Warum ist die Luft über dem Flügel schneller als unten?
Moin,
klar die Wölbung und Form des Flügels machen das, aber wie beeinflusst die Wölbung den Luftstrom so, dass die Luft oben schneller ist?
Danke für die Antworten
2 Antworten
Die Luft ist über dem Flügel schneller als unten, weil sie durch den Unterdruck, der dort herrscht, beschleunigt wird. Der Unterdruck entsteht, weil der Flügel die Luft nach unten umlenkt.
(Die Wölbung des Flügels ist dafür nicht erforderlich, aber sie verbessert das Verhältnis zwischen Auftrieb und Widerstand und das Verhalten bei wechselnden Anstellwinkeln.)
(Oft wird eine Erklärung gegeben, die es unter irrtümlicher Berufung auf Bernoulli umgekehrt darstellt: die schnelle Strömung als Ursache und den Unterdruck als Wirkung.)
https://www.researchgate.net/publication/230910482_How_do_wings_work
https://www.researchgate.net/publication/303974692_Physics_of_Flight
https://www.researchgate.net/publication/303974495_Misinterpretations_of_Bernoulli%27s_Law
Siehe auch das Kapitel Misapplications of Bernoulli's Principle in dem Buch Understandig Flight von David F. Anderson und Scott Eberhardt https://worldcat.org/de/title/1286864764
Hierzu eine Vorlesung von Holger Babinsky, von dem auch die Windkanal-Aufnahmen in dem Video stammen, das Du verlinkt hast.
Sicher, dass sie nicht schneller wegen des gebundenen Wirbels verursacht durch den Anfahrwirbel wird und der Unterdruck mehr eine Nebenerscheinung durch Bernoulli ist?
der Weg der Strömung ist oben länger, muss aber aus Kontinuitätsgründen in der gleichen Zeit zurückgelegt werden wie unten.
Man kann es erst einmal als vereinfachung nehmen um den Bernoullieffekt zu erklären, aber eigentlich ist die Aussage tatsächlich falsch ^^
Ich empfehle dir das Video was ich weiter unten verlinkt habe anzuschauen. Da wird das ganz gut erklärt
Es hängt auf jeden Fall mit der Bildung von Wirbeln zusammen die Unter und Überdruck erzeugen
was mich an diesen Videos stört, ist die Vermischung mit einem zweiten Effekt, der durch die Schrägstellung der Tragfläche kommt. Schrägstellung macht Auftrieb auch dann, wenn die Wölbung auf beiden Seiten gleich (oder null) wäre (Seitenruder funktionieren so). Einseitige Wölbung macht aber Auftrieb auch ohne Schrägstellung - so ein Experiment hätte ich interessant gefunden - vermutlich macht der Ablenkungsansatz aber auch dann Sinn. Wenn die Strömungen hinten aber nicht gleichzeitig ankommen, führt das zu Wirbeln, die Energie abführen und den Widerstandsbeiwert erhöhen (im Extremfall zum gefürchteten Strömungsabriss). Jetzt sind wir natürlich schon auf einem sehr hohen Erklärungsniveau, und kausale Erklärungen von Strömung sind immer problematisch, weil Strömung eigentlich nicht kausal funktioniert. Auf noch höherem Niveau hätte ich eine noch einfachere Erklärung parat: die Strömung stellt sich als eine stabile Lösung der Navier-Stokes-Gleichung ein. Ob das aber geholfen hätte...
Einseitige Wölbung macht aber Auftrieb auch ohne Schrägstellung
Das heißt nur: ohne Schrägstellung der Profilsehne. Schräggestellt ist auch dann die Hinterkante des Flügels. (Passend zum downwash der Luft und dem Auftrieb durch Impulserhaltung.)
Auftrieb macht das übrigens auch bei Profildicke Null (Lilienthal) und nahezu Null (Blériot), wenn der Weg der Luft oben und unten herum gleich lang ist.
ich finde es schade, dass der FS das Video aus seinem ersten Kommentar nicht schon in die Frage gestellt hat - mit mehr Hintergrund seiner Kenntnisse hätte ich mich darauf beziehen können statt die Standardantwort für komplette Laien zu geben, die solchen zumindest ein grobes Gefühl gibt, auch wenn die Geschwindigkeitsverhältnisse an der hinteren Kante viel komplizierter sind als bei streng laminarer Strömung. Am Ende bleibe ich dabei, dass kausale Erklärung zum a-posteriori Verstehen gemessener Strömung beiträgt, aber a-priori auch zu falschen Schlüssen führt, weil das gesamte Strömungsfeld zusammenwirkt, nicht nur von vorne nach hinten, sondern auch umgekehrt, und das nicht nur räumlich sondern auch zeitlich - stabile Lösungen der NSG eben.
Streng genommen stimmt das doch gar nicht, dass die Kontinuitätsgleichung gilt, da die beiden Teilluftströme nicht nach dem Flügel wieder zusammenkommen
der Weg der Strömung ist oben länger, muss aber aus Kontinuitätsgründen in der gleichen Zeit zurückgelegt werden wie unten.
Diese Kontinuitätsgründe gibt es nicht. Die Luft wird durch Druck beeinflusst, aber nicht durch Zeitdruck. Tatsächlich gehorcht die Luft der vermeintlichen Forderung gar nicht: Sie legt den längeren Weg oben noch rascher zurück, als sie dies der Kontinuitätsidee zufolge "müsste". (Die im Video enthaltenen Windkanalaufnahmen von Holger Babinsky zeigen das ja.)
ist falsch, https://youtu.be/uyRx25MSWng?si=1M0vaUzpi65xxlQq (2:45). Ich Frage mich wie ein Experte sowas bestätigen kann