Warum können Flugzeuge fliegen?

Forum - Plauderecke
  • Frankie schrieb:
    Ich habe auch nur einen Preis für "die herausragende didaktische Darstellung strömungsphysikalischer Forschung" bekommen,
    Für Forschung, das ist der Knackpunkt.

    Hier geht es nicht um Forschung.

  • Steffen_E schrieb:
    Für Forschung, das ist der Knackpunkt.

    Hier geht es nicht um Forschung.

    Wieder mal das übliche Expertenbashing? Ok, ich bin raus.
  • schrieb:
    promovierter Strömungsphysiker...
    Tschüss Frankie.  Kurze Lunte erzeugt bestimmt momentan ein Hochgefühl: denen hab ichs aber gezeigt!!
    Promovierte Physiker, strömend oder in Ruhe,  sollten gewohnt sein, sachlich zu diskutierten und unsachliche Gesprächspartner zurück zum Pfad der Tugend zu führen. Zumal mit einem Preis für "die herausragende didaktische Darstellung...." .  
    Jetzt hast Du den Mehraufwand, dich erneut anmelden zu müssen.
    Grüße!
    M.

    [ Wissen wir jetzt eigentlich warum Flugzeuge fliegen? Falls nicht, warum nicht fliegen gehen? ]

  • Maraio schrieb:
    [  Wissen wir jetzt eigentlich warum Flugzeuge fliegen? Falls nicht, warum nicht fliegen gehen? ]
    Ich weiss zumindest nun, wie es nicht funktioniert. ;)



    Chris

  • Hömma, das ist ja auch kein Flugzeug. Allenfalls ein "Zeug".

    Undaber:  wenn Du einen  fetten Antrieb dran festmachst und ordentlich Gas gibst, wird sich auch dieses ′Zeug′ in die Lüfte erheben.

    Wenn Du Dir zB einen umweltfreundlichen/hochdämmenden Poroton-Ziegel besorgst und einen klitzekleinen Rasenmäher-Motor  mit passender Luftschraube dran befestigst, wird das Gebilde sich ja auch, zumindest für eine gewisse Zeit, in die Lüfte erheben. Und das nennt man doch ′fliegen′.

    wir schweifen vom eigentlichen Thema ab. Aber RIP Frankie: er war ein toller Physiker mit Strömung.. da darf das doch auch mal sein, imho.

  • Hallo,

    so kann man auch Wissen verbreiten.

    nun ,da ich Sie gerade treffe, darf ich Ihnen, als Wissenschaftler, mal eine Frage an Sie stellen.

    ja , wenn′s nicht allzu lange dauert. Schießen sie los.

    mein Enkel, eigentlich ein schlaues Bürschchen, hat mir die Frage gestellt, wie verhalten sich die Antibilogsen in der Schwerelosigkeit bei Linksdrehung. Da hat er den Nerv getroffen, ich stand blank da. Jetzt gebe ich die Frage an Sie weiter.

    ja, das wird nicht einfach sein, aber ich versuche es mal. Stellen Sie sich mal vor..........ne.... ich muss anders beginnen. Da hat es die Wissenschaft nicht leicht. Ich versuche es ,so einfach wie möglich es dar zustellen und Sie heben den Finger, wenn Sie nicht mehr folgen können. Soweit Klar? Ich würde dann weiter ausholen!

    Ja, wohin soll ich den Ihnen folgen und dann noch Umwege?

    Da verwechseln Sie was, ich meinte im Sinne der Verständlichkeit. Egal, ich starte erneut. So weit Ok?

    Was wollen Sie jetzt starten, haben die Dinger einen Motor?

    Diese Dinger haben ja auf der Erde schon beim Start einen Schupps bekommen. der sich dann im All fortsetzt.

