Diskussion:Dynamischer Auftrieb

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Niedrige Geschwindigkeit erlaubt die stärke zirkulare Auftriebsbildung mit einer Ableitung der Kräfte querab zur Flügelspitzen, eine Lufttragfläche entsteht, unterstützt durch die Krügerklappen. (Landung) Höhere Submachgeschwindigkeit erzeugt eine laminare Strömung mit Auftrieb auf und Abtrieb unter der Tragfläche, das Bernoulliegesetz verlangt den Abtrieb zwingend, ein Überdruck unter der Tragfläche ist nicht kausal durch Bernoullie, der absolute Auftrieb ist somit ein Differenzbetrag. keine Addition aus Unterdruck und Überdruck. (Streckenflug)

Bei Überschall wird aus dem Fluggerät ein stetiges aber dennoch pseudo-chaotisches Druckphänomen aus eine Inkomressibilitäten an der Kompressionsgrenze des Gases. (Machbereich)

Bitte einfache Aussagen, da nur diese falsifizierbar sind.(nicht signierter Beitrag von 217.255.129.122 (Diskussion) )

• Zitat: "Niedrige Geschwindigkeit erlaubt die stärke zirkulare Auftriebsbildung mit einer Ableitung der Kräfte querab zur Flügelspitzen, eine Lufttragfläche entsteht, unterstützt durch die Krügerklappen."

Mal ab von der etwas entgleisten Grammatik erschweren die in der Fachliteratur unbekannten Begriffe "zirkulare Auftriebsbildung" und "Lufttragfläche" das inhaltliche Verständnis dieses Satzes. Was auf jeden Falll nicht wirklich passt, ist das Verb "erlauben". Vielmehr ist es so, dass eine niedrige Geschwindigkeit notwendiweweise zu einem stärkeren Randwirbel führt. Der Grund dafür ist dass bei niedrigerer Geschwindigkeit eine kleinere Menge Luft pro Zeiteinheit über den Flügel strömt und abgelenkt wird. Das Gewicht des Fluggeräts ist aber unverändert und damit auch die zum Fliegen notwendige Auftriebskraft. Also muss die Luft bei niedrigerer Geschwindigkeit (durch einen höheren Anstellwinkel) stärker nach unten beschleunigt werden. Die stärkere Beschleunigung ist untrennbar mit einer größeren Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite der Tragfläche. Das wiederum führt zu einem stärkeren Randwirbel. Diese Argumentationskette gilt unabhängig von der absoluten Geschwindigkeit. Es gibt keine zwei, oder mehr Geschwindigkeitsbereiche, in denen das Strömungsfeld in Bezug auf die Randwirbel abgrenzbar unterschiedliche Zustände annimmt. Nebenbei, Krügerklappen befinden sich üblicherweise am Innenflügel. Mit der Umströmung an den Flügelspitzen haben sie eher weniger zu tun.

• Zitat: "Höhere Submachgeschwindigkeit erzeugt eine laminare Strömung (...)"

Laminare Strömung ist gerade ein Charakteristikum von niedrigen Reynoldszahlen. Bei höheren, aber immer noch im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit niedrigen Geschwindigkeit ist die Strömung in der Grenzschicht dagegen turbulent.

• Zitat: "(...) mit Auftrieb auf und Abtrieb unter der Tragfläche, (...)."

Die Verteilung der Luftkraft auf Ober- und Unterseite steht in keinem ursächlichen Verhältnis zu laminarer, oder turbulentem Strömungsfeld. Vielmehr ergibt sie sich aus dem Anstellwinkel und damit aus dem Verhältnis von Flächenbelastung und Geschwindigkeit.

• Zitat: "(...), das Bernoulliegesetz verlangt den Abtrieb zwingend, ein Überdruck unter der Tragfläche ist nicht kausal durch Bernoullie, (...)"

Nein. Der von Bernoulli gefundene Zusammenhang zwischen Druck und Strömungsgeschwindigkeit gilt universell. Insbesondere unterscheidet er nicht zwischen Ober- und Unterseite einer Tragfläche.

• Zitat: "keine Addition aus Unterdruck und Überdruck."

Im Zusammenhang mit dem Auftrieb ist die Addition von Drücken in der Tat kein sinnvolles Konzept. Zentrale Größen, bei denen eine Summierung, oder Trennung in Anteile sinnvoll ist, sind die diversen Kräfte.

• Zitat: "Bei Überschall wird aus dem Fluggerät ein stetiges aber dennoch pseudo-chaotisches Druckphänomen (...)."

