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Auftriebshilfe

Auftriebshilfe

Eine Auftriebshilfe ist eine Vorrichtung an einer Tragfläche eines Flugzeuges, die dazu dient, in bestimmten Flugsituationen den Auftriebsbeiwert der Traglächen zu vergrößern. Auftrieb

Einsatz

Auftriebshilfen werden insbesondere während der Landung und des Starts, seltener auch im Steigflug und beim Manövrieren eines Flugzeugs benutzt. Nur in seltenen Fällen (siehe Douglas DC-8) werden sie auch während des Reisefluges eingesetzt. Ziel der Anwendung von Auftriebshilfen ist es vor allem, die Lande- und Startgeschwindigkeit und dadurch die Start- und Landestrecke zu verringern, im Steigflug Steigwinkel zu erhöhen und im Kurvenflug den Kurvenradius zu verringern. Auftriebshilfen erhöhen in unterschiedlichem Maße den Luftwiderstand des Flugzeuges und werden deshalb auch zur Herabsetzung oder Begrenzung der Fluggeschwindigkeit, insbesondere im Sinkflug, eingesetzt. Luftbremsen sind jedoch keine Auftriebshilfen. Die Hersteller des Flugzeuges legen für die Benutzung der Auftriebshilfen zulässige Höchstgeschwindigkeiten fest. Oberhalb einer bestimmten Geschwindkeit können Landeklappen typischerweise nicht mehr ausgefahren werden, weil der Stellantrieb nicht reicht, die aerodynamischen Kräfte zu überwinden. Bei noch höheren Geschwindkeiten, die auch vom augenblicklichen Ausfahrwinkel der Landeklappen abhängen, drohen sogar Beschädigungen der Klappen. Einige Flugzeuge verfügen daher über Landeklappen, die durch die aerodynamischen Kräft bei zunehmender Geschwindigkeit automatisch eingefahren werden (z. B. Grumman F4F).

Arten von Auftriebshilfen

Auftriebshilfen unterscheiden sich in Ihrem Aufbau und der Position am Flügel. Auftriebshilfen wirken entweder auf die Flügelwölbung, die Flügelfläche, auf die Grenzschicht der Luftströmung um einen Flügel oder durch Umlenkung des Triebwerksstrahls.

Auftriebshilfen an der Flügelvorderkante

Krügerklappe

Die Krügerklappe ist eine relativ einfache Einrichtung, die sowohl die Flügelwölbung, als auch die Flügelfläche verändert

Vorflügel

Krügerklappe Der Vorflügel ist ein ausfahrbarer oder starrer kleiner Flügel, der sich an der Vorderseite des Tragflügels befindet. Er lässt durch einen Luftspalt Luft von der Unterseite auf die Oberseite des Flügels und verhindert damit einen Strömungsabriss bei hohen Anstellwinkeln. Ist er beweglich ausgeführt, vergrößert sich gleichzeitig die Flügelfläche. Einige Flugzeuge verfügen über Vorflügel, die sich aufgrund der auf sie wirkenden aerodynamischen Kräfte selbsttätig ein- und ausfahren, wie es die Situation erfordert (z. B. Messerschmitt Bf 108).

Kippnase

Messerschmitt Bf 108 Bei der Kippnase wird die komplette Flügelnase nach unten abgewinkelt. Dadurch erhöht sich die Flügelwölbung. Sie wurde nur zeitweise in sowjetischen Flugzeugen sowie der Concorde eingesetzt.

Auftriebshilfen an der Flügelhinterkante

Landeklappe (auch Wölbklappe)

Concorde Eine Landeklappe, auch Flap genannt, ist die einfachste Form der Auftriebshilfe. Es ist eine ausfahrbare Verlängerung am hinteren Ende der Tragfläche. Sie erzeugt den beim Landeanflug notwendigen Auftrieb und ermöglich somit den (An-)Flug mit verminderter Geschwindigkeit des Flugzeugs. Bei Segelflugzeugen werden die Gleiteigenschaften durch optimale Einstellung der Wölbklappe zwischen der positiven Landestellung und der negativen Schnellflugstellung optimiert. Bei Kunstflugzeugen können die Landeklappen gleichsinnig mit dem Höhenruder ausgeschlagen werden (z. B. Hirth Acrostar), bei Segelkunstflugzeugen wurden sie sogar schon vollständig automatisch angesteuert. Klappen werden normalerweise auf beiden Seiten der Flügel im gleichen Winkel ausgefahren. Wenn sie jedoch mit dem Querruder gekoppelt sind, spricht man vom Flaperon. Bei einigen Flugzeugen werden beim Ausfahren der Landeklappen auch die Querruder gleichsinnig abgesenkt (z. B. Messerschmitt Bf 109).

Spaltklappe

Messerschmitt Bf 109 Bei der Spaltklappe wird wie bei der Landeklappe ein Ruder nach unten geklappt. Gleichzeitig gibt diese Bewegung jedoch einen Luftspalt frei, der Luft auf die Oberseite des Tragflügels lässt und so einen Strömungsabriss verhindert. Spaltklappen können so aufgebaut sein, dass sie bis zu drei Spalten freigeben. Bei der Spaltklappe wird die Tragflächenwölbung verändert.

Fowlerklappe

Strömungsabriss Bei der Fowlerklappe handelt es sich um eine Klappe, die unterhalb der Tragflügelhinterkante nach hinten gefahren und angestellt wird. Dadurch wird wie bei der Spaltklappe ein Luftspalt zwischen Oberseite des Flügels und Unterseite frei, die Tragflächenwölbung vergrößert sich. Zusätzlich wird aber auch die Flügelfläche vergrößert. Auch Fowlerklappen sind so ausgeführt worden, das sie bis zu 3 Spalte freigeben

Spreizklappe

Fowlerklappe Bei der Spreizklappe wird ein Teil des hinteren Flügelunterteils nach unten geklappt. Dadurch vergrößert sich die Flügelwölbung.

Junkers-Doppelflügel

Spreizklappe Beim Junkers-Doppelflügel befindet sich hinter dem eigentlichen Tragflügel noch ein zusätzlicher kleiner Flügel. Dadurch kann die Tragflächenwölbung vergrößert werden. Junkers-Doppelflügel können nicht nur als Auftriebshilfen, sondern auch als Steuerflächen (Querruder) eingesetzt werden (z. B. Junkers Ju 52/3m).

Andere

Durch eine Beeinflussung der Grenzschicht auf einem Tragflügel kann die Abreißgeschwindigkeit verringert und der maximale Anstellwinkel vergrößert werden. Dabei wird entweder ein Teil der Luftströmung auf der Flügelfläche abgesaugt, oder durch ein Gebläse Luft auf die Tragflächenoberseite eingeblasen.

Steuerung und Antrieb

Auftriebshilfen an der Flügelvorderkante arbeiten zum Teil automatisch in Abhängigkeit vom Anstellwinkel und der Fluggeschwindigkeit. Sonstige Auftriebshilfen werden vom Piloten oder der Fly-by-wire-Steuerung gezielt eingesetzt oder sind zwingender Teil des Landeverfahrens. Der Antrieb von Landeklappen erfolgt meist manuell, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch.

Geschichte

Auftriebshilfen wurden Ende der 1920er Jahre eingeführt, als die Flugzeuge Geschwindigkeiten jenseits der 300 km/h erreichten. Mit den dadurch notwendigen dünnen Flügelprofilen wuchs die Start und Landegeschwindigkeit so stark an, das ein Landen für den normalen Piloten auf den damals noch häufig unbefestigten Flugplätzen zu einem Risiko wurde.

Siehe auch

Auftrieb, Tragfläche, Profil (Flügel), Flügelfläche, Anstellwinkel, Strömungsabriss, Landeanflug, STOL Kategorie:Aerodynamik Kategorie:Luftfahrttechnik

Tragfläche

Die Tragfläche ist das Bauteil eines Flugzeugs, das den Auftrieb erzeugt.

Funktionsprinzip

Der Auftrieb entsteht durch Luft, die um die Tragfläche herum strömt. Die Luft wird insgesamt nach unten abgelenkt, und nach dem dritten Newton'schen Gesetz (Kraft=Gegenkraft) entsteht dabei eine Auftriebskraft. Diese hält das Flugzeug - entgegen der Schwerkraft - in der Luft. Wenn man die Luftströmung um eine Tragfläche im Detail betrachtet, stellt man fest, dass die Luft oberhalb der Tragfläche schneller als unterhalb fließt. Im Bereich über der Tragfläche bildet sich durch die schnellere Strömung nach Bernoulli ein Unterdruck, der die Tragfläche nach oben "saugt". Auf der Unterseite steigt aufgrund der langsameren Strömung der Druck gleichzeitig an und "hebt" das Flugzeug. Der Auftrieb wird im Reiseflug etwa zu 2/3 durch die Tragflächenoberseite erzeugt und nur zu 1/3 durch die Unterseite. Die spezielle Form (das "Profil") der meisten Tragflächen, deren Oberseite meist konvex gewölbt ist, verstärkt den Geschwindigkeitsunterschied zwischen Ober- und Unterseite, das Ausmaß der Luftablenkung und somit letztlich den Auftrieb. Die Form des Tragflügels ist auch entscheidend für eine laminare bzw. turbulente Strömung, die über die Qualität des Auftriebs entscheidet. Grundsätzlich erzeugt jedoch jede flache Form einen Auftrieb, sofern sie mit einem Anstellwinkel schräg zur Luftströmung gehalten wird. Beispiele hierfür sind ein Papierflieger oder die aus dem fahrenden Auto gehaltene Hand. Da die Auftriebserzeugung immer gleich funktioniert, sind Flugzeuge mit allen Flügelprofilen in der Lage, auch auf dem Rücken zu fliegen. Detailliertere Modelle sprechen von einer Zirkulation, die aufgrund des Anstellwinkels (Neigung der Tragfläche zum Luftstrom) um die Tragfläche herum entsteht. Diese zirkuliert auf der Oberseite der Tragfläche mit dem Luftstrom und auf der Unterseite gegen den Luftstrom und addiert sich zur ungestörten Luftströmung. Tatsächlich strömt die Luft auf der Unterseite der Tragfläche nicht entgegengesetzt. Es handelt sich hierbei um ein mathematisches Modell, das erklären soll, dass der Luftstrom auf der Oberseite der Tragfläche aufgrund der Zirkulation beschleunigt und auf der Unterseite leicht verlangsamt wird. Entscheidend beeinflusst wird der Auftrieb durch Veränderungen des Anstellwinkels (z.B. durch Betätigung des Höhenruders) - allerdings nur bis zu einem bestimmten Punkt. Wird versucht, den Anstellwinkel noch weiter zu erhöhen, löst sich die Luftströmung von der Oberseite der Tragfläche ab (Strömungsabriss). Die Luftablenkung nach unten und somit der Auftrieb brechen dabei zusammen, und es entstehen statt dessen nur noch Luftwirbel. Da Tragflächen nur bei Umströmung Auftrieb liefern, spricht man von dynamischem Auftrieb.

