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NACA-Haube

NACA-Haube

Bei der NACA-Haube handelt es sich um eine Motorverkleidung für Sternmotoren an Flugzeugen. Die Haube sorgt dafür, dass vorne in Motormitte die Kühlluft eingeblasen wird und von dort über die heißesten Teile, also Zylinder und insbesondere Zylinderkopf des Sternmotors geleitet wird. Die NACA Haube verhindert die turbulente Strömung hinter den freistehenden Zylindern eines Sternmotors und verringert den Luftwiderstand des Sternmotors um bis zu 60%. Die Luftausströmklappen am hinteren Ende der Haube können der jeweiligen Motorbelastung angepasst werden. Die NACA-Haube wurde von einem Entwicklungsteam um Fred Weick bei der NACA 1928 in einem der ersten Groß-Windkanäle entwickelt. Das Versuchsflugzeug, ein Curtiss Hawk AT-5A Doppeldecker mit einem Wright Whirlwind J-5 Sternmotor, erreichte mit der Haube 220 km/h statt 190 km/h, ohne dass sonst etwas am Flugzeug verändert wurde. Die Ergebnisse führten dazu, dass praktisch alle Modelle, die einen Sternmotor verwendeten, ab 1932 mit einer entsprechenden Haube ausgerüstet wurden. Radikalere Auslegungen führten dazu, dass die Verkleidungen Netto-Schub in bestimmten Höhen und ab bestimmten Geschwindigkeiten lieferten. Kategorie:Luftfahrttechnik

Sternmotor

Der Sternmotor ist eine Bauform des Verbrennungsmotors, bei der die Zylinder und Kolben sternförmig angeordnet sind. Der Ventilantrieb erfolgt im einfachsten Fall durch einen untersetzten Nockenring. Es sind jedoch auch Konstruktionen mit einer Nockenwelle pro Zylinder möglich. Im Zweiten Weltkrieg kamen auf britischer Seite auch große Stückzahlen von Schiebermotoren zum Einsatz. Sternmotoren nutzte man insbesondere zum Einbau in Flugzeuge. Vereinzelt wurden aber auch Boote und Landfahrzeuge damit ausgerüstet. Zu größerer Bekanntheit kam hier das Motorrad Megola, das über einen 5-Zylinder-Sternmotor als Umlaufmotor im Vorderrad verfügte. Der amerikanische Sherman-Panzer, eines der bekanntesten Panzermodelle des Zweiten Weltkriegs, wurde in der M4A1-Variante von einem Whirlwind-Sternmotor angetrieben, der auch in Flugzeuge eingebaut wurde. Prototypen des Volkswagens wurden ebenfalls mit einem 5-Zylinder Sternmotor projektiert. Die Fregatten der Parchim-Klasse in der Volksmarine der DDR verfügten über wassergekühlte 56-Zylinder-8-fach-Sternmotoren aus russischer Produktion. Beim Sternmotor sind alle Zylinder einer Zylinderreihe in einer Ebene angeordnet. Die Kraft der Kolben wird über Nebenpleuel auf ein Mutterpleuel und von dort auf einen Kurbelzapfen pro Zylinderreihe übertragen. Die Zylinderzahl ist aufgrund der durchgängigen Zündfolge ungerade. Nur selten, insbesondere bei 2-Takt-Sternmotoren, kam eine gerade Zylinderzahl vor; so wurde 1940 von Adolf Schnürle ein 8-Zylinder-2-Takt-Diesel-Sternmotor konstruiert und auch gebaut. Zwei oder mehr Ebenen von Zylindern werden bei luftgekühlten Motoren versetzt angeordnet. Vorteile dieser Anordnung sind die gleichmäßige Kühlung aller Zylinder und ein runder Lauf. Aufgrund der vorherrschenden Luftkühlung erwies sich der Sternmotor gegenüber dem wassergekühlten Reihen- oder V-Motor als unempfindlicher gegen Überhitzung. Meist wird dabei nur ein einzelner Zylinder in Mitleidenschaft gezogen, wohingegen bei Reihen- oder V-Motoren oft alle Zylinder beschädigt werden können. Ein Nachteil ergibt sich beim Einsatz von Turboladern, deren komprimierte Luft aufwändig auf alle Zylinder verteilt werden muss. Dies gestaltet sich bei Reihen- oder V-Motoren einfacher, hier können eine oder zwei Leitungen sämtliche Zylinder versorgen. Ferner bewirkt die Sternanordnung eine große Stirnfläche. Dies war für langsam fliegende Maschinen zunächst ohne Bedeutung, stellte mit zunehmender Geschwindigkeit jedoch vor allem für Kampfflugzeuge ein Hindernis dar. Das Problem wurde mit Entwicklung der NACA-Haube gelöst. Eine spezielle Form des Sternmotors ist der Umlaufmotor. Hier ist die Kurbelwelle fixiert, während die Zylinder sich mit dem daran befestigten Propeller (oder z.B. dem Vorderrad der Megola) drehen. Dies führt zwar zu einer einfachen und effektiven Kühlung der einzelnen Zylinder, die großen, sich drehenden Massen und das dadurch entstehende Kreiselmoment wirken sich jedoch negativ auf das Flugverhalten aus. Stern- und Umlaufmotoren wurden erstmals Anfang des 20. Jahrhunderts eingesetzt. Der Sternmotor war seit den 1930er Jahren etwas beliebter als der Reihenmotor, aber auch danach fanden beide Varianten Anwendung. Viele Luftstreitkräfte setzten auf Sternmotoren, da sie sich als sehr zuverlässig erwiesen (wichtig für Flüge über Wasser), einfacher warten ließen (wichtig für Flugzeugträger) und durch die fehlende Wasserkühlung unempfindlicher gegen Beschuss waren. Mitte der 30er Jahre entstand eine neue Generation stromlinienförmiger Hochgeschwindigkeits-Flugzeuge mit starken Reihenmotoren wie zum Beispiel dem Rolls Royce Merlin oder dem Daimler-Benz DB 601. Dies belebte die Debatte um die Vorzüge von Stern- und Reihenmotoren neu. Allerdings zeigte die Focke-Wulf Fw 190, dass ein Kampfflugzeug mit Sternmotor durchaus mit den von einem V-Motor betriebenen Modellen mithalten konnte. Die Entwicklung leistungsfähiger amerikanischer Langstreckenbomber im Zweiten Weltkrieg, die durchweg mit Sternmotoren ausgerüstet waren, ließ nach Kriegsende diesen Motortyp auch in der Zivilluftfahrt vorherrschend werden. Die Entwicklung gipfelte in den Turbo-Compound-Motoren, wie sie auch in der Lockheed Super Constellation eingesetzt wurden. Hier wird die Abgasenergie nicht nur zur Erzeugung von Ladedruck benutzt, sondern treibt eine oder mehrere Abgasturbinen an, die auf die Antriebswelle gekoppelt sind. Ein bekannter Typ ist hier der Curtiss-Wright R-3350 Turbo Compound, ein luftgekühlter 18-Zylinder-Doppelsternmotor mit über 2500 KW Leistung. Der englische Napier Nomad-Motor wurde nicht in Serie gebaut. Der wohl bekannteste Einsatz eines Sternmotors war die Atlantiküberquerung von Charles Lindbergh mit der Spirit of St. Louis.

