1.5 – Maximalauftrieb durch Anstellwinkel und konstruktive Möglichkeiten

 

Eine wichtige Einflussgröße für den Auftriebsbeiwert ist der Anstellwinkel.

  1. Geben Sie den Verlauf des Auftriebsbeiwertes über dem Anstellwinkel bei unterschiedlichen Klappenstellungen (z.B. 0°, 20° und 30°) qualitativ an.
  2. Durch welche konstruktiven Möglichkeiten kann man den Maximalauftrieb steigern?

Neben dem Auftrieb ist der Widerstand die zweite in der Symmetrieebene des Flugzeugs wirkende aerodynamische Kraft.

  1. Aus welchen beiden Teilen setzt sich der Horizontalflugwiderstand zusammen?

Den Zusammenhang zwischen Auftriebs- und Widerstandsbeiwert beschreibt die Polare.

  1. Skizzieren Sie die Polare für ein Flugzeug mit einem Nullwiderstandsbeiwert {C_{W0}} = 0,01. Markieren Sie für den stationären Gleitflug die Fälle größter Reichweite und größter Flugdauer.

Lösung 1.5

a)

auftriebsbeiwert-verlauf-klappen
Das Ausfahren der Klappen, bzw. das Verstellen der Klappen hat eine Veränderung von {\alpha _0} zur Folge. Dadurch entstehen zueinander verschobene Funktionen.

b)

Um das {C_{A,max}} zu steigern, kann man konstruktiv nur die Profilgeometrie verändern und dadurch günstigere Strömungsverhältnisse erreichen. Allgemein kann man auch noch eine Fremdenergie hinzufügen, wie zum Beispiel eine Strömung des Mediums in welchem man sich befindet (Wind).

c)

Der Widerstand ist diejenige Komponente der Luftkraft, welche in Anströmrichtung wirkt.
Er besteht aus den Anteilen Nullwiderstand {C_{W,A = 0}} (Widerstand bei Auftrieb gleich Null) und Auftriebswiderstand {C_{W,A}}.
Beide Anteile lassen sich nach den physikalischen Ursachen der Widerstandsentstehung weiter unterteilen:

Gesamtwiderstand\quad \Leftarrow \quad \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {Auftriebswiderstand\quad \Leftarrow \quad \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {Induzierter\:\:Widerstand} \\   {Auftriebswellenwiderstand} \\   {Steuerwiderstand} \\ \end{array} } \right.} \\   {Nullwiderstand\quad \Leftarrow \quad \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {Schubspannungswiderstand} \\   {\quad \left( {Reibungswiderstand} \right)} \\   {Druckwiderstand} \\   {Wellenwiderstand} \\ \end{array} } \right.} \\ \end{array} } \right.

Hierbei gilt eine additive Überlagerung der unterschiedlichen Widerstandsanteile, d.h. es gilt:

{C_W} = {C_{W,A = 0}}+{C_{W,A}}

d)

polare-nullwiderstandsbeiwert-reichweite-flugdauer

polare-segel-verkehr-kampfflugzeug

{C_W} = {C_{{W_0}}}+kC_A^2

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2 Kommentare zu “1.5 – Maximalauftrieb durch Anstellwinkel und konstruktive Möglichkeiten”

in der aufgabenstellung ist die nummerierung falsch. (a, b, a, a)

Das muss an deinem Browser liegen. Vielleicht kommt der mit li value=”3″ nicht zurecht und zeigt statt c a an.

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