Aerodynamik
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Aerodynamik (Nr. 1020) Aerodynamik (Nr. 1021) Aerodynamik (Nr. 1022) Aerodynamik (Nr. 1023) Wie entsteht statischer Auftrieb? (Nr. 1020) (II: dem Verständnis dienlich) Welche Luftfahrzeuge nutzen den statischen Auftrieb? (Nr. 1021) (II: dem Verständnis dienlich) Wovon hängt die Luftdichte ab? (Nr. 1022) (I: unbedingt notwendig) Womit beschäftigt sich die Aerodynamik? (Nr. 1023) (I: unbedingt notwendig) : R Archimedisches Prinzip: Ein Körper gewinnt soviel Auftrieb, wie das Gewicht der von ihm verdrängten Luft beträgt. : R Luftfahrzeuge leichter als Luft (Ballons und Luftschiffe). : R Luftdruck (->Höhe), Lufttemperatur, Zusammensetzung (Feuchte) : R Gesetzmäßigkeiten der strömenden Luft. Aerodynamik (Nr. 1024) Aerodynamik (Nr. 1025) Aerodynamik (Nr. 1026) Aerodynamik (Nr. 1027) Was ist der statische Druck „p“? (Nr. 1024) (I: unbedingt notwendig) Was versteht man unter Gesamtdruck? (Nr. 1025) (I: unbedingt notwendig) Woraus setzt sich der Gesamtdruck zusammen? (Nr. 1026) (I: unbedingt notwendig) In welche Richtung wirkt der Gesamtdruck? (Nr. 1027) (I: unbedingt notwendig) : R Die Kraft, die ruhende Luft pro Fläche ausübt = Luftdruck. : R Die Kraft, die bewegte Luft pro Fläche ausübt. : R Aus der Summe von statischem Druck "p" und Staudruck "q". : R Nur in Strömungsrichtung. Aerodynamik (Nr. 1028) Aerodynamik (Nr. 1029) Aerodynamik (Nr. 1030) Aerodynamik (Nr. 1031) In welche Richtung wirkt der statische Druck "p"? (Nr. 1028) (I: unbedingt notwendig) Von welchen Faktoren ist der statische Druck abhängig? (Nr. 1029) (I: unbedingt notwendig) In welche Richtung wirkt der Staudruck "q"? (Nr. 1030) (I: unbedingt notwendig) : R Gleichmäßig in alle Richtungen. : R Luftdichte und Lufttemperatur : R Nur in Strömungsrichtung. Von welchen Faktoren ist der Staudruck abhängig? (Nr. 1031) (II: dem Verständnis dienlich) : R Luftdichte und Fluggeschwindigkeit Aerodynamik (Nr. 1032) Aerodynamik (Nr. 1033) Aerodynamik (Nr. 1034) Aerodynamik (Nr. 1035) Unter welchen Voraussetzungen kann strömende Luft als inkompressibel betrachtet werden? (Nr. 1032) (III: nützlich zu wissen) Wie nennt man den Schnitt durch einen Tragflügel? (Nr. 1033) (I: unbedingt notwendig) Was stellt eine Stromlinie dar? (Nr. 1034) (II: dem Verständnis dienlich) : R Profil : R Die Bahn eines Luftteilchens. Was bedeutet ein Zusammenrücken der Stromlinien im Strömungsbild? (Nr. 1035) (I: unbedingt notwendig) Aerodynamik (Nr. 1036) Aerodynamik (Nr. 1037) Aerodynamik (Nr. 1038) Aerodynamik (Nr. 1039) Wie verändert sich der statische Druck mit der Strömungsgeschwindigkeit? (Nr. 1036) (I: unbedingt notwendig) Welche Strömungsformen gibt es? (Nr. 1037) (I: unbedingt notwendig) Wie verlaufen die Stromlinien in der laminaren Strömung? (Nr. 1038) (I: unbedingt notwendig) Wie verlaufen die Stromlinien in der turbulenten Strömung? (Nr. 1039) (I: unbedingt notwendig) : R Laminar und turbulent : R Parallel, stationär. : R Ständig die Richtung ändernd, nicht stationär, verwirbelt. Aerodynamik (Nr. 1040) Aerodynamik (Nr. 1041) Aerodynamik (Nr. 