Siehe auch


- Reihenmotor
- V-Motor
- VR-Motor
- Boxermotor
- H-Motor
- W-Motor
- Wankelmotor
- Umlaufmotor

Weblinks


- [http://www.5bears.com/curproj.htm Bau eines Sternmotors (engl.)]
- [http://www.aviation-history.com/engines/radial.htm Inside The Radial Engine (engl.)] Kategorie:Verbrennungsmotor Kategorie:Triebwerkstyp nb:Stjernemotor

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 Blattspitzenantriebe möglich (Beispiel: Fairey Rotodyne). Durch die Entlastung des Rotors lassen sich höhere Geschwindigkeiten als beim Hubschrauber erreichen.

Wandelflugzeug

Wandelflugzeuge, auch Verwandlungsflugzeuge oder auch Verwandlungshubschrauber genannt besitzen während des Senkrechtstarts die Konfiguration eines Hubschraubers. Beim Übergang zum Reiseflug werden sie zum Starrflügelflugzeug um konfiguriert, zum Beispiel durch Kippen des Rotors und Benutzung desselben als Zugtriebwerk (diese Konfiguration nennt sich Kipprotor oder Tiltrotor; Beispiel: Bell-Boeing V-22). Zu den Wandelflugzeugen gehören auch Kippflügel-, Schwenkrotor-, Einziehrotor- und Stopprotorflugzeuge. Wandelflugzeuge kombinieren die Vorteile eines Drehflügelflugzeugs mit denen eines Starrflügelflugzeugs. Die meisten nicht durch Strahltriebwerke angetriebenen Senkrechtstarter (VTOL-Flugzeuge) gehören zu den Wandelflugzeugen. Image:Mil Mi-6 HOOK.png|Verbundhubschrauber Mil Mi-6 Bild:Fairey Rotodyne Model.jpg|Kombinationsflugschrauber Image:X-18 tilting its wing bw.jpg|Wandelflugzeug (Kippflügelflugzeug)

Schwingenflugzeuge (Ornithopter)

Bei Schwingenflugzeugen bewegen sich die Tragflächen wie Vogelflügel auf und ab, sie werden deshalb von manchen Autoren auch als Flatterflügel bezeichnet und erzeugen gleichzeitig Auftrieb sowie Vortrieb. Besonders in der Frühzeit der Luftfahrt wurde versucht, Schwingenflugzeuge zu bauen, aber außer in kleinen Modellen ist dies bis heute noch nicht gelungen, beziehungsweise nicht wirtschaftlich.

Rotorflugzeuge

Luftfahrt Ein Rotorflugzeug besitzt als Tragorgane Flettner-Rotoren, die den Magnus-Effekt nutzen. Momentan haben Rotorflugzeuge keinerlei praktische Bedeutung. Rotorflugzeuge dürfen nicht mit Drehflügelflugzeugen verwechselt werden.

Grenzfall: Luftkissenfahrzeug

Die Grenze zwischen Flugzeug und Landfahrzeug bzw. Schiff ist beim Vollhovercraft erreicht. Das Luftkissenfahrzeug kann als Senkrechtstarter betrachtet werden, der sich nur um die Dicke des Luftkissens vom Boden erheben kann. Anders als das Bodeneffektfahrzeug (Ekranoplan) kann es aber keine Hindernisse überspringen. Ein Hybrid zwischen Luftkissenfahrzeug und Bodeneffektfahrzeug ist das amerikanische Hoverwing (das deutsche Modell gleichen Namens ist ein reines Bodeneffektfahrzeug). Dieses lässt sich wiederum den Starrflügelflugzeugen zuordnen.