Form

Strömungsabriss In der Frühzeit der Fliegerei waren die Tragflächen entweder einfache Rechtecke, Ellipsen oder in ihrer Form dem Vogelflügel nachempfunden. Heutige Tragflächen haben eine Vielzahl verschiedener Formen. In der Regel sind sie lang gestreckt und haben eine tropfenähnliche Form im Profil. Zum Ende hin verjüngen sie sich. Bei moderneren Verkehrsflugzeugen gehen sie in so genannte Winglets über. Durch den geringeren Luftdruck auf der Oberseite der Tragflächen, strömt die Luft an deren Spitzen von unten nach oben. So entstehen Luftwirbel die sich unter anderem in den gefürchteten Wirbelschleppen fortsetzen. Die Winglets vermindern Luftverwirbelungen an den Enden der Tragflächen, reduzieren so den Energieverlust, den die Wirbelschleppen mit sich bringen und machen so das Flugzeug sparsamer im Verbrauch. Überschallflugzeuge, z.B. die Concorde, haben oft dreieckige Tragflächen oder Deltaflügel. Diese sind den beim überschallschnellen Flug auftretenden Effekten besser angepasst, als der sonst üblicherweise eingesetzte Trapezflügel. Beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit treten Verdichtungsstoße auf. Dies sind Bereiche, in denen der Druck des umgebenden Fluids, also der Luft, sprunghaft ansteigt. Einige dieser Stöße breiten sich in einer Form um das Flugzeug aus, der die Pfeilung des Flügels angepasst ist. (Je höher die Fluggeschwindigkeit sein soll, um so stärker muss der Flügel gepfeilt sein.) Beim Flug mit Überschallgeschwindigkeit tritt ein (schräger) Stoß an der der Vorderkante auf. Beim Flug mit Transschallgeschwindigkeit tritt ein (senkrechter) Stoß auf der Flügeloberseite auf, hinter dem die Geschwindigkeit der Luftströmung plötzlich in den Unterschall fällt, was eine Umkehrung einiger strömungmechanischer Effekte zur Folge hat. Kombiniert man also durch eine falsche Flügelkonfiguration diese unterschiedlichen Effekte auf einen Flügel können sich diese gegenseitig eliminieren. Schlussendlich erhält man eine homogene Antrömungsgeschwindigkeit auf die Vorderkande des Flügels, wenn diese der Anströmung selbst angepasst ist. Verdichtungsstoß Durch die Pfeilung verringert sich diese Geschwindigkeit mit dem Kosinus des Pfeilwinkels und führt zum Verlust von Auftrieb. Nachteilig ist außerdem, dass neben dieser Normalgeschwindigkeit auch eine Tangentialkomponente auftritt, die sich entsprechend vergrößert. Diese bewirkt ein Abschwimmen der Grenzschicht im äußeren Flügelbereich. Dadurch wird die Grenzschicht aufgedickt, und es kann zu einem Ablösen der Strömung an den Flügelspitzen kommen. Dies verringert die Querruderwirksamkeit. Daneben sind noch eine Reihe weiterer Formen, z.B. ringförmige Tragflächen (Ringflügel) möglich, die aber bislang nur bei Modell- und Experimentalflugzeugen verwirklicht wurden. Insbesondere bei Flugzeugen mit Strahlantrieb ("Düsenflugzeuge") sind die Tragflächen zum ermöglichen des Überschallfluges oft pfeilförmig nach hinten abgewinkelt. Eine Reihe von Militärflugzeugen, die in der 60er und 70er Jahren konstruiert wurden können durch eine variable Geometrie die Pfeilung ihrer Tragflächen im Flug verstellen (Schwenkflügel), um sie optimal an die jeweilige Geschwindigkeit anzupassen. Ein Forscherteam (Miklosovic/Murray/Howle/Fish) hat am vor kurzem nach dem Vorbild der Vorderflossen des Buckelwals eine Flügelform im Windkanal erprobt die an der Vorderkante gewellt ist. Dadurch konnte gegenüber einem sonst gleichen Flügel mit gerader Vorderkante der Auftrieb um bis zu 8% gesteigert und gleichzeitig der Luftwiderstand um bis zu 32% gesenkt werden. Der Anstellwinkel bei dem es zum Strömungsabriss (Stall) kam lag 40% höher. Der Grund für diese guten Leistungsdaten liegt in der Energieeinleitung in die Strömung durch die gewellte Vorderkante (ähnlich Vortexgeneratoren).

Anordnung

Je nach Höhe der Anbringung der Tragflächen teilt man Flugzeuge in Tiefdecker (die Tragflächen sitzen unter dem Rumpf), Mitteldecker (mittlere Höhe), Schulterdecker (bündig mit der Rumpfoberkante) und Hochdecker (Tragflächen über dem Rumpf) ein. Flugzeuge bei denen das Höhenleitwerk vor dem Flügel angeordnet ist, heissen Enten- oder Canardflugzeuge. Die meisten modernen Flugzeuge besitzen auf jeder Seite des Rumpfs eine Tragflächenhälfte. In den ersten Jahrzehnten der Fliegerei waren Doppeldecker mit jeweils zwei Tragflächen übereinander häufig, vereinzelt wurden sogar Dreidecker gebaut. Heute werden Doppeldecker nur noch für den Kunstflug gebaut. Es gibt auch Flugzeuge mit nur einer Tragfläche, ohne Leitwerk. Solche nennt man Nurflügel oder auch Schwanzlose. Flugzeuge mit zwei oder mehreren hintereinander angeordneten Tragflächen blieben eine Rarität.

Antrieb

Anders als bei den Flügeln der Tiere, die Vortrieb und Auftrieb erzeugen, liefern Tragflächen nur Auftrieb. Der Vortrieb muss von separaten Triebwerken erzeugt werden. Zu Beginn der Fliegerei wurde mit Tragflächen experimentiert, die den Flügelschlag der Vögel nachahmen und dadurch Vortrieb erzeugen sollten. Diese Konstruktionen (Schwingenflugzeuge oder auch Ornithopter) erwiesen sich jedoch für die manntragende Fliegerei als ungeeignet und wurden bisher nur im Modellflug erfolgreich verwirklicht. Die einzige praktikable Lösung einer Kombination von Vor- und Auftrieb in der Tragfläche besteht darin, die Tragflächen um eine vertikale Achse rotieren zu lassen. In diesem Fall spricht man dann aber von einem Rotorblatt (siehe Hubschrauber).

Weitere Funktionen

Tragflächen moderner Flugzeuge erfüllen noch eine Reihe weiterer Funktionen:
- Sie enthalten große Treibstofftanks
- Sie tragen eine Vielzahl von Klappen zur Steuerung, z.B. Querruder, Spoiler, Trimmruder
- Sie verfügen über Auftriebshilfen
- Durch eine elastische Bauweise sind die Tragflächen gleichzeitig die "Federung" des Flugzeugs und fangen vertikale Kräfte durch Luftwirbel ab
- Sie bilden bei vielen Großflugzeugen die Aufhängung für die Triebwerke (meistens in Gondeln darunter)

Siehe auch

- Holm (Flügel)
- Flügelwurzel

Weblinks

- [http://www.erklaert.de/warum/fliegen.htm Auftrieb erklärt (www.erklaert.de)]
- [http://www.quarks.de/fliegen2/02.htm Leider erklärt auch Quarks & Co (WDR) das Prinzip des Auftriebs noch nicht mit der Gegenkraft der nach unten beschleunigten Luft] Kategorie:Aerodynamik ja:翼

Auftrieb

Als Auftrieb bezeichnet man eine Kraft, die eine Flüssigkeit oder ein Gas auf einen Körper (oder auf ein Gasvolumen) ausübt. Man unterscheidet den entgegen der Schwerkraft wirkenden statischen Auftrieb vom rechtwinklig zur Anströmung wirkenden dynamischen Auftrieb. Abtrieb ist physikalisch gesehen die gleiche Kraft wie der Auftrieb, wirkt aber in die entgegengesetzte Richtung.

Statischer Auftrieb

physikalisch] Der statische Auftrieb ist eine Kraft, die der Schwerkraft entgegen wirkt. Er entsteht, wenn sich ein Körper in einem Fluid (also einer Flüssigkeit oder einem Gas) befindet, es also verdrängt. Dieser Effekt wird mit dem Archimedischen Prinzip beschrieben.

Formel

F = \rho \cdot V \cdot g

. Dabei ist

V

das verdrängte Volumen,

\rho

ist die Dichte, also ist

\rho \cdot V

die verdrängte Masse, und

\rho \cdot V \cdot g

ihre Gewichtskraft. Das Archimedische Prinzip ist also erfüllt. Gleichwohl ist die 'verdrängte Masse'

m= \rho \cdot V

kein tatsächlicher Körper, sondern eine durch den verdrängenden Körper geprägte Verformung (V) der Flüssigkeit (relativ zu ihrem Oberflächen-spiegel), welcher eine virtuelle Dichte

\rho

zugemessen wird. Der Effekt ist also auch dann zu beobachten, wenn die vorhandene Flüssigkeit ein geringeres Volumen besitzt als der eingetauchte Teil des Schwimmkörpers.

Beispiele für statischen Auftrieb

- Ballons steigen auf, weil sie mit einem Traggas (meist Helium oder heiße Luft) gefüllt sind, das eine geringere Dichte hat, als die umgebende (kalte) Luft. Insgesamt haben alle Bestandteile des Ballons (inkl. Hülle, Korb etc.) zusammengerechnet eine geringere bzw. die gleiche Dichte, wie die der umgebenden Luft.
- Schiffe schwimmen auf dem Wasser, weil der in das Wasser eingetauchte Teil des Schiffes leichter ist als das verdrängte Wasser und das Gesamtgewicht des Schiffes dem Gesamtgewicht des von ihm verdrängten Wassers entspricht. Wegen der großen Lufträume hat ein Schiff trotz der schweren Baustoffe (Stahl etc.) eine geringere mittlere Dichte als Wasser. Schiffe befinden sich bei einem bestimmten Tiefgang in einem stabilen Gleichgewicht: Tauchen sie aufgrund von Störungen tiefer ein, vergrößert sich der Auftrieb und sie werden wieder emporgehoben, werden sie zu weit emporgehoben, verringert sich der Auftrieb, und die Schwerkraft läßt sie wieder eintauchen.
- U-Boote: Beim statischen Tauchen werden die Ballastzellen (oder -tanks) geflutet bzw. entlüftet. Wenn dynamische Effekte wie Strömungen oder Eigenfahrt fehlen, ist es möglich, ein U-Boot in rein statischem Tauchen durch korrekte Trimmung mittels Regel- oder Trimmzellen in einer bestimmten Tiefe zu halten. In der Praxis ist das aufgrund der wegen unterschiedlicher Salzgehalte schwankenden Wasserdichte allerdings sehr schwierig. Etwas einfacher wird es durch das Ausfahren des Sehrohrs über die Wasseroberfläche, wodurch ein U-Boot wie ein Überwasserfahrzeug in ein stabiles Gleichgewicht bezüglich der Tauchtiefe gebracht wird.