1042) Aerodynamik (Nr. 1043) Was versteht man unter dem Anstellwinkel? (Nr. 1040) (I: unbedingt notwendig) Was ist der Einstellwinkel? (Nr. 1041) (I: unbedingt notwendig) Wie kann der Einstellwinkel verändert werden? (Nr. 1042) (I: unbedingt notwendig) Was versteht man unter dem Staupunkt? (Nr. 1043) (III: nützlich zu wissen) : R Winkel zwischen Profilbezugslinie und Anströmrichtung. : R Winkel zwischen Profilbezugslinie und Flugzeuglängsachse. : R Der Einstellwinkel ist fix vom Hersteller vorgegeben. : R Angriffspunkt der Verzweigungsstromlinie. An dieser Stelle ist die Anströmgeschwindigkeit und demnach auch der Staudruck gleich Null. Der dort herrschende statische Druck entspricht dem Gesamtdruck. : R Wenn die Strömungsgeschwindigkeit Mach 0,5 nicht überschreitet. : R Erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, so sinkt der Druck. : R Höhere Strömungsgeschwindigkeit und geringeren statischen Druck. Aerodynamik (Nr. 1044) Aerodynamik (Nr. 1045) Aerodynamik (Nr. 1046) Aerodynamik (Nr. 1047) Was ist der Druckpunkt? (Nr. 1044) (III: nützlich zu wissen) Was ist der Neutralpunkt? (Nr. 1045) (I: unbedingt notwendig) Wie ensteht dynamischer Auftrieb am Tragflügel? (Nr. 1046) (I: unbedingt notwendig) Wo greift der Auftrieb am Tragflügel an? (Nr. 1047) (II: dem Verständnis dienlich) : R Jener Punkt, an dem sich alle wirksamen Luftkräfte zusammenfassen lassen. Es ist der Schnittpunkt zwischen Luftkraftresultierenden und Profilbezugslinie. An diesem Punkt herrscht kein Drehmoment. : R Jener fixer Punkt am Tragflügelprofil, an dem das Drehmoment im normalen Anstellwinkelbereich konstant ist. : R Die Form eines umströmten Tragflügelprofils ruft eine Geschwindigkeitserhöhung der umströmenden Luft hervor, das bedeutet eine Verringerung des statischen Drucks - es entsteht eine Kraft, die senkrecht auf die Bewegungsrichtung des Luftfahrzeuges wirkt (=Auftrieb). : R Im Druckpunkt. Aerodynamik (Nr. 1048) Aerodynamik (Nr. 1049) Aerodynamik (Nr. 1050) Aerodynamik (Nr. 1051) In welche Richtung wandert der Druckpunkt eines Normalprofils bei Anstellwinkelerhöhung? (Nr. 1048) (II: dem Verständnis dienlich) In welche Richtung wirkt der Auftrieb an einem Tragflügel? (Nr. 1049) (I: unbedingt notwendig) Welche Faktoren beeinflussen den Auftrieb? (Nr. 1050) (I: unbedingt notwendig) : R Nach vorne (gegen die Strömungsrichtung). : R Immer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Luftfahrzeuges (Auftrieb = Quertrieb). : R Auftriebsbeiwert (cA) [ ], Luftdichte r [kg/m³], Quadrat der Geschwindigkeit (v²) [m/s], Flügelfläche (F)[m²], Formel: A=cA .r/2.v².F [N], Anmerkung: (r/2.v² = Staudruck q) Welche Faktoren beeinflussen den Auftriebsbeiwert? (Nr. 1051) (I: unbedingt notwendig) Aerodynamik (Nr. 1052) Aerodynamik (Nr. 1053) Aerodynamik (Nr. 1054) Aerodynamik (Nr. 1055) Was ist die Luftkraftresultierende? (Nr. 1052) (I: unbedingt notwendig) Welcher Kraft ist die Luftkraftresultierende im stationären Geradeausflug entgegengesetzt? (Nr. 1053) (I: unbedingt notwendig) Welche Kraft ist in folgender Zeichnung in grün gekennzeichnet? (Nr. 1054) (II: dem Verständnis