Technik

1. Technik A Flugzeugkunde B1 Aerodynamik C Triebwerkkunde D Propeller E Instrumentenkunde F Flugleistungen G Beladung und Schwerpunkt

2. Aerodynamik Einige der Abbildungen wurden aus folgenden Bänden entnommen: Schiffmann1: "Der Privatflugzeugführer", Band 1, Technik I, 1977 Schiffmann3: "Der Privatflugzeugführer", Band 3, Technik II, 1977 Schiffmann4A: "Der Privatflugzeugführer", Band 4A, Flugnavigation, 1979 Schiffmann7: "Der Segelflugzeugführer", Band 7, 1997 Hesse3: Flugnavigation, 1976 Hesse4: Der Segelflugzeugführer, 1975

3. Kräfte im Horizontalflug A (im rechten Winkel zur Anströmrichtung) W (immer in Strömungs- Richtung) Schubkraft oder Vortriebskraft Reibungskraft oder Widerstand V (in Richtung der Flugzeuglängsachse) G (immer senkrecht zur Erde hin)

4. Die Luft als Medium • Gasgemisch bestehend aus ca. 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und 1 % Edelgasen und Wasserstoff • Daten der Standardatmosphäre • Luftdruck in MSL 1013,2 hPa • Temperatur +15° C in MSL • Rel. Luftfeuchte 0 % • Temperaturgradient -0,65° C/100 m • Luftdichte: 1,226 kg/m3

5. Statischer Druck • Statischer Druck entsteht durch das Gewicht der Luft (Luft wird durch die Erddrehung beschleunigt und verdichtet) • Druck = Kraft/FlächeBeispiel: 1 m2 bezogen auf verschiedene Höhen. Der Druck nimmt mit der Höhe ab, jedoch nicht linear wegen der Kompression:MSL : 1013,2 hPa18000 ft : ½36000 ft : ¼ • Der statische Druck wirkt in alle Richtungen • Barometrische Höhenstufe: 30 ft/1 hPa • Luftdichte: 120 ft/1° Abweichung von Standardatmosphäre Schiffmann7: Abb 4.1.6

6. 1 q= r*v 2 2 Staudruck • Trifft in Bewegung befindliche Luft auf einen stehenden Gegenstand wird sie zum Stillstand gebracht – es entsteht Staudruck • Staudruck wirkt nur in Strömungsrichtung • Staudruck ist der Schlüsselparameter in der Aero- und Hydrodynamik • Formel:

7. Gesetz von Bernoulli (gilt nur für Unterschallströmung) Die Summe aus statischem Druck und Staudruck in einer Strömung ist immer konstant. Gesamtdruck = Stat. Druck + Staudruck = Konstant d.h. wenn der Staudruck steigt muss der statische Druck sinken damit derGesamtdruck konstant bleibt. Pstat. Pstat. Pstat. q q q Pges. Pges. Pges. In jedem Querschnitt ist der Gesamtdruck gleich groß

8. Entstehung des Auftriebes am Tragflächenprofil • Profilarten • Normalprofil (orthodoxes Profil) Dickenrücklage (25-40%) • Laminarprofil – Dickenrücklage 40-50% • Symetrisches Profil • S-Schlagprofil • Profilbeschreibung • Profilnase • Profiloberseite • Profilunterseite • Profilsehne • Skelettlinie

9. Profilformen Schiffmann7: Abb 4.1.51 • Bei zunehmendem Dickenverhältnis d/t steigt der Druckwiderstand • Profildicke ist das Verhältnis des größten Abstandes zwischen Ober- und Unterseite des Profils zur Profiltiefe • Bei zunehmender Wölbung steigt der Höchstauftrieb • Dickere Profile sind unempfindlicher gegen Änderung des Anstellwinkels • Mit zunehmender Dickenrücklage vermindert sich der Reibungswiderstand