Dynamischer Auftrieb

Er entsteht, wenn der Körper sich relativ zum Gas oder zur Flüssigkeit bewegt. Die Kraft, die das Fluid (Gas oder Flüssigkeit) auf den Körper ausübt, besteht grundsätzlich aus zwei Komponenten: 1. der Widerstandskraft F_W (wirkt in Richtung der Anströmung), :

F_W = \frac \cdot \rho \cdot c_W \cdot A \cdot v^2.

:c_W = Widerstandsbeiwert (siehe auch: CW-Wert) :A = Fläche senkrecht zum Widerstandskraft(Querschnittfläche/Projektionsfläche) :

\rho

= Dichte des Mediums :v₁ = Anströmgeschwindigkeit 2. der dynamischen Auftriebskraft F_A (engl.: lift force, wirkt rechtwinklig zur Anströmung, wobei hier der Verständlichkeit halber keine Trägheitskräfte betrachtet werden, die im instationären Fall, z.B. im Seegang, zusätzlich vorkommen (hydrodynamische Massen)). :

F_A = \frac \cdot \rho \cdot c_A \cdot A \cdot v^2.

:c_A = Auftriebsbeiwert :A = Fläche, auf der der Auftrieb wirkt/Tragfläche :

\rho

= Dichte des Mediums :v₁ = Anströmgeschwindigkeit Im Gegensatz zum statischen Auftrieb ist die Richtung des dynamischen Auftriebs nicht durch "oben" und "unten" im Sinne der Schwerkraft definiert, sondern nur dadurch, wie Körper und Strömung zueinander orientiert sind. Dennoch nennt man ihn auch dynamischen Abtrieb, wenn er in Richtung der Gewichtskraft wirkt, also entgegengesetzt zum statischen Auftrieb. Dynamischer Auftrieb entsteht durch einen Druckunterschied zwischen gegenüberliegenden Seiten des umströmten Körpers. Der dynamische Auftrieb hängt von der Größe und Richtung der Anströmgeschwindigkeit relativ zum Körper ab. Beispiele für dynamischen Auftrieb:
- Tragflächen eines Flugzeugs
- Segel eines Segelboots
- Ruder eines Schiffes
- Tiefenruder eines U-Bootes
- Heckflügel eines Rennwagens
- der Rumpf eines Schiffes muss in der Kurve nach innen zeigen um Fliehkraft auszugleichen. Vom Prinzip her stört ein Profil bei dynamischem Auftrieb die Strömung so, als ob sich dort ein Wirbel befände, der sich auf der Saugseite mit der Anströmung dreht und auf der Druckseite entgegengesetzt dazu - nicht genug, um die Strömung umzukehren, die Luft dreht sich also nicht wirklich um eine Flugzeug-Tragfläche. Entscheidend für das Entstehen dieses Wirbels ist das Bilden eines Wirbels an der Tragflächenhinterkante, des sogenannten Anfahrwirbels. Durch Bewegung der Tragfläche aus der Ruhe heraus (Start) entsteht an der Hinterkante eine Instabilität der beginnenden Luftströmung und das Auftreten von Wirbeln. War die Strömung anfangs wirbelfrei (Ruhe), dann führt das zu einem Gegenwirbel, sodass die Gesamtrotation des Wirbelsystems (Zirkulation) unverändert bleibt (Satz von Thomson). Dieser Gegenwirbel sorgt dann für einen hinreichend großen Geschwindigkeitsunterschied von Strömungen auf der Ober- und Unterseite einer Tragfläche. Nach einer Gesetzmäßigkeit, die man den Helmholtz'schen Wirbelsatz nennt, kann ein Wirbelfaden nicht mitten in der Strömung plötzlich zu Ende sein. Der Wirbel, der ein Flugzeug trägt, setzt sich an beiden Enden der Tragflächen U-förmig nach hinten fort, als ein gewaltiges Wirbelpaar. Es ist am Flughafen von Rio de Janeiro schon vorgekommen, dass jemand verbotenenerweise ein gesperrtes Gelände am Flughafenzaun befahren hat und vom Wirbelpaar eines landenden Flugzeugs mit seinem Auto meterweit in die Luft geschleudert und schwer verletzt wurde - er kannte den Helmholtz'schen Wirbelsatz nicht. Beispiel für eine Kombination von statischem und dynamischen Auftrieb:
- Luftschiffe: Sie erzeugen statischen Auftrieb durch die Gasfüllung und dynamischen Auftrieb oder gegebenenfalls Abtrieb durch Motorenkraft (schwenkbare Propeller) und durch den Rumpf mit Hilfe der Steuerflächen.
- U-Boote: Als Dynamisches Tauchen bezeichnet man den Vorgang des Tauchens mit Hilfe des Antriebs und der Tiefenruder (Bug und Heck). Ohne dynamischen Auftrieb hat ein U-Boot immer eine Tendenz zum Steigen oder Sinken. Beim Alarmtauchen wird der Antrieb auf elektrisch und auf maximalen Schub (AK = äußerste Kraft) voraus geschaltet. Das Bugtiefenruder (z.B. 15°) nach unten gestellt und das Hecktiefenruder (z.B. 10°) nach oben gestellt. Dadurch entsteht eine extreme Neigung, die zusammen mit Antrieb und entlüfteten Ballasttanks ein schnelles Sinken bewirkt..

Abtrieb

Eine in Richtung der Schwerkraft wirkende Auftriebskraft wird bei bestimmten Anwendungen als Abtrieb bezeichnet. Abtrieb als die Kraft, mit der ein Körper auf den Boden gedrückt wird, spielt im Autosport eine wichtige Rolle, weil dort ein möglichst hoher Anpressdruck des Fahrzeuges auf die Straße erwünscht ist, um eine hohe Bodenhaftung und damit hohe Kurvengeschwindigkeiten zu erzielen. Abtrieb bezeichnet dabei den dynamischen Abtrieb durch aerodynamische Flächen, die bei Rennwagen Flügel genannt werden. Die im Automobilbau ebenfalls verwendeten Spoiler erzeugen keinen Abtrieb, sondern verhindern nur die Entstehung dynamischen Auftriebs, der durch die aerodynamischen Eigenschaften der Karosserieform erzeugt wird. Je höher der Abtrieb ist, desto mehr Stabilität hat man in Kurven. Man muss aber Geschwindigkeit auf den Geraden einbußen. Wenn mehr Geschwindigkeit auf Geraden erforderlich ist, verringert man den Abtrieb. Dabei verliert man an Stabilität in den Kurven.

Siehe auch

- Ballast
- Formschwerpunkt
- Auftriebsausgleich bei Luftschiffen
- Gesetz von Bernoulli das die Relation zwischen Druck und Geschwindigkeit darstellt.

Weblinks

- [http://www.walter-fendt.de/ph14d/auftrieb.htm Interaktives Experiment zur Größe der Auftriebskraft auf einen Körper, der in eine Flüssigkeit taucht]
- [http://www.physik.uni-muenchen.de/leifiphysik/web_ph08/m15_auftrieb.htm Versuche und Aufgaben zum Auftrieb]
- http://www.aeromodelling.de.vu (Ausführliche Beschreibung zum Thema Auftrieb bei Flugzeugen) Kategorie:Strömungslehre ja:揚力 minnan:Seng-le̍k

Douglas DC-8

Die Douglas DC-8 ist ein vierstrahliges Düsenpassagierflugzeug der Douglas Aircraft Company. Sie ist ein Tiefdecker mit einem konventionellen Leitwerk. Die Maschine war wirtschaftlich außerordentlich erfolgreich. Zwischen 1959 und 1972 wurden insgesamt 556 Maschinen ausgeliefert. Die Douglas DC-8 ist das größte Flugzeug, das nicht als Großraumflugzeug ausgelegt wurde. Eine DC-8 war es auch, die als erstes Passagierflugzeug Überschall erreichte. Am 21. August 1961 durchbrach eine DC-8-43 im Sinkflug die Schallmauer (Mach 1,012).

Nutzung und Verbleib

Die DC-8 wurde hauptsächlich von Fluggesellschaften als Passagiermaschine eingesetzt. Ab den 1960er-Jahren erfolgte eine vermehrte Nutzung als Fracht- oder als Fracht/Passagier-Kombi-Maschine. Insgesamt wurden 48 Fluggesellschaften in 28 Nationen mit diesen Maschinen beliefert. Ein Beweis für die Zähigkeit der Serie ist, dass einige der Maschinen mehr als 100.000 Flugstunden absolviert haben. Im Juni 2004 wurden von den ursprünglich ausgelieferten Maschinen noch 150 eingesetzt, hauptsächlich als Frachtmaschinen, 134 Maschinen sind nicht betriebsfähig abgestellt, 81 gingen bei Unfällen verloren, 189 wurden verschrottet und 2 befinden sich in Museen. Neben der zivilen Nutzung wurde die DC-8 auch von den Streitkräften von Frankreich, Gabun, Spanien, Togo eingesetzt – hauptsächlich als VIP- oder Transportflugzeug. Die US-Navy setzt eine Maschine als Feinddarstellungsflugzeug ein. Eine Maschine wird von der NASA als fliegendes Laboratorium für die Überprüfung von Weltraum-Sensorik in der Atmosphäre eingesetzt.

Technische Auslegung

Der Rumpf der DC-8 ist in Ganzmetallbauweise und druckbelüftet ausgeführt. Charakteristisch ist der Doppelkreisquerschnitt. Die freitragenden Tragflächen haben zwei Holme. Auf der Flügeloberseite befinden sich Spoiler. Zur Auftriebserhöhung sind Doppelspaltklappen montiert. Die Tragflächen werden mit Heißluft enteist. Das Leitwerk ist ebenfalls in Ganzmetallbauweise ausgeführt und freitragend. Die Höhenflosse ist trimmbar. Das Fahrwerk ist einziehbar und besteht aus einem zwillingsbereiften, steuerbaren Bugrad und dem Hauptfahrwerk mit zwei Hauptstreben und je vier Reifen. Alle Räder des Hauptfahrwerkes sind mit Scheibenbremsen versehen.