Das Fluggerät verwandelt sich in ein "Druckphänomen"? Ich behaupte, es bleibt ein Fluggerät.

• Zitat: "Bitte einfache Aussagen, da nur diese falsifizierbar sind."

Selbstverständlich sind auch komplexe Aussagen falsifizierbar.

---<)kmk(>- (Diskussion) 03:53, 28. Nov. 2017 (CET)

Reduction is Mandatory

Was für ein... Erstsemester hat denn den Artikel....

Naja Egal. fangen wird mit was Schönem an, dem Cuandoeffekt, der zunächst für heisse Strömung besser zu beobachten ist. Luft gleitet nicht auf einer Oberfläche, sie haftet an, ohne das, Absturz Pustekuchen, wärs gewesen, Vögel nutzen die Haftung ausschliesslich, Vogelfedern bilden kein druckfestes System. Null nix NADA.

Dann das Bild von der Druckverteilung. Grauenvoll, im Anströmbereich eines Flügels ist oben wie unten ein Überdruck, jener der Stauchungsenergie, hier muss die Differenzdruckverteilung von der Absolutdruckverteilung abgehoben werden, sonst wird die Vorstellung schlampig.

Kompressibilität der Luftströmung ist etwas sehr entscheidendes, sie verursacht einen Grossteil der Strömungsverluste im Downwash, der Downwash zählt zu den Nebeneffekten, nicht zu den Wirkeffekten, obwohl er so stark in der Dynamik verankert ist, dass er nicht entfernt werden kann, ist er zu vermeiden, für bessere Ergebnisse.

Hubschrauber die im Transmachbereich rotieren wollten an den Spitzen, oder gar fliegen im Transmachbereich, müssten supersonische Profile, im weitesten Sinne flache Rauten mit Küssnereffekt, nutzen. Nutzt man nahe der Machzahl andere Profile, hat man den Nebeneffekt des Downwash.

Eine ideale Vernetzung erzeugt keinen Downwash (Luftschiff).

Argumentation erfolgt experimentalphysikalisch niemals mit Theorien, das ist schlampig und inkonsistent da eine Theorie nur eine Vorstellung wieder gibt, aber keine Tatsache ist. (nicht signierter Beitrag von 217.255.132.108 (Diskussion) )

1. Der Coandă-Effekt kommt im Artikel nicht vor (und sollte es auch nicht).
2. Der Druck an einem realistischen Auftrieb erzeugenden Profil ist nirgendwo über eine relevante Strecke sowohl oberhalb als auch unterhalb größer als der statische Druck des umgebenden Mediums. Siehe auch den Diskussionsabschnitt weiter oben.
3. Bei Geschwindigkeiten deutlich unter der Schallgeschwindigkeit wird Kompressibilität des Medium nur für den Strömungsabriss an der Hinterkante gebraucht. Für die Berechnung aller anderen Aspekte des Strömungsfelds und damit auch des Auftriebs nimmt man üblicherweise ein inkompressibles Medium an. Siehe zum Beispiel XFOIL.
4. Der Downwash wird durch die Gegengkraft zum dynamischen Auftrieb angetrieben. Er ist prinzipiell unvermeidbar und genauso eng mit mit dem ganzen Geschehen verbunden, wie der Rest des Strömungsfelds.
5. "Vernetzung" ist im Zusammenhang mit dynamischen Auftrieb kein allgemeinverständlicher Begriff.
6. Physik besteht immer aus der Verknüpfung von Experiment und Theorie.

-<)kmk(>- (Diskussion) 19:16, 5. Mai 2019 (CEST)

Auftrieb eines drehenden Balls

Den Auftrieb nur aus dem positiven Anstellwinkel zu erklären, scheitert am Auftrieb eines drehenden Balls ohne Anstellwinkel, siehe #Zirkulation.

Verstehe ich nicht, dass da etwas scheitern soll. Beide Sachverhalte haben nichts miteinander zu tun, denn der Ball dreht sich, der Flügel nicht. Auch wenn also der drehende Ball Auftrieb erzeugt, könnte der Flügel das immer noch nur durch den Anstellwinkel machen. Der Erklärungsversuch scheitert also nicht am Auftrieb eines drehenden Balls. Es zeigt sich nur, dass weitere Effekte für den Auftrieb verantwortlich sein könnten. (nicht signierter Beitrag von Beniwriter (Diskussion | Beiträge) 19:14, 13. Nov. 2020 (CET))

Auch ich sehe hier zwei verschiedene Sachverhalte und teile die Kritik. Allerdings ist die Aussage richtig, dass ein positiver Anstellwinkel den Auftrieb lediglich unterstützt, bzw. steuert, aber er ist keine Voraussetzung für Auftrieb. Das sieht man z.B. im Gleitflug ohne Motorleistung --Dieter F. (Diskussion) 19:04, 16. Dez. 2021 (CET)

Strömungsfeld

Zu diesem Abschnitt hat @Bleckneuhaus: eine Präzisierung eingefügt, die von @KaiMartin: wieder zurückgesetzt wurde. Ich versuche es mal mit einem Vorschlag hier auf der Diskussionsseite.

