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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Auswirkung der profilform auf auftrieb und widerstand


1. Atom
2. Motor

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene auftriebserzeugende Profile:

a) das orthodoxe Profil
b) das Laminarprofil

Das Laminarprofil weist an der Ober- und Unterseite eine fast gleiche Profilwölbung auf und seine größte Dicke liegt bei ca. 50% der Profiltiefe.
Der Vorteil eines solchen Profils ist, daß es widerstandsarm ist, weil die Grenzschicht länger laminar verläuft. Die Auftriebserzeugung ist jedoch aufgrund der geringen
Geschwindigkeitsdifferenz der Luftströmung auf Ober- und Unterseite des Profils nicht sehr groß. Der erforderliche Auftrieb wird durch höhere Fluggeschwindigkeiten erzielt und deshalb wendet man das Laminarprofil vorzugsweise bei schnellen Reiseflugzeugen an. Im Langsamflug (Landeanflug) sind auftriebserhöhende Konstruktionen wie Spaltflügel- und Landeklappensysteme nötig.

Orthodoxe Profile haben eine konvexe (nach oben gewölbte) Oberseite und eine konkave Unterseite.
Es sind Tragflügelprofile für hohe Auftriebswerte, die natürlich auch größeren Widerstand verursachen. Bei diesen Profilen erhöht sich durch die
Druckdifferenz (Geschwindigkeitsdifferenz der Luftströmung) zwischen Ober- und Unterseite des Profils der Auftrieb (und der Widerstand, daher nicht für schneller fliegende Flugzeuge geeignet).

Ein Kompromiß zwischen orthodoxen Profilen und Laminarprofilen sind Profile mit gewölbter Oberseite und gerader Unterseite, wie sie bei vielen Sport- und Reiseflugzeugen verwendet werden.
Auch durch das Ausfahren von Klappen (besonders Fowler-Klappen) kann man die Profilwölbung auf der Oberseite vergrößern und die Unterseite konkav gestalten. Dadurch kann auch so bei niedrigen Fluggeschwindigkeit ein relativ hoher Auftrieb erzeugt werden.
Problematisch ist es, wenn sich Eis am Tragflügel ansetzt, weil dadurch das Profil verändert wird und die Luftströmung gestört wird.

 
 

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