Hintergrund

Die Entwicklung der DC-8 begann 1952 mit Vorstudien für ein Flugzeug, das neben dem Passagiertransport auch die sich abzeichnende Nachfrage der US-Luftwaffe nach einem Tanker für die Luftbetankung ihrer strahlgetriebenen strategischen Bomberflotte befriedigen konnte. Im Sommer 1953 waren die grundsätzlichen Eckdaten der Maschine definiert. Die US-Luftwaffe entschied sich jedoch für die Boeing KC-135. Zivile Fluggesellschaften zeigten aufgrund der negativen Erfahrungen mit DeHavilland-Comet-Flugzeugen noch nicht wieder Interesse für ein Düsenpassagierflugzeug. Deshalb ging Douglas bei den Fluglinien in die Offensive und führte intensive Gespräche über die konkreten Wünsche für ein Strahlflugzeug. Der Rumpfdurchmesser wurde daraufhin geringfügig vergrößert, um sechs Sitze in einer Reihe anbieten zu können, was sich jedoch auch in Änderungen am Tragflügel und am Leitwerk auswirkte.

Entwicklung

Die DC-8 wurde am 7. Juni 1955 offiziell angekündigt. Der Entwurf sah ein 45,90 m langes Flugzeug mit einer Spannweite von 43 m vor. Abhängig von den Antrieben und der Treibstoffkapazität sollte das Startgewicht zwischen 120 und 139 Tonnen liegen. Es wurden zunächst vier Varianten angeboten. Der Durchbruch für die DC-8 kam, als Pan American zusammen mit 20 Boeing 707 auch 25 Douglas DC-8 bestellte. Daraufhin orderten auch United, National, KLM, Eastern, JAL, SAS, Delta Air Lines, Swissair, TAI, Trans-Canada und UAT Exemplare des Flugzeugs. Für die Produktion der Maschine wurde in Long Beach ein neues Montagewerk eingerichtet. Die erste Serienmaschine verließ im April 1958 die Fertigung. Die Maschine startete zu ihrem Erstflug am 30. Mai 1958. Um schnell die Zulassung zu bekommen, wurden zehn Maschinen für Testflüge eingesetzt. Es ergaben sich während der Testflüge noch einige Änderungen. Die vorgesehenen Luftbremsen erwiesen sich als unzureichend und wurden mit Einführung der Schubumkehr weggelassen. Um die Langsamflugeigenschaften zu verbessern, wurden Vorflügel montiert. Die Maschinen erwiesen sich im Reiseflug langsamer als berechnet. Deswegen mussten die Flügelspitzen nochmals geändert werden, um den Luftwiderstand zu verringern. Die Zulassung wurde am 31. August 1959 erteilt. Daraufhin gelangten die ersten Maschinen am 18. September 1959 bei United und Delta in den Liniendienst.

Frühe Serien

- Die DC-8 Serie 10 wurde mit dem 60,50 kN Schub liefernden Pratt & Whitney JT3C-6-Triebwerken ausgeliefert. Diese Maschinen waren primär für inneramerikanische Flüge ausgelegt. Die erste Serie DC-8-11 besaß noch die Flügelspitzen mit dem zu hohen Luftwiderstand. Diese Maschinen wurden nach und nach zu DC-8-12 umgebaut, die neben den geänderten Flügelspitzen auch Vorflügel und ein auf 123 Tonnen erhöhtes Startgewicht (MTOW) besaß. Von dieser Serie wurden 28 Maschinen produziert.
- Die DC-8 Serie 20 wurde mit den 70,80 kN Schub liefernden Pratt & Whitney JT4A-3-Triebwerken ausgeliefert. Das Startgewicht erhöhte sich auf 125 Tonnen. 34 Maschinen wurden produziert. Der Erstflug dieser Serie erfolgte am 29. November 1958.
- Die DC-8 Serie 30 wurde mit den 72,50 kN Schub liefernden Pratt & Whitney JT4A-9-Triebwerken ausgeliefert. Daneben wurde jedoch die Treibstoffkapazität um gut 33 Prozent vergrößert, um transkontinentale Strecken bedienen zu können. Der Erstflug erfolgte am 21. Februar 1959. Hierzu mussten der Rumpf und das Fahrwerk verstärkt werden. Die ersten Maschinen dieser Serie, die DC-8-31, erhielten ihre Zulassung am 1. Februar 1960 mit einem Startgewicht von 136 Tonnen. Die DC-8-32 war ähnlich, ließ jedoch ein Startgewicht von 140 Tonnen zu. Der Typ DC-8-33 besaß 78,40 kN liefernde JT4A-11-Triebwerke, eine Änderung der Klappen, die einen geringeren Spritverbrauch im Reiseflug ermöglichte. Dabei konnten die Klappen in eine Reiseflugstellung von 1,5° gefahren werden. Das Fahrwerk wurde nochmals verstärkt, so dass nun ein Startgewicht von 143 Tonnen möglich war. Später wurden viele Maschinen des Typs -31 und -32 zu -33 umgebaut.
- Die DC-8 Serie 40 wurde als erstes Passagierverkehrsflugzeug überhaupt mit Turbofan-Triebwerken ausgerüstet, die gegenüber den bisherigen Turbojets wesentlich leiser und wirtschaftlicher waren. Auch war die Rauchentwicklung wesentlich geringer. Zum Einsatz kamen Rolls-Royce Conway Triebwerke mit 78,40 kN Schub. Der Erstflug erfolgte am 23. Juli 1959, die Zulassung am 24. März 1960. Die DC-8-41 hatte ein Startgewicht von 136 Tonnen, während die DC-8-42 ein Startgewicht von 140 Tonnen aufwies. Die DC-8-43 besaß dieselbe Klappenänderung wie die DC-8-33. Darüber hinaus wurde der Tragflügel geändert, was nochmals etwas mehr Treibstoffkapazität und vor allen Dingen eine Widerstandsverringerung bedeutete, die Reichweite um acht Prozent vergrößerte und die Reisegeschwindigkeit um 10 Knoten erhöhte. Das Startgewicht lag bei 143 Tonnen. Diese Änderungen flossen auch in alle weiteren DC-8-Typen ein. Von der Serie 40 wurden 32 Maschinen gebaut.
- Die DC-8 Serie 50 besaßen ebenfalls Turbofantriebwerke, es wurden Pratt & Whitney JT3D-1 mit 76,10 kN Schub oder JT3D-3B mit 80,60 kN Schub eingesetzt. Die Serien DC-8-51, DC-8-52 und DC-8-53 unterschieden sich in ihren Startgewichten von 126, 138 respektive 142 Tonnen. Späte Versionen der DC-8-53 wiesen die stärkeren Zellen und Fahrwerke der Frachtversionen auf und hatten ein Startgewicht von 147 Tonnen. Der Erstflug erfolgte am 20. Dezember 1960. 88 Maschinen wurden von dieser Serie gebaut.
- DC-8 Serie Jet Trader waren Frachter-Versionen der DC-8-50. Sie verfügten über einen vorderen Frachtraum mit einer großen Frachttür, einem verstärkten Kabinenboden und eine dahinter liegende Kabine für zunächst 54 Passagiere. Diese Anordnung wurde kurze Zeit später durch eine verschiebbare Einrichtung zur Abtrennung des Frachtraumes ersetzt, die es ermöglichte, zwischen 25 und 114 Passagiere zu befördern. Der Erstflug erfolgte am 29. Oktober 1962, die Zulassung erfolgte am 29. Januar 1963. Es gab auch eine Variante ohne Kabinenfenster, von der aber nur 15 Maschinen an United Airlines verkauft wurden. Die DC-8F-54 besaß ein Startgewicht von 143 Tonnen, während die DC-8F-55 ein Startgewicht von 147 Tonnen aufwies. Beide Typen wurden von JT3D-3B-Triebwerken mit 80,60 kN Schub angetrieben. Eine DC-8-54F wurde von der US-Navy umgebaut, um als EC-24 zu Übungszwecken feindliche Kommunikations- und Radarsysteme nachzubilden. Nach dem exzellenten Start der Serie liefen die Verkäufe bald schleppend. Grund war die unternehmerische Entscheidung des Herstellers Douglas, trotz der großen Zahl an Varianten zunächst keine verkürzte oder verlängerte Kabine anzubieten, weil die Entwicklungsabteilung mit der Entwicklung der Douglas DC-9 vollkommen ausgelastet war. Im Jahr 1964 wurden nur noch 14 Maschinen und davon wiederum ein Großteil als Frachtmaschinen verkauft. Boeing mit der 707 zeigte sich in der Kabinenlänge anpassungsfähiger und errang immer höhere Marktanteile. Nach Abschluss der Entwicklung der DC-9 und deren Erstflug am 25. Februar 1965 reagierte Douglas im April 1965 und gab die Kabinenverlängerung für DC-8 mit drei neuen Modellen bekannt. Mit über 250 Passagiersitzen waren die so genannten Super Sixties die größten Flugzeuge ihrer Zeit, bis zum Erscheinen der Boeing 747 im Jahr 1970.

Super Sixties

- Die DC-8 Serie 61 basierte auf der -53 mit demselben Abfluggewicht. Dadurch war die Reichweite gegenüber der -53 entsprechend verringert. Um die Kapazität zu vergrößern, wurde die vordere Kabine um 6 m verlängert und die hintere um 5 m, was eine Gesamtlänge von 57 m ergab. Die Kabine musste wegen der größeren Belastungen entsprechend verstärkt werden. Das Fahrwerk hingegen musste nicht verlängert werden. Diese Maschinen fassten typischerweise 210 Passagiere, in hochdichter Bestuhlung konnten auch 269 Passagiere befördert werden. Der Erstflug erfolgte am 14. März 1966, die Zulassung erfolgte am 2. September 1966. Es wurden 88 Maschinen dieses Typs verkauft.
- Die DC-8 Serie 62 entsprachen der -53 und waren für die Langstrecke ausgelegt. Gegenüber der -53 wurde die Kabine nur vorne und hinten um jeweils 1,02 m verlängert. Um die Reichweite zu vergrößern, wurden die Flügelspitzen um einen Meter verlängert, um die Treibstoffkapazität zu erhöhen und den Luftwiderstand weiter zu verringern, ebenso wurden die Triebwerksaufhängungen und Verkleidungen verändert. Die Maschine erhielt gegenüber der -61 ein geringfügig größeres Startgewicht von 151 Tonnen und hatte eine Reichweite von 9.630 km mit voller Zuladung. Der Erstflug erfolgte am 29. August 1966, die Zulassung im April 1967. Von diesem Typ wurden 67 Maschinen gebaut.
- Die DC-8 Serie 63 war eine Mischung aus der langen Kabine der -61 und den sonstigen Verbesserungen der -62. Als Antrieb dienten JT3D-7-Triebwerke mit einem Schub von 85 kN. Das maximale Abfluggewicht betrug 159 Tonnen, die Reichweite mit maximaler Nutzlast 7.600 km. Der Erstflug erfolgte am 10. April 1967, die Zulassung am 30. Juni 1967. Von diesem Typ wurden 107 Maschinen gebaut, etwa die Hälfte davon Frachter oder mit der Möglichkeit sie zum Frachter umzubauen. Die letzte Maschine dieses Typs verließ am 13. Mai 1972 die Montagehalle, um durch die McDonnell Douglas DC-10 ersetzt zu werden.

