V3.00 81 – Principles of Flight 81 – Aerodynamik Advanced PPL-Guide Band 2 1.
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81 – Aerodynamik
Advanced PPL-GuideBand 2
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1 – Ein Körper im Luftstrom
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Atmosphärische Eigenschaften
Gas Anteil
Stickstoff 78%
Sauerstoff 21%
Edelgase / Kohlendioxid 1%
In MSLLuftdruckTemperaturDichte
1.013,25 hPa+15° C1,225 kg/m³
Tropo-sphäre
Relative FeuchteTemperatur-abnahme
0%2° C / 1.000 ft = 0,65° C / 100 m
Tropo-pause
HöheTemperatur
11 km = 36.000 ft-56,5° C
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Luftwiderstand
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Widerstandsbeiwert
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Laminare Grenzschicht
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Turbulente Grenzschicht
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Die Stromröhre
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Energieerhaltung
const2
2
potEv
m
const2
2
pv
const statstaugesamt ppp
Bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit muss der statische Druck sinken, damit der Gesamtdruck konstant bleibt.
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2 – Strömung am Tragflügel
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Auftrieb durch Kippen
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Auftrieb am Tragflügelprofil
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Stromlinien
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Strömungsgeschwindigkeiten
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Strömungsgeschwindigkeiten
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Tragflügelgeometrie
Profilsehne: Die Verbindungslinie zwischen Profilvorder- und -hinterkante wird Profilsehne genannt, unabhängig davon, wie stark das Profil gekrümmt ist. In extremen Fällen kann die Profilsehne auch außerhalb des Profils verlaufen.
Profiltiefe: Die Länge des Profils in Richtung der Profilsehne. Die Länge des Flügels quer zur Strömungsrichtung heißt Spannweite.
Profildicke: Die „Höhe“ des Profils, gemessen senkrecht zur Profilsehne.
Dickenrücklage: Der Abstand der dicksten Stelle des Profils von der Profilnase.
Anstellwinkel: Der Winkel zwischen Strömungsrichtung und Profilsehne.
Einstellwinkel: Der im Flugzeug fest verbaute Winkel zwischen Profilsehne und Flugzeuglängsachse.
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Auftrieb und Anstellwinkel
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Luftströmung
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Auftrieb und Widerstand
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)(DD cc
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Widerstandsformen
• Profilwiderstand– Formwiderstand– Reibungswiderstand– Interferenzwiderstand
• Induzierter Widerstand– Anfahrwirbel– Wirbelschleppen
• Gesamtwiderstand
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Bugradverkleidung
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Induzierter Widerstand
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Induzierter Widerstand
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Gesamtwiderstand
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Tragflügelprofile
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Tragflügelgeometrie
Fl ügelstreckung = Spannweite
Mittlere Profiltiefe
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Grenzschichtzaun
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Winglets
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Abrisskanten
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3 – Kräfte am Luftfahrzeug
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Fliegen im Gleichgewicht
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Gleitflug
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Gleitflugpolare
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Besondere Flugzustände
• Steigflug– Triebwerksleistung muss zum Beibehalten der
Geschwindigkeit erhöht werden• Sinkflug
– Triebwerksleistung muss zum Beibehalten der Geschwindigkeit reduziert werden
• Kurvenflug– Triebwerksleistung muss erhöht werden, um eine
höhere Geschwindigkeit zu erzielen
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Kurvenflug
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Das Lastvielfache
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Allgemein wächst das Lastvielfache im Kurvenflug
bei einem Querlagewinkel γ mit
chesLastvielfa_ normalSS vv
Kategorie Sicheres Lastvielfaches
Normalflugzeug+3,8g bis -1,52gKunstflug und Trudeln verboten
Nutzflugzeug+4,4g bis -1,76gBeschränkt kunstflugtauglich
Kunstflugzeug+6,0g bis -3,0gVoll kunstflugtauglich
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4 – Steuerung des Luftfahrzeuges
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Stabilitätsbegriffe
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Statische Stabilität
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Dynamische Stabilität
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Achsen
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Schwerpunkt und Druckpunkt
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Luftkraftresultierende
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Stabilisierung durch Höhenleitwerk
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Bewegungen um die Querachse
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Bewegungen um die Längsachse
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Negatives Wendemoment
Querruder-Sekundäreffekt(Negatives Wendemoment):
Beim Einleiten einer Kurve nur mit Querruder dreht das Flugzeug zunächst entgegen der gewünschten
Kurvenrichtung.
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Bewegungen um die Hochachse
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Längsstabilität
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Querstabilität
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Richtungsstabilität
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Kurvenflug
QuerlageBeschleunigung Geschwindigkeit
0° (Geradeausflug)
1,0 g 100 %
45° 1,4 g 119 %
60° 2,0 g 141 %
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Kurvenflug
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Ruderausgleich
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Trimmung
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Trimmung
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Landeklappen
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Vorflügel
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Störklappen
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5 – Besondere Flugzustände
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Strömungsabriss
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Ausleiten
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Abkippen
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Trudeln
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Schieberollmoment
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Veränderte Strömungsrichtungen
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Trudeln einleiten