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Benjamin Kaub
Gast
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 Benjamin Kaub Verfasst am: 29. Mai 2020 12:54 Titel: Steigleistung von Flugzeugen |
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Meine Frage:
Hallo, ich habe eine Frage zur Steigrate von Flugzeugen.
Mir ist klar, dass ein Flugzeug Auftrieb erzeugt durch den Anstellwinkel der Tragflächen.
Wenn es darum geht möglichst schnell an Höhe zu gewinnen, und (vereinfacht angenommen) die Triebwerksleistung ist immer gleich, ändert sich dann der ideale Anstellwinkel um möglichst schnell zu steigen?
Meine Ideen:
Ich habe ein Diagramm gefunden , bei dem der Steigwinkel in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und Höhe veranschaulicht wurde, aber es war ja eben nicht der Anstellwinkel.
Also hier muss unterschieden werden, nicht das noch jemand in die gleiche Falle tappt, wie ich zuvor.
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saftbirne
Gast
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| saftbirne Verfasst am: 29. Mai 2020 13:15 Titel: |
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Gegenfrage:
Wie steigt denn eine Rakete und wird hier unbedingt ein Anstellwinkel benötigt. Was passiert vor jeder Landung und wesbalb könnte erst dann ein Anstellwinkel nötigt werden (Nasenpostition des Flugzeuges)?
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Benjamin Kaub
Gast
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| Benjamin Kaub Verfasst am: 29. Mai 2020 16:05 Titel: |
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Das ist für mich keine Gegenfrage:
1Angenommen ein Flugzeug hat soeben die Motorleistung um sich so gerade auf Meereshöhe in der Luft zu halten, indem es senkrecht ausgerichtet ist. Nun benötigt es zusätzlich aerodynamischen Auftrieb und eine Geschwindigkeit um an Höhe zu gewinnen
2 Einen Anstellwinkel braucht es auch im Horizontalflug. Ohne Anstellwinkel kein Auftrieb, ohne Auftrieb Bumm!
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 30. Mai 2020 11:36 Titel: |
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| saftbirne hat Folgendes geschrieben: | Gegenfrage:
Wie steigt denn eine Rakete und wird hier unbedingt ein Anstellwinkel benötigt. Was passiert vor jeder Landung und wesbalb könnte erst dann ein Anstellwinkel nötigt werden (Nasenpostition des Flugzeuges)? |
Die Bewegungsgleichung einer Rakete ist völlig anders als die eines Flugzeugs.
Der Vortrieb einer Rakete entsteht durch Impulsänderung durch Massenverlust.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 31. Mai 2020 11:37 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Die Bewegungsgleichung einer Rakete ist völlig anders als die eines Flugzeugs.
Der Vortrieb einer Rakete entsteht durch Impulsänderung durch Massenverlust. |
Das gleiche trifft aber auch bei einem Flugzeug zu. Der Auftrieb wird durch eine Schubkraft erzeugt, sowohl beim Flugzeug auch wie bei einer Rakete.
Beide verlieren übrigens mit der Zeit an Masse. Das Flugzeug den Treibstoff, die Rakete den Treibstoff sowie das mitgeführte Oxidationsmittel. Auch hier ist die Bewegungsgleichung die selbe. Der Unterschied zwischen einer Rakete und dem Flugzeug ist eigentlich nur der Betrag des Masseverlust, da ein Flugzeug sein Oxidation nicht mitführt, sondern aus der Umgebung entnimmt.
Der Auftrieb eines jeden Flugzeuges wird letztendlich immer durch die Schubkraft generiert. Selbst bei einer hohen Gleitzahl muss das Flugzeug immer erst auf einer bestimmten Translation beschleunigt und gehalten werden. Und das geschieht durch die Schubkraft.
Die Gegenfrage ist berechtigt. Denn der Anstellwinkel hat keinerlei Auswirkungen auf die Steigleistung, sondern nur auf die Flugzeugausrichtung. Die Steigleistung wird ausschließlich nur durch das Verhältnis aus Gewichtskraft und Schubkraft bestimmt.
Soll das Flugzeug parallel zum Horizont fliegen bzw. bei einer Landung mit angewinkelten Bug Richtung Horiziont, muss der Anstellwinkel über das Flügelleitwerk erhöht werden. Denn diese leiten nichts anders als den Schubimpuls des Triebwerk um, einer vertikalen, sowie horizontalen Komponente.
Soll das Flugzeug in den Horizont steigen, wird beim eigentlichen Steigflug kein Anstellwinkel benötigt. Das Flugzeug bzw. die Rakete bewegt sich immer in Schubrichtung des Triebwerkes . Wenn der Schubvektor 45 ° zum Horizont ausgerichtet, wird jede Rakete bzw. Flugzeug sich entlang einer 45 ° Trajektorie bewegen.
Der Unterschied zwischen einen Flugzeug und einer Rakete ist der, dass durch die Tragfläche und dem Leitwerk das Flugzeug sich entlang einer unterschiedlichen Trajektorie zur dem Schubvektor des Triebwerkes bewegen kann. Bei einer Rakete geht das nicht, außer das Triebwerk ist an einer Taumelscheibe aufgehangen, diese man rotational neigen kann, und somit den Schubvektor ändert.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 31. Mai 2020 13:11 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Die Bewegungsgleichung einer Rakete ist völlig anders als die eines Flugzeugs.