Super Seventies

Mit dem Beginn der 1970er-Jahre begannen Diskussionen über den zunehmenden Luftverkehr und hier die zunehmende Geräuschbelastung von Flughafenanwohnern. Die DC-8-Typen der Serie 61 bis 63 waren die lautesten aller Düsenflugzeuge. Mit der Zeit wurden die Lärmemissionen für die Fluggesellschaften zum Problem: Mit den lauten DC-8-Maschinen hätten sie einige Flughäfen nicht mehr anfliegen dürfen. Deswegen wurde bei McDonnell Douglas Anfang der 1970er-Jahre von einigen Fluggesellschaften angefragt, ob man nicht leisere Triebwerke an den DC-8-Maschinen installieren könnte. Zunächst drängten Firmen mit Lösungen zur Reduzierung der Lärmemissionen, so genannten Hushkits (Schalldämpfer), auf den Markt, diese erfüllten aber nicht alle Erwartungen. Schließlich brachte CFMI mit dem CFM56-Triebwerk eine Variante ins Spiel, der sich weder McDonnell Douglas noch Boeing verschließen konnten. Die Entwicklung begann Ende der 1970er-Jahre und führte zu den Super Seventies. Von den Super Seventies wurde keine Maschine neu produziert, vielmehr sind sie Umbauten ihrer Vorgänger.
- Die DC-8-72 und die DC-8-73 wurden ohne sonstige äußerliche Änderungen aus den DC-8-62 und DC-8-63 auf die neuen Triebwerke umgerüstet. Dies waren 98,50 kN Schub liefernde CFM56-2C5-Turbofan-Triebwerke mit hohem Bypass-Verhältnis. Alternativ konnte auch ein Pratt & Whitney PW JT8D-209 verwendet werden. Die Triebwerksverkleidung wurde von Grumman neu konstruiert. Der Umbau wurde von der Firma Cammacorp in Los Angeles geleitet. Zusätzlich zu den geänderten Triebwerken war auch ein Hilfstriebwerk (APU) zur autonomen Stromversorgung sowie ein Umweltmanagementsystem lieferbar.
- Die DC-8-71 entstanden aus den DC-8-61, erfuhren jedoch größere Modifikationen, da auch die Tragflügel und die Triebwerksaufhängung geändert werden mussten. Aufgrund des höheren Gewichts der neuen Triebwerke verringerte sich die Nutzlast geringfügig, wobei aber das maximale Startgewicht unverändert blieb. Der Erstflug einer so umgerüsteten Maschine erfolgte am 15. August 1981. Die Zulassung wurde 1982 erteilt. Insgesamt wurden bis Ende 1986 110 Maschinen der DC-8-60er-Serie entsprechend modifiziert. Der Umbau reduzierte die Geräuschemission um 70 Prozent und die Triebwerke verbrauchten um 20 Prozent weniger Treibstoff.

Siehe auch

- Liste von Flugzeugtypen

Literatur

- Douglas DC-8 von Bernd Vetter, GeraNova Zeitschriftenverlag 2001 (ISBN 393278586X)
- Douglas Dc-8: 2 (Great Airliners Series, Vol 2) von Terry Waddington, World Transport 1996 (ISBN 0962673056)
- Boeing 707, Douglas DC-8 & Vickers VC10 (Legends of the Air) von Stewart Wilson, Australian Aviation 1998 (ISBN 1875671366)
- Early American Jetliners: Boeing 707, Douglas DC-8 & Convair 880 von Ugo Vincenzi, Motorbooks International 1999 (ISBN 0760307881)
- Douglas DC-8 - A Pictorial History von George W. Cearley, Eigenverlag 1992 (kein ISBN)

Weblinks

- [http://www.dc8.org Weblink Fanpage www.dc8.org]
- [http://www.boeing.com/commercial/dc-8/index.html Die DC-8 auf der Boeing-Website]
- [http://www.dc-8.de Die DC-8 in Deutschland] Kategorie:Ziviler Flugzeugtyp ja:DC-8

Luftbremse

Eine Luftbremse (Spoiler) ist eine in den Luftstrom ausfahrbare Klappe an einem Fahrzeug, die den Luftwiderstand erhöht und somit als Bremse dient. Diese Widerstandserhöhung kann durch Vergrößern der Stirnfläche oder durch Erhöhen des cw-Wertes erfolgen. Luftbremsen werden vor allem bei Flugzeugen eingesetzt, um die Geschwindigkeit im Sinkflug zu reduzieren oder die Rollstrecke bei der Landung zu verringern. Bei Militärflugzeugen dient die Luftbremse auch taktischen Manövern. In seltenen Fällen werden Luftbremsen auch an Landfahrzeugen eingebaut, zum Beispiel im Mercedes 300 SLR (dedizierte Luftbremse) und im Mercedes-Benz SLR McLaren (Heckspoiler als Luftbremse). Siehe auch: Bremsschirm, Flatterband Kategorie:Bremse Kategorie:Aerodynamik Kategorie:Luftfahrttechnik

Höchstgeschwindigkeit

Höchstgeschwindigkeit (v_max) hat verschiedene Aspekte
- die erlaubte Höchstgeschwindigkeit
- die bauartbedingte Höchstgeschwindigkeit
- die höchste in einem gewissen Zeitraum bzw. auf einer bestimmten Strecke gemessene oder erreichte Geschwindigkeit

Grumman F4F

Amerikanisches Trägerjagdflugzeug des 2. Weltkriegs. Der erste Eindecker von Grumman, ein faßförmiger Mitteldecker, war derjenige Jäger, der anfangs die Hauptlast des Kampfes im Pazifik trug. Selbst gegen die Mitsubishi A6M hatten gut ausgebildete Wildcat-Piloten eine Chance. Neben der Rolle als Jagdflugzeug beschützten Wildcats Geleitzüge, bekämpften U-Boote und leisteten Erdkampfunterstützung. Der Erstflug erfolgte am 2. September 1937. Neben der US Navy war die britische Royal Navy der Hauptnutzer. Dort hieß das Muster zuerst Martlet; im Januar 1944 wurde sie wieder in Wildcat umbenannt. Ab Januar 1943 an wurde die Wildcat in der Rolle als Jagdflugzeug auf den größeren Flugzeugträgern nach und nach von der Grumman F6F Hellcat abgelöst. Auch nachdem Grumman die Fertigungsstraßen auf die F6F umgestellt hatte, produzierte die Eastern Aircraft Division von General Motors die Wildcat weiterhin, zunächst in der Version F4F-4 unter der Bezeichnung FM-1 und später in der der XF4F-8 entsprechenden Version FM-2. Aufgrund ihrer Fähigkeit mit kurzen Flugdecks auszukommen, wurden die von Eastern Aircraft gebauten Wildcats noch bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges von den kleineren Begleit-Trägern aus vor allem als Jagdbomber und zur U-Boot-Bekämpfung eingesetzt.

Technische Daten

Siehe auch: Liste von Flugzeugtypen Kategorie:Militärischer Flugzeugtyp Kategorie:Flugzeuge des Zweiten Weltkrieges ja:F4Fワイルドキャット (戦闘機)

Profil (Flügel)

Als Profil im Allgemeinen bezeichnet man in der Strömungslehre die Form des Querschnitts eines Körpers. Durch die spezifische Form und die Umströmung durch eine Flüssigkeit oder ein Gas (Fluidum) entstehen an diesen Körpern angreifende Kräfte. Die Berechnung dieser Kräfte ist sehr komplex und basiert, stark vereinfacht, auf dem Gesetz von Bernoulli und der Reibung. Speziell geformte Profile werden für die Erzeugung von aerodynamischen oder hydrodynamischen Kräften, beispielsweise der Auftriebskraft an Flügeln von Vögeln und Flugzeugen, dem Schub an Schiffspropellern oder zur Bewegung von Windenergieanlagen, verwendet.

Tragflächenprofil

Ein Tragflächenprofil bezeichnet die Form des Querschnittes der Tragfläche eines Flugzeugs. Die Profilform lässt sich Anhand bestimmter geometrischer und aerodynamischer Eigenschaften in verschiedene Kategorien einteilen. Diese werden je nach Verwendungszwecks bei der Konstruktion von Flugzeugen eingesetzt:

Geometrische Kategorien:

- Symetrische Profile: Die Profile sind ihrer Längsache entlang spiegelsymetrisch.
- Halbsymetrische Profile: Die Profile sind ihrer Längsache ähnlich. Sie unterscheiden sich bei der Wölbung der Unter- und Oberseite.
- Keulen Profile: Die eine (i.d.R. obere) Seite ist konvex gewölbt, wo hingegen die andere (i.d.R. untere) Seite einen grösseren konkaven Bereich aufweist.
- S-Schlag Profile: Der hintere Teil des Profiles ist nach obengezogen, so dass die Profil-Skelettlinie am Profilaustritt leicht aufwärts gerichtet ist.

Aerodynamische Kategorien:

- Low-ReProfile: Geeignet für niedrige Geschwindigkeiten werden Sie vor allem bei langsamen Propellermaschinen und insbesondere an Modellflugzeugen eingesetzt.
- Laminar Profile: Diese Profile haben eine lange laminare Laufstrecke der Strömung und haben daher meist auch einen geringen Widerstand, sind jedoch auch empfindlicher auf Störungen in der Strömung. Sie finden hauptsächlich bei Segelflugzeugen und schnellen Motorflugzeugen Anwendung.
- Superkritische Profile: Verkehrsflugzeuge im schallnahen Geschwindigkeitsbereich.
- Überschall Profile: Hauptsächlich militärische Verwendung.

Profilpolare

Die Kräfte welche an einem Profil auftreten lassen sich in Auftrieb (A) und Widerstand (W) aufteilen. Das Drehmomoment um die Flügelachse wird als M bezeichnet. Diese Eigenschaften sowie der Anstellwinkel lassen sich in den Profilpolaren gegeneinander als Diagramm aufführen. Es ist aber üblich, statt mit diesen Kräften und Momenten mit den dimensionslosen Beiwerten Ca, Cw und Cm zu arbeitet. Das bedeutet, man bezieht die Kräfte auf den Staudruck q und die Flügelfläche S und kann so mit Werten rechnen, die unabhängig von Fluggeschwindigkeit und Größe des Flügels sind.