10. Profilbeschreibung Schiffmann7: Abb 4.1.49 Skelettlinie ist die Mittellinie des Profils; bei sym. Profileneine Gerade; bei unsymetrischen Profilen leicht gewölbt Profilwölbung ist das Verhältnis des Abstandes zwischen Sehne und Skelettlinie zur Profiltiefe Sehne ist die gedachte Linie, welche die beiden Durchstoss-punkte der Skelettlinie durch die Profilkontur verbindet; Länge gibt die Profiltiefe an Schiffmann7: Abb 4.1.50

11. Unterschied zwischen Anstellwinkel und Einstellwinkel • Anstellwinkel = Winkel zwischen Anströmrichtung und Profilsehne • Einstellwinkel = Winkel zwischen Flugzeuglängsachse und Profilsehne

12. 1 2 3 3 Darstellung der Drücke am Profil Schiffmann7: Abb 4.1.14

13. Die oberen Luftteilchen legen in der gleichen Zeit einen weiteren Weg als die unteren zurück. Nach Bernouli entsteht durch die höhere Fließgeschwindigkeit ein Unterdruck an der Flügeloberseite, der den Auftrieb erzeugt. Die Auftriebskraft entsteht durch Umlenkung der Luftteilchen Die oberen Luftteilchen werden bedingt durch den engeren Querschnitt beschleunigt. Nach Bernouli entsteht durch die höhere Fließgeschwindigkeit ein Unterdruck an der Flügeloberseite, der den Auftrieb erzeugt. Die von unten auftreffenden Luftteilchen erzeugen einen Impuls nach oben, der den Auftrieb erzeugt Theorien zum Auftrieb

14. Auftriebsformel • Auftrieb = Luftdichte/2 * Geschwindigkeit * Auftriebsbeiwert * F A= q/2v2 * CA * F

15. Auftriebs- und Landehilfen Schiffmann7: Abb 4.1.36 • Wölb- und Spreizklappen verändern das Profil und damit auch den Einstellwinkel • Verbessern das Landeverhalten • Verbessern die Schnellflugeigenschaften (Maule MX7)

16. Ausführungsarten der auftriebs-erhöhenden Mittel Auftriebs- zunahme • Wölbungsklappe +55% • Spreizklappe +65% • Zapklappe +73% • Wölbungsspalt-klappe +71% • Fowlerklappe +93% • Vorflügel +37%

17. Widerstand, Auftrieb, Schränkungen, Ruderwirkungen u. Kräfte in verschiedenen Flugzuständen • Widerstand ist die aerodynamische Kraft in Strömungsrichtung • Der Widerstand hängt ab vom • CW Wert (Form, Oberfläche, Anströmrichtung) • Geschwindigkeit (V2) • Stirnfläche (F) • Luftdichte (q) • Formel: W = q/2v2 * F

18. Widerstands-formen: Formwiderstand Schiffmann7: Abb 4.1.7

19. Druckwiderstand • Druckwiderstand ist abhängig von der Form des Gegenstandes Reibungswiderstand Reibungswiderstand entsteht durch Reibung der Luft auf der Oberfläche und hängt ab von der Oberflächengüte Druck + Reibungswiderstand = Formwiderstand

20. Interferenzwiderstand • Interferenzwiderstand entsteht am Zusammenschluss von Bauteilen • Tragflächenübergang zu Rumpf • Rumpf zu Leitwerk • Fahrwerk und Rumpf • Abhilfe: „Sanfte Übergänge“

21. Induzierter Widerstand • Induzierter Widerstand entsteht durch den Druckausgleich an den Tragflächenenden • Abhilfe: • Formgebung der Flügelenden • Tiptank • Winglets • Endscheiben • Streckung erhöhen (Segelflugzeug)

22. Seitenverhältnis Schiffmann7: Abb 4.1.31

23. Induzierter Widerstand Schiffmann1: Abb 13 Schiffmann7: Abb 4.1.25

24. Wirbelschleppen

25. B727 Wirbelschleppe

26. Wirbschleppe einer 747