Abb 11 zeigt die Strömung um ein asymmetrisches Flügelprofil bei positivem Anstellwinkel. Der Einfluss des Profils ist am stärksten nahe der Oberfläche. In der sogenannten Grenzschicht nahe der Flügeloberfläche "haftet" die Luft an der Flügeloberfläche und nimmt erst mit zunehmenden Abstand die eigentliche Strömungsgeschwindigkeit an. Die asymmetrische Umströmung führt dazu, dass sich ursprünglich benachbarte Partikel des Mediums, die von der Vorderseite des Profils getrennt wurden, hinter dem Profil nicht wieder treffen. Vielmehr bleiben sie auf Dauer getrennt – im nebenstehenden Beispiel einer simulierten Strömung um fast eine Profiltiefe. In einem mit gepulsten Rauchfahnen betriebenen Windkanal lässt sich dieser Versatz des oben strömenden Mediums gegenüber dem unteren experimentell beobachten. Gleichzeitig kann man sehen, dass bei dieser asymmetrischen Umströmung die Luft außerhalb der Grenzschicht oberhalb der Tragfläche beschleunigt und unterhalb der Tragfläche gebremst wird. Die Geschwindigkeitszunahme oberhalb der Tragfläche ist i.allg. größer als die Geschwindigkeitsabnahme unterhalb. [1] (ab 0:30 min, evt sollte man eine entsprechende Grafik noch hinzufügen)

Im Bild des Venturi-Effektes bedeutet die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit oberhalb der Tragfläche einen geringeren statischen Druck, während die verringerte Strömungsgeschwindigkeit unterhalb der Tragfläche einen erhöhten statischen Druck hervorruft (vgl. Abb.12).

Konzentriert man die Betrachtung auf den positiven Anstellwinkel kann man sich den erhöhten Druck auf der Unterseite auch durch eine leichte Beschleunigung in Richtung der Bewegung verursacht vorstellen, ähnlich einer Bugwelle. Dies entspricht dem Bild von der Impulserzeugung (vgl. Abb.4).

Subtrahiert man von diesen unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten ober- und unterhalb der asymmetrischen Umströmung jeweils die Geschwindigkeit der ungestörten Strömung ergibt sich - also im Bezugssystem der Tragfläche - eine Zirkularströmung (vgl. Abb. 8) um die Tragfläche. In der Grenzschichttheorie nach Prandtl ist dies das Gegenstück zum Anfahrwirbel (vgl. A.Budó, Theoretische Mechanik, Berlin 1963, S.536).

Soviel zu meinem Vorschlag, nun warte ich mal auf euer Feedback...--Dieter F. (Diskussion) 17:24, 16. Dez. 2021 (CET)

Mein Problem bei diesen Beschreibungen ist, dass die beiden Effekte, die zum einen durch Asymmetrie des Profils und zum anderen durch den Anstellwinkel bedingt sind, hier nicht getrennt behandelt werden. Könnte man nicht einmal den Auftrieb an einem symmetrischen Profil beschreiben (und erklären) und dann das Ganze an einem asymmetrischen Profil. Die Bedeutung des Anstellwinkels bleibt im Moment noch im Nebel. Siehe auch Tragfläche#Erzeugen_von_dynamischem_Auftrieb und in der englischen Wikipedia en:Lift_(force) beachte dort die Aussage: ”As described above under "Simplified physical explanations of lift on an airfoil", there are two main popular explanations: one based on downward deflection of the flow (Newton's laws), and one based on pressure differences accompanied by changes in flow speed (Bernoulli's principle). Either of these, by itself, correctly identifies some aspects of the lifting flow but leaves other important aspects of the phenomenon unexplained.“ Außerdem was bedeutet oben/unten in Bezug auf: Symmetrie des Profils, des Anstellwinkel oder der Schwerkraft? ArchibaldWagner (Diskussion) 18:11, 16. Dez. 2021 (CET)