Abgrenzung zur Rakete

Anders als das Flugzeug fliegt die Rakete ballistisch, auch wenn sie aerodynamische Steuerflächen haben kann. Diese dienen aber nicht dem Auftrieb. Ein Sonderfall ist der Raumgleiter, der meist im ballistischen Flug startet und im aerodynamischen Flug landet. Er kann als Flugzeug angesehen werden.

Aufbau

Traditionell wird ein Flugzeug in Flugwerk, dem Triebwerk und der Betriebsausrüstung eingeteilt.

Das Flugwerk

Raumgleiter]] Das Flugwerk besteht aus aus dem Tragwerk, dem Rumpf oder der Zelle, dem Leitwerk, dem Steuerwerk, dem Fahrwerk bei Landflugzeugen bzw. dem Schwimmwerk bei Wasserflugzeugen. Bei Senkrechtstartern kann statt dem Fahrwerk oder dem Schwimmwerk ein Kufenlandegestell vorhanden sein.

Tragwerk

Das Tragwerk besteht bei Starrflügelflugzeugen aus Flügel, Vorflügel und Landeklappen, bei Drehflügelflugzeugen aus dem Rotor oder den Rotoren.

Leitwerk

Das Leitwerk besteht bei Starrflügelflugzeugen aus dem Höhenleitwerk mit den Höhenrudern und den Trimmrudern für die Höhenruder, dem Seitenleitwerk mit dem Seitenruder und dem Trimmruder für das Seitenruder und den Querrudern. Bei bestimmten Drehflügelflugzeugen können sich an den Rotorblättern kleine Ruder befinden. Auch einen Heckrotor, ein Fenestron oder eine Steuerdüse am Heckausleger kann als zum Leitwerk gehörend betrachtet werden.

Steuerwerk

Das Steuerwerk oder die Steuerung besteht beim Starrflügelflugzeug aus dem Steuerknüppel oder der Steuersäule mit Steuerhorn oder Handrad, den Seitensteuerpedalen, Gestänge, Seilzügen oder Steuerhydraulik. Die Steuersäule wird bei einigen modernen Flugzeugen durch den Sidestick ersetzt (Fly-by-Wire). Beim Hubschrauber gilt entsprechendes, dieser besitzt allerdings statt dem Steuerknüppel oder der Steuersäule einen Blattverstellhebel für die kollektive Rotorblattverstellung und einen Steuerknüppel für die zyklische Rotorblattverstellung.

Der Antrieb (traditionelle Bezeichnung: Triebwerk)

Fly-by-Wire]] Das Triebwerk eines Flugzeuges umfasst einen oder mehrere Motoren mit Zubehör: den Kolbenmotor, die Gasturbine, das Staustrahltriebwerk oder das Raketentriebwerk, den Propeller, die Gebläsestufe eines Mantelstromtriebwerkes, will man diese als Ableitung des Propellers ansehen oder der Propfan mit oder ohne Mantel als Nachfolger des Propellers, die Kraftstofftanks, die Schmieranlage, die Motorkühlung, Triebwerksträger und Triebwerksverkleidung. Weiteres zu den Antriebsarten siehe Abschnitt Auftrieb und Vortrieb.

Die Betriebsausrüstung

Mantelstromtriebwerk Die Betriebsausrüstung eines Flugzeuges umfasst alle bordseitigen Komponenten eines Flugzeuges, die nicht zu Flugwerk und Triebwerk gehören und die zur sicheren Durchführung eines Fluges erforderlich sind. Sie besteht aus den Komponenten zur Überwachung von Fluglage und Flugzustand und dem Zustand der Triebwerke, zur Navigation, zur Kommunikation, Versorgungssysteme, Warnsysteme, Sicherheitsausrüstung und gegebenenfalls Sonderausrüstung. Der elektronische Teil der Betriebsausrüstung wird auch Avionik genannt. Viele Fachautoren zählen inzwischen das Steuerwerk oder die Steuerung nicht mehr zum Flugwerk, sondern zur Betriebsausrüstung, da bei modernen Flugzeugen die Steuerung von den Sensoren der Betriebsausrüstung und von Bordrechnern wesentlich beeinflusst wird.

Grundlagen: Auftrieb und Vortrieb

Auftrieb

Der Auftrieb wird beim Starrflügelflugzeug und wenn man die Rotoren eines Drehflügelflugzeuges als rotierende Tragflächen betrachtet auf der einen Seite durch die Form des Flügelprofils aber auch durch den Winkel zwischen der anströmenden Luft und der Flügelebene, besser Profilsehne, dem sogenannten Anstellwinkel, (englisch: angle of attack) bestimmt. Durch diesen Winkel wird die Luft nach unten abgelenkt und das Flugzeug nach oben. Avionik Im Horizontalflug mit konstanter Geschwindigkeit ist die Auftriebskraft gleich der Schwerkraft (Gleichgewicht), im Steigflug hingegen überwiegt die Auftriebskraft. Zusätzlich entsteht durch die Reibung der Luft an der Flugzeugaußenhaut ein Widerstand, der durch den Antrieb überwunden werden muss. Bei Starrflügelflugzeugen werden die Tragflügelprofile in der Regel so ausgelegt, dass der Widerstand möglichst klein, aber der Auftrieb möglichst groß ist. Auch der Rumpf leistet einen kleinen Beitrag zum Auftrieb. Bei den Lifting Body genannten Flugzeugen ist der Rumpf aerodynamisch so geformt, dass er den Hauptanteil des Auftriebs übernimmt. Die Steigrate bzw. Sinkrate bekommt der Flugzeugführer über das Variometer angezeigt, die Höhe in Bezug auf die Meereshöhe über den barometrischen Höhenmesser, die Höhe über Grund bei größeren Flugzeugen über den Radarhöhenmesser.

