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Warum fliegt ein Flugzeug?

9 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Technik ▪ Abonnieren: Feed E-Mail
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dabigjonny Diskussionsleiter
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Warum fliegt ein Flugzeug?

11.01.2004 um 20:45
Die wichtigste Voraussetzung sind die Flügel. Ihre Form und vor allem ihre leichte Neigung nach oben sorgen für den Auftrieb. Diese beiden Faktoren bestimmen, wie die Luft um den Flügel strömt: Die Luft fließt nach oben um den Flügel schneller als unten. Entsprechend dem so genannten Bernoulli-Effekt führt die höhere Geschwindigkeit zu einem geringeren Druck oberhalb des Flügels. Dieser wird dann sozusagen nach oben gesaugt. Auf diese Weise entsteht der Auftrieb, der die Flugzeuge in der Luft hält.
In den meisten Lehrbüchern findet man oft eine falsche Erklärung wie dieser Geschwindigkeitsunterschied zustande kommt. Dort wird behauptet die Luftteilchen die gleichzeitig an der Flügelspitze eintreffen, würde sich dort trennen um am Ende des Flügels wieder gleichzeitig anzukommen. Weil der Weg oben herum wegen des gewölbten Profils länger sei, sollen die oberen Luftteilchen schneller fliegen. Diese Darstellung ist leider falsch!
Versuche im Windkanal zeigen eindeutig, dass die Luftteilchen nicht gleichzeitig am Flügelende ankommen. Der Geschwindigkeitsunterschied ist vielmehr so groß, dass die oberen Luftteilchen sogar früher hinten ankommen als die unteren.
Dieser Effekt lässt sich nicht so einfach mit einem längeren Weg erklären. Um zu verstehen, was passiert, muss man sich bereits den Start des Flugzeuges genauer betrachten. Denn bereits beim Anfahren geschieht das Entscheidende. An der hinteren Kante des Flügels entsteht ein Wirbel. Da Wirbel aber nur paarweise auftreten können, bildet sich als Ausgleich eine Strömung in der anderen Richtung um den gesamten Flügel herum. (Physiker sprechen von Drehimpulserhaltung.)

Kommt dann noch die Luft von vorne dazu, fließt die Luft insgesamt nach hinten, nur eben oben etwas schneller als unten.

Ein kleiner Wirbel beim Start verursacht also die Geschwindigkeitsunterschiede die den Auftrieb erzeugen. Deshalb können Flugzeuge fliegen.




quelle: http://www.quarks.de/fliegen2/02.htm (Archiv-Version vom 28.12.2003)





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let's just kill everyone and let your god sort them out
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Everybody's someone else's nigger/I know you are so am I
I wasn't born with enough middle fingers/
I don't need to choose a side
I better, better, better, better not say this
better, better, better, better not tell
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I am the idiot who will not be himself
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Warum fliegt ein Flugzeug?

11.01.2004 um 20:59
naund?


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Warum fliegt ein Flugzeug?

12.01.2004 um 20:09
ja äm so genau will ichs gar net wissen, imir langt zu wissen, das bei einer bestimmten geschwindigkeit (je nach flügelgrösse) das flugzeug hochgedrückt wird inne lust. bla.

muh


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Warum fliegt ein Flugzeug?

12.01.2004 um 20:29
@dabigdionny

Interress ant, aber mit Ufo-geschichten zur Zeit Moses oder Jesus erreichst du mehr
Publikum....."g". :)

In der 0 steckt des Rätsels Lösung !


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Warum fliegt ein Flugzeug?

12.01.2004 um 20:31
Hier von allMystery: http://www.allmystery.de/special/flugzeuge.shtml


Special / Warum kann ein Flugzeug fliegen?

Von Ulrich Schnabel

Kein Ding zwischen Himmel und Erde bleibt dem Röntgenblick der modernen Naturwissenschaft auf Dauer verschlossen. Von wegen! Manchmal erweisen sich die scheinbar simpelsten Dinge als tiefgründige Geheimnisse. Nehmen wir zum Beispiel die Frage: Warum kann ein Flugzeug fliegen? Ein lächerliches Problem, zugegeben; nichts für eine Wissenschaftsseite, sollte man meinen. Ist das Thema nicht seit dem Jahre 1903, als die Gebrüder Wright erstmals abhoben, erledigt? Findet sich heute nicht in jedem Schulbuch eine einfache Erklärung?

Genau dies ist das Problem - jedenfalls für David Anderson. "Die übliche Erklärung für das Fliegen ist eine Art Mythos - sie ist einfach falsch!", wettert der Physiker vom Fermi National Laboratory in Chicago. "Aber sie hat ein solches Eigenleben, dass man sie heute sogar auf Web-Seiten der Nasa findet und in Physikbüchern." Daher hat Anderson nun den Kampf gegen die Dummheit aufgenommen und gemeinsam mit dem Aeronautiker Scott Eberhard das Buch Understanding Flight (McGraw Hill) veröffentlicht. Auch Eberhardt hat bei seinen Studenten immer wieder beobachtet, dass sie kein echtes Verständnis für die Flugphysik entwickeln. "Sie können es mathematisch erklären. Aber das ist nicht dasselbe wie verstehen."