dienlich) Welche Kraft ist in folgender Zeichnung in grün gekennzeichnet? (Nr. 1055) (II: dem Verständnis dienlich) : R Auftrieb : R Widerstand : R Resultierende aus Auftrieb und Widerstand. : R Anstellwinkel, Profilform, Oberflächengüte : R Gewichtskraft Aerodynamik (Nr. 1056) Aerodynamik (Nr. 1057) Aerodynamik (Nr. 1058) Aerodynamik (Nr. 1059) Was ist der Druckwiderstand (Formwiderstand, Stirnwiderstand? (Nr. 1058) (I: unbedingt notwendig) Welche Arten von Widerstand gibt es? (Nr. 1059) (I: unbedingt notwendig) : R Druckwiderstand entsteht, wenn strömende Luft auf einen Gegenstand trifft. Er wirkt gegen die Strömungsrichtung. : R Formwiderstand ( = Druckwiderstand = Stirnwiderstand), Reibungswiderstand (Formwiderstand + Reibungswiderstand des Tragflügels = Profilwiderstand), induzierter Widerstand, Interferenzwiderstand, Restwiderstand. Diese fünf Widerstände ergeben den Gesamtwiderstand. Welche Kraft ist in folgender Zeichnung in grün gekennzeichnet? (Nr. 1056) (II: dem Verständnis dienlich) Welche Kraft ist in folgender Zeichnung in grün gekennzeichnet? (Nr. 1057) (II: dem Verständnis dienlich) : R Luftkraftresultierende : R Gewichtskraft Aerodynamik (Nr. 1060) Aerodynamik (Nr. 1061) Aerodynamik (Nr. 1062) Aerodynamik (Nr. 1063) Welche Faktoren beeinflussen den Formwiderstand? (Nr. 1060) (I: unbedingt notwendig) Welche Faktoren beeinflussen den Widerstandsbeiwert? (Nr. 1061) (I: unbedingt notwendig) Welche Körperform hat den geringsten Widerstandsbeiwert? (Nr. 1062) (III: nützlich zu wissen) Wie entsteht der Reibungswiderstand? (Nr. 1063) (II: dem Verständnis dienlich) : R Widerstandsbeiwert (cW) [ ], Luftdichte (r ) [kg/m³], Quadrat der Geschwindigkeit (v²) [m/s], Bezugsfläche (S) [m²], Formel: W=cw.r/2.v ².S [N], Anmerkung: (r/2.v² = Staudruck q) : R Anstellwinkel, Profilform, Oberflächengüte : R „Stromlinienkörper“ - tropfenförmiger Körper, allmähliche Querschnittsverminderung auf Null mit der Tiefe. Aerodynamik (Nr. 1064) Aerodynamik (Nr. 1065) Aerodynamik (Nr. 1066) Aerodynamik (Nr. 1067) Was ist die Grenzschicht? (Nr. 1064) (I: unbedingt notwendig) Welche Strömungsformen kann die Grenzschicht annehmen? (Nr. 1065) (I: unbedingt notwendig) Was ist der Umschlagpunkt? (Nr. 1067) (I: unbedingt notwendig) : R Die oberflächennahe Schicht einer Strömung. : R Laminar und turbulent Welchen Einfluss hat der Grenzschichtcharakter auf den Reibungswiderstand? (Nr. 1066) (I: unbedingt notwendig) : R Die laminare Grenzschicht hat einen bedeutend niedrigeren Reibungskoeffizienten, als die turbulente. : R Durch starkes Abfallen der Strömungsgeschwindigkeit in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche, welche direkt an der Oberfläche Null wird. Die Folge davon ist das Auftreten von Reibungskräften und damit eines Reibungswiderstandes. : R Jener Punkt, an dem die laminare Grenzschicht turbulent wird (Strömung nicht stationär; Luftteilchen bewegen sich auch normal zur Strömungsrichtung). Aerodynamik (Nr. 1068) Aerodynamik (Nr. 1069) Aerodynamik (Nr. 1070) Aerodynamik (Nr. 1071) Wie ist die Streckung definiert? (Nr. 1068) (III: nützlich zu wissen) Was