Zusammenhang zwischen Auftrieb, Vortrieb und Luftwiderstand

Um sich vorwärts zu bewegen, muss das Flugzeug mittels des Antriebs Vortrieb erzeugen, um den Widerstand, der die freie Vorwärtsbewegung hemmt, zu überwinden. Der Luftwiderstand eines Flugzeuges ist zum einen vom Formwiderstand, bedingt durch die Reibung der Luft am Körper des Flugzeuges und zum anderen vom Auftrieb abhängig. Der vom Auftrieb abhängige "induzierte" Teil des Luftwiderstands wird in einigen Quellen induzierter Widerstand genannt: Der Höhengewinn eines Flugzeugs ist nur durch Arbeit zu erreichen, die sich in einem zusätzlichen Widerstand gegen den Vortrieb auswirkt. Vereinfacht betrachtet (gültig außerhalb von Grenzbereichen bei Starrflügelflugzeugen) verändert sich der Auftrieb linear mit dem Anstellwinkel der Tragfläche, der Widerstand jedoch nahezu quadratisch. Maßgeblich für die aerodynamische Qualität eines Flugzeugs ist weniger ein günstiger Widerstandsbeiwert (cW-Wert) wie beim Kraftfahrzeug, sondern das Verhältnis von Widerstand zu Auftrieb, die Gleitzahl. Den Zusammenhang zwischen Widerstand und Auftrieb eines bestimmten Flugzeugs und damit dessen aerodynamische Charakteristik nennt man die Flugzeugpolare, dargestellt im Polardiagramm nach Otto Lilienthal.

Fluggeschwindigkeit und Flugenveloppe

Spricht man über die Fluggeschwindigkeit eines Flugzeuges, so muss man mindestens zwei Werte unterscheiden. Der Flugzeugführer bekommt über seinen Fahrtmesser die Geschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft angezeigt. Diese wird aus aus dem statischen Druck und dem dem Gesamtdruck aus statischem und dynamischem Druck am Staurohr des Fahrtmessers ermittelt. Diese angezeigte Geschwindigkeit (indicated air speed, abgekürzt IAS) ist jedoch von der Kompressibilität der Luft in der Flughöhe abhängig und nicht gleich der wahren Fluggeschwindigkeit (true air speed, abgekürzt TAS). Der mögliche Geschwindigkeitsbereich (TAS) eines Flugzeugs in Abhängigkeit von der Flughöhe wird durch die Flugenveloppe dargestellt. Die Maximalgeschwindigkeit des Flugzeugs ist spätestens beim Flug an dessen mechanischen Festigkeitsgrenzen erreicht und zusätzlich bei Flugzeugen, die bedingt durch die hohe Leistung ihres Antriebs den Bereich der Schallgeschwindigkeit erreichen können, die aber nicht für Überschallflüge konstruiert sind in einem gewissen Abstand zur Schallgeschwindigkeit. Wie schnell ein Flugzeug bezogen auf die Schallgeschwindigkeit fliegt, wird durch die Mach-Zahl dargestellt, wobei die Mach-Zahl 1 die Schallgeschwindigkeit ist. Moderne Verkehrsflugzeuge mit Strahltriebwerk erreichen Geschwindigkeiten (IAS) von Mach 0,8 bis 0,85. Die Minimalgeschwindigkeit wird benötigt, damit die Tragfläche ausreichend Auftrieb erzeugt. Diese Minimale Geschwindigkeit nennt man Überziehgeschwindigkeit. Unter der Überziehgeschwindigkeit erfolgt ein Strömungsabriss (englisch: stall). Die Überziehgeschwindigkeit ändert sich, je nachdem, ob die Hochauftriebshilfen aus- oder eingefahren sind. Beim Drehflügelflugzeug kommen bezüglich der maximalen Fluggeschwindigkeit noch andere Gesichtspunkte hinzu: Die Blattspitzen der nach vorne laufenden Rotorblätter sollen nicht die Schallgeschwindigkeit erreichen, bei den nach hinten laufenden Rotorblättern darf es nicht zum Strömungsabriss durch zu geringe Anstömung kommen. Die bezogen auf die Masse des Drehflügelflugzeugs zu installierende Antriebsleistung steigt außerdem überproportional zur zu erreichenden Geschwindigkeit. Bei Hybriden aus Starrflügelflugzeug und Drehflügelflugzeug entlasten bei höheren Geschwindigkeiten die zusätzlichen Tragflügel den Hauptrotor bzw. die Hauptrotoren, daher können diese Flugzeuge bei gleicher Antriebsleistung schneller fliegen, als reine Drehflügelflugzeuge. Flugzeuge starten und landen gegen den Wind. Dadurch wird die zum Auftrieb beitragende angezeigte Geschwindigkeit größer als die wahre Fluggeschwindigkeit mit der Folge, dass wesentlich kürzere Start- und Landestrecken gebraucht werden als bei Rückenwind.