    Was da sind mehre Dinger?

    nein, nein mit dem ALL sind nicht Alle gemeint, sondern das Weltall.

    die sind sozusagen auf der Flucht?

    könnte man sagen, aber bei dem bleibt es ja nicht. So folgt einer dem anderen hinterher,

    also doch Ihnen folgen.

    leider muss ich an der Stelle abbrechen, den ich bin in Eile. Ich soll nämlich meiner Schwiegermutter ein Dutzend Eier vom Markt mit bringen. Ja dann müssten wir das Gespräch ein andermal fortsetzen.

    Ja gerne, aber ob es da noch einen Klärungsbedarf gibt, bin ich mir nicht sicher? Denn all Ihre Erklärungen habe ich verinnerlicht. Bislang konnte es mir niemand so deutlich und trefflich erklären wie Sie. Herzlichen Dank und Gruß an die Schwiegermutter.

    Die Herren trennten sich. Der Wissenschaftler meinte innerlich Arschloch und der Belehrte sah sich bei den Wissenden. Beide hatten ein Hochgefühl.

    Ich hoffe nun, das das Geschreibsel richtig verstanden wird.

    Gruß Manfred

  • Hallo Steffen_E,

    Vielen Dank für deine Kritik. Ich habe wohl zu viele Schritte auf einmal gemacht.

    "Das ist schon mal nicht richtig, weil das 3. Axiom von Newton von Kräften spricht, und Du von Massen. Die Masse muss nicht genauso groß sein wie die Masse des Flugzeuges (ist sie auch nicht)"

    Richtig muss es bei mir heissen: Ein Flugzeug fliegt dann, wenn es sich durch die Luft bewegt und dabei mindestens soviel Luftmasse nach unten ablenkt dass sowiel Kraft entsteht welche der Gewichtskraft des Flugzeugs entspricht (3.Axiom nach Newton).
    Annahme/Nachweis: Geschw. 27,77m/s (100 km/h); Flügeltiefe 1,2m; Flügelfläche 10m²; verdrängtes Luftvolumen durch Anstellwinkel 1m³; damit verdrängtes Volumen pro s 27,77m³; verdrängte Luftmasse / s 33,24 Kg (L-Dichte 1,2kg/m³); Beschleunigung der verdr. Luftmasse 23,1 m/s² (27,77/1,2); entstehende Gegenkraft zur Gravitation (F = mxa) 767,84 kg m/s² (N)

    "Nein, sie liegt im Impulsaustausch und der daraus resultierenden Beschleunigung der Luftmasse."

    Verstehe ich nicht, ich dachte es sei umgekehrt. Darüber hinaus ist die Verdrängung von Luftmasse immer mit der Zeit (Geschwindigkeit ) gekoppelt.
    Wegen der Präzision (siehe auch letzter Komentar) eine kleine Änderung: Der Grund des Fliegens liegt in der Beschleunigung von Luftmasse welche eine Gegenkraft zur Gewichtskraft bewirkt.

    "Auch das ist ziemlich an der Kinematik vorbei. Die Strömung reisst auch nicht ab, weil man zu langsam ist, sondern sie reisst ab, weil man den Anstellwinkel zu hoch macht in dem Versuch den notwenigen Auftrieb aus viel cA bei wenig Geschwindigkeit zu machen."

    cA nicht ohne Geschwindigkeit. Die Reynoldsche Zahl zeigt diesen Zusammenhang auf. In meinem Satz sehe ich keinen Änderungsgrund weil er eine einfache Handlungsanweisung an einen Piloten ist. Es werden keine Details über die Ausgleichsströmungen der verschiedenen Druckbereiche, der Zähigkeit der Luft und der Geschwindigkeitsvekoren der Luftpartikel ...erwähnt, was i.B. in der Strömungslehre relevant ist. Kein Pilot kann (mangels Messinstrumente und parallel laufendem Rechner) den Re-Zahlbereich, den cA Wert... während des Fluges bewerten, die Handbücher weisen lediglich auf Mindestgeschwindigkeiten unter bestimmten Bedingungen hin was ungenau genug ist. I.d.R. (wenn man nicht zu sehr überladen ist) kann man diese Mindestangaben als sicher und praktikabel einstufen (vorausgesetzt die Geschwindigkeitsmessung ist genau genug).