Cm_0

ist der Nullmomentenbeiwert, d.h. er stellt das Moment des Flügels bei Ca=0, also bei null Auftrieb dar. Cm wird mit zunehmendem Anstellwinkel üblicherweise größer.

Entwicklung von Profilen

Anstellwinkel Bei der Entwicklung von Profilen – beispielsweise für Flugzeuge – steht in der Regel die Maximierung des Verhältnisses von Auftrieb und Luftwiderstand im Vordergrund, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Andere Anforderungen sind „gutmütiges“ Verhalten bei hohen Anstellwinkeln (Abreißverhalten) oder Dynamik (verwertbare Spanne des Auftriebs).

Weitere Anwendungen

Das Funktionsprinzip der Profilform eines Flügels finden wir auch bei einem Rotorblatt, das antreibend Propeller, und angetrieben Repeller genannt wird.

Weblinks

- [http://www.aae.uiuc.edu/m-selig/ads.html/ UIUC Airfoil Data Site]
- [http://raphael.mit.edu/xfoil/ X-Foil] – Programm zur Berechnung der Eigenschaften von Unterschall-Profilen Kategorie:Strömungslehre Kategorie:Luftfahrt ja:翼型

Grenzschicht

Grenzschicht (englisch: "boundary layer"), Randschicht in einem Fluid, in der die Wand einen Einfluss ausübt. Man unterscheidet
- die hydrodynamische Grenzschicht eines strömenden Fluids, dessen Geschwindigkeit durch die Reibung an einer festen oder fluiden Grenzfläche beeinflusst wird,
- die thermische Grenzschicht eines Fluids, dessen Temperatur durch die einer festen oder flüssigen Grenzfläche beeinflusst wird, und
- die Konzentrationsgrenzschicht, in der die Konzentration eines festen, flüssigen oder gasförmigen Körpers in einer Lösung beeinflusst wird. Alle drei Grenzschichten können, müssen aber nicht gleichzeitig in einem fest-fluiden System vorkommen, dementsprechend unterscheiden sie sich sowohl geometrisch als auch in ihrem instationären Verhalten. Kategorie:Strömungslehre

Vorflügel

Vorflügel sind aerodynamische Klappen an der Vorderseite der Tragfläche eines Flugzeugs. Sie erhöhen den Auftrieb einer Tragfläche, indem das Profil mehr Wölbung erhält, und der maximale Anstellwinkel größer wird. Sie gehören zu den Auftriebshilfen. Das Flugzeug kann so bei gleichem Auftrieb deutlich langsamer fliegen, und z. B. auf einer kürzeren Landebahn landen oder starten. Man findet Vorflügel aus diesem Grund häufig an Flugzeugen mit STOL-Eigenschaften (Short Take Off and Landing). STOL Vorflügel werden meist in Kombination mit den an der Hinterkante des Tragflügels angebrachten Landeklappen verwendet. man unterscheidet:
- bewegliche Vorflügel (englisch: Slats), die ein- und ausgefahren werden
- feste Vorflügel (englisch: Slots), feste Spalte in der Vorderkante einer Tragfläche, die die gleichen Zweck haben, aber dauernd wirksam sind und dadurch die Höchstgeschwindigkeit des Flugzeuges herabsetzen

Siehe auch

- Krügerklappe Kategorie:Aerodynamik

Strömungsabriss

Als Strömungsabriss (englisch: stall) bezeichnet man in der Aerodynamik die Ablösung der Luftströmung von der Oberfläche eines angeströmten Gegenstandes. In der Praxis sind darunter Tragflächen, Steuerungsflächen, Propeller, Rotorblätter oder im Triebwerksbereich auch Verdichterschaufeln gemeint. Dabei kann es sich gleichermaßen um die Ablösung einer laminaren, als auch einer turbulenten Strömung handeln. Zwei Ursachen sind dafür verantwortlich: # Vergrößerung des Anstellwinkels bis zu dem Wert, bei dem keine Auftriebserhöhung mehr stattfindet, bei dem also der maximale Auftriebsbeiwert Ca max erreicht wird. # Erhöhung der Geschwindigkeit an einem Unterschallprofil in den schallnahen Bereich. Dies wird in der Fachsprache als Highspeed Stall bezeichnet. Die Folge ist eine Verringerung des Auftriebs (beim Propeller: des Vortriebs). Rotor Der Pilot eines Starrflüglers kann einen Strömungsabriss gezielt herbeiführen, um bestimmte Manöver durchzuführen (z. B. Landung, Sackflug, Trudeln, Luftkampfmanöver). Die Auswirkung eines Strömungsabrisses hängt von der Beschaffenheit des Profiles und der Tragflächenkonstruktion ab. Bei Nutz-und Verkehrsflugzeugen wird bei der Konstruktion auf eine gutmütige „Stall-Charakteristik“ geachtet, damit bei unbeabsichtigtem Eintreten in den Stall keine abrupten Auftriebsverluste auftreten. Obwohl das Auftreten eines Strömungsabrisses in erster Linie vom Anstellwinkel abhängt, kann man diesem Winkel in der Praxis eine Geschwindigkeit zuordnen. Je geringer die Geschwindigkeit eines Flugzeuges wird, desto mehr muss der Anstellwinkel erhöht werden, damit das Flugzeug ohne an Höhe zu verlieren geradeaus fliegt. Will man zudem noch ohne Höhenverlust eine Kurve fliegen, muss der Anstellwinkel zusätzlich erhöht werden. Die Geschwindigkeit, bei der es im Geradeausflug zum Strömungsabriss kommt, nennt man Stall Speed. Die Geschwindigkeit, bei der es bei einer Querneigung von 40° zum Strömungsabriss kommt, nennt man Maneuvering Speed. Beim Highspeed Stall kommt es durch die für den schallnahen Geschwindigkeitsbereich typische Ausbildung einer Schockwelle zum Strömungsabriss hinter der Schockwelle. Sofern nicht extrem viel Energie zugeführt wird (zum Beispiel durch einen Sturzflug) beendet sich dieser Zustand von selbst, da die Schockwelle enormen Widerstand erzeugt und sich dadurch die Geschwindigkeit wieder reduziert. Abfluggewicht, Schwerpunktlage und Lufttemperatur haben Wirkung auf die "stall speed". Eisansatz am Boden oder während des Fluges an der Flügelvorderkante (dieser Bereich ist ganz besonders für die Auftriebsentwicklung verantwortlich) kann zu unerwartetem Strömungsabriss führen, da sich die Profilform der betroffenen Trag-oder Steuerungsflächen ändert. Ein unbeabsichtigter Strömungsabriss in Bodennähe kann fatale Folgen haben. Bei Drehflüglern (Hubschraubern) kann der Strömungsabriss zu einem plötzlichen Auftriebsverlust am Haupt- oder Heckrotor führen. Der Strömungsabriss kommt immer dann zu Stande, wenn der Anstellwinkel der Rotorblätter zu groß gewählt ist, z. B. bei Überlastung der Maschine durch eine überschwere Last am Transporthaken oder durch falsche Flugtaktik im Gebirge. Nur geübte Piloten sind im Stande, solche Notfallsituationen zu meistern. Bei einigen Windenergieanlagen wird der Strömungsabriss zur Leistungsbegrenzung gezielt genutzt. Bei zu hoher Windgeschwindigkeit kann so ohne Verstellung der Rotorblätter (Pitchen) die Drehzahl des Rotors gesteuert werden. Kategorie:Aerodynamik ja:失速

Messerschmitt Bf 108

Die BFW M 37 (Bayerische Flugzeugwerke AG) wurde erstmals 1934 in Ganzmetallbauweise als Konkurrenz zu den Fieseler Fi 97 und Klemm Kl 36-Modellen für den Europarundflug gebaut und galt wegen des geringen Gewichts, ihrer automatischen Vorflügel, der Landeklappen und des einziehbaren Fahrgestells als revolutionäres Reiseflugzeug. Bewiesen hat Messerschmitt die Überlegenheit durch zahlreiche Erfolge und Auszeichnungen, unter anderem als im Jahr 1939 der bestehende Höhenweltrekord (7985 m) von einer Bf 108 C mit einem HM 508 C-Motor mit 9125 m weit überboten wurde. Die Aviatrix der 30er Jahre Elly Beinhorn gab der Bf 108 1935 nach einem Streckenrekord (Berlin-Konstantinopel und zurück an einem Tag) den Beinamen „Taifun“. Viele Exemplare des Musters fanden zunächst Verwendung als private Reisemaschinen, bis für die Luftwaffe ein Großauftrag erteilt wurde. Die Musterbezeichnung Bf 108, welche das Flugzeug entsprechend den RLM-Richtlinien (Reichsluftfahrtministerium) nach dem Europarundflug erhalten hatte, behielt es bis Kriegsende bei. Während des zweiten Weltkriegs wurden Bf 108 als militärische Verbindungsflugzeuge oder Umschulmaschinen für die Bf 109 verwendet.

Technische Daten

- Hersteller: Bayerische Flugzeugwerke Augsburg, ab 11. Juli 1938 Umbenennung in Messerschmitt Flugzeugbau GmbH, mit Verlegung der Fertigung der Bf 108 nach Regensburg, ab 1942 Bau durch die Societé Nationale de Constructions Aéronautiques du Nord (SNCAN) in Les Mureaux (Seine et Oise) im besetzten Frankreich. Dort nach dem Krieg weitergebaut als Nord 1000 (noch mit As 10 C), dann mit Motoren Renault 6 Q als Nord 1001 und 1002.
- Modell: Me (Bf) 108 Taifun
- Typ: Einmotoriger Kabineneindecker
- Gesamtproduktion: 885 Stück

Versionen

Bf 108 A

- Antrieb: Hirth HM 8 U mit Dreiblattpropeller
- Leistung: 184 kW/250 PS
- Vmax: 300 km/h
- Länge: 8,60 m
- Spannweite: 10,31 m
- Höhe: 2,02 m
- Reichweite: 700 km
- Gipfelhöhe: 4800 m
- Besatzung: 4
- Versuchsweiser Antrieb: Argus As 17 mit 162 kW/220 PS
- Der Bau wurde zugunsten der B-Reihe eingestellt

Bf 108 B

- Antrieb: luftgekühlter Achtzylinder-Motor Argus As 10 C mit Zweiblattstarr- oder Verstelluftschraube mit Holzblättern
- Startleistung: 177 kW/240 PS bei 2000 U/min
- Dauerleistung: 147 kW/200 PS bei 1800 U/Min
- Hubraum: 12,67 Liter
- Vmax: 300 km/h
- Gipfelhöhe : 5000 m
- Leergewicht: 880 kg
- Länge: 8,300 m
- Höhe: 2,200 m
- Spannweite: 10,620 m
- Luftschraubendurchmesser: 2,35 m
- Besatzung: 4

Bf 108 B trop

Bf 108 B mit Zusatzausrüstung für den Tropeneinsatz:
- Sandabscheider
- Zusatzkraft- und Schmierstoffanlage
- vergrößerter Schmierstoffkühler
- Sonnenschutzgardinen
- Verstelluftschraube Me - P 7
- Kabinen- und Generatorbelüftung
- Fahrwerksabdeckungen

Bf 108 C

Nur zwei Flugzeuge gebaut:
- Antrieb: luftgekühlter Achtzylinder-Motor Hirth HM 508 C,
- Leistung: 270 PS (200 kW)
- Damit stellte im Juli 1939 Hermann Illg, Chefpilot der Hirth-Motoren GmbH, einen neuen Höhenweltrekord der Klasse C, Kategorie 1, mit 9125 m auf.

