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Felix91
Anmeldungsdatum: 07.06.2020
Beiträge: 1
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 Felix91 Verfasst am: 07. Jun 2020 19:00 Titel: Taucher im abstürzenden Flugzeug |
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Meine Frage:
Was ich mich schon immer mal gefragt habe: Was passiert bei einem Flugzeugabsturz, wenn sich im Laderaum ein mit Wasser gefülltes Schwimmbecken befindet, in dem jemand taucht?
Der Einfacheit halber wollen wir davon ausgehen, dass das Schwimmbecken nach allen Seiten abgedeckt ist (also im Sturzflug nichts überschwappt) und der Taucher eine Pressluftflasche hat, um nicht zu ertrinken. Wenn der Taucher nach allen Seiten hin sagen wir mal 3 Meter Wasser hat und das Flugzeug aus einer Höhe von 10km in die Tiefe stürzt, was passiert mit dem Taucher?
Meine Ideen:
Ich sage, er überlebt. Denn ich habe mal gehört, dass man für einen Sprung vom Zehnmeterturm nur geringfügig mehr Wassertiefe im Becken braucht als vom Dreimeterturm (die genauen Zahlen weiß ich nicht mehr).
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 07. Jun 2020 19:20 Titel: |
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Ich denke mal der ist Matsch. Rechne mal die Masse aus und die Energie, die entsteht wann das unten aufschlägt.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18049
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| TomS Verfasst am: 07. Jun 2020 21:01 Titel: |
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Ich denke, du gehst davon aus, dass der Wassertank vollständig intakt bleibt und innerhalb sehr kurzer Zeit bzw. Strecke vollständig abgebremst wird, richtig?
Dann handelt es sich um den Strömungswiderstand eines Körpers im Wasser, wobei die Anfangsgeschwindigkeit des Körpers relativ zum Wasser(tank) in etwa gleich der Aufprallgeschwindigkeit des Tanks auf der Wasseroberfläche ist. Je tiefer der Tank eintaucht, desto besser natürlich für den Taucher.
Der wesentliche Unterschied zum Turmspringen besteht darin, dass kein Eintauchen des Tauchers in Wasser erfolgt.
Die auf den Taucher wirkende Kraft setzt sich zusammen aus Gewichtskraft, Auftriebs- sowie Reibungskraft
Gewichts- und Auftriebskraft folgen aus der Masse des Tauchers T sowie der des verdrängten Wassers W; dies lassen sich mittels Dichte und Volumen berechnen. Die Reibungskraft ist geschwindkeitsabhängig, für kleine bzw. große Geschwindigkeiten geht diese linear bzw. quadratisch ein.
V + F_R(v))
Der Differenz aus Gewichts- und Auftriebskraft ist für einen austarieren Taucher Null.
Daraus folgt zunächst mal die auf den Taucher wirkende Verzögerung.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 08. Jun 2020 00:12 Titel: Re: Taucher im abstürzendenen Flugzeug |
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| Felix91 hat Folgendes geschrieben: | Wenn der Taucher nach allen Seiten hin sagen wir mal 3 Meter Wasser hat und das Flugzeug aus einer Höhe von 10km in die Tiefe stürzt, was passiert mit dem Taucher?
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Dann steigt durch die starke Beschleunigung des Beckens beim Aufschlag der hydrostatische Druck und der Taucher wird zerquetscht.
Viele Grüße,
Nils
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 08. Jun 2020 09:44 Titel: Re: Taucher im abstürzendenen Flugzeug |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Dann steigt durch die starke Beschleunigung des Beckens beim Aufschlag der hydrostatische Druck und der Taucher wird zerquetscht. |
Darauf würde ich auch tippen. Schon ein Druckimpuls von 0,5 bar kann ausreichen um einen Taucher zu töten. In diesem Fall ist der Druck wesentlich höher. Um das mal grob abzuschätzen:
Wenn der Tank mit 100 m/s einen Meter tief in den Boden einschlägt, dann wird er mit 500 g abgebremst. In 3 m Wassertiefe steigt der Druck dabei für 0,02 Sekunden auf 150 bar. Das ist so ungesund wie die Explosion von 1 kg TNT in 3 Meter Entfernung.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18049
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| TomS Verfasst am: 08. Jun 2020 10:26 Titel: |
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Ok, das hatte ich übersehen.
