Was ist ein dynamischer und ein statischer Auftrieb?
Hallo ich schreibe morgen eine Arbeit und einer der Aufgaben wird sein zu erklären wie ein statischer Auftrieb in einen Heißluftballon funktioniert und wie ein dynamischer Auftrieb bei einem Flugzeug funktioniert. Ich habe schon im Internet gesucht aber es ist so kompliziert erklärt . Kann mir jemand es ausführlich erklären bitte?
3 Antworten
Der Heißluftballon "schwimmt" quasi in der Luft so wie z.B. ein Stück Holz auf dem oder ein Fisch im Wasser schwimmt. Die warme Luft in der Ballonhülle ist leichter als die Umgebungsluft. Sie allein (ohne daran gehängte Ballongondel) würde rasch nach oben steigen. Das Gewicht der Gondel darf so groß sein wie die nach oben gerichtete "archimedische" Auftriebskraft. Bei Kraftausgleich schwebt der Ballon dann gerade in konstanter Höhe.
Beim Flugzeug kommt eine Auftriebskraft auf ganz andere Art zustande. Die Form der Tragflächen wird von Umgebungsluft umströmt, und zwar so, dass die oben drüber streichende Luft etwas schneller sein muss als die unten vorbei strömende. Durch diesen Geschwindigkeitsunterschied ergibt sich auch ein Druckunterschied. Insgesamt wirkt also eine Ausgleichskraft, welche die Tragflächen und damit das ganze Flugzeug nach oben drückt und so trägt.
Das bedeutet die heiße Luft bringt den Luftballon zum schweben und die Gondel darf nicht schwerer als die Auftriebskraft sein?
Genau.
Übrigens zählt die Ballonhülle und die Trageseile mit zum zu tragenden Gewicht.
(Ballonfahrer legen übrigens Wert darauf, dass ein Ballon / Luftschiff mit statischem Auftrieb fährt und nicht fliegt - fliegen ist in der Luft halten mittels dynamischen Auftriebs)
Es gibt doch gute, populärwissenschaftliche Sachbücher über die Fliegerei, die so etwas erklären. Außerdem findest Du Anworten in der GF-Datenbank.
Und das DLR hilft weiter (ausführlich, also genau richtig für Dich), denn warum sollen wir Deine Hausaufgaben oder Arbeitsvorbereitung machen - und dann auch noch ausführlich?
http://www.dlr.de/next/PortalData/69/Resources/downloads/Luftfahrt-Schuelerbooklet_DLR_YAEZ.pdf
Plakativ und in aller Kürze:
Zeppeline und Ballons "fliegen" - genauer, "fahren" - durch statitischen Auftrieb, sind also leichter als Luft.
Wie der Name vermuten lässt, kommt der Auftrieb nicht durch eine Bewegung zustande, sondern dadurch, dass sich im Inneren der Hülle ein Gas (Wasserstoff (heute nicht mehr verwendet), Helium oder einfach heiße Luft) befindet, dessen Dichte geringer ist als die der Umgebungsluft.
Flugzeuge und Hubschrauber fliegen durch "dynamischen" Auftrieb, d. h., die Luft muss sich am Objekt vorbeibewegen oder das Objekt bewegt sich durch die Luft.
Durch eine besondere Konstruktion der Flügel und Rotoren (gewölbte Flügel) und Anbringung am Flugzeug (Einstellwinkel) wird die Strömung so beeinflusst, dass ein Auftrieb entsteht (Unter- und Überdruck, Anfahrwirbel; s. Bernoulli).
Auch da hilft das DLR weiter:
http://www.dlr.de/next/desktopdefault.aspx/tabid-6621/10878_read-24681/
Besser und einfacher erklären kann man es eigentlich nicht.
Statischer Auftrieb: existiert allein aufgrund des Archimedischen Prinzips, braucht insbesondere keinerlei Strömung, Bewegung u. ä.
Dynamischer Auftrieb: existiert aufgrund des Bernoulli-Prinzips und/oder durch Umlenkung eines Fluidstroms, existiert nicht ohne (relative) Bewegung
Und bei den Flugzeug haben doch noch die Flügel irgendetwas mit dem Auftrieb zu tun oder nicht?