aeRoman Schaufel 
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MenuHEIMATLUFTFAHRTMENSCHENURSPRUNGWISSENSCHAFTVERBINDUNGÜBERSICHTKONTAKT Wir möchten jetzt ein neues Gedankenmodell eines Flügels vorstellen. Man ist daran gewöhnt, an einen Flügel als dünne Klinge zu denken, die durch die Luft schneidet und mit ein wenig Magie Auftrieb erzeugt. Aus diesem Grund möchten wir eine Visualisierunghilfe übernehmen, die den Flügel als eine virtuelle Schaufel sieht, die eine bestimmte Menge von Luft einfängt und im Winkel des Downwash umleitet. Das soll nicht heißen, dass es eine reale, physische Schaufel mit klar definierten Grenzen mit gleichförmiger Strömung ist. Aber diese Visualisierunghilfe erlaubt ein klares Verständnis davon, wie die Menge der umgelenkten Luft beeinflusst wird von Geschwindigkeit und Dichte. Das Konzept der virtuellen Schaufel hat eine echte physikalische Grundlage, allerdings jenseits der Zielrichtung dieser Arbeit.

Die virtuelle Schaufel leitet eine bestimmte Menge von Luft aus der Horizontalen etwa in Richtung des Anstellwinkels ab, wie dargestellt in Abbildung 13. Für Flügel typischer Flugzeuge ist es eine gute Annäherung zu sagen, dass der Bereich der virtuellen Schaufel proportional zur Fläche des Flügels ist. Die Form der virtuellen Schaufel ist für alle Flügel etwa elliptisch, wie in der Abbildung gezeigt. Der Auftrieb des Flügels ist proportional zur Menge der umgeleiteten Luft und daher ebenfalls proportional zur Flügelfläche.

Virtuelle Schaufel
Abbildung 13. Die "Virtuelle Schaufel" als Visualisierungshilfe

Wie bereits erwähnt, der Auftrieb eines Flügels ist proportional zur Menge der nach unten umgeleiteten Luft multipliziert mit der vertikalen Geschwindigkeit der Luft. Sobald ein Flugzeug die Geschwindigkeit erhöht, lenkt die virtuelle Schaufel mehr Luft um. Da die Flügelbelastung sich nicht erhöht, muss die vertikale Geschwindigkeit der umgeleiteten Luft proportional reduziert werden. Daher wird der Anstellwinkel verringert, um einen konstanten Auftrieb beizubehalten. Wenn das Flugzeug steigt, wird die Luft dünner, so dass die virtuellen Schaufel bei gegebener Geschwindigkeit weniger Luft umleitet. Zum Ausgleich muss der Anstellwinkel erhöht werden. Die Konzepte in diesem Abschnitt dienen dazu, Auftrieb in einer Weise zu verstehen, wie das mit der populären Erklärung nicht möglich ist.

WEITER (Auftriebsbedarf) 
Quelle:
David Anderson,
Scott Eberhardt




Wie sie fliegen
(Überblick):



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