Wie würdet ihr den Druckstoß hier konkret berechnen?
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 08. Jun 2020 10:51 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Wie würdet ihr den Druckstoß hier konkret berechnen? |
Da es für den Tank egal ist, ob er beschleunigt wird oder in einem Gravitationsfeld ruht, rechne ich einfach mit dem hydrostatischen Druck
wobei  die Wassertiefe ist. Wenn der Druck selbst noch nicht ausreichen würde, müsste man eventuell noch den Druckgradienten berücksichtigen. Aber das können wir uns hier sparen.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18049
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| TomS Verfasst am: 08. Jun 2020 11:39 Titel: |
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Das ist etwas anderes.
Ich würde den Joukowsky-Druckstoß
für das näherungsweise instantane Abbremsen ansetzen.
(c ist die Schallgeschwindigkeit in Wasser)
Deine Gleichung entspräche einem vergleichsweise langsames Abbremsen.
Siehe https://en.m.wikipedia.org/wiki/Water_hammer#The_magnitude_of_the_pulse
Wenn ich deine Gleichung umforme, indem ich a und h zugunsten von v eliminiere, dann erhalte ich
^2)
sowie
und das ist ein Vielfaches dessen, was aus dem langsamen Abbremsen folgt.
Wer hat recht?
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 08. Jun 2020 13:23 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Ich würde den Joukowsky-Druckstoß
für das näherungsweise instantane Abbremsen ansetzen. |
Das entspricht am ehesten einem Aufprall auf blankem Fels. Ich dachte eher an Bedingungen, unter denen senkrecht abstürzende Flugzeuge einen Krater in den Boden schlagen, in dem sie komplett verschwinden.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Wenn ich deine Gleichung umforme, indem ich a und h zugunsten von v eliminiere |
Warum solltest Du das tun? Die Eindringtiefe des Tanks ist nicht notwendigerweise gleich der Wassertiefe in der der Taucher schwebt. In meiner Rechnung beträgt die Wassertiefe beispielsweise 3 m und die Eindringtiefe nur 1 m. Mit geringerer Eindringtiefe wird der Druck bei gleicher Wassertiefe größer.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Wer hat recht? |
Das hängt von den Bedingungen ab.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 08. Jun 2020 14:09 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Wer hat recht? |
Mal abgesehen davon, wer recht hat. Ich glaube der eigentliche Hintergrund der Frage war, ob man in einem Wassertank den Absturz eines Flugzeugs überleben kann. Dahinter steckt wohl die Annahme, dass man durch das Wasser irgendwie geschützt wäre.
Und dafür reicht die Abschätzung des Druckanstiegs beim Aufprall unter der vereinfachten Annahme einer gleichmäßigen Beschleunigung und unter Vernachlässigung der Dynamik der Schockwelle bereits aus, um zu zeigen, dass das nicht der Fall ist.
Natürlich kann man das Ganze noch genauer analysieren und exaktere Modelle ansetzen, aber dafür sind erstens die Bedingungen nicht genau genug bekannt und zweitens wird das an der Überlebenswahrscheinlichkeit des Tauchers auch nicht mehr viel ändern.
Viele Grüße,
Nils
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5865
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 08. Jun 2020 14:48 Titel: |
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Eine einfache Überschlagsrechnung zeigt, dass der Taucher nicht überleben wird.