Bf 108 D

Für die Luftwaffe modernisierte BF 108 B mit Modifikationen an:
- Rumpf
- Fahrwerk
- Leitwerk
- Triebwerk
- Ausrüstung
- Bordnetz

Weitere Versionen bei Nord

Bei SNCAN Frankreich wurden nach Kriegsende weitere 285 Exemplare der Bf 108, unter der Bezeichnung Nord 1000 „Pingouin“ (noch mit As 10 C), dann als Nord 1001 bzw. Nord 1002 (mit Renault 6 Q) gebaut. Außerdem wurde dort ab 1943 die weitere Entwicklung der Me 208 als Nachfolger der Bf 108 betrieben. Das daraus entstandene Flugzeug hieß dann Nord 1100 „Noralpha“ bzw. Nord 1101 „Ramier“.

Siehe auch

- Liste der Flugzeugtypen
- Flugzeuge des Zweiten Weltkrieges Kategorie:Ziviler Flugzeugtyp Kategorie:Militärischer Flugzeugtyp Kategorie:Flugzeuge des Zweiten Weltkrieges

Concorde

Die Concorde (von lat. concordia, Eintracht, Einigkeit) war ein von der französischen und britischen Luftfahrtindustrie auf Basis eines Regierungsabkommens vom 29. November 1962 gemeinsam entwickeltes Überschall-Verkehrsflugzeug, das maximal Mach 2,04 (2179 km/h) erreichte. Sie wurde nach 15-jähriger Entwicklungszeit 1976 in den Liniendienst gestellt. Eine Parallelentwicklung ist die sowjetische Tupolew Tu-144. Die Zelle wurde von Aérospatiale (heute EADS) und der British Aircraft Corporation (heute BAE SYSTEMS) entwickelt und gebaut, das Triebwerk "Olympus 593" von Rolls-Royce (Bristol-Siddley) und SNECMA. Die Flugzeit über den Atlantik betrug etwa 3 bis 3,5 Stunden, die Flughöhe lag bei 15 Kilometern nach dem Start und stieg danach sukzessive auf 18 km.

Geschichte

Die Concorde wurde in den sechziger Jahren entwickelt und weckte großes Interesse bei den Airlines dieser Zeit. Nicht zuletzt wegen einer erheblichen Anzahl von Bestellungen aller namhafter Airlines wurde die Entwicklung der Concorde von den beiden beteiligten Staaten Großbritannien und Frankreich freigegeben. Wichtige Termine:
- 2. März 1969: Erstflug des Prototyps 001 (in Toulouse)
- 1. Oktober 1969: Mach 1 wird erstmals überschritten.
- 4. November 1970: Mach 2 wird erreicht und 53 Minuten lang gehalten. Entgegen allen Erwartungen und maßgeblich durch die Ölkrise der frühen 70er Jahre verursacht erwiesen sich Überschallflugzeuge für die kommerzielle Luftfahrt aufgrund der exorbitant hohen Betriebskosten als uninteressant. Alle Bestellungen wurden storniert, lediglich Air France und British Airways mussten die Concorde abnehmen. Dort erzielte man auf den zuletzt ausschließlich geflogenen Routen Paris/London - New York vor der Katastrophe im Juli 2000 sogar deutliche Gewinne in diesem Luxussegment. Ende der 70er Jahre flog die Concorde in Zusammenarbeit mit British Airways auch auf den Strecken von zwei weiteren Fluggesellschaften, nämlich Singapore Airlines und Braniff International. Eine Maschine trug sogar auf ihrer Backbordseite die Bemalung von Singapore Airlines. 1979 wurde der Bau der Concorde nach 2 Prototypen, 2 Vorserienmodellen und 16 Serienflugzeugen eingestellt. Zu Beginn ihrer Einsatzzeit flog die Concorde auch nach Rio de Janeiro oder Singapur, letztendlich blieb aber nur der Linienbetrieb zwischen Paris bzw. London und New York übrig: Zum einen ist die Reichweite der Concorde mit rund 6000 Kilometern für längere Non-Stop-Flüge zu klein, zum anderen bekam die Maschine auf vielen Flughäfen keine Landegenehmigung, weil sie zu laut war. Im Charterbetrieb flog die Concorde (meist aus Prestigegründen) auch andere Flughäfen an.

Die Concorde in Deutschland

Am 22. April 1972 landete erstmals eine Concorde auf deutschen Boden. Anlässlich der Internationalen Luft- und Raumfahrtaustellung auf dem Flughafen Hannover präsentierte die British Aircraft Corporation dem Publikum den britischen Prototypen. Am 22. und 23. April war die Concorde dort sowohl am Boden wie auch bei mehreren Präsentationsflügen in der Luft zu sehen. In den frühen 1980ern begann British Airways, gefolgt von Air France, regelmäßig Charterflüge von Deutschland aus anzubieten. Ausgangspunkt waren anfangs die Flughäfen Hannover und Köln/Bonn, später auch Berlin-Tegel, Hamburg, Frankfurt, München und Münster/Osnabrück. Zusätzlich gab es bis in die späten 1990er regelmäßige Sonderflüge zu Großveranstaltungen wie der Hannover-Messe. Die erste Landung einer Concorde in der DDR fand 1986 auf dem Flughafen Leipzig/Halle anlässlich der Leipziger Messe statt. Am 18. März landete erstmals eine Concorde der Air France, zwei Tage später auch eine der British Airways. Wie bei innereuropäischen Präsentationsflügen der Concorde üblich, flogen die Maschinen einen Umweg über Nord- und Ostsee, um den Passagieren einen Überschallflug zu ermöglichen, da das Durchbrechen der Schallmauer über dem Festland nicht gestattet war. Der Besuch der Concorde hatte vorrangig diplomatische Gründe, wobei sowohl das Prestige der DDR wie auch der Concorde eine Rolle spielten. Die Concorde wurde in den folgenden Jahren ein regelmäßiger Gast der Leipziger Messe. Am 1. Mai 1998 war die Concorde anläßlich des 35. Jahrestages der Unterzeichnung der Elyseé-Verträge auf dem Stuttgarter Flughafen zu bewundern.

Das Ende der Concorde

Stuttgarter Flughafen Stuttgarter Flughafen] Stuttgarter Flughafen Das Ende der Concorde nahte mit dem Absturz vom 25. Juli 2000: Beim Start in Paris - Charles de Gaulle wurde ein Reifen einer Air-France-Concorde vermutlich von einem auf der Startbahn liegenden Metallteil zerfetzt, das vom Triebwerk einer kurz vorher gestarteten DC-10 der Continental Airlines abgefallen war. Hochgeschleuderte Gummiteile der explodierenden Fahrwerksreifen durchtrennten ein stromführendes Kabel des linken Hauptfahrwerkes, bevor sie mit unvorstellbarer Wucht auf die Unterseite der linken Tragfläche aufschlugen, die daraufhin leck schlug. Der dadurch auslaufende Treibstoff entzündete sich in der Folge an dem erwähnten Kabel und setzte die linke Tragfläche in Vollbrand. Rund eine Minute nach dem Start stürzte die Maschine auf ein Hotel bei Paris. Alle 109 Menschen an Bord und vier Bewohner des Hotels kamen ums Leben (siehe auch Katastrophen der Luftfahrt). Möglicherweise soll der Reifenschaden auch von einer Überhitzung herrühren, die durch eine Spurabweichung der Räder im linken Fahrwerk entstand. Bei einer vorherigen Wartung des Fahrwerks war ein Bauteil (spacer), das die Räder im gleichen Abstand halten sollte, vergessen worden. Damit könnte der Flugkapitän zu einem zu frühen Abheben gezwungen gewesen sein, da er sonst von der Startbahn abgekommen wäre. Air France stellte daraufhin den Flugbetrieb der Concorde ein, die britische Flugaufsicht entzog der Concorde die Flugtauglichkeitsbescheinigung, die sie erst nach zahlreichen Konstruktionsänderungen wieder erlangte. Insbesondere entwickelten die Briten eine Verstärkung der Tanks aus eingelegten Matten, bestehend aus Kevlar, während der französische Hersteller Michelin einen stabileren Reifen entwarf, der nun auch beim Airbus A380 zum Einsatz kommen soll. Durch die Veränderungen, die rund 100 Millionen Euro gekostet haben sollen, wurde die Concorde schwerer, was ihren ohnehin unwirtschaftlichen Einsatz noch teurer werden ließ. Am 7. November 2001 wurde der Linienbetrieb zwischen Paris bzw. London und New York wieder aufgenommen. Aufgrund ausbleibender Passagiere und neuer Sicherheitsmängel erklärten Air France und British Airways jedoch am 10. April 2003, dass der Linienflugbetrieb mit der Concorde im Laufe des Jahres 2003 eingestellt wird, wobei auch nicht zu vernachlässigen ist, dass der Ersatzteilehersteller EADS die Preise für die Ersatzteile den tatsächlichen Kosten anpassen wollte. Der letzte Flug einer Air-France-Concorde fand am 24. Juni 2003 statt, British Airways beendete die Concorde-Flüge am 24. Oktober 2003. Der allerletzte Concorde-Flug, mit der Maschine der Kennung G-BOAF, fand am 26. November 2003 unter Leitung von Chefpilot Mike Bannister statt: von London-Heathrow ins Museum nach Filton.

Rekorde

Vom 15. bis 17. August 1995 gelang einer Concorde mit 31 Stunden, 27 Minuten und 49 Sekunden der schnellste Flug um die Welt. Gemessen wurde hierbei die gesamte Zeit, die vom Start in Paris bis zur Landung auf dem Ausgangsflughafen vergangen war, inklusive sämtlicher Zwischenstopps. Am 7. Februar 1996 legte eine Concorde der British Airways die Strecke New York - London in 2 Stunden, 52 Minuten und 59 Sekunden zurück. Dies ist bis heute Rekord für die schnellste Atlantiküberquerung in der zivilen Luftfahrtgeschichte. Am 11. August 1999 flogen zwei British-Airways- und eine Air-France-Concorde während der totalen Sonnenfinsternis mit zweifacher Schallgeschwindigkeit mit dem Mondschatten über den Nordatlantik. So konnten die rund 300 Passagiere eine 3 bis 4 Mal längere totale Sonnenfinsternis sehen als die Betrachter am Boden. Ein ähnliches Unternehmen gab es zuvor bereits während einer Sonnenfinsternis 1973.

