[PHY01] Grundlagen der Aerodynamik

Zur Vervollständigung der Seite steht die Präsentation zur Verfügung. Der Wiki-Artikel hier wird zunächst in Form von Stichpunkten aufgebaut, damit die wesentlichen Inhalte schon mal vorhanden sind, bevor diese Stichpunkte schrittweise in Fließtext ausformuliert werden.

Dieses Modul aus der Kategorie: Physik des Fliegens behandelt die Grundlagen der Aerodynamik, eines der beiden Teilgebiete der Flugphysik (das zweite Teilgebiet stellt die Flugmechanik dar, die im folgenden Modul Grundlagen der Flugmechanik (PHY02) behandelt wird). Dafür werden keine anderen Module vorausgesetzt.

Die Aerodynamik als Teilgebiet der Strömungsmechanik befasst sich ganz allgemein mit Strömungen von Gasen, wobei dieses Modul sich auf die Luftströmung um ein Flugzeug beschränkt. Wesentliche Aspekte sind dabei die Entstehung der beiden von der Strömung auf das Flugzeug ausgeübten Kräfte Auftrieb und Widerstand sowie deren Einflussfaktoren. Zunächst werden jedoch einige allgemeine Grundlagen erläutert bevor auf diese beiden Kräfte genauer eingegangen wird. Als Vorbemerkung sei erwähnt, dass zur Entstehung des Auftriebs (und auch zu anderen Aspekten der Flugphysik) einige falsche Theorien sehr weit verbreitet sind. Obwohl diese Theorien die Entstehung des Auftriebs nicht korrekt erklären, sollen hier trotzdem drei typische weit verbreitete falsche Theorien kurz erläutert werden. Dies ist aus zwei Gründen sinnvoll: Erstens kann dadurch Verwirrung vermieden werden, wenn man beim Nachlesen in der Literatur auf eine dieser falschen Theorien stößt; zweitens hilft ein genaueres Verständnis, warum diese Theorien die Entstehung des Auftriebs nicht korrekt erklären, auch zu verstehen, wie sich die Entstehung des Auftriebs denn tatsächlich erklären lässt.

Theorie 1: Wird demnächst vervollständigt.

Theorie 2: Wird demnächst vervollständigt.

Theorie 3: Wird demnächst vervollständigt.

Allgemeine Grundlagen

Es folgen zunächst einige ausgewählte Begriffsdefinitionen und andere allgemeine Grundlagen, die für das Verständnis der Inhalte in diesem Modul von besonderer Bedeutung sind. Bei den Definitionen ist hier weniger die exakte (mathematische) Definition relevant, sondern eher das darauf basierende gedankliche Modell, wie man sich das Verhalten von Strömungen vorstellen kann.

Bahnlinien und Stromlinien:

Bahnlinien definiert durch Bewegung einzelner Teilchen
Stromlinien definiert durch Geschwindigkeitsvektoren als Tangenten
Strömende Fluide meist besser als "zähe Masse" und nicht als "Haufen von Teilchen" zu verstehen

Bahnlinien Stromlinien

Stromröhre: XYZ

Grenzschicht und Außenströmung: XYZ

Anstellwinkel: XYZ

Einstellwinkel: XYZ

Schiebewinkel: XYZ

Auftrieb: XYZ

Widerstand: XYZ

Wird demnächst vervollständigt.

[Kontinuitätsgleichung und Bernoulli-Gleichung kurz erklären]

Auftrieb

In diesem Abschnitt wird genauer auf den Auftrieb an einer Flugzeugtragfläche eingegangen. Dabei wird mit dem Begriff Auftrieb hier stets der dynamische Auftrieb bezeichnet - in Abgrenzung zum statischen Auftrieb, der beispielsweise von Ballonen und Luftschiffen genutzt wird.

Grundprinzip des dynamischen Auftriebs

Wird demnächst hinzugefügt.

[Druckpunktwanderung kurz erwähnen]

[Anfahrwirbel, Zirkulation und Wirbelschleppen kurz erwähnen]

Einflussfaktoren des Auftriebs

Wird demnächst hinzugefügt.

Einflussfaktoren des Auftriebsbeiwertes

Wird demnächst hinzugefügt.

Strömungsabriss

Wird demnächst hinzugefügt.

Widerstand

Wird demnächst hinzugefügt.

[Einteilung des Widerstands kurz erwähnen]

Induzierter Widerstand und Nullwiderstand

Wird demnächst hinzugefügt.

Einflussfaktoren des Widerstands

Wird demnächst hinzugefügt.

Einflussfaktoren des Widerstandsbeiwertes

Wird demnächst hinzugefügt.

[Typische Nullwiderstandsbeiwerte besonders betrachten]

[Induzierten Widerstandsbeiwert besonders betrachten]

Widerstandspolare

Wird demnächst hinzugefügt.