Die Aufschlaggeschwindigkeit des Flugzeugs (Airbus 320)aus einer Höhe von 10.000 m liegt mit
m = 75.000 kg
A_F = 123 m^2 (Flügelfläche)
Rho_l = 1,2 kg/m^3
c_w = 0,08 (bezogen auf A_F)
in der Grössenordnung von 350 m/s. Bei der Geschwindigkeit verhält sich die Wasserfläche wie Beton. Der Taucher ist platt.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 08. Jun 2020 15:19 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Bei der Geschwindigkeit verhält sich die Wasserfläche wie Beton. |
Da der Taucher sich erstens bereits unter Wasser befindet und sich zweitens mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Wasser bewegt, kann ihm das egal sein.
Eventuell könnte man noch ausrechnen, was die Ausrüstung des Tauchers mit ihm anstellt. Pressluftflasse und Bleigewichte haben eine andere Dichte als der Körper des Tauchers und werden deshalb auch anders beschleunigt. Bei 500 g (oder sogar 1500, wenn ich von 300 m/s ausgehe) ist das sicher nicht angenehm.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18049
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| TomS Verfasst am: 08. Jun 2020 15:54 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Bei der Geschwindigkeit verhält sich die Wasserfläche wie Beton. |
Da der Taucher sich erstens bereits unter Wasser befindet und sich zweitens mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Wasser bewegt, kann ihm das egal sein. |
Das ist genau der Punkt: das Wasser schützt den Taucher vor dem tödlichen Aufprall auf der Oberfläche, um ihn stattdessen durch einen Druckstoß zu töten.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 08. Jun 2020 16:13 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Das ist genau der Punkt: das Wasser schützt den Taucher vor dem tödlichen Aufprall auf der Oberfläche, um ihn stattdessen durch einen Druckstoß zu töten. |
Erstaunlicherweise ist es bei einem harten Aufprall möglicherweise sogar tödlicher, als ein Sturz auf die Wasseroberfläche. Um das genau auszurechnen, müsste man allerdings die Dauer des Druckimpulses berücksichtigen. Weiß jemand, wie das geht?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18049
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| TomS Verfasst am: 08. Jun 2020 16:49 Titel: |
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Nee, weiß ich nicht.
Ich kenne weder die Berechnung zum Aufprall auf der Wasseroberfläche noch zum Druckstoß in einem kurzen, offenen Rohrstück (denn der Taucher befindet sich nicht in einem unendlich langen Rohr).
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 08. Jun 2020 16:57 Titel: |
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Ich muss leider auch passen.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 12. Jun 2020 14:21 Titel: Re: Taucher im abstürzendenen Flugzeug |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Felix91 hat Folgendes geschrieben: | Wenn der Taucher nach allen Seiten hin sagen wir mal 3 Meter Wasser hat und das Flugzeug aus einer Höhe von 10km in die Tiefe stürzt, was passiert mit dem Taucher?
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Dann steigt durch die starke Beschleunigung des Beckens beim Aufschlag der hydrostatische Druck und der Taucher wird zerquetscht.
Viele Grüße,
Nils |
Nein nicht unbdedingt. Die Frage ist letzendlich wie groß der Verzögerung ist. Diese hängt vom Eintauchwiderstand, Stirnfläche zur instationären Wasserverdrängung, ab. Taucht das Flugzeug seitlich mit einer relativ großen Fläche und somit mit einem hohen Eintauchwiderstand ein oder doch frontal mit einer kleinen Stirnfläche und einen guten CW Wert.
Da in der Ursprungsfrage gar nicht ein Flugzeug die Thematik ist, zu jeder Seite soll ein Abstand von 3 Meter angenommen werden. Ist bei einem idealisierten Szenario in einer 30 Meter langen Röhre mit einem Durchmesser von 3 Meter und einer zulaufen Spitze mit einer eintauchenden Stirnfläche von 0,7 m², wenn sich der Taucher am obersten Ende der Röhre befindet, eine Überlebenswahrscheinlichkeit gegeben, da der Eintauchwiderstand eher gering ist und die Röhre mit zunehmender Wasssertiefe allmählich verzögert wird.