Arten des Vortriebs

Zur Erzeugung des Vortriebs gibt es verschiedene Möglichkeiten:

ohne Eigenantrieb

Bei Segelflugzeugen, Hängegleitern und Gleitschirmen ist der Vortrieb auch ohne Eigenantrieb gewährleistet, da vorhandene Höhe sehr verlustarm in Geschwindigkeit umgewandelt werden kann. Der Höhengewinn selbst erfolgt durch Aufwinde (z.B. Thermik oder Hang- und Wellenaufwinde).

Propeller in Verbindung mit Muskelkraft

Eine extreme Form des Propellerantriebs stellen sog. Muskelkraftflugzeuge (HPA) dar: Ein Muskelkraftflugzeug wird nur mit Hilfe der Muskelkraft des Piloten angetrieben, unter Ausnutzung der Gleiteigenschaften der Flugzeugkonstruktion.

Propeller in Verbindung mit einem Elektromotor

Ein Propeller kann auch durch einen Elektromotor angetrieben werden. Diese Antriebsart wird vor allem bei Solarflugzeugen und bei Modellflugzeugen verwendet.

Propeller in Verbindung mit Kolbenmotoren

Propeller in Verbindung mit Kolbenmotoren waren bis zur Entwicklung der Turbostrahltriebwerke die übliche Antriebsart. Als praktische Leistungsgrenze für Flugmotoren dieser Art wurden 4000 PS (2940 kW) angesehen, als erreichbare Geschwindigkeit 750 km/h. Heute ist diese Antriebsart für Sportflugzeuge und kleinere ein- bis zweimotorige Flugzeuge üblich. Auf Grund der besonderen Anforderungen an die Sicherheit der Motoren werden spezielle Flugmotoren verwendet.

Vortrieb beim Hubschrauber

Bei Hubschraubern sorgen der Hauptrotor oder die Hauptrotoren durch die zyklische Rotorblattverstellung für den Vortrieb. Angetrieben wird der Hubschrauber von einem Kolbenmotor oder von einer oder zwei Gasturbinen, bei denen die Leistung über die Turbinenwelle abgenommen wird (Wellenleistungstriebwerk).

Turboprop

Propellerturbinentriebwerke kurz Turboprop werden für Kurz- und Mittelstreckenerkehrsflugzeuge, militärische Transportflugzeuge, Seeüberwachungsflugzeuge und ein- oder zweimotorige Geschäftsreiseflugzeuge im Unterschallbereich verwendet. Weiterentwicklungen für die zukünftige Verwendung in Verkehrsflugzeugen und militärischen Transportflugzeugen sind "Unducted Propfan", auch "Unducted Fan" (UDF) genannt und "Shrouded Propfan" (z.B. MTU CRISP).

Turbostrahltriebwerk

Turbostrahltriebwerke (Gasturbinen) werden für moderne schnelle Flugzeuge bis nahe dem Transschallgeschwindigkeitsbereich (transsonischer Geschwindigkeitsbereich) oder auch für Geschwindigkeiten im Transschall- und Überschallbereich eingesetzt. Für Flüge im Bereich der Überschallgeschwindigkeit besitzen Turbostrahltriebwerke zur Leistungserhöhung oft eine Nachverbrennung.

Staustrahltriebwerk

Staustrahltriebwerke wurden historisch in Form des Verpuffungsstrahltriebwerks als Vorgänger der Raketentriebwerke für Marschflugkörper verwendet, heute als ventillose Staustrahltriebwerke für Hyperschallgeschwindigkeiten. Kombinationen aus Turbostrahltriebwerk mit Nachverbrennung und Staustrahltriebwerk werden Turbostaustrahltriebwerk oder Turboramjet genannt.

Raketentriebwerke

Raketentriebwerke werden bisher nur bei Experimentalflugzeugen verwendet.

Booster

Um den Vortrieb und besonders den Auftrieb beim Start von STOL-Flugzeugen zu erhöhen, wurden zeitweise auch Booster in Form von Strahltriebwerken (Beispiel: Varianten der Fairchild C-123) oder gar Dampfraketen eingesetzt.