Meine Intention beim Einfügen von "Im Bezugssystem der Tragfläche ist bei einem asymmetrischen Profil auf der konvexen Oberseite des Profils eine Beschleunigung des Fluids in Bewegungsrichtung, also nach hinten, viel stärker als an der Unterseite. " war, dass ich kürzlich gelernt hatte, dass bei jeder gekrümmten (Bernoulli-)Strömung die höchste GEschwindigkeit/niedrigster Druck auf der konvexen Seite befindet - auch bei Flussbiegungen und am Teekannenauslauf. Für den dyn. Auftrieb wird das zB in Pisano_2021_PhysicsForAnesthesiologists (abb. 7.3) auch so benutzt. Ein so allgemeiner Effekt sollte doch gerne auch in der Darstellung im Artikel als solcher auftauchen. Natürlich tritt bei Auftrieb auch die schlichte Impulserhaltung bei Umlenkung der Luft nach unten dazu. Beides sollte im Absatz vorkommen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 23:21, 16. Dez. 2021 (CET)

@Bleckneuhaus Die Druckverhältnisse in einer gekrümmten Bernoulli-Strömung sind ein spannender Aspekt. Weltner hat auch so eine Betrachtung zum Auftrieb angestellt, benutzt dazu aber die Aussage "Going away from the center of curvature the pressure increases". Wenn ich dich richtig verstanden habe, erhöht sich mit zunehmenden Abstand vom Zentrum die Strömungsgeschwindigkeit, ergo der dyn. Druck und folglich sinkt der statische Druck - wie passt das zusammen? Ich verstehe unter "konvexer Seite" die (gewölbtere) Oberseite des Flügels, kann man die Betrachtung auf auch die Unterseite anwenden?

Ist das die Abb 7.3. auf Seite 84, auf die du dich beziehst (mir steht nur eine begrenzte online Version zur Verfügung)? --Dieter F. (Diskussion) 12:13, 17. Dez. 2021 (CET)

Ja, die Abb. meine ich. In der Legende steht das lapidar. --Bleckneuhaus (Diskussion) 14:34, 17. Dez. 2021 (CET)

@Bleckneuhaus Ich denke, dass hier Pisano weniger die gekrümmte Bernoulli Strömung im Sinn hat, zumindest lese ich das nicht auf den mir zur Verfügung stehenden Seiten. In seinen Erklärungen benutzt er doch nur den einfachen Zusammenhang, das bei einer Umströmung eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit mit einem geringeren (statischen) Druck einhergeht und umgekehrt. Mit dem Hinweis auf die "more curved" obere Fläche versucht er doch nur den Geschwindigkeitsunterschied zwischen oberer und unterer Fläche zu begründen. Dabei bleibt unklar, warum die Strömungsgeschwindigkeit unterhalb des Flügels langsamer geworden ist, als die Geschwindigkeit der ungestörten Strömung, denn nur dann ist ja der (stat) Druck größer als in der ungestörten Strömung (eine gängige Erklärung dazu habe ich ja in meiner Antwort an ArchibaldWagner eingefügt). --Dieter F. (Diskussion) 17:21, 17. Dez. 2021 (CET)

@ArchibaldWagner Oh, dann ist mein Formulierung nicht gut gelungen, denn es kam mir gerade darauf an, diese beiden Effekte (Asymmetrie des Profils und Anstellwinkel) zu unterscheiden. Ich habe das versucht, indem ich dazu die Begriffe

• Venturi-Effekt (Asymmetrie des Profiles) und
• Impulserhaltung (Anstellwinkel)

benutzt habe. Das ist aber offensichtlich nicht deutlich geworden. Aber wie besser formulieren, wenn wir uns inhaltlich einig sind?

Zur Bedeutung des Anstellwinkels: Der englische Artikel hat Recht, insofern beide vereinfachten Erklärungsmodelle einige Aspekte offenlassen. z.B:

• Im Venturi-Bild ist es etwas schwerer einzusehen, wie der höhere statische Druck auf der Flügelunterseite entsteht, (z.B. indem durch die asymmetrische Form der Luftstrom nicht gleichmäßig aufgeteilt wird, sondern ein größerer Teil des Luftstroms über die Flügelfläche gelenkt wird, d.h. unter dem Flügel haben wir einen verringerten Stromfluss, bei konstanter Dichte also verringerte Strömungsgeschwindigkeit)
• Im Impulsbild ist es schwer einzusehen, wie die Flügeloberseite zum Auftrieb beiträgt.