Der Hydrostatische Druck ist eher das geringe Problem, denn der Taucher benötigt einen Bremsweg, aus diesem Grund kann er sich nicht am unteren Ende des Behälter aufhalten. Ansonsten würde ungebremst auf die Wand treffen.
Die Kombination aus Bremsweg und somit Tauchtiefe zum hydrostatischen Druck ist entscheidend.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 12. Jun 2020 15:43 Titel: Re: Taucher im abstürzendenen Flugzeug |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Die Frage ist letzendlich wie groß der Verzögerung ist. |
Das habe ich in meiner Rechnung berücksichtig. Die Verzögerung hängt von der Eindringtiefe ab. Ich bin von einem Meter in lockerem Boden ausgegangen und Du gehst offenbar von einem Einschlag ins Wasser aus, was die Eindringtiefe natürlich vergrößert.
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Da in der Ursprungsfrage gar nicht ein Flugzeug die Thematik ist |
In der Ursprungsfrage heißt es (Hervorhebung von mir):
"[...] Was passiert bei einem Flugzeugabsturz, [...] das Flugzeug aus einer Höhe von 10km in die Tiefe stürzt, [...]?"
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Ist bei einem idealisierten Szenario in einer 30 Meter langen Röhre mit einem Durchmesser von 3 Meter und einer zulaufen Spitze mit einer eintauchenden Stirnfläche von 0,7 m², wenn sich der Taucher am obersten Ende der Röhre befindet, eine Überlebenswahrscheinlichkeit gegeben, da der Eintauchwiderstand eher gering ist und die Röhre mit zunehmender Wasssertiefe allmählich verzögert wird. |
Der Widerstand steigt mit zunehmender Wassertiefe nur solange bis das Flugzeug komplett eingetaucht ist. Danach sinkt er wieder. Bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 300 m/s und einer Länge von 30 Metern dauert es ungefähr 0,1 Sekunden bis die maximale Bremsbeschleunigung erreicht ist. Das würde ich nicht unbedingt als allmählich bezeichnen.
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Der Hydrostatische Druck ist eher das geringe Problem, denn der Taucher benötigt einen Bremsweg, aus diesem Grund kann er sich nicht am unteren Ende des Behälter aufhalten. Ansonsten würde ungebremst auf die Wand treffen. |
Warum sollte er auf irgend eine Wand treffen? Wenn er austariert ist, dann kann man davon ausgehen dass er seine Position im Tank beibehält. Vorgegeben ist allerdings, dass er mindestens 3 Meter tief im Wasser schwebt. Damit ist es unvermeidlich, dass sich beim Abbremsen ein hydrostatischer Druck aufbaut.
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Die Kombination aus Bremsweg und somit Tauchtiefe zum hydrostatischen Druck ist entscheidend. |
Der minimale hydrostatische Druck ergibt sich aus dem Bremsweg. In meiner obigen Rechnung bin ich von einem Meter ausgegangen. Umgekehrt kann ich auch ausrechnen, wie tief das Flugzeug eintauchen muss, damit der Druckanstieg unter den potentiell tödlichen 0,5 bar bleibt. Das führt bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 300 m/s zu einer maximalen Bremsbeschleunigung von 17 m/s² und somit zu einer Tiefe von 2,5 km. Das sieht schlecht aus für unseren Taucher. Selbst wenn ich davon ausgehe, dass er durch den "allmählichen" Anstieg die zehnfache Druckdifferenz aushält, wären es immer noch 250 m und das in nur 1,7 Sekunden. Danach lasten auf ihm 25 bar. Zum Vergleich: Der Tiefenrekord für Abnoetaucher liegt bei 214 Metern und die haben viel Zeit für den Druckausgleich. So richtig beruhigend klingt das alles nicht.
Auch hier gilt, dass man für eine genaue Abschätzung berücksichgigen müsste, wie die Auswirkung des Drucks auf den Taucher von der Dauer des Anstiegs und der Einwirkung abhängt. Dazu habe ich keine Daten.
