeutet bei 1000m Höhenverlust werden
8000m zurückgelegt
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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16. Seitengleitflug
• Wie?
• Querruder und Seitenruder „kreuzen“
• d.h. Querruder rechts, Seitenruder links (oder umgekehrt)
• Wozu?
• Widerstand erhöhen
• Ersetzt Lande- oder Störklappen
• Beim Landeanflug um schnell Höhe zu verlieren
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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17. Kurvenflug
Auftrieb
Auftrieb
Zentrifugalkraft
Gewicht
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• Auf das Flugzeug wirkende Kräfte sind in Kurven stärker
• Je steiler die Kurve je stärker die Kräfte
• Belastungszunahme = Lastvielfache
• g = Abkürzung für Lastvielfache
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• Lastvielfache entsteht nicht durch hohe Zuladung
• Jedes Flugzeug hat eine Maximalbelastung
• Sichere Lastvielfache steht im Flugzeughandbuch
• Bruchlast = Lastvielfache bei dem Gerät bricht
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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18. Langsamflug und Überziehen
• Langsamflug
• Geringe Geschwindigkeit
• Hoher Anstellwinkel
• Ruderwirkung nimmt stark ab
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• Überziehen
• Anstellwinkel = maximal ± 15 °
• Nahe dem Strömungsabriss
• Aufriebsverlust
• Dank Schränkung nicht sofort auf ganzer Fläche
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Einführung.
Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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19. Trudeln
• Was?
• steuerlose Absturzbewegung
• um Achse ≠ Hoch-, Quer-, Längsachse
• Drehung ± 1 x pro Sekunde
• keine Reaktion  Absturz
• Wie?
• Strömungsabriß auf einer Flügelhälfte
• Flugzeug rollt über den Flügel
• Was tun?
• volles Seitenruder entgegen gesetzt zur Drehbewegung
• Steuerknüppel leicht vor Mittelstellung
• Gas raus
• Wenn Drehung endet Seitenruder in Mittelstellung
• Flugzeug abfangen
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Zusammensetzung der Luft.
Flugzeugaufbau.
Widerstand.
Profil und Tragflügel.
Der Auftrieb.
Klappen.
Polardiagramm.
Kräfte am Flugzeug.
Steuerung.
Trimmung.
Stabilität.
Steigflug.
Sinkflug.
Gleitflug.
Seitengleitflug.
Kurvenflug.
Langsamflug und Überziehen.
Trudeln.
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Warum muss man Kurven mit erhöhter Geschwindigkeit fliegen?
a) Um in der Kurve nicht zu schieben
b) Weil sich im Kurvenflug sonst die Querneigung ändern würde
c) Um durch den erhöhten Auftrieb dem negativen Wendemoment
entgegenzuwirken
d) Um mit mehr Auftrieb das durch die Zentrifugalkraft erhöhte
Gewicht auszugleichen
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Vom Hersteller werden über die Leistung, Bedienung und die
Belastungsgrenzen des Luftfahrzeuges Angaben gemacht. Diese
findet man im
a) Betriebshandbuch
b) Kennblatt (Luftfahrt-Bundesamt)
c) Prospekt
d) Bordbuch
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Welche Kraft ist beim (motorlosen) Gleitflug gleich groß wie das
Gewicht des Luftfahrzeuges?
a) Der Auftrieb
b) Die Resultierende aus Auftrieb und Widerstand
c) Die senkrechte Komponente des Auftriebs
d) Die Resultierende aus Auftrieb und Geschwindigkeit
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Der Anstellwinkel ist im Reiseflug
a) größer als im Steigflug
b) kleiner als im Steigflug
c) größer als beim Start
d) gleichgroß wie im Sturzflug
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Beim Kurvenflug wird immer
a) gleicher Auftrieb benötigt wie beim Geradeausflug
b) doppelter Auftrieb benötigt gegenüber dem Geradeausflug
c) mehr Auftrieb benötigt als beim Geradeausflug
d) weniger Auftrieb benötigt, weil die Zentrifugalkraft einen Teil des
Auftriebs ersetzt
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Trudeln
a) ist unter Umständen schwer zu beenden
b) tritt bei Kunstflug auf
c) ist eine schnelle Drehbewegung um die Querachse
d) wird von jedem Luftfahrzeug selbstständig beendet
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Was kann die Folge des Abreißens der Strömung an der Fläche in
einer Kurve sein?
a) Sehr starker Steuerdruck
b) Ein Schieben nach der Kurveninnenseite
c) Ein Schieben nach der Kurvenaußenseite
d) Trudeln
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Wie ändern sich die aerodynamischen Verhältnisse bei Annäherung
an den überzogenen Flugzustand am Profil? Die
a) Luftströmung schmiegt sich eng an das Profil der Flügeloberseite
an
b) Geschwindigkeit der Luftströmung verringert sich auf der
Profiloberseite
c) Luftströmung vermag der Profilwölbung auf der Oberseite nicht
mehr zu folgen, es kommt zur Ablösung der Strömung
d) Strömung an der Unterseite des Profils reißt ab
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Für das in der Kurve ansteigende Gewicht des LFZ erhöht man den
Auftrieb durch erhöhte(n)
a) Fluggeschwindigkeit
b) Motorschub
c) Gleitwinkel
d) Anstellwinkel
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Die Überziehgeschwindigkeit
a) bleibt im Kurvenflug gleich
b) sinkt im Kurvenflug
c) existiert im Kurvenflug nicht
d) steigt im Kurvenflug
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Wie nimmt die Trudelneigung eines Luftfahrzeuges zu?
Sie nimmt zu wenn
a) der Schwerpunkt weit vorn liegt
b) die Trimmung kopflastig eingestellt ist
c) der Schwerpunkt weit hinten liegt
d) die Trimmung schwanzlastig eingestellt ist
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D
a)
b)
c)
d)
N
K
S
L
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Die Geschwindigkeit des geringsten Sinkens ist
a) immer größer als die Geschwindigkeit des besten Gleitens
b) meist größer als die Geschwindigkeit des besten Gleitens
c) immer kleiner als die Geschwindigkeit des besten Gleitens
d) meist kleiner als die Geschwindigkeit des besten Gleitens
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