    "Nein, das ist immer zulässig. Kinematik und der Austausch von Kräften ist immer eine Superposition die immer von der Relativbewegung der Austauschpartner abhängig ist und nicht von der globalen Bewegung aussen herum (wie Wind, Erddrehung, Sonneumlaufbahn, Galaxiebewegung, ...)"

    Zum Einen vermittelt der Vertausch von Bezugsebenen ein falsches Bild, welches zu falschen Schlüssen führt und zum Anderen macht es einen Unterschied welche Masse in Bewegung ist und welche nicht weil jede bewegte Masse der Trägheit unterliegt und die dabei entstehenden Tragheitsmomente die Bewegung der Massen beeinflusst. Mit einfachen prosaischen Worten: die ruhende Luft beim Fliegen huscht leichter durch Spalten als wenn sie beschleunigt ist und daher eine höhere Masseträgheit hat. Windkanalergebnisse werden auch immer noch mal mit der Wirklichkeit getestet. Aber diese Diskussion ist nicht wesentlich für die Erklärung warum ein Flugzeug fliegt.

    "Bei physikalischen Gesetzen gibt es keine Kausalität und keine Reihenfolge. Die Luftbewegung führt zu Kräften, die Kräfte führen zur Luftbewegung."

    Wie schon ausgeführt wurde, ist das Thema Kausalität eher ein philosophisches Problem. Ich werde daher das Wort Kausalität durch "Grund" ersetzen. Deine Argumentation gilt, wenn ein System bereits wirkt. Aber Alles hat einen Anfang. Und für den normalen Piloten ist der Anfang, also der Grund warum das Flugzeug fliegt, weil es es so will, von alleine steht das Flugzeug nur im Hangar, und da ist es auch nicht von alleine hingekommen. Etwas wissenschaftlicher ist die Zirkulationstheorie, die von eine Anfahrtswirbel - also Beginn - spricht....

  • Hier der geänderte verfeinerte Text zum Thema "Warum können Flugzeuge fliegen"

    Ein Flugzeug fliegt dann, wenn es sich durch die Luft bewegt und dabei mindestens soviel Luftmasse nach unten ablenkt dass soviel Kraft entsteht  welche dem Gewicht des Flugzeugs entspricht (3.Axiom nach Newton) - Nachweis siehe vorherigen Komentar.

    Flächenflugzeuge bewegen sich im Wesentlichen waagerecht durch die Luft, sie werden dabei entweder durch einen Propeller angetrieben oder sie gleiten sie auf einer mehr oder weniger leicht abwärts geneigten Bahn nach unten. Optimierte Fluggeräte nutzen zur Ablenkung der Luft (entgegen der Gravitationsrichtung) aerodynamisch geformte Flügel und Flügelprofile bzw. Rotorblätter/Propellerblätter für die Auftriebs-/Vortriebserzeugung. Einfache plane entsprechend der Flugbahn (Bewegungsrichtung des Fluggeräts) leicht schiefgestellte Flächen erzeugen im Flug ebenfalls eine Gegenkraft (Auftrieb/Vortrieb), wenn auch nicht so effizient (Lilienthal hat schon in der Frühzeit des Menschenflugs dazu umfangreiche Untersuchungen angestellt).

    Der Grund des Fliegen liegt in der Beschleunigung von Luftmasse, welche die Gegenkraft zur Gewichtskraft bewirkt (actio reactio). Dies gilt ausnahmslos für alle Fluggeräte, fliegenden Tiere und anderweitig fliegenden Gegenstände schwerer als Luft. Durch die universelle Anwendbarkeit dieser Aussage kann festgestellt werden, dass dies der eigentliche Grund (kausal) des Fliegens "schwerer als Luft" ist.