Außerdem müsste man berücksichtigen, dass es beim Eintauchen zur Superkavitation kommt (dafür reichen ja schon rund 100 m/s). Die maximale Bremsbeschleunigung wird dann erreicht, wenn die Kavitation abbricht. Wie abrupt der Übergang erfolgt, weiß ich leider auch nicht.
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Qubit
Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 829
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 12. Jun 2020 20:02 Titel: Re: Taucher im abstürzendenen Flugzeug |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Wenn er austariert ist, dann kann man davon ausgehen dass er seine Position im Tank beibehält. |
Warum sollte der Taucher im Behälter seine Position beibehalten. Der Taucher ist nicht am Behältnis fest verkankert, sondern schwebt in diesen. Der einzige Widerstand ist der Wasserwiderstand. Sobald das Behältnis abrupt verzögert, bewegt sich der Taucher erst einmal mit der Eintauchgeschwindigkeit weiter, wird natürlich aber vom Wasser im Behältnis selbst verzögert. Der Taucher legt also im Behältnis selbst einen Bremsweg zurück.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Selbst wenn ich davon ausgehe, dass er durch den "allmählichen" Anstieg die zehnfache Druckdifferenz aushält, wären es immer noch 250 m und das in nur 1,7 Sekunden. Danach lasten auf ihm 25 bar. |
Davon bin ich ausgegangen. 25 Bar sind zu verkraften, da Taucher mit Trimix bis 350 Meter und tiefer tauchen können. Zum anderen werden ja die Körperzellen mit dem Trimix gesättigt. 1,7 Sekunden sind zwar sportlich, aber selbst Abnoetaucher können in wenigen Sekunden über 200 Meter tauchen und das ohne eine Gassättigung.
Auch muss der Behälter ja nicht senkrecht zu Wasseroberfläche eintauchen, sondern kann dies auch in einen flachen Winkel, so das gar keine Tiefe von 300 Meter und mehr erreicht wird.
Wenn ich mal Zeit haben sollte, rechne ich das mal aus.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | In der Ursprungsfrage heißt es (Hervorhebung von mir):
"[...] Was passiert bei einem Flugzeugabsturz, [...] das Flugzeug aus einer Höhe von 10km in die Tiefe stürzt, [...]?" |
Der Fragesteller hält sich mit der Annahme zu einem Abstand von jeweils 3 Meter von allen Seiten zur Wand selbst nicht an die Urprüngliche Frage, sondern betrachtet eher einen Kubus, Zylinder.
Eine Flugzeug würde bezüglich Strukturdynamik sowie so an der Wasseroberfläche zerschellen, die Frage stellt sich also erst gar nicht. Von daher kann man die Fragestellung ruhig auf einen idealen Körper mit unendlich dünnen Wänden und unendlicher Steifigkeit reduzieren.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 12. Jun 2020 21:56 Titel: |
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Auf den ersten Blick sah es interessant aus, auf dem zweiten mit dem Datum dann wiederrum nicht. Da hier kein Dynamic Mesh und auch kein 6 DOF Solver zum Einsatz kam.
Hier hat man einfach das Flugzeug fixiert und den Wasserspiegel ansteigen lassen. Kann man machen, nur werden dann aber keine Trägheitskräfte und auch keinerlei Beschleunigungen berücksichtigt.
So wäre das schon eher was:
ab Minute 3:33
https://www.youtube.com/watch?v=T92HnTKv1-I
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 12. Jun 2020 22:51 Titel: |
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| duke hat Folgendes geschrieben: | | Warum sollte der Taucher im Behälter seine Position beibehalten. Der Taucher ist nicht am Behältnis fest verkankert, sondern schwebt in diesen. Der einzige Widerstand ist der Wasserwiderstand. Sobald das Behältnis abrupt verzögert, bewegt sich der Taucher erst einmal mit der Eintauchgeschwindigkeit weiter, wird natürlich aber vom Wasser im Behältnis selbst verzögert. Der Taucher legt also im Behältnis selbst einen Bremsweg zurück. |
Wenn der Druck steigt und das tut er, vergrößert sich auch die Auftriebskraft auf den Taucher. Im beschleunigten Bezugssystem das mit dem Wassertank ruht ruht, wirkt auf den Taucher eine größere Trägheitskraft aber auch ne größere Auftriebskraft, bedingt durch die Trägheit des Wassers.
von aussen sieht es aus als beschleunigt ihn die Auftriebskraft, sollte sich dennoch eine relativgeschwindigkeit einstellen hilft der Wasserwiderstand.