Der Vortrieb einer Rakete entsteht durch Impulsänderung durch Massenverlust. |
Das gleiche trifft aber auch bei einem Flugzeug zu. Der Auftrieb wird durch eine Schubkraft erzeugt, sowohl beim Flugzeug auch wie bei einer Rakete.
Beide verlieren übrigens mit der Zeit an Masse. Das Flugzeug den Treibstoff, die Rakete den Treibstoff sowie das mitgeführte Oxidationsmittel. Auch hier ist die Bewegungsgleichung die selbe. Der Unterschied zwischen einer Rakete und dem Flugzeug ist eigentlich nur der Betrag des Masseverlust, da ein Flugzeug sein Oxidation nicht mitführt, sondern aus der Umgebung entnimmt.
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Es muss zwischen Auftrieb und Vortrieb unterschieden werde.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 31. Mai 2020 14:00 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Es muss zwischen Auftrieb und Vortrieb unterschieden werde. |
Zweifelslos, eine Rakete mit einen konstanten Schubvektor folgt einer ballistischen Flugbahn. Während sich ein Flugzeug mit einer Tragläche parallel zum Horizont bewegen kann . Ändert aber trotzdem nichts an der Tatsache das die Tragflächen kaum was zur Steigleistung beitragen. Denn der Auftrieb nimmt mit zunehmender Höhe stetig ab, während der Luftwiderstand der Translation zum Quadrat der Geschwindigkeit steigt. Bedeutet jedes FLugzeug erreicht seine maximale Steigleistung wie eine Rakete ausschließlich durch das Verhältnis zwischen Gewichtskraft und Schubkraft. Aus diesem Grund spielt hier der Anstellwinkel oder eben der Auftrieb durch Bernoulli eine untergeorndete Rolle. Wobei Jets oder auch Passagierflugzeuge eher eine bescheidene Gleitzahl haben.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 31. Mai 2020 19:34 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Es muss zwischen Auftrieb und Vortrieb unterschieden werde. |
Zweifelslos, eine Rakete mit einen konstanten Schubvektor folgt einer ballistischen Flugbahn. Während sich ein Flugzeug mit einer Tragläche parallel zum Horizont bewegen kann . Ändert aber trotzdem nichts an der Tatsache das die Tragflächen kaum was zur Steigleistung beitragen. Denn der Auftrieb nimmt mit zunehmender Höhe stetig ab, während der Luftwiderstand der Translation zum Quadrat der Geschwindigkeit steigt. Bedeutet jedes FLugzeug erreicht seine maximale Steigleistung wie eine Rakete ausschließlich durch das Verhältnis zwischen Gewichtskraft und Schubkraft. Aus diesem Grund spielt hier der Anstellwinkel oder eben der Auftrieb durch Bernoulli eine untergeorndete Rolle. Wobei Jets oder auch Passagierflugzeuge eher eine bescheidene Gleitzahl haben. |
Eine Rakete hat keinen konstanten Schubvektor:
 = - v_g\cdot \ln(\frac{m_0}{m_0 - \dot{m_g}\cdot t } ) )
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 31. Mai 2020 20:02 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Das gleiche trifft aber auch bei einem Flugzeug zu. Der Auftrieb wird durch eine Schubkraft erzeugt, sowohl beim Flugzeug auch wie bei einer Rakete. |
Bei Segelflugzeugen gibt es keine Schubkraft und trotzdem Auftrieb.
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Beide verlieren übrigens mit der Zeit an Masse. |
Solarflugzeuge verlieren keine Masse.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 01. Jun 2020 02:24 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Bei Segelflugzeugen gibt es keine Schubkraft und trotzdem Auftrieb. |
Nein das ist nicht ganz richtig, wie startet dann in der Regel ein Segelflieger mit einer sehr guten Gleitzahl?
Richtig, es wird von einen mit Treibstoff betriebenen Flugzeug in die Höhe gezogen und somit ist hier die potentielle Energie im Spiel und mit zunehmender verstrichender Zeit verliert das Segelflugzeug stetig an Höhe.
Auftrieb gibt es auch mit einer guten Gleitzahl nur gegen den Preis einer Translation die wiederrum eine Gegenkraft erzeugt.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 01. Jun 2020 10:46 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Bei Segelflugzeugen gibt es keine Schubkraft und trotzdem Auftrieb. |
Nein das ist nicht ganz richtig, wie startet dann in der Regel ein Segelflieger mit einer sehr guten Gleitzahl?
Richtig, es wird von einen mit Treibstoff betriebenen Flugzeug in die Höhe gezogen und somit ist hier die potentielle Energie im Spiel und mit zunehmender verstrichender Zeit verliert das Segelflugzeug stetig an Höhe.