Aber eines ist unbestritten:

• bei einem asymmetrischen Profil braucht es keinen positiven Anstellwinkel. (Bsp: eine Halbkugel, flach auf dem Boden liegend, angeströmt parallel zum Boden, erfährt Auftrieb, dieser Auftrieb bei Umströmung asymmetrischer Körper deckt z.B. Häuserdächer im Sturm ab). Für Flügelprofile kann man den Enfluss des Anstellwinkels im Polardiagramm erkennen. Ein typisches (asymmetrischen) Flügelprofil zeigt bei einem Anstellwinkel von 0° immer noch Auftrieb.
• Bei einem symmetrischen Flügelprofil braucht es jedoch einen positiven Anstellwinkel, um Auftrieb zu erzeugen,

Meine zusammenfassende Antwort auf die Frage nach der Bedeutung von Asymmetrie und/oder Anstellwinkel ist: Entscheidend ist, dass es eine Asymmetrie bei der Umströmung gibt, egal ob sie durch die Asymmetrie des Körpers oder eine schräge Anströmung oder beides hervorgerufen wird. --Dieter F. (Diskussion) 11:23, 17. Dez. 2021 (CET)

Warum nicht einfach erst den symmetrischen Flügel erklären, ungefährer Zusammenhang zwischen Winkel und den Kräften auf das Profil (schön wäre auch ein Video im Strömungskanal, viele Leser haben sicher schon einen "platten" Drachen steigen lassen.); – und dann was (zusätzlich) passiert, wenn der Flügel asymmetrisch wird (ein fixes Beispielprofil, bei fester oder bei bei zwei typ. Strömungsgeschwindigkeit(en) ) und auch den Hinweis, dass bei geeignetem Profil der Anstellwinkel 0 (graf. die Definition des Winkels verschaulichen, ist ja dann nicht selbsterklärend) dann schon einen Auftrieb ergibt. Ein Problem ist sicher auch, die ganz verschiedenen Modellierungsebenen zusammenzubringen, einmal Teilchen die nach unten umgelenkt werden und zum anderen abstrakte Parameter eines Strömungsfeldes, zumal diese nicht so leicht intuitiv mit Alltagserfahrungen verbunden werden können. Das Beispiel mit der Flussbiegung aus der Hydrodynamik (inkompressibles Fluid) von @Bleckneuhaus finde ich daher hilfreich. Ich frage mich allerdings, müssen letztlich nicht alle Kräfte auf das Profil nach oben – auch die durch den Auftrieb von der Oberseite – durch eine Impulsänderung nach unten, kompensiert werden, auch wenn dies zum Teil erst im Strömungsbereich hinter dem Profil geschieht. ArchibaldWagner (Diskussion) 13:03, 17. Dez. 2021 (CET)

@ArchibaldWagner Ich arbeite gerade an einem entsprechenden Wikibook und werde versuchen, deine Anregung dort einmal umzusetzen. Das braucht aber noch etwas Zeit, da ich mir dazu eine Windkanalsoftware installieren möchte, mit der man die verschiedenen Strömungsbilder erzeugen kann. Also das wird erst etwas im nächsten Jahr... --Dieter F. (Diskussion) 16:57, 17. Dez. 2021 (CET)

@bleckneuhaus Ich habe jetzt mal den Vorschlag von @ArchibalWagner umgesetzt und die Stromlinienbilder um symmetrische und asymmetrische Profile bei 0° und 10° Anstellwinkel verglichen. Ihr findet das auf einer externen Seite. Dort können wir auch die Diskussion fortsetzen. Gruß --Dieter F. (Diskussion) 17:18, 30. Dez. 2021 (CET)

Was sollen diese Instagram Hashtags??

Was sollen diese Instagram Hashtags?? Sind wir hier in einer Enzyklopädie, oder auf ner Social Media Seite? #unnötig #überfüssig #nicht-ernst-zu-nehmen (nicht signierter Beitrag von 154.14.193.82 (Diskussion) 08:26, 8. Aug. 2022 (CEST))

Weiß noch nicht jeder, dass Instagram das Zeichen # von Wikipedia geklaut hat? --Bleckneuhaus (Diskussion) 12:36, 16. Feb. 2023 (CET)

Ja, zu Zeiten, als wir noch einen Kaiser hatten, wurde das so gemacht. Jetzt müsste nur noch jemand Hyperlinks erfinden und jemand anderes, dass wenn man ihnen eine abweichende Erscheinung gibt, dass man sie auch als solche erkennt. Mal sehen, wann dies der Fall sein wird... Schon komisch, dieses Internetz. --154.14.193.82 12:58, 6. Apr. 2023 (CEST)