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Technik. Aerodynamik Flugzeugkunde Instrumentenkunde Das Flugklare Flugzeug. Einige der Abbildungen wurden mit mit freundlicher Genehmigung des Luftfahrtverlag Friedrich Schiffmann GmbH & Co. KG, aus folgende Bänden entnommen:

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Presentation Transcript

  1. Technik Aerodynamik Flugzeugkunde Instrumentenkunde Das Flugklare Flugzeug Einige der Abbildungen wurden mit mit freundlicher Genehmigung des Luftfahrtverlag Friedrich Schiffmann GmbH & Co. KG, aus folgende Bänden entnommen: Schiffmann1: "Der Privatflugzeugführer", Band 1, Technik I, 1977 Schiffmann3: "Der Privatflugzeugführer", Band 3, Technik II, 1977 Schiffmann4A: "Der Privatflugzeugführer", Band 4A, Flugnavigation, 1979 Schiffmann7: "Der Segelflugzeugführer", Band 7, 1997 Hesse3: Hesse3, Flugnavigation, 1976 Hesse4: Hesse4, Der Segelflugzeugführer, 1975 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  2. Technik Aerodynamik Frank-Peter Schmidt-Lademann

  3. Kräfte im Flug Schubkraft oder Vortriebskraft Reibungskraft oderWiderstand Frank-Peter Schmidt-Lademann

  4. Luftströmung Schiffmann7: Abb 4.1.6 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  5. Grenzschicht Schiffmann7: Abb 4.1.8 Bereich, in dem die Luftteilchen durch den umströmten Körper verzögert werden Frank-Peter Schmidt-Lademann

  6. Ablösung der Grenzschicht Schiffmann7: Abb 4.1.24 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  7. Wanderung der Abloesung Film Schiffmann1: Frank-Peter Schmidt-Lademann

  8. Die oberen Luftteilchen legen in der gleichen Zeit einen weiteren Weg als die unteren zurück. Nach Bernouli entsteht durch die höhere Fließgeschwindigkeit ein Unterdruck an der Flügeloberseite, der den Auftrieb erzeugt. Die Auftriebskruft entsteht durch Umlenkung der Luftteilchen Die oberen Luftteilchen werden bedingt durch den engeren Querschnitt beschleunigt. Nach Bernouli entsteht durch die höhere Fließgeschwindigkeit ein Unterdruck an der Flügeloberseite, der den Auftrieb erzeugt. Die von unten auftreffenden Luftteilchen erzeugen einen Impuls nach oben, der den Auftrieb erzeugt Theorien zum Auftrieb Frank-Peter Schmidt-Lademann

  9. Downwash Das Bild zeigt, wie die Strömung bei Flug über die Wolkennach unten gelenkt wurde. Frank-Peter Schmidt-Lademann

  10. Entstehung der Zirkulation Schiffmann7: Abb 4.1.13 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  11. 1 2 3 3 Druckverlauf Schiffmann7: Abb 4.1.14 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  12. Druckpunktwanderung Schiffmann7: Abb 4.1.15 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  13. Formwiderstand Schiffmann7: Abb 4.1.7 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  14. A=CA*FA* *r*v 2 1 2 W=Cw*Fw* *r*v 2 A=CA*FA*q 1 1 q= r*v W=Cw*Fw*q 2 2 2 Auftriebs/Widerstandsformel Auftrieb Widerstand • Form abhängig von der Anströmrichtung • Fläche in Strömungsrichtung FA • Luftdichte • Quadrat der Geschwindigkeit • Form abhängig von der Anströmrichtung • Fläche quer zur Strömungsrichtung FW • Luftdichte • Quadrat der Geschwindigkeit Schiffmann7: Abb 4.1.18 Staudruck Frank-Peter Schmidt-Lademann

  15. A=CA*FA* *r*v 2 1 2 W=Cw*Fw* *r*v 2 1 2 Auftriebs/Widerstandsformel Geschwindigkeit Fläche Fläche Widerstands-beiwert Auftriebs-beiwert Simulation Luftdichte Frank-Peter Schmidt-Lademann

  16. Lilienthal-Polare Schiffmann7: Abb 4.1.19 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  17. Fragen 1 • Was ist laminare, turbulente bzw verwirbelte Strömung • Was versteht man unter Umschlagpunkt • Beschreibe die Ablösung der Strömung • Wie entsteht der Auftrieb am Flügel • Wie verändert sich der Widerstand bei Verdoppelung der Geschwindigkeit • Um wieviel erhöht sich die Mindestfahrt in 10000 m Höhe gegenüber NN • Mit welchem Anstellwinkel fliege ich stationär bei doppelter Mindestfahrt • wie verändert sich der Staudruck bei Verdoppelung der Geschwindigkeit Frank-Peter Schmidt-Lademann

  18. Erkläre dieses Phänomen Frank-Peter Schmidt-Lademann

  19. Unterdruckphänomen Frank-Peter Schmidt-Lademann

  20. Concorde Frank-Peter Schmidt-Lademann

  21. Flugleistungspolare Schiffmann7: Abb 4.1.22 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  22. Polare und Gewicht Frank-Peter Schmidt-Lademann

  23. Kräfte im Gleitflug Schiffmann7: Abb 4.1.17 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  24. hoher Widerstand voll ausgefahrene Klappen mittlerer Widerstand halb ausgefahrene Klappen Kräfte im Gleitflug geringer Widerstand Frank-Peter Schmidt-Lademann