Auftrieb gibt es auch mit einer guten Gleitzahl nur gegen den Preis einer Translation die wiederrum eine Gegenkraft erzeugt. |
Mit dem Anstellwinkel der Tragfläche steigt der Auftrieb bis zum Strömungsabriss (stall)
)
 steigt bis
 : Strömungsabriss
Ist die Geschwindigkeit zu gering sinkt der Flieger. Dem kann durch Erhöhung des Anstewllwinkels entgegengewirkt werden. Durch eine geeignete Flügelkonstruktion kann auch die Flügelfläche vergrössert werden.
Auf jeden Fall ist der Vortrieb/Auftrieb einer Rakete nicht mit einem Flieger zu vergleichen. Die Raketemvortrieb resultiert ausschliesslich aus Impulsänderung durch Massenverlust und nicht durch Umströmug durch Luft.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 01. Jun 2020 11:15 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Auf jeden Fall ist der Vortrieb/Auftrieb einer Rakete nicht mit einem Flieger zu vergleichen. Die Raketemvortrieb resultiert ausschliesslich aus Impulsänderung durch Massenverlust und nicht durch Umströmug durch Luft. |
Im Falle der Steigleistung, was die eigentliche Frage war, aber schon, das geschieht rein durch einen Impuls, wie bei einer Rakete |
Stimmt, nur die Ursache der Impulsänderung ist verschieden und bei einer Rakete gibt es nur Vortrieb und keinen Auftrieb.
Ich meine, dass das Thema jetzt erschöpfend behandelt ist.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 01. Jun 2020 14:46 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Nein das ist nicht ganz richtig, wie startet dann in der Regel ein Segelflieger mit einer sehr guten Gleitzahl? |
Allein mit der "sehr guten Gleitzahl" hast Du Dich selbt widerlegt. Ohne Auftrieb ist die Gleitzahl gleich Null.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 01. Jun 2020 16:36 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Allein mit der "sehr guten Gleitzahl" hast Du Dich selbt widerlegt. Ohne Auftrieb ist die Gleitzahl gleich Null. |
Schreibe doch bitte nicht so einen unqualifizierten Müll, wenn Du nichts sinvolles beizutragen hast, dann sich vielleicht einfach mal enthalten, anstatt vorsätzlich Sätze aus dem Kontext zu reißen wie:
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Solarflugzeuge verlieren keine Masse. |
Aber vielleicht kennst Du einfach die Bedeutung des Wortes "Treibstoff" nicht.
Eine batteriebetriebene Rakete verliert übrigens auch keine Masse!
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Bei Segelflugzeugen gibt es keine Schubkraft und trotzdem Auftrieb. |
Die Aussage bleibt dennoch falsch, da kannst Du Sätze aus dem Kontext reißen wie Du möchtest, die Schubkraft eines jeden Segelflugzeuges kommt durch dessen Potential.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 01. Jun 2020 20:05 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Eine batteriebetriebene Rakete verliert übrigens auch keine Masse! |
Wenn der Motor läuft, dann verliert sie Masse - völlig unabhängig davon, wie die Energie gespeichert ist. Erkundige Dich bitte, wie eine Rakete funktioniert.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Die Aussage bleibt dennoch falsch, da kannst Du Sätze aus dem Kontext reißen wie Du möchtest, die Schubkraft eines jeden Segelflugzeuges kommt durch dessen Potential. |
Eine Schubkraft resultiert nach dem Reaktionsprinzip aus dem Ausstoß von Reaktionsmasse. Da Segelflugzeuge keine Reaktionsmasse ausstoßen, können sie auch keine Schubkraft haben. Erkundige Dich bitte, was eine Schubkraft ist und wie Segelflugzeuge funktionieren.
Davon abgesehen kommt das Potential auch auf andere Weise nicht als Ursache für den Auftrieb in Frage. Segelflugzeuge können die Höhe halten und sogar aus dem Horizontalflug heraus einen Looping fliegen. Da das Potential dabei gleich bleibt oder sogar sinkt, kann es das Flugzeug bei einem solchen Manöver nicht antreiben. Trotzdem hat es dabei Auftrieb.
Das Potential liefert auch nicht notwendigerweise die Energie für den Vortrieb. Segelflugzeuge können den Wind nutzen um Geschwindigkeit oder Höhe zu gewinnen. Albatrosse schaffen auf diese Weise tausende Kilometer ohne einen einzigen Flügelschlag.
