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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Beziehung zwischen anstellwinkel und auftrieb


1. Atom
2. Motor

Der Anstellwinkel ist der Winkel zwischen der Richtung der anströmenden Luft (Anblasrichtung) und der Profilsehne des Tragflügels (nicht zu verwechseln mit dem Einstellwinkel, welcher jener Winkel zwischen Flugzeuglängsachse und Profilsehne ist - kann nicht verstellt werden). Wenn dieser Anstellwinkel 0 Grad betrüge, so würde der Druck unterhalb des Tragflügels gleich dem Druck der Atmosphäre sein und der gesamte Auftrieb würde durch den Unterdruck (Sog) an der Oberseite erzeugt werden. Wenn der Anstellwinkel vergrößert wird, nimmt der positive Druck an der Unterseite des Tragflügels immer mehr zu. Gleichzeitig vergrößert sich der Unterdruck (Sog) an der Oberfläche immer mehr, weil die effektive Wölbung des Tragflügels durch den vergrößerten Anstellwinkel zugenommen hat; die Luftströmung wird gezwungen, einen noch größeren Weg auf der Oberseite des Profils zurückzulegen. Aus dieser größer gewordenen Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite des Profils ergibt sich eine größere nach oben wirkende Kraft - Auftrieb und Widerstand werden größer.
Bei Anstellwinkeln von ungefähr 16 bis 20 Grad kann die Luftströmung nicht länger als laminare Grenzschichtströmung der Oberseite des Profils folgen, weil eine zu große Richtungsänderung der Luftströmung erforderlich wäre. Sie wird jetzt gezwungen, vom oberen Punkt des Profils (Grenzschichtablösungspunkt) geradeaus nach hinten zu strömen. Das bewirkt eine Verwirbelung der Luftströmung auf der Oberseite des Profils, weil sie weiterhin dazu tendiert, der Oberfläche des Tragflügels zu folgen - es entsteht eine turbulente Strömung. Das Flugzeug befindet sich nun im ,überzogenen Flugzustand', das Flugzeug verliert durch die plötzliche Verringerung an Auftrieb und die starke Zunahme an Widerstand an Höhe und stürzt ab.

 
 

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