ist der induzierte Widerstand? (Nr. 1069) (I: unbedingt notwendig) : R Verhältnis von Quadrat der Spannweite zu Flügelfläche, oder Verhältnis von Spannweite zu mittlerer Flügeltiefe. : R Der Druckunterschied zwischen Flügelober- und -unterseite bewirkt einen Druckausgleich an den Flügelenden in Form von Wirbelzöpfen, die nach hinten unten wegdrehen. Zur Neubildung dieser Wirbelzöpfe muss Arbeit vollbracht werden - diese Arbeit besteht in der Überwindung des induzierten Widerstandes. Welche Gefahrenmomente können durch den induzierten Widerstand entstehen? (Nr. 1070) (II: dem Verständnis dienlich) Welche konstruktiven Möglichkeiten gibt es, um den induzierten Widerstand zu beeinflussen? (Nr. 1071) (III: nützlich zu wissen) : R Bildung von Wirbelschleppen (starke Turbulenzen hinter und unterhalb großer, schwerer Flugzeuge). : R Hohe Streckung (=schlanker Tragflügel) bedeutet geringeren induzierten Widerstand, Flügelgrundriss (elliptischer Tragflügel günstig), Schränkung des Tragflügels (durch Schränkung des Tragflügels erreicht man eine elliptische Auftriebsverteilung), Flügelenden (Winglets, Randkeulen). Aerodynamik (Nr. 1072) Aerodynamik (Nr. 1073) Aerodynamik (Nr. 1074) Aerodynamik (Nr. 1075) Erkläre den Unterschied zwischen geometrischer und aerodynamischer Schränkung? (Nr. 1072) (II: dem Verständnis dienlich) Was versteht man unter Interferenzwiderstand? (Nr. 1073) (III: nützlich zu wissen) Was versteht man unter Restwiderstand? (Nr. 1074) (I: unbedingt notwendig) Was ist der Ablösungspunkt? (Nr. 1075) (I: unbedingt notwendig) : R Die gegenseitige Beeinflussung hinter- oder nebeneinander in der Strömung liegender Körper. : R Jenen Widerstand, der durch die Bauteile eines Flugzeuges entsteht, die nicht unmittelbar zur Auftriebserzeugung dienen. : R Jener Punkt, an dem sich die Grenzschicht (Strömung) ablöst. (Strömung nicht stationär; Luftteilchen bewegen sich auch gegen die Strömungsrichtung). Aerodynamik (Nr. 1076) Aerodynamik (Nr. 1077) Aerodynamik (Nr. 1078) Aerodynamik (Nr. 1079) Wie verlaufen die Stromlinien in der abgelösten Strömung? (Nr. 1076) (I: unbedingt notwendig) Welche Folgen hat ein Ablösen der Grenzschicht (= Abreißen der Strömung)? (Nr. 1077) (I: unbedingt notwendig) Wo beginnt die Ablösung an der Tragfläche? (Nr. 1078) (III: nützlich zu wissen) In welche Richtung setzt sich die Ablösung an der Tragfläche mit zunehmendem Anstellwinkel fort? (Nr. 1079) (III: nützlich zu wissen) : R Geometrische Schränkung: Der Einstellwinkel wird zu den Flügelenden hin kleiner. Aerodynamische Schränkung: Die Profilform ändert sich mit der Spannweite. : R Nicht stationär, manche Luftteilchen bewegen sich gegen die Strömungsrichtung. : R Starke Verringerung bis Zusammenbruch des Auftriebs, sowie Widerstandszunahme. : R Auf der Profiloberseite vor der Hinterkante. : R Wanderung von der Hinterkante gegen die Strömungsrichtung. Aerodynamik (Nr. 1080) Aerodynamik (Nr. 1081) Aerodynamik (Nr. 1082) Aerodynamik (Nr. 1083) Was ist der kritische Anstellwinkel? (Nr. 1080) (II: dem Verständnis dienlich) In welchem Bereich liegt üblicherweise der kritische