PS: Bevor Du antwortest, solltest Du erst einmal in Ruhe nachdenken und Deine Argumente ordnen. Wenn Deine nächste Antwort im gleichen Tonfall erfolgen sollte, wie die letzte, dann kannst Du sie Dir sparen.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 02. Jun 2020 11:16 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Wenn der Motor läuft, dann verliert sie Masse - völlig unabhängig davon, wie die Energie gespeichert ist. Erkundige Dich bitte, wie eine Rakete funktioniert. |
Danke für den Hinweis, vielleicht solltest Du dich mal etwas genauer erkundigen. Eine Rakete mit einem Propeller, gespeist über einer Batterie, verliert überhaupt keine Masse. Wie wir also sehen kann eine Rakete also mit jeden beliebigen Antrieb ausgestattet sein, der Begriff beschränkt sich nämlich auf die äußere Form.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Eine Schubkraft resultiert nach dem Reaktionsprinzip aus dem Ausstoß von Reaktionsmasse. Da Segelflugzeuge keine Reaktionsmasse ausstoßen, können sie auch keine Schubkraft haben. Erkundige Dich bitte, was eine Schubkraft ist und wie Segelflugzeuge funktionieren. |
Auch hier wieder der Hinweis, informiere Dich bitte selber, bevor Du andere Menschen belehren möchtest. Denn der Begriff Schubkraft ist ebenso nicht genau definiert. Die Kraft kann durch ein Masseaustoß erfolgen, aber auch durch einen Propeller der das Luftmedium bewegt. Auch bei einem Propeller betriebenen Flugzeug spricht man von einer Schubkraft. Oder aber auch durch eine Impulsübertragung von einem Zugflugzeug. Denn von alleine fliegen Segelflugzeuge nicht, wie Du es hier gerne suggerieren möchtest. Ansonten würde ja ein z.B. ein Fallschirmspringer mit einem Wingsuit auch von alleine fliegen.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Davon abgesehen kommt das Potential auch auf andere Weise nicht als Ursache für den Auftrieb in Frage. |
Ein Segelflugzeug ist weder ein Perpetuum Mobile, noch kann es von selber fliegen. Anscheinend weiß Du wohl nicht wie Segelflugzeuge funktionieren. Natürlich kommt das Potential zur Ursache des Auftriebes in Frage, da über das Potential die Translation bei behalten wird. Ohne das Potential würde das Segelflugzeug signifikant durch den Luftwiderstand abgebremst werden und bis zum Strömungsabriss abstürzen.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Segelflugzeuge können die Höhe halten und sogar aus dem Horizontalflug heraus einen Looping fliegen. |
Nein das könne diesen nicht. Durch die Erhöhung des Anstellwinkels kann der Auftrieb erhöht werden, aber auch hier gibt es ein Maximum. Die Haltung der Höhe verlangsamt das Segelflugzeug aber merklich in der Translation, so dass Segelflugzeug dann trotzdem letztendlich an Höhe verliert. Man sollte niemals eine Momentaufnahme betrachten, noch ist das Segelflugzeug ein Perpetuum Mobile. Der Looping erfolgt übrigens auch nur durch das Potential, da durch einen Sinkflug das Segelflugzeug beschleunigen muss um so ein Manöver überhaupt fliegen zu können.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Das Potential liefert auch nicht notwendigerweise die Energie für den Vortrieb. Segelflugzeuge können den Wind nutzen um Geschwindigkeit oder Höhe zu gewinnen. Albatrosse schaffen auf diese Weise tausende Kilometer ohne einen einzigen Flügelschlag. |
Schön und wenn es von einen anderen Flugzeug hinten angeschoben oder gerammt wird, braucht es noch nicht mal den Wind. Und genau das meine ich, schreibe bitte keinen Müll oder halte andere Leute nicht zum Narren.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | PS: Bevor Du antwortest, solltest Du erst einmal in Ruhe nachdenken und Deine Argumente ordnen.. |
Das gebe ich gerne zurück, bleibe bitte sachlich und schreibe keinen Müll bzw. halte den Diskussionspartner nicht zum Narren, wie in deinem ersten Beitrag zum Thema hier, Stichwort "Treibstoff" und "solar betriebende Flugzeuge"
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 02. Jun 2020 12:08 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Das gleiche trifft aber auch bei einem Flugzeug zu. Der Auftrieb wird durch eine Schubkraft erzeugt, sowohl beim Flugzeug auch wie bei einer Rakete. |
Ein Flugzeug kann ohne Masseverlust elektrisch angetrieben werden. Leichte Sonderkonstruktionen gibts schon länger, auch mit Photovoltaik auf den Flügeln.
Aktuelle Schlagzeile: Die Elektro-Cessna fliegt zum ersten Mal
_________________
Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
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| Mathefix Verfasst am: 02. Jun 2020 12:33 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Wenn der Motor läuft, dann verliert sie Masse - völlig unabhängig davon, wie die Energie gespeichert ist. Erkundige Dich bitte, wie eine Rakete funktioniert. |
Danke für den Hinweis, vielleicht solltest Du dich mal etwas genauer erkundigen. Eine Rakete mit einem Propeller, gespeist über einer Batterie, verliert überhaupt keine Masse. Wie wir also sehen kann eine Rakete also mit jeden beliebigen Antrieb ausgestattet sein, der Begriff |
Jetzt tut's langsam weh. Eine Rakete mit Propeller?
Zitat aus Wikipedia:
Eine Rakete (italienisch rocchetta‚ Spindel, woraus durch Conrad Haas der Begriff Rackette entstand) ist ein Flugkörper mit Rückstoßantrieb (Raketenantrieb). Er kann auch während des Betriebs unabhängig von externer Stoffzufuhr (beispielsweise Oxidator) sein und daher auch im luftleeren Raum beschleunigen.
Geht wohl mit Propeller nicht, da zur Erzeugung einer Impulsänderung ein Fluid vorhanden sein muss.