Bedeutung für die Luftfahrt

Die Entwicklung der Concorde wurde ausschliesslich durch hohe Subventionen ermöglicht. Im laufenden Betrieb flog die Concorde nur teilweise Gewinne ein. Neben den Rekordleistungen die durch Überschallflüge erzielt wurden ist vor allen der Fortschritt, der in der Luftfahrttechnologie durch die Entwicklung der Concorde und auch der TU-144 erzielt wurde, so bedeutend, dass bis heute alle Flugzeughersteller hiervon profitieren.

Technische Daten

- Reisegeschwindigkeit: 2160 km/h
- Flughöhe: bis zu 18.000 m
- Reichweite bei maximaler Beladung: 6667 km
- Maximales Startgewicht: 185.000 kg
- Spannweite: 25,50 m
- Länge: 62,10 m
- Sitzplätze (British Airways): 100
- Tankvolumen: 119.500 Liter
- Kraftstoffverbrauch: 25.600 Liter/h

Erhaltene Concordes

Air France
- F-WTSS (Prototyp) - Musée de l'Air et de l'Espace Le Bourget (Frankreich)
- F-BVFA - Smithsonian Air and Space Museum Dulles Airport Washington DC (USA)
- F-BVFB - Auto- und Technikmuseum Sinsheim (Deutschland)
- F-BVFC - Airbus Headquarters Toulouse (Frankreich)
- F-BTSD - Musée de l'Air et de l'Espace Le Bourget (Frankreich)
- F-BVFF - Flughafen Charles de Gaulle Paris (Frankreich)
- F-WTSA - Flughafen Paris-Orly (Frankreich)
- F-WTSB - Aerospatiale Headquarters Toulouse (Frankreich) British Airways
- G-BSST (Prototyp) - Royal Naval Air Station Yeovilton (England)
- G-AXDN - Imperial War Museum Duxford (England)
- G-BBDG - Brookland Museum (England)
- G-BOAA - Museum of Flight Edinburgh (Schottland)
- G-BOAB - Flughafen London-Heathrow (England)
- G-BOAC - Manchester Airport (England)
- G-BOAD - USS Intrepid Air and Space Museum, New York (USA)
- G-BOAE - Flughafen Grantley Adams (Barbados)
- G-BOAF - British Aerospace Headquarters Filton (England)
- G-BOAG - Museum of Flight Seattle (USA)

Siehe auch

- Liste von Flugzeugtypen
- Überschallflug

Weblinks

- [http://www.concorde-jet.com/ Concorde Supersonic Jet] (engl.)
- [http://www.concordesst.com/ Concorde SST] (engl., frz.)
- [http://www.zeit.de/archiv/1968/11/Zt19680308_033_0076_Wt Die Zeit, 1968 "Acht-Milliarden-Pleite"]
- [http://www.britishairways.com/concorde/index.html BA Celebrating Concorde] (engl.)
- [http://www.technik-museum.de/ Auto & Technikmuseum Sinsheim]
- [http://www.airmail-concorde.de/ Briefmarkensammlung zum Thema Concorde] (deutsch/engl.) Kategorie:Ziviler Flugzeugtyp ja:コンコルド

Tragfläche

Die Tragfläche ist das Bauteil eines Flugzeugs, das den Auftrieb erzeugt.

Funktionsprinzip

Form

Anordnung

Antrieb

Weitere Funktionen

Siehe auch

- Holm (Flügel)
- Flügelwurzel

Weblinks

Auftrieb

Statischer Auftrieb

Formel

F = \rho \cdot V \cdot g

. Dabei ist

V

das verdrängte Volumen,

\rho

ist die Dichte, also ist

\rho \cdot V

die verdrängte Masse, und

\rho \cdot V \cdot g

ihre Gewichtskraft. Das Archimedische Prinzip ist also erfüllt. Gleichwohl ist die 'verdrängte Masse'

m= \rho \cdot V

kein tatsächlicher Körper, sondern eine durch den verdrängenden Körper geprägte Verformung (V) der Flüssigkeit (relativ zu ihrem Oberflächen-spiegel), welcher eine virtuelle Dichte

\rho

zugemessen wird. Der Effekt ist also auch dann zu beobachten, wenn die vorhandene Flüssigkeit ein geringeres Volumen besitzt als der eingetauchte Teil des Schwimmkörpers.

Beispiele für statischen Auftrieb

Dynamischer Auftrieb

F_W = \frac \cdot \rho \cdot c_W \cdot A \cdot v^2.

:c_W = Widerstandsbeiwert (siehe auch: CW-Wert) :A = Fläche senkrecht zum Widerstandskraft(Querschnittfläche/Projektionsfläche) :

\rho

F_A = \frac \cdot \rho \cdot c_A \cdot A \cdot v^2.

:c_A = Auftriebsbeiwert :A = Fläche, auf der der Auftrieb wirkt/Tragfläche :

\rho

Abtrieb

Siehe auch

- Ballast
- Formschwerpunkt
- Auftriebsausgleich bei Luftschiffen
- Gesetz von Bernoulli das die Relation zwischen Druck und Geschwindigkeit darstellt.

Weblinks

Flugzeug

Ein Flugzeug ist ein Luftfahrzeug, das schwerer als Luft ist und das aerodynamischen Auftrieb nutzt. Im Gegensatz zu den Luftfahrzeugen wie Ballonen oder Luftschiffen, die den statischen Auftrieb nutzen, entsteht der Auftrieb bei Flugzeugen entweder erst beim Umströmen des Tragorgans (dynamischer Auftrieb) oder durch Rückstoß. Starrflügelflugzeuge besitzen als Tragorgane Tragflächen im weitesten Sinn, Drehflügelflugzeuge besitzen als Tragorgan einen oder mehrere Rotoren und Schwingenflugzeuge besitzen als Tragorgane Schwingen. Bei Senkrechtstartern beruht der Auftrieb in der Schwebe- und Übergangs- oder Transitionsphase auf dem Reaktivantrieb (Rückstoß).

Grundlegende Bauweisen

Das Prinzip des aerodynamischen Flugs wird durch unterschiedliche Bauweisen verwirklicht:

Starrflügelflugzeuge

Senkrechtstarter Bei Starrflügelflugzeugen wird die Luftströmung über den Tragflächen durch die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs hervorgerufen. Das heißt allerdings nicht, dass die Flügel ausnahmslos unbeweglich sein müssen. Es gibt Flugzeuge mit Schwenkflügeln (variabler Pfeilung), die der Fluggeschwindigkeit angepasst werden kann, wie beispielsweise das Kampfflugzeug Tornado. Auch sie gehören zu dieser Kategorie. Im weiteren Sinn gehören zu den Flugzeugen, die nach dem Starrflügelprinzig fliegen auch Motorschirme und Gleitschirme sowie deren Vorgänger mit festem Gestell, die Hängegleiter. Die Gleitschirme selbst, im Volksmund ihrer Form wegen "Matratzen" genannt sind eigentlich nichts anderes als vom Fahrtwind aufgeblasene Tragflügel. Nicht lenkbare Fallschirme, insbesondere Bremsfallschirme und Fallbremsen (engl. fall retarder) gehören nicht zu den Flugzeugen. Bodeneffektfahrzeuge komprimieren Luft unter einer Tragfläche und sind damit nichts anderes als extrem tief fliegende Starrflügelflugzeuge. Bild:GENERAL DYNAMICS EF-111A RAVEN.png|Flugzeug mit variabler Pfeilung Bild:Motorschirm.jpg|Motorschirm Bild:Aufgebauter Hängegleiter in Scuol.JPG|Hängegleiter Bild:Ekranoplan A-90 Orljonok.png|Bodeneffektfahrzeug

Drehflügelflugzeuge

Bodeneffektfahrzeuge Bei Drehflügelflugzeugen werden die Tragflächen in Form eines horizontalen Rotors gebaut. Die Luftströmung über den Rotorblättern wird hauptsächlich durch die Drehbewegung des Rotors oder der Rotoren erzeugt.

Hubschrauber

Hubschrauber besitzen einen oder mehrere angetriebene (nahezu) waagrechte Rotoren. Der Auftrieb und der Vortrieb werden durch entsprechende Steuerung der Rotoren verwirklicht. Die Steuerung für den Auftrieb ist die kollektive Rotorblattverstellung, die Steuerung für den Vortrieb (oder auch für den seitlichen oder den Rückwärtsflug) die zyklische Rotorblattverstellung.

Tragschrauber

Beim Tragschrauber, auch "Autogiro" genannt sorgt ein nicht durch ein Triebwerk, sondern durch den Fahrtwind in Autorotation angetriebener Rotor für den Auftrieb. Für den Vortrieb muss ein Zug- oder Schubtriebwerk sorgen. Der Rotor ersetzt den starren Tragflügel des Tragflügelflugzeugs.

Flugschrauber

Flugschrauber erzeugen den Auftrieb über einen durch ein Triebwerk angetrieben Rotor und den Vortrieb über Schub- oder Zugtriebwerke. Da der Rotor nur noch durch den Auftrieb belastet wird, können Flugschrauber etwas höhere Geschwindigkeiten als Hubschrauber erreichen. Bild:Flama.jpg|Hubschrauber Bild:Aurogyro-ELA-07-Casarrubios-Spain.jpg|Tragschrauber Image:Ah-56.jpg|(Kombinations)-Flugschrauber

Hybride aus Dreh- und Starrflügelflugzeug

Flugschrauber]

Verbundhubschrauber

Verbundhubschrauber sind eine Kombination aus Hubschrauber und Starrflügelflugzeug. Sie besitzen einen oder mehrere Rotoren und feste Tragflügel meist in Form von Stummelflügeln die beim Reiseflug einen Teil des Auftriebs übernehmen.

Kombinationsflugschrauber

Kombinationsflugschrauber, auch "Compounds" genannt sind eine Kombination aus Flugschrauber und Starrflügelflugzeug. Beim Senkrechtstart übernimmt der Rotor den Auftrieb, beim Reiseflug übernehmen Schub- oder Zugtriebwerke den Vortrieb, Starrflügel und Rotor(en) den Auftrieb. Der Rotor kann beim Reiseflug auf niedrigen Widerstand eingestellt und vom Triebwerk abgekuppelt werden. Alternativ ist aber auch der Antrieb des Rotors bei Start und Landung durch Blattsp