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Hansel75
Gast
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 Hansel75 Verfasst am: 19. Jun 2019 11:42 Titel: Überschallschnelle Fluide |
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Meine Frage:
Ich habe mich, da ich von Luftfahrt sehr fasziniert bin mit Überschallflug beschäftigt und noch offene Fragen. Vielleicht kann mir hier ja Anregung für ein besseres Verständnis gegeben werden.
Wenn ein Flugzeug mit Überschallgeschwindigkeit fliegt, dann müssten ja auch die Luftmoleküle direkt vor dem Flugzeug auf Überschallgeschwindigkeit gebracht werden,oder? Zumindest müsste das Fluid dem Flugzeug ja entsprechend ausweichen oder ab die Seite geschoben werden. Jetzt habe ich bei Wikipedia den Artikel zu Lavaldüsen gelesen und da ist die Rede von überschallschnellen Fluiden. Jetzt bin ich etwas verwirrt. Bedeutet das nun das ein Fluid schneller als die eigene Schallgeschwindigkeit strömen kann?
Meine Ideen:
Meine Überlegung hierzu ist, dass das Flugzeug die Luft nach vorne und zur Seite drückt und durch Reibung und Drück Bereiche in der Luft schaffen kann die sich schneller bewegen als die eigentliche Schallgeschwindigkeit. Kann jemand einen Erklärungsversuch wagen? Liebe Grüße |
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Jacques
Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66
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| Jacques Verfasst am: 20. Jun 2019 03:59 Titel: Re: Überschallschnelle Fluide |
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Die Schallgeschwindigkeit ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Dichte.
| Hansel75 hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Jetzt bin ich etwas verwirrt. Bedeutet das nun das ein Fluid schneller als die eigene Schallgeschwindigkeit strömen kann?
Meine Ideen:
...dass das Flugzeug die Luft nach vorne und zur Seite drückt und durch Reibung und Drück Bereiche in der Luft schaffen kann die sich schneller bewegen als die eigentliche Schallgeschwindigkeit. Kann jemand einen Erklärungsversuch wagen? Liebe Grüße |
In einer Lavaldüse nimmt die Gasdichte wegen der Kontinuitätsgleichung ab. Damit nimmt darin die Schallgeschwindigkeit gegenüber der Umgebung zu. Und die Expansion überträgt thermische Energie in Strömungsenergie. Das Ergebnis ist eine Strömung, die gegenüber der (dichteren und kälteren) Umgebung schneller als die dortige Phasengeschwindigkeit des Schalls fließen kann (bis in genügender Entfernung von der Düse der Gasstrahl sich mit der Umgebung wieder vermischt hat.) Dazu kommt natürlich, daß man den Brennkammerdruck durch Zuflußregulierung in gewissen Grenzen verändern kann und dadurch bereits am Brennkammeraustritt sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten erreichbar sind, die durch Reaktionsgeschwindigkeit des Treibstoffs mit dem Oxidator und nicht durch den Kompressionsmodul der Verbrennungsprodukte definiert wird. Das "Überschallverbot" gilt für freie Strömungen und mißt sich an der Umgebungsluft und nicht an der Atmosphäre in und hinter der Brennkammer mit ihren gänzlich anderen Bedingungen. |
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Hansel75
Gast
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| Hansel75 Verfasst am: 20. Jun 2019 08:06 Titel: Überschall |
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Ok, vielen Dank für die Beschreibung. Die Lavaldüse habe ich soweit verstanden. Aber wie sieht es jetzt bei einem Flugzeug aus, welches mit Überschallgeschwindigkeit fliegt? Werden dort auch bei der Grenzschicht Luftmoleküle auf Überschall beschleunigt, oder muss das Flugzeug so geformt sein, dass es die Luft bei Verdrängung zur Seite immer unter der Schallgeschwindigkeit hält? |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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| ML Verfasst am: 26. Jun 2019 23:23 Titel: Re: Überschallschnelle Fluide |
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Hallo,
| Hansel75 hat Folgendes geschrieben: | Bedeutet das nun das ein Fluid schneller als die eigene Schallgeschwindigkeit strömen kann?
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Prinzipiell ja. Die Schallgeschwindigkeit sagt ja nur aus, wie schnell sich eine Druckstörung von alleine im Fluid ausbreitet. Wenn man durch externe Kräfte auf das Fluid einwirkt, können sich die einzelnen Teilchen schneller bewegen.
Ohnehin wird zwischen Schallgeschwindigkeit c und Schallschnelle v unterschieden.
Viele Grüße
Michael |
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twb8t5
Anmeldungsdatum: 10.08.2011
Beiträge: 70
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