Anhängend eine Prinzipskizze des Aufbaus einer Rakete.
| Beschreibung: |
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Download |
| Dateiname: |
Rakete.pdf |
| Dateigröße: |
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235 mal |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 02. Jun 2020 13:15 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Eine Rakete mit einem Propeller, gespeist über einer Batterie, verliert überhaupt keine Masse. |
Dann ist es keine Rakete. Erkundige Dich, wie eine Rakete funktioniert.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Auch bei einem Propeller betriebenen Flugzeug spricht man von einer Schubkraft. |
Das ist auch korrekt, weil ein Propeller einen Massestrom ausstößt (im Gegensatz zum Segelflugzeug). Gleichtzeig strömt ein gleich großer Massestrom aus der Umgebung hinein (im Gegensatz zur Rakete).
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Ansonten würde ja ein z.B. ein Fallschirmspringer mit einem Wingsuit auch von alleine fliegen. |
Das würde er auch, wenn die Gleitzahl nicht so erbärmlich wäre, dass die Energie, die er durch den Strömungswiderstand verliert, nicht durch den Wind kompensiert werden kann. Mit einem Gleitschirm ist das viel realistischer.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Ein Segelflugzeug ist weder ein Perpetuum Mobile, noch kann es von selber fliegen. |
Das kommt auf die Definition von "selber fliegen" an.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Natürlich kommt das Potential zur Ursache des Auftriebes in Frage, da über das Potential die Translation bei behalten wird. Ohne das Potential würde das Segelflugzeug signifikant durch den Luftwiderstand abgebremst werden und bis zum Strömungsabriss abstürzen. |
Du verwechselst Vortrieb und Auftrieb. Wie wenig beides miteinander zu tun hat, sieht man beispielsweise daran, dass sie in völlig verschiedene Richtungen wirken (meistens sogar senkrecht zueinander). Ein Flugzeug kann Auftrieb ohne Vortrieb haben und umgekehrt. Das sind vollkommen unterschiedliche Effekte.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Nein das könne diesen nicht. |
Doch, das können sie. Ich habe mit eigenen Augen gesehen wie ein Segelflugzeug aus dem Horiziontalflug heraus gleich mehrere Loopings hintereinander geflogen ist. Danach hatte es ungefähr die gleiche Höhe wie vorher - es war nur deutlich langsamer.
Die unsachlichen Teile Deines Beitrages habe ich ignoriert. Wenn Du in Deiner nächsten Antwort wieder ausfallend wirst, dann ist die Diskussion für mich beendet.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 02. Jun 2020 13:33 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Doch, das können sie. Ich habe mit eigenen Augen gesehen wie ein Segelflugzeug aus dem Horiziontalflug heraus gleich mehrere Loopings hintereinander geflogen ist. Danach hatte es ungefähr die gleiche Höhe wie vorher - es war nur deutlich langsamer. |
Selbst gemessen über einen Höhenmesser?
Wohl eher nicht, hier erkennt man zum Beginn des Manöver Loopings eindeutig einen Sinkflug
https://www.youtube.com/watch?v=ShKkT-XgBDk
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Du verwechselst Vortrieb und Auftrieb. Wie wenig beides miteinander zu tun hat, sieht man beispielsweise daran, dass sie in völlig verschiedene Richtungen wirken (meistens sogar senkrecht zueinander). Ein Flugzeug kann Auftrieb ohne Vortrieb haben und umgekehrt. |
Nein verwechsel ich nicht. Ein Flugzeug kann ohne Vortrieb keinen Auftrieb haben. Nach welchen physikalischen Prinzip kommt dann dieser Auftrieb zustande und warum können Flugzeuge nicht wie ein Hubschrauber schweben?
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 02. Jun 2020 14:16 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Doch, das können sie. Ich habe mit eigenen Augen gesehen wie ein Segelflugzeug aus dem Horiziontalflug heraus gleich mehrere Loopings hintereinander geflogen ist. Danach hatte es ungefähr die gleiche Höhe wie vorher - es war nur deutlich langsamer. |
Selbst gemessen über einen Höhenmesser?
Wohl eher nicht, hier erkennt man zum Beginn des Manöver Loopings eindeutig einen Sinkflug
https://www.youtube.com/watch?v=ShKkT-XgBDk
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Du verwechselst Vortrieb und Auftrieb. Wie wenig beides miteinander zu tun hat, sieht man beispielsweise daran, dass sie in völlig verschiedene Richtungen wirken (meistens sogar senkrecht zueinander). Ein Flugzeug kann Auftrieb ohne Vortrieb haben und umgekehrt. |
Nein verwechsel ich nicht. Ein Flugzeug kann ohne Vortrieb keinen Auftrieb haben. Nach welchen physikalischen Prinzip kommt dann dieser Auftrieb zustande und warum können Flugzeuge nicht wie ein Hubschrauber schweben? |
Voraussetzung für Auftrieb ist eine Umströmung der Tragfläche. Diese kann durch Geschwindigkeit des Flugzeugs oder Gegenwind erzeugt werden.
Beim Hubschrauberflügel = vertikaler Propeller wird die Umströmug durch Rotation des Flügels erzeugt.
Hier werden Basics diskutiert.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 02. Jun 2020 14:42 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Selbst gemessen über einen Höhenmesser? |
Gut sichtbar anhand von Häusern im Vordergrung als die Flügel parallel zur Blickrichtung lagen.