  25. Fragen 2 • Wie ermittele ich in der Flugleistungspolaren das beste Gleiten • Was versteht man unter der Luftkraft • Was versteht man unter stationärem Flug • Was versteht man unter Mindestfahrt • Wie verändert sich die Fluglage, wenn die Störklappen ausgefahren werden. Erkläre an Hand des Kräftediagramms Frank-Peter Schmidt-Lademann

  26. Widerstandsarten • Formwiderstand (Druckwiderstand) • Reibungswiderstand • Induzierter Widerstand • Nebenwiderstand (Restwiderstand) • Interferenzwiderstand Frank-Peter Schmidt-Lademann

  27. Induzierter Widerstand Schiffmann1: Abb 13 Schiffmann7: Abb 4.1.25 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  28. B727 Wirbelschleppe Animation Frank-Peter Schmidt-Lademann

  29. Wirbelschleppen Frank-Peter Schmidt-Lademann

  30. Wirbschleppe einer 747 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  31. Auftriebsverteilung Schiffmann7: Abb 4.1.30 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  32. Seitenverhältnis Schiffmann7: Abb 4.1.31 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  33. Besondere Flugzustände • Trudeln • Steiltrudeln • Flachtrudeln • Ausleiten • Slip • Einleiten • Ausleiten • Gefahren Frank-Peter Schmidt-Lademann

  34. Kurvenflug Schiffmann7: Abb 4.1.42 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  35. Lastvielfache im Kurvenflug Frank-Peter Schmidt-Lademann

  36. Kurvenge-schwindigkeit Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb 4.1.43

  37. Lastvielfaches im Abfangbogen Lastvielfaches Schiffmann7: Abb 4.1.48 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  38. Harte Landung Frank-Peter Schmidt-Lademann

  39. Fragen 3 • Welche Widerstandarten gibt es • Wie läßt sich der induzierte Widerstand reduzieren • Wie kommt es zum Trudeln, wie wird ausgeleitet • Beschreibe den Slip • Erkläre die Lastzunahme im Kurvenflug • Erkläre warum sich die Mindestfahrt um 1,4 bei einer Kurve mit 60 Grad Schräglage erhöht • Warum sackt ein mit Mindestflug anfliegendes Flugzeug im Abfangbogen durch Frank-Peter Schmidt-Lademann

  40. Profil • Merkmale • Einstellwinkel • Anstellwinkel Schiffmann7: Abb 4.1.49 Schiffmann7: Abb 4.1.50 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  41. Profilformen Schiffmann7: Abb 4.1.51 • Bei zunehmendem Dickenverhältnis d/t steigt der Druckwiederstand • Bei zunehmender Wölbung steigt der Höchstauftrieb • Dickere Profile sind unempfindlicher gegen Änderung des Anstellwinkels • Mit zunehmender Dickenrücklage vermindert sich der Reibungswiderstand Frank-Peter Schmidt-Lademann

  42. Nurflügler Mü5 Spannweite 13,4m Flügelfläche 11m² Streckung 16,4 Flächenbelastung 12,3 kg/m² Gesamtlänge 2m Rüstgewicht 55kp Fluggewicht 135kp Frank-Peter Schmidt-Lademann

  43. Schränkung Schiffmann7: Abb 4.1.57 Schiffmann7: Abb 4.1.56 Strömungsabriß erfolgt zunächst innen Die Querruderwirkung bleibt erhalten Frank-Peter Schmidt-Lademann

  44. Flächenbelastung Fluggewicht G / Flügelfläche F kp/m Kleine Flächenbelastung: geringes Sinken, besserer Langsamflug Hohe Flächenbelastung: bessere Gleitzahl bei hohen Geschwindigkeiten, besserer Schnellflug 2 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  45. Belastungs-probe Belastung mit 2,5 Tonnen, um ein Lastvielfaches von 5.3 g zu simulieren. Da die Flügelaufbau symetrisch ist, genügt der Nachweis der negativen G-Belastung auch für den Nachweis bei positiver G-Belastung. Frank-Peter Schmidt-Lademann

  46. VS0 7 6 Va geringes Gewicht 5 4 3 Flap envelope 2 1 0 -1 -2 -3 -4 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 “Flight Envelope” und Manövergeschwindigkeit VA Va verringert sich bei vermindertem Fluggewicht VS VNO VNE Strukturbruch Maximal zul. Last-vielfaches Strukturschaden Va hohes Gewicht Normal envelope Strömungsabriß Bereich nicht anliegender Strömung Lastviel-faches Vorsichts-bereich Stationärer Flug bei 1 G Mindestfahrt Bereich nicht anliegender Strömung Rückenflug Bereich Strukturschaden Strukturbruch Geschwindigkeit (IAS) Frank-Peter Schmidt-Lademann

  47. Querruder Schiffmann7: Abb 4.1.65 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  48. Höhenruder Schiffmann7: Abb 4.1.66 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  49. Seitenruder Schiffmann7: Abb 4.1.67 Frank-Peter Schmidt-Lademann

  50. Massenausgleich Massenausgleich Verlagerung des Ruderschwerpunkts in die Achse Aerodynamischer Massenausgleich Verringerung der Ruderkräfte Schiffmann7: Abb 4.1.69 Frank-Peter Schmidt-Lademann Schiffmann7: Abb 4.1.70

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