Anstellwinkel? (Nr. 1081) (II: dem Verständnis dienlich) Was bezeichnet man als Laminarprofil? (Nr. 1082) (I: unbedingt notwendig) Nenne die Vorteile eines Laminarprofiles? (Nr. 1083) (II: dem Verständnis dienlich) : R Ein Profil, bei dem die Strömung eine lange laminare Laufstrecke hat. Dies wird durch eine große Rücklage der maximalen Dicke erreicht (meist im zweiten Drittel der Profiltiefe). : R Geringer Widerstandsbeiwert (allerdings nur bei glatter Oberfläche). Aerodynamik (Nr. 1086) Aerodynamik (Nr. 1087) Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1086) (I: unbedingt notwendig) Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1087) (I: unbedingt notwendig) : R Normalprofil : R S-Schlag-Profil Aerodynamik (Nr. 1090) Aerodynamik (Nr. 1091) Welche Tragflügelprofile werden bei Segelflugzeugen bevorzugt verwendet? (Nr. 1090) (I: unbedingt notwendig) Nach welchen Gesichtspunkten wird ein Tragflügelprofil ausgewählt? (Nr. 1091) (III: nützlich zu wissen) : R Laminarprofile : R Hohe Gleitleistung, Auftrieb, Überziehverhalten, Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung bzw. Regen. : R Jener Anstellwinkel, bei dem der Höchstauftrieb erreicht wird. : R 0° bis 10° Aerodynamik (Nr. 1084) Aerodynamik (Nr. 1085) Nenne die Nachteile eines Laminarprofiles? (Nr. 1084) (II: dem Verständnis dienlich) Welche Profile sind druckpunktfest? (Nr. 1085) (III: nützlich zu wissen) : R Oft empfindlich gegen Verschmutzung (Mücken) und Regen. Manche Laminarprofile zeigen ein kritisches Abreißverhalten. : R Symmetrische Profile und Profile mit S-Schlag. Aerodynamik (Nr. 1088) Aerodynamik (Nr. 1089) Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1088) (I: unbedingt notwendig) Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1089) (I: unbedingt notwendig) : R Symmetrisches Profil : R Laminarprofil Aerodynamik (Nr. 1092) Aerodynamik (Nr. 1093) Aerodynamik (Nr. 1094) Aerodynamik (Nr. 1095) Wie beeinflusst die Wölbung eines Profils Auftrieb und Widerstand? (Nr. 1092) (I: unbedingt notwendig) Wie beeinflusst die maximale Dicke eines Profils Auftrieb und Widerstand? (Nr. 1093) (II: dem Verständnis dienlich) Wie beeinflusst die Profiltiefe Auftrieb und Widerstand? (Nr. 1094) (II: dem Verständnis dienlich) Welche Profile werden bei Seitenrudern verwendet? (Nr. 1095) (III: nützlich zu wissen) : R Mit zunehmender Wölbung steigen Auftrieb und Widerstand. : R Mit zunehmender Dicke steigen der Auftriebshöchswert und der minimale Widerstandsbeiwert; der bei einem bestimmten Anstellwinkel erreichbare Auftriebsbeiwert ist unabhängig von der Dicke. : R Mit steigender Profiltiefe nehmen Auftrieb und Widerstand zu. Aerodynamik (Nr. 1096) Welche aerodynamischen Vorteile haben Bremsklappen, die nur an der Oberseite des Tragflügels ausfahren? (Nr. 1096) (III: nützlich zu wissen) : R Der Vorteil liegt vor allem in der Aufrechterhaltung der laminaren Grenzschicht, die an der Unterseite von Laminarprofilen weit nach hinten reicht. Der Bremsklappenspalt würde ein Umschlagen in eine turbulente Grenzschicht bewirken und damit den Widerstand erhöhen. : R Symmetrische Profile