Dass man das hier erkennt, heißt nicht, dass das notwendigerweise immer so sein muss. So eine Notwendigkeit wäre auch nicht nachvollziehbar. Bei Eintritt in den Looping gibt es immer einen Punkt an dem sich das Flugzeug horizontal bewegt. Das einzige was den Piloten daran hindern könnte, die horizontale Flugphase auf ein paar hundert Meter zu verlängern bevor er in den Looping geht, wäre der damit verbundene Geschwindigkeitsverlust. Wenn die Anfangsgeschwindigkeit hoch genug ist, kann es danach aber immer noch für einen oder mehrere Loopings reichen.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Ein Flugzeug kann ohne Vortrieb keinen Auftrieb haben. |
Natürlich kann es. Segelflugzeuge können bei Windstille steigen. Dabei haben sie definitiv Auftrieb (sonst würden sie nicht steigen, sondern abstürzen) und definitiv keinen Vortrieb (woher sollte der kommen?)
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Nach welchen physikalischen Prinzip kommt dann dieser Auftrieb zustande |
Das Prinzip nennt sich dynamischer Auftrieb. Eine detailierte Beschreibung kann beliebig kompliziert werden. Für Unterschallströmungen werden die Kräfte im einfachsten Fall durch die Bernoulli-Gleichung beschrieben.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | und warum können Flugzeuge nicht wie ein Hubschrauber schweben? |
Ein Flugzeug könnte schon schweben, wenn der Gegenwind stark genug ist. Das ist allerdings ein Extremfall. Grundsätzlich müssen die Tragflächen sich gegenüber der Umgebungsluft bewegen um dynamischen Auftrieb zu erzeugen. Da sich die Tragflächen bei einem Starrflügelflugzeug genauso schnell bewegen wie das Flugzeug selbst, hat es natürlich keinen Auftrieb, wenn es sich gegenüber der Luft nicht bewegt.
Das heißt aber alles nicht, dass ein Flugzeug ohne Vortrieb keinen Auftrieb hätte. Notwendig ist nur eine hinreichend hohe Geschwindigkeit und die kann es auch ohne Vortrieb haben. Wenn der Motor abgeschaltet wird, bleibt das Flugzeug schließlich nicht sofort stehen.
Und selbst wenn wir darüber reden würden, das Flugzeug zu beschleunigen, wäre dafür nicht unbedingt ein Schub notwendig weil der Vortrieb auch auf andere Weise erzeugt werden kann. Segelflugzeuge können beispielsweise vom Boden aus mit einer Seilwinde geschleppt werden. Dabei wirkt eine Kraft auf das Flugzeug, die schrag nach unten geht, während der Auftrieb nach oben wirkt. Spätestens hier wird klar, dass der Auftrieb eines Flugzeugs rein gar nichts mit der Funktionsweise einer Rakete gemein hat.
Zuletzt bearbeitet von DrStupid am 02. Jun 2020 16:13, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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Dimitr Sokwal
Gast
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| Dimitr Sokwal Verfasst am: 23. Nov 2020 15:07 Titel: |
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Die Aussage, dass es einzig auf das Schub- Gewichtsverhältnis ankommt ist falsch. Falsche Aussagen werden nicht richtig durch rumgezicke.
Stellt euch eine Rakete vor, die 7 Meter lang ist, schlank und 100 kg wiegt.
Jetzt stellt euch eine Rakete vor , die viereckig ausgeformt ist und ebenfalls 100 kg wiegt. Welche kann wohl mit gleicher Leistung und gleich viel Treibstoff eine größere Höhe erzielen?
Also ich lebe nicht auf dem Mond und berücksichtige auch den Luftwiderstand.
Die ganze Eingangs gestellte Überlegung ist nicht trivial. Allerdings nur numerisch lösbar. Der Anstellwinkel ist der Winkel der Ablenkung zur anströmenden Luft! Daraus ergibt sich sofort bei bekannter Luftmasse und Geschwindigkeit der Impuls, um an Höhe zu gewinnen.
Generell zu berücksichtigen sind folgende Faktoren
Schubleistung ( nimmt mit Höhe ab und mit Der Geschwindigkeit zu! Die Leistung eines Strahltriebwerkes wird aus der Geschwindigkeitsveränderung der einströmenden zur austretenden Luft gewonnen! Bei einer Rakete ist die Luftströmung nur für den Widerstand interessant)
Luftwiderstandsbeiwert und Reynoldszahl ( hier hat der Anstellwinkel und die diesbezügliche Änderung des Beiwertes wohl den chaotischsten Einfluss, denn die wenigsten Flugzeuge erlauben es den Anstellwinkel der Tragflächen zu ändern ohne das ganze Flugzeug mehr in den Wind zu drehen.)
Masse
Jetzt kann man noch anfangen den Spritverbrauch mit in die Masse einzubeziehen und den Luftwiderstand in seine Einzelteile zu zerlegen...