    Es müssen jedoch bestimmte Randbedingungen erfüllt sein damit sich ein Fluggerät kontrolliert und stetig fortbewegen kann. Im Wesentlichen musss der durch die Luftablenkung entstehenden Über- und Unterdruck unter und über dem Flügel/Rotor/Propeller in einem bestimmten Verhältnis zu den kinetischen Eigenschaften der Luft stehen (Auftrieb, Geschwindigkeit, dynamische Viskosität). Für den Piloten ist es auch ohne genaue Kenntnisse der Aerodynamik elementar, eine bestimmte Fluggeschwindigkeit nicht zu unterschreiten damit das Überdruck/Unterdruck System nicht zusammenbricht (allgemein als Ströhmungsabriss bekannt).

    Die Aerodynamik untersucht u. A durch Simulation rechnerisch, mittels Windkanal und praktischen Flugversuchen die Effekte die im Flug und Windkanal auftreten und versucht rechnerisch Vorhersagen für bestimmte Bedingungen zu machen. Sie verwendet u. A. bekannte Formeln die das Verhalten der Luft, i. B. wenn in Bewegung, entwickelt wurden. Dabei werden in der Simulation des Windkanals die Bezugssysteme vertauscht was unter bestimmten Bedingungen/Aufgabenstellungen zulässig ist. Die dabei entstehenden Stromlinien sind anschaulich und einfach verständlich, entsprechen aber nicht der in Wirklichkeit in Ruhe befindlichen Luft.

    Die nicht endende Diskussion "warum fliegt ein Flugzeug" ist vor allem darin begründet, dass zwischen Ursache und Wirkung nicht konsequent unterschieden wird. Der notwendig kontrollierte stetige Auftrieb (abhängig von vers. Randbedingungen) ist die Wirkung. Fehlt dieser ist auch Fliegen nicht möglich. Verständlich dass die Forderung nach den Randbedingungen, also der Wirkung, als Wesentlich angesehen wird. Es widerspricht jedoch dem Grund oder Ursache weil der Grund oder die Ursache bei Vorgängen mit einem Anfang vor der Wirkung kommt. Die Diskussion inwieweit das 3.Axiom mit der Relativitätstheorie/Quantenphysik vereinbar ist, führt ins Leere weil die begreifbare Welt sich an real existierende Menschen wendet und an das was sichtbar und erlebbar ist. Vorstehendes wird nur erwähnt weil verschiedene philosophische Ansichten bezüglich Kausalität existieren.

    konstruktive Kommentare erwünscht.

  • Ich finde die Diskussion, die sich hier entwickelt hat, sehr gut, weil sie versucht Dinge verstehbar zu machen. Dabei ist es mir eigentlich egal, wer was gesagt hat und am Ende „Recht“ hat.

    Was habe ich für mich bisher daraus mit genommen? Was hebt den Flügel also an?

    Vereinfacht gesagt: da ist das Luftteilchen, zunächst in Ruhe. Und da ist der daran vorbeiziehende Tragflügel. Die Adhäsionskräfte zwischen Tragflügeloberseite und Luftteilchen zwingen das Luftteilchen in eine bestimmte Bahn und lenken es in Summe letztlich nach unten aus. Als Reaktio (Impulskopplung Tragflügel - Luftteilchen) wird der Tragflügel dadurch ein Stück weit nach oben gehoben.

    So ist im Moment mein Verständnis.

  • Hmmm

    Hab das Ganze (sehr) oberflächlich überlesen.

    Verstanden hab ich nur, dass ich nicht mehr fliege, bzw noch nie geflogen bin.

    Anscheinend habe ich mich nur durch irgendein "Medium" (evtl Luft) bewegt, oder das "Medium" hat sich um mich bewegt.

    Sollte ich jemals wieder ein Flugzeug (ist das überhaupt die korrekte Bezeichnung) sehen, werde ich mit Respekt an die oben geschriebenen Beiträge denken.

    Vielleicht wird aber auch das Wetter wieder besser, damit die Leute auch wieder fliegen ....................

    mfg hb

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