Ich möchte auf jedenfall nicht im Tank sein, dann lieber so https://youtu.be/LxRvEfyFJu8
_________________
WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 13. Jun 2020 01:28 Titel: Re: Taucher im abstürzendenen Flugzeug |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Warum sollte der Taucher im Behälter seine Position beibehalten. |
Weil er sich bei gleicher Dichte genauso bewegt wie das Wasser um ihn herum und das bewegt sich so wie der Tank.
| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | aber selbst Abnoetaucher können in wenigen Sekunden über 200 Meter tauchen |
Das ist übertrieben. Erstens dauert das viel länger als 1,7 Sekunden und zweitens geht das nur mit ständigem Druckausgleich. Außerdem ist die Unfallbilanz bei solchen extremen Tauchgängen trotz langwieriger Vorbereitung verheerend.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Der Fragesteller hält sich mit der Annahme zu einem Abstand von jeweils 3 Meter von allen Seiten zur Wand selbst nicht an die Urprüngliche Frage, sondern betrachtet eher einen Kubus, Zylinder. |
In der Frage geht es darum, dass "sich im Laderaum ein mit Wasser gefülltes Schwimmbecken befindet". Das entspricht einem Kubus mit 6 m Kantenlänge und der wird offenbar als beliebig stabil angenommen.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 13. Jun 2020 01:32 Titel: |
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Das wird möglicherweise auch nicht angenehm weil dabei auf Knochen und Gewebe unterschiedliche Kräfte wirken.
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 13. Jun 2020 11:44 Titel: |
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Kann es sein, dass bei geeigneter Form der „Rettungskapsel“ eine Überlebenschance besteht? Ich denke dabei an ein Freifallrettungsboot. Das könnte wohl den Aluminiumrumpf des Fliegers durchschlagen und tiefer eintauchen als ein Schwimmbassin. Ein Fall erfolgte von 61,53 Metern Höhe.
Alternativ eine „fliegende Untertasse“, die sich ebenfalls aus dem Rumpf befreit und dann über das Wasser hüpft wie ein flacher Stein.
Weitere Alternative: Ein torpedoförmiger Shkval, der unter Wasser hohe Geschwindigkeiten (über 370 km/h) erreichen kann.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 13. Jun 2020 14:49 Titel: |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Kann es sein, dass bei geeigneter Form der „Rettungskapsel“ eine Überlebenschance besteht? |
Auf die Idee ist Duke711 oben schon gekommen. Wenn die Kapsel hinreichend gepanzert ist und den Taucher vor dem äußeren Druck schützt (zumindest so gut, dass er den Druckausgleich schafft), dann könnte das gehen. Bei einem Absturz über Land hilft das allerdings auch nicht viel.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Alternativ eine „fliegende Untertasse“, die sich ebenfalls aus dem Rumpf befreit und dann über das Wasser hüpft wie ein flacher Stein. |
Da der Absturz senkrecht erfolgt und Wasseroberflächen überwiegend horizontal sind, wird das etwas schwierig.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Weitere Alternative: Ein torpedoförmiger Shkval, der unter Wasser hohe Geschwindigkeiten (über 370 km/h) erreichen kann. |
Superkavitation hatte ich oben auch schon erwähnt. Ob das Problem damit zu lösen ist oder nur in größere Wassertiefen verschoben wird, kann ich nicht sagen.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 13. Jun 2020 15:56 Titel: |
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Eventuell ließe sich die Überlebenschance weiter steigern, wenn man den Taucher nicht in einen Wassertank steckt, sondern in eine Flüssigkeit mit geringerer Dichte und - zwecks Dämpfung - geringerem Kompressionsmodul. Ich denke da z.B. an Ethanol, damit ließe sich der Druck um ca. 21% reduzieren. Allerdings wird es dann natürlich schwieriger den Taucher auszutarieren, er bräuchte zusätzliche Schwimmkörper, z.B. aus Schaumstoff.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5042
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| DrStupid Verfasst am: 13. Jun 2020 21:04 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Allerdings wird es dann natürlich schwieriger den Taucher auszutarieren, er bräuchte zusätzliche Schwimmkörper, z.B. aus Schaumstoff. |
Dann würden Taucher und Schwimmkörper beim Aufprall in entgegengesetze Richtungen beschleunigt werden. Das Problem hatte ich oben schon für Ausrüstung und Bleigewichte angesprochen. Im Idealfall haben der Taucher und alle Teile der Ausrüstung die gleiche Dichte wie das Medium.