Viel Spass
Wenn jemand fertig ist , bitte bei mir melden. Aktuelle Modelle von Boing, North American etc kommen aid empirisch gemessene Abweichungen je nach Modellierung von 7 bis 27 %
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 24. Nov 2020 13:46 Titel: |
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Hast lange gebraucht, um das Unerklärliche ins Unverständliche zu übersetzen.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 24. Nov 2020 18:17 Titel: |
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| Dimitr Sokwal hat Folgendes geschrieben: | | Der Anstellwinkel ist der Winkel der Ablenkung zur anströmenden Luft! |
Der Anstellwinkel ist der Winkel zwischen Nullauftriebsrichtung und anströmender Luft. Ob der immer gleich dem Winkel ist, in dem die Luft abgelenkt wird, wage ich zu bezweifeln.
| Dimitr Sokwal hat Folgendes geschrieben: | | Daraus ergibt sich sofort bei bekannter Luftmasse und Geschwindigkeit der Impuls, um an Höhe zu gewinnen. |
Auch das ist leider nicht so einfach. Ein extremes Gegenbeispiel ist der Bodeneffekt bei einem sehr tief fliegenden Flugzeug. Da kann die Luft nur schwächer oder gar nicht nach unten umgelenkt werden, weil der Boden im Weg ist. Trotzdem ist der Auftrieb sogar deutlich höher als ohne Bodeneffekt.
| Dimitr Sokwal hat Folgendes geschrieben: | | Luftwiderstandsbeiwert und Reynoldszahl ( hier hat der Anstellwinkel und die diesbezügliche Änderung des Beiwertes wohl den chaotischsten Einfluss, denn die wenigsten Flugzeuge erlauben es den Anstellwinkel der Tragflächen zu ändern ohne das ganze Flugzeug mehr in den Wind zu drehen.) |
Tatsächlich können das die meisten Flugzeuge - mit Hilfe von Ladeklappen.
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Rc Pilot
Gast
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| Rc Pilot Verfasst am: 11. Feb 2021 20:49 Titel: |
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Kann es eigentlich sein, dass die maximale Steigleistung bei senkrechtem Flug erreicht wird? Oder spielt die Auftriebskomponente immer eine Rolle?
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 12. Feb 2021 11:22 Titel: |
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| Rc Pilot hat Folgendes geschrieben: | | Kann es eigentlich sein, dass die maximale Steigleistung bei senkrechtem Flug erreicht wird? |
Wenn der Schub größer ist als das Gewicht. Aber das ist bei den meisten Flugzeugen nicht der Fall, insbesondere nicht vollgetankt.
Ansonsten kannst man so nur kurzzeitig eine hohe vertikale Geschwindigkeit erreichen. Das ist nicht der Idee hinter der dem Parameter Steigleistung.
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relham
Anmeldungsdatum: 27.10.2012
Beiträge: 23
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| relham Verfasst am: 12. Feb 2021 21:49 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Natürlich kann es. Segelflugzeuge können bei Windstille steigen. Dabei haben sie definitiv Auftrieb (sonst würden sie nicht steigen, sondern abstürzen) und definitiv keinen Vortrieb (woher sollte der kommen?)
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Nein, Segelflugzeuge sinken bei Windstille mit einem Gleitwinkel Grössenordnung 1:40. Steigen tun sie nur bei Aufwind, sei es Thermik oder Hangaufwind oder eine stehende Welle. Natürlich kann es bei Windstille Fahrt aufholen durch Sinken um dann wieder zu steigen. Dann ist es aber tiefer als vor dem Manöver.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 12. Feb 2021 22:26 Titel: |
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| relham hat Folgendes geschrieben: | | Nein, [...] Natürlich kann es bei Windstille Fahrt aufholen durch Sinken um dann wieder zu steigen. |
Warum sagst Du erst nein, um mir dann zuzustimmen?
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relham
Anmeldungsdatum: 27.10.2012
Beiträge: 23
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| relham Verfasst am: 12. Feb 2021 23:04 Titel: |
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Ich weiss, was du meinst. Als alter Segelflieger weiss ich, dass Windstille nur saufen bedeutet, da hilft alles nichts! Und einen Taucher machen, um wieder zu steigen kostet mehr Höhe als das saubere Einhalten der besten Geschwindigkeit.
Aber natürlich hast du recht, man kann in Windstille steigen.
Dann noch: Aus einem normalen horizontalen Flug ist ein Looping kaum möglich, man muss vorher durch stossen gewaltig Speed machen. Einen horizontalen Flug fliegt ja man mit etwa 110 km/h, um einen vernünftigen Gleitwinkel zu haben.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 12. Feb 2021 23:29 Titel: |
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| relham hat Folgendes geschrieben: | | Und einen Taucher machen, um wieder zu steigen kostet mehr Höhe als das saubere Einhalten der besten Geschwindigkeit. |
Ich habe nie etwas anderes behauptet.
| relham hat Folgendes geschrieben: | | Aus einem normalen horizontalen Flug ist ein Looping kaum möglich, man muss vorher durch stossen gewaltig Speed machen. |
Natürlich muss man dazu sehr schnell sein. Irgendwo muss die Energie für den Aufstieg ja herkommen und bei Windstille kann das Segelflugzeug nur seine kinetische Energie in potentielle Energie umwandeln. In dem Video, das ich oben verlinkt habe, wird die nötige Geschwindigkeit beim Abstieg aus dem vorhergehenden Manöver aufgebaut.