Steuerung

Steuerung Neben dem Antrieb ist auch eine Steuerung um alle 3 Raumachsen notwendig. Sie erfolgt beim Starrflügelflugzeug durch Ruder und Klappen, Strahlklappen genannte Schlitzdüsen, das Verstellen von Schubvektoren, Verwindung der Tragflügel und Leitwerke oder Gewichtsverlagerung, beim Hubschrauber durch die Rotorblattverstellung und die Steuerung eines eventuell vorhandenen Heckrotors oder Fenestrons oder einer Düse am Heckausleger, bei allen anderen Flugzeugen können alle Steuerungsmöglichkeiten zum Einsatz kommen. Beim Senkrechtstarter kommen als weitere Steuerungsmöglichkeiten insbesondere im Schwebe- und Transitionsflug das Kippen bzw. Schwenken von Rotoren, Strahltriebwerken hinzu. Die Steuerung von Starrflügelflugzeugen sei am Beispiel der Steuerung über Ruder dargestellt:
- Das Höhenruder dient der Drehung um die Querachse, Nicken oder Kippen genannt.
- Das Seitenruder dient der Drehung um die Hochachse (vertikale Achse), Wenden oder Gieren genannt.
- Das Querruder dient der Drehung um die Längsachse, dem Rollen. Querruder Das Flugzeug kann simultan um eine oder mehrere dieser Achsen drehen. Das Höhenruder ist in der Regel hinten angebracht, ebenso das Seitenruder. Querruder befinden sich an der Tragflächenhinterkante. Abweichend davon kann die Höhensteuerung auch vorne platziert sein (Canard). Querruder können durch gegenläufigen Ausschlag der Höhenruder ersetzt werden. Höhen- und Seitenruder können auch kombiniert werden wie beim V-Leitwerk. Neben den oben genannten Rudern gibt es noch so genannte Trimmruder, die nur zur Stabilisierung der Flugzeuglage dienen. Bei modernen Flugzeugen übernimmt der Autopilot die Kontrolle der Trimmruder. Die Hochauftriebshilfen werden beim Starten/Steigflug und zum Landeanflug benutzt. An der Hinterkante der Flügel befinden sich die Hinterkantenauftriebshilfen oder Endklappen (flaps), die im Gegensatz zu den Rudern immer synchron an beiden Tragflügeln verwendet werden. Größere Flugzeuge und STOL-Flugzeuge haben meist auch noch Nasenauftriebshilfen in Form von Vorflügeln (Slats), Krügerklappen oder Nasenklappen (Kippnasen) die analog zu den Landeklappen an der hinteren Tragflächenkante, an der vorderen Tragflächenkante ausfahren. Durch die Klappen kann die Wölbung des Tragflügelprofils so verändert werden, dass auch beim langsamen Landeanflug/Steigflug der Auftrieb erhalten bleibt. Für die begrenzung der Geschwindigkeit im Sinkflug werden auf den Tragflächen angebrachte sogenannten Brems-/Störklappen, "Spoiler" genannt, verwendet. Im ausgefahrenen Zustand vermindern sie den Auftrieb an den Tragflächen (Strömungsablösung). Durch den verringerten Auftrieb ist ein steilerer Landeanflug möglich. Spoiler werden auch zur Unterstützung oder, in bestimmten Flugbereichen, als Ersatz für Querruder verwendet. Nach der Landung werden sie voll ausgefahren und so der Auftrieb bewusst zerstört. Dies geschieht meist durch einen Automatismus, der unter anderem durch das Einfedern des Hauptfahrwerks bei der Landung eingeleitet wird. Es gibt auch Steuerflächen mit mehrfachen Funktionen:
- Flaperons: Arbeiten sowohl als Klappen als auch als Querruder
- Elevons: Arbeiten sowohl als Höhenruder als auch als Querruder, besonders beim Nurflügel Neben der konventionellen Anordnung der Steuerflächen existieren auch Sonderformen:
- Das Entenflugzeug hat das Höhenruder vorne, beispielsweise Gyroflug SC01 Speed-Canard
- Der Nurflügel hat kein separates Höhenruder, beispielsweise der Northrop B-2 Bomber Seine Lage im Raum erkennt der Flugzeugführer entweder durch Beobachtung der Einzelheiten des überflogenen Gebiets und des Horizonts, oder durch Anzeigeinstrumente (Flugnavigation). Bei schlechter Sicht dient der künstliche Horizont der Anzeige der Fluglage in Bezug auf die Nickachse, also Anstellwinkel des Flugzeugrumpfes und die Rollachse, die sogenannte Querlage (Banklage). Die Himmelrichtung, in die das Flugzeug fliegt zeigt der magnetische Kompass und der Kreiselkompass, auch Kurskreisel (nach der englischen Bezeichnung "directional gyro") genannt. Magnetischer Kompass und Kurskreisel ergänzen sich gegenseitig, da der Magnetkompass bei Sink-, Steig- und Kurvenflügen zu Dreh- und Beschleunigungsfehlern neigt, der Kurskreisel jedoch nicht. Der Kurskreisel hat jedoch keine eigene "nordsuchende" Eigenschaft und muss mindestens vor dem Start (in der Praxis auch in regelmäßigen Abständen beim Geradeausflug) mit dem Magnetkompass kalibriert werden. Der Wendezeiger dient zur Anzeige der Drehrichtung und zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Flugzeugs um die Hochachse (engl. rate of turn). Er enthält meistens die Kugellibelle, die anzeigt, wie koordiniert eine Kurve geflogen wird.

Weitere Klassifizierungen

Neben der nahe liegenden Klassifizierung nach der Bauweise oder der Antriebsart haben sich weitere Klassifizierungen etabliert.

Zivile oder militärische Nutzung

Zivilflugzeuge dienen der zivilen Luftfahrt, dazu gehört die allgemeine Luftfahrt und der Linien- und Charterverkehr durch die Fluggesellschaften (Airlines). Militär-Flugzeuge sind Flugzeuge, die der militärischen Nutzung unterliegen. Ganz sauber ist die Grenze jedoch nicht immer zu ziehen. Viele Flugzeuge erfahren sowohl militärische, als auch zivile Verwendung.