Für gewöhnlich wird der Auftrieb eines Flugzeugs mit dem so genannten Bernoulli-Prinzip erklärt, benannt nach dem Schweizer Mathematiker Daniel Bernoulli, der im 18. Jahrhundert strömende Flüssigkeiten erforschte. Bernoulli, der nicht im Traum an fliegende Maschinen dachte, entdeckte eine grundlegende Beziehung zwischen der Geschwindigkeit einer strömenden Flüssigkeit und dem Druck, den diese ausübt. Kurz gesagt, lautet Bernoullis Prinzip: je schneller der Fluss (etwa in einem Rohr), umso geringer der Druck (auf die Wände des Rohrs). Damit, so argumentieren viele Schulbücher, ließe sich auch der Flugzeugauftrieb verstehen: Über die gekrümmte Oberseite eines Tragflügels müsse die Luft einen längeren Weg zurücklegen als unter dessen flacher Unterseite; ergo fließe sie oben herum schneller, dadurch entstehe über dem Flügel ein geringerer Druck, und diese Druckdifferenz hebe das Flugzeug an.

Doch warum, um Himmels willen, so fragt Anderson, sollten die beiden Luftströme am Ende des Flügels gleichzeitig ankommen? Das ist offenkundiger Quatsch, niemand zwingt die Luftmoleküle zu einem gleichzeitigen Zieleinlauf. Außerdem dürften nach dieser Logik Kunstflüge über Kopf gar nicht möglich sein; denn bei umgekehrtem Tragflügelprofil müsste sich nach der Schulbuchlogik auch das Druckverhältnis umkehren - und das Flugzeug abstürzen. Anderson und Eberhardt favorisieren daher eine andere Erklärung. Dazu bemühen sie zunächst den so genannten Coanda-Effekt. Dieser beschreibt die Tendenz von Luft (oder anderen leichtflüssigen Medien), an einer Oberfläche zu haften und daher beim Vorbeiströmen deren Krümmung zu folgen. Daraus folgt, dass die Luft an der Oberseite des Tragflügels nach unten gesogen wird und dadurch über dem Flügel ein Unterdruck entsteht. Ausschlaggebend für den Auftrieb sei freilich nicht das Profil des Tragflügels, sondern dessen Anstellwinkel: Ein schräg gestellter Flügel drückt die Luft nach unten, indem er Kraft auf sie ausübt. Dies ruft prompt eine gleich große Gegenkraft hervor (nach Newtons berühmtem Gesetz actio = reactio), durch die der Flügel nach oben gedrückt wird. Voilà.

Dass Anderson und Eberhardt mit ihrer Kritik der üblichen Schulbuchdeutung durchaus Recht haben, gestehen ihnen andere Experten unumwunden zu. Allerdings geben sie zu bedenken, dass sich der Auftrieb auch mit dem Bernoulli-Prinzip erklären lasse. Dieses müsse nur anders interpretiert werden: Beim Auftreffen auf die Flügelvorderseite werde die Luft wie in einem Flaschenhals verdichtet und dadurch zum schnelleren Fließen gezwungen. Das Ergebnis bleibt dasselbe: Eine Druckdifferenz erzeugt Auftrieb.

So ist das Rätsel des Fliegens in der Theorie nun gleich doppelt gelöst. Ende gut, alles gut? Schön wär's. "Eine ganz exakte Erklärung ist leider nicht so einfach", sagt Rudolf Voit-Nitschmann, Leiter des Instituts für Flugzeugbau der Universität Stuttgart. Für den praktischen Flugzeugbau seien sowohl Newtons Gesetze als auch die Bernoulli-Formel zu simpel. Den tatsächlichen Auftrieb eines Tragflügels könne man letzten Endes nur im Windkanal ermitteln. Zwar gibt es mittlerweile aufwändige Computerprogramme zur Berechnung der komplizierten Strömungsverhältnisse, doch selbst die liefern keine exakten Ergebnisse. Und dann sagt Professor Voit-Nitschmann noch einen Satz, der nach fast 100 Jahren Luftfahrt aus dem Mund eines professionellen Flugzeugkonstrukteurs doch recht erstaunlich klingt: "Das Fliegen gehört wohl zu den Phänomenen, die wir in der Natur beobachten und einfach hinnehmen müssen."

Da sage noch einer, die Physik kenne keine Geheimnisse mehr.

(c) DIE ZEIT 21/2001


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Warum fliegt ein Flugzeug?

12.01.2004 um 20:43
jajaja

Die wahrheit ist wie ein messer ohne klinge bei dem der griff fehlt.


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Warum fliegt ein Flugzeug?

20.01.2004 um 01:09
@dabigjonny:
Mit 'Drehimpulserhaltung' in den Luftwirbeln kommst Du hier aber nicht weit, weil das Flugzeug der Luft ständig Energie zuführt.
Das gibt in dem Zusammenhang keinen Sinn...


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dabigjonny Diskussionsleiter
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Warum fliegt ein Flugzeug?

20.01.2004 um 18:17
du mussts wissen!

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Warum fliegt ein Flugzeug?

20.01.2004 um 20:18
Ansonsten erklär es mir.
Der Drehimpuls ist physikalisch eine sehr simple Sache.
Strömungen sind eine sehr komplizierte Sache.
Wenn Du es schaffst, das eine mit dem anderen zu erklären, wirst Du Geschichte schreiben.
Dummerweise funktioniert Drehimpulserhaltung nur, wenn KEINE weitere Energie zugeführt wird, und Strömungen nur, WENN Energie zugeführt wird - zum Beispiel durch ein Flugzeug.


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