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Rc Pilot
Gast
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| Rc Pilot Verfasst am: 13. Feb 2021 16:58 Titel: |
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Was ich meinte: beim Steigflug gibt es einen Anteil des Gewichtes, der vom Schub getragen wird und einen Anteil durch den Auftrieb an Flügel und Zelle.
Hat das Flugzeug mehr Schub als Gewicht, kann es senkrecht steigen...
Das heißt aber nicht unbedingt das es schneller steigt als in einem Winkel von beispielsweise 30 grad.. da es hier eventuell viel schneller an Höhe gewinnen kann durch die höhere Geschwindigkeit.
Meine Frage würd eher an die Physiker gehen, ob man mathematisch berechnen kann ob ein Flugzeug mit so und soviel Schub schneller senkrecht steigen kann als in einem anderen Winkel?
Der Eurofighter zb kann in Bodennähe kurz senkrecht steigen, optimaler steigwinkel ist aber ca 70 grad
Kommt wohl auf die Überschussleistung an, die fürs steigen zur Verfügung steht
Es darf nicht zu schnell sein, wegen dem Widerstand , aber schnell genug, dass es schnell an Höhe gewinnt
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 13. Feb 2021 18:11 Titel: |
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| Rc Pilot hat Folgendes geschrieben: | | Meine Frage würd eher an die Physiker gehen, ob man mathematisch berechnen kann ob ein Flugzeug mit so und soviel Schub schneller senkrecht steigen kann als in einem anderen Winkel? |
Ja, das kann man berechnen. Aber dazu braucht man neben Schub und Gewicht auch noch Auftrieb und Strömungswiderstand in Abhängigkeit vom Anstellwinkel.
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Rc Pilot
Gast
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| Rc Pilot Verfasst am: 19. Feb 2021 09:31 Titel: |
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Und der Anstellwinkel variiert ja auch noch aufgrund der Flugzeugneigung... weil der Schub ja mal mehr oder weniger Gewicht des Flugzeuges mitträgt.
Wäre so eine Formel dann nur numerisch lösbar , weil es so viele abhängige Variablen gibt?
Meistens führt sowas doch zu sehr komplexen Differenzialgleichungen oder?
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 19. Feb 2021 11:05 Titel: |
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| Rc Pilot hat Folgendes geschrieben: | Und der Anstellwinkel variiert ja auch noch aufgrund der
Wäre so eine Formel dann nur numerisch lösbar , weil es so viele abhängige Variablen gibt? |
Wenn Du realistisch sein willst, ja. Durch die unterschiedliche Geschwindigkeiten (Airspeed) hat man auch unterschiedlichen Luftwiderstand und ggf. auch unterschiedlichen Schub. Und die Luftdichte ändert sich mit der Höhe.
Wenn Du aber sehr stark vereinfachen willst, kann man das so ähnlich behandeln, wie ein Gewicht, das man eine schiefe Ebene hinaufschiebt.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 19. Feb 2021 11:12 Titel: |
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| Rc Pilot hat Folgendes geschrieben: | | Wäre so eine Formel dann nur numerisch lösbar , weil es so viele abhängige Variablen gibt? |
Sie ist nur numerisch lösbar, weil die Abhängigkeit der Schubkraft  , der Querkraft  und des Strömungswiderstandes  von Geschwindigkeit bzw. Anstelllwinkel empirisch bestimmt werden. Dafür gibt es also keine Funktionen, mit denen man analytisch rechnen könnte.
| Rc Pilot hat Folgendes geschrieben: | | Meistens führt sowas doch zu sehr komplexen Differenzialgleichungen oder? |
Im einfachsten Fall ist das gar keine Differentialgleichung, sondern "nur" ein nichtlineares Optimierungsproblem. Wenn  die Neigung des Flugzeugs,  der Winkel des Steigflugs und  die Nullauftriebsrichtung relativ zur Flugzeugachse ist, dann ist  der Anstellwinkel. Wirkt der Schub parallel zur Flugzeugachse, dann gilt für die auf das Flugzeug wirkenden Kräfte in horizontzaler und vertikaler Richtung
 \cdot \cos \left( \alpha \right) - F_q \left( {v,\delta } \right) \cdot \sin \left( \beta \right) - F_w \left( {v,\delta } \right) \cdot \cos \left( \beta \right))
 \cdot \sin \left( \alpha \right) + F_q \left( {v,\delta } \right) \cdot \cos \left( \beta \right) - F_w \left( {v,\delta } \right) \cdot \sin \left( \beta \right) - m \cdot g)
Im stationären Fall - also wenn das Flugzeug mit konstanter Geschwindigkeit aufsteigt - ist die Gesamtkraft Null. Die Aufgabe besteht jetzt darin, die freien Parameter so zu wählen, dass die Steigrate
)
maximal wird.
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Rc Pilot
Gast
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| Rc Pilot Verfasst am: 21. Feb 2021 19:47 Titel: |
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Also umstellen und Maximalwerte berechnen.
Aber es ging ja auch nicht um den Horizontalflug sondern maximale Steigleitung ... ich muss doch auch wieder ermitteln , welcher Flugpfad in Abhängigkeit vom Anstellwinkel der beste ist...
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