Verwendungszweck

Zivilflugzeuge werden hauptsächlich nach folgendem Schema klassifiziert: Die ersten Flugzeuge waren Experimentalflugzeuge. Experimentalflugzeuge, auch Versuchflugzeuge genannt, dienen dem Erforschen von Techniken oder dem Testen von Forschungserkenntnissen im Bereich der Luftfahrt. Sehr früh in der Geschichte des Flugzeugs entstanden auch die Sportflugzeuge. Ein Sportflugzeug ist ein Leichtflugzeug zur Ausübung einer sportlichen Tätigkeit, entweder zur Erholung oder bei einem sportlichen Wettkampf. Noch vor dem ersten Weltkrieg kam es zur Erprobung und zum Bau des Passagierflugzeugs. Passagierflugzeuge dienen dem zivilen Personentransport. Heute werden kleinere Passagierflugzeuge auch als Geschäftsreiseflugzeuge bezeichnet. Ein Frachtflugzeug ist ein Flugzeug zum Transport von (kommerzieller) Fracht. Sitze sind daher nur für die Mannschaft eingebaut, meist enthalten sie heute ein Transportsystem für Paletten und Flugzeugcontainer. Eine Unterkategorie des Frachtflugzeugs ist das Postflugzeug. Frühe Postflugzeuge konnten auch dem Transport einzelner Personen dienen. Für den Bereich der Land- und Forstwirtschaft werden spezielle Flugzeuge verwendet, die Dünger, bodenverbessernde Stoffe und Pflanzenschutzmittel in Behältern mitführen können und über Sprühdüsen, Streuteller oder ähnliche Einrichtungen verbreiten können. Sie werden allgemein als Agrarflugzeuge bezeichnet. Feuerlöschflugzeuge, auch "Wasserbomber" genannt sind Flugzeuge, die Wasser und Löschadditive in ein- oder angebauten Tanks mitführen und über Schadfeuern abwerfen können. Es gibt unter dem Begriff Sanitätsflugzeug (amtlich "Luftrettungsmittel" genannt) verschiedene unterschiedliche Kategorien wie Rettungshubschrauber, Intensivtransporthubschrauber, Notartzteinsatzhubschrauber oder Flugzeuge zur Rückholung von Patienten aus dem Ausland. Unter den Überbegriff Search and Rescue (SAR) fallen Flugzeuge, die zum Suchen und Retten von Unfallopfern verwendet werden. Es gibt zahlreiche Sonderbauformen wie z.B. Forschungsflugzeuge mit spezieller Ausrüstung (spezielles Radar, Fotokameras, sonstige Sensoren). Image:North American X-15.jpg|Experimentalflugzeug Image:Skymaxx.jpg|Sportflugzeug: Ultraleichtflugzeug Sky-Arrow Image:US Immigration and Customs Enforcement aircraft.jpg|Passagierflugzeug - Geschäftsreiseflugzeug Pilatus PC-12 Image:Airbus beluga beladung.jpg|Frachtflugzeug Airbus A300-600ST Beluga Image:B-757 Frachter, DHL.jpg|Postflugzeug Image:CRESCO TOP DRESSING.JPG|Agrarflugzeug: PAC Cresco streut Kunstdünger Image:PBY Catalina airtanker.jpg|Feuerlöschflugzeug Image:King Air 200 air ambulance.JPG|Sanitätsflugzeug: Inneres eines Ambulanzflugzeugs Militärflugzeuge werden nach folgenden Kriterien unterschieden: Ein Jagdflugzeug ist ein in erster Linie zur Bekämpfung anderer Flugzeuge eingesetztes Militärflugzeug. Ein Bomber ist ein militärisches Flugzeug, das dazu dient, Bodenziele mit Fliegerbomben, Luft-Boden-Raketen und Marschflugkörpern anzugreifen. Ein Verbindungsflugzeug ist ein kleines Militärflugzeug, mit dem in der Regel Kommandeure transportiert werden. Es kann außerdem der Gefechtsfeldaufklärung dienen (heute nur noch bei Truppenübungen), als kleineres Ambulanzflugzeug dienen oder für Botendienste eingesetzt werden. Heute werden als Verbindungsflugzeug meistens leichte Hubschrauber eingesetzt. Luftbetankung bezeichnet die Übergabe von Treibstoff von einem Flugzeug zu einem anderen während des Fluges. Üblicherweise ist das Flugzeug, das den Treibstoff zur Verfügung stellt, ein speziell für diese Aufgabe entwickeltes Tankflugzeug. Ein Trainer ist ein Flugzeug, das zur Ausbildung von Piloten benutzt wird. Transportflugzeuge sind besondere Frachtflugzeuge, die für den militärischen Lastentransport entwickelt werden. Sie müssen robust, zuverlässig, variabel für den Personen-, Material- oder Frachttransport geeignet sowie schnell ein- und ausladbar sein. Transportiert werden können, auch in Kombination, zum Beispiel Hilfsgüter, Fallschirmspringer, Fahrzeuge, Panzer, Truppen oder Ausrüstung. Ein Aufklärungsflugzeug ist ein Militärflugzeug, das für die Aufgabe konstruiert, umgebaut oder ausgerüstet ist, Informationen für die militärische Aufklärung zu beschaffen. Manchmal werden Aufklärungsflugzeuge auch als Spionageflugzeuge bezeichnet. Ein Erdkampfflugzeug ist ein militärischer Flugzeugtyp, der besonders für die Bekämpfung von Bodenzielen vorgesehen ist. Dieser Typus stellt eine eigene Flugzeugart dar, die ganz spezifische taktische Aufgaben erfüllen soll. Da die Angriffe in niedrigen bis mittleren Flughöhen stattfinden und mit starkem Abwehrfeuer zu rechnen ist, werden besondere Schutzmaßnahmen ergriffen, wie Panzerung der Kabine und Triebwerke gegen Bodenfeuer. Transportflugzeuge, die mit seitlich ausgerichteten Maschinenwaffen oder gar Rohrartillerie ausgerüstet sind, nennen sich Gunship. Drehflügelflugzeuge als Erdkampfflugzeuge werden als "Kampfhubschrauber" bezeichnet. Bild:Mikoyan mig29..jpg|Jagdflugzeug: Mikojan-Gurewitsch MiG-29 Bild:Boeing B-52 dropping bombs.jpg|Bomber: Boeing B-52 Bild:Alouette ag1.JPG|Verbindungsflugzeug: Alouette III der Schweizer Armee Bild:Usaf.f15.f16.kc135.750pix.jpg|Tankflugzeug: KC-135R Stratotanker, zwei F-15s (Doppelleitwerke) und zwei F-16s, auf einer Luftbetankungs-Trainingsmission Bild:PC7.JPG|Trainer: Pilatus PC-7 der schweizerischen Luftwaffe Bild:C-160 Transall.jpg|Transportflugzeug: Transall C-160D Bild:Lockheed SR-71 Blackbird.jpg|Aufklärungsflugzeug: Lockheed SR-71B Blackbird Bild:AH-64 dsc04577.jpg|Erdkampfflugzeug/Kampfhubschrauber: AH-64 Apache Longbow