Es bringt viel mehr, den Taucher einfach nicht so tief ins Wasser zu stecken. Je geringer die Wassertiefe, desto geringer der hydrostatische Druck. Wenn bei 3 m Wassertiefe 250 m Bremsweg benötigt werden, dann wären es in 30 cm Tiefe nur noch 25 Meter. Die Länge des Flugzeugs könnte dann als Knautschzone reichen. Dummerweise steigt der Druck dabei immer noch um 5 bar während 0,5 bar bereits als potentiell tödlich gelten. Ohne eine genauere Rechnung unter Berücksichtigung der Zeiten für Anstieg und Wirkung des Drucks, kann man deshalb nicht davon ausgehen, dass das funktioniert. Aber es ist immerhin nicht mehr vollkommen unrealistisch.
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 20. Aug 2020 12:11 Titel: |
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Also ich habe das mal grob über Versuche der Impact Force einer Kugel ausgerechnet.
Je nach Eintauchwinkel, zwischen 5 - 25 °, ist die höchste Verzögerung beim eintauchen und einer Masse von 93000 kg bei 1300 - 2500 m/s², bei einer resultierenden Eintauchgeschwindigkeit von 408 m/s. Wenn das Becken eine Höhe von 2 Meter hat, wirken hier Drücke im Maximum von 26 - 50 bar. Der Taucher müsste sich also sehr flach machen und das Becken dürfte nicht höher als einen Meter sein, dann könnte man das bei 12 - 25 bar überleben.
Die Eintauchtiefe ist kein Problem. Erstens kommt das Flugzeug nicht weit. Da bei einer effektiven Dichte von 300 kg/m³ die Auftriebskraft nicht klein ist und das Flugzeug mind. in die Horizontale befördert und hier is der CW Wert bei 0,33 und die Projektionsfläche am größten. Zumal bei einen Eintauchwinkel von 5 - 25 ° kaum Strecke in der vertikalen zurückgelegt wird.
Problem ist hier also nur die Massenträgheit des Wasser und die daraus restultieren negativen Beschleunigungen bei eine Geschwindigkeit von 408 m/s, was aus 10 km Höhe und einer Masse von 93000 kg der Geschwindigkeit des freien Falles entspricht.
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 343
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| A.T. Verfasst am: 22. Aug 2020 23:13 Titel: Re: Taucher im abstürzenden Flugzeug |
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Es gab Studien mit Mäusen dazu:
http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/MAD/pub/ACT-RPR-MAD-2007-SuperAstronaut.pdf
| Zitat: | | Animal studies with mice showed that, where the acceleration-time lethal threshold for water immersed mice is around 1300 Gx for 15 seconds, when their lungs are emptied from air, the maximum acceleration reaches 3800 Gx for more than 15 minutes without any physical impairment. |
Aber ich vermute das hier die Beschleunigung langsam verändert wurde (kleiner Ruck). Bei einem Aufprall wurde eine Druckwelle im Tank entstehen.
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