Struktur des Flugzeugs

Flugzeuge, die starre Tragflügel besitzen werden häufig auch nach der Anzahl und Lage der Tragflügel zum Rumpf kategorisiert. Ein Eindecker ist ein Flugzeug mit einer Tragfläche bzw. einem Paar Tragflügeln. Eindecker werden wiederum unterteilt in
- Tiefdecker, bei denen die Unterseite der Tragfläche mit der Unterseite des Rumpfes abschließt;
- Mitteldecker, bei denen die Tragfläche in der Mitte der Rumpfseiten angeordnet ist;
- Schulterdecker, bei denen die Tragflächen auf oder in der Oberseite des Rumpfes angeordnet sind;
- Hochdecker, bei denen die Tragfläche über der Oberseite des Rumpfes verstrebt angeordnet sind. Image:Beechcraft KING AIR.png|Tiefdecker Image:McDONNELL DOUGLAS F-A-18 HORNET.png|Mitteldecker Image:Boeing B-52 STRATOFORTRESS.png|Schulterdecker Image:Cessna O-1 BIRD DOG.png|Hochdecker Doppeldecker ist die Bezeichnung für ein Flugzeug, das zwei vertikal gestaffelt angeordnete Tragflächen besitzt. Eine Sonderform des Doppeldeckers ist der "Anderthalbdecker". Um die Zeit des ersten Weltkriegs gab es auch Dreidecker. Doppelrumpfflugzeuge besitzen zwei Rümpfe. Das Cockpit ist in der Regel an der Tragfläche zwischen den Rümpfen angebracht. Asymmetrische Flugzeuge sind ein sehr seltener Flugzeugtyp, das bekannsteste Exemplar ist die Blohm & Voss BV 141 von 1938. Hier ist die Flugzeugkanzel auf der Tragfläche, während der Propeller und Motor den Rumpf alleine besetzen. Die Tragflächen sind asymmetrisch ausgebildet. Als Canard oder Entenflugzeug bezeichnet wird ein Flugzeug bezeichnet, bei dem das Höhenleitwerk nicht konventionell am hinteren Ende des Flugzeugs montiert ist, sondern vor der Tragfläche an der Flugzeugnase. Ein Nurflügel ist ein Flugzeug ohne ein separates Höhenruder, bei dem es keine Differenzierung zwischen Tragflächen und Rumpf gibt. Sonderformen der Nurflügelflugzeuge Deltaflugzeuge sowie Hängegleiter, mit oder ohne Motor. Bildet der Rumpf selbst den Auftriebskörper und hat dieser nicht mehr die typischen Dimensionen eines Tragflügels, wird er als "Lifting Body" bezeichnet. Image:Pitts-S1S-in-flight.jpg|Doppeldecker Image:Kocherigin DI-6.JPG|Anderthalbdecker Image:P-38 2.jpg|Doppelrumpfflugzeug mit Cockpit zwischen den Rümpfen Image:P-82 Twin Mustang.jpg|Doppelrumpfflugzeug mit Cockpit in den Rümpfen Image:Blohm und Voss Bv141 rear.jpg|Asymmetrisches Flugzeug: Blohm & Voss BV 141 Image:Gyroflug SC01 Speed-Canard Niederrhein vr.jpg|Canard: Gyroflug SC01 Image:XB-35.jpg|Nurflügel: Northrop B-35 Image:3 lifting bodys.jpg|Lifting Bodys Ein Wasserflugzeug ist ein Flugzeug, das für Start und Landung auf Wasserflächen konstruiert ist. Es hat meist unter jeder der beiden Tragflächen einen leichten, bootartigen Schwimmer. Bei Flugbooten ist der gesamte Rumpf schwimmfähig. Wasserflugzeuge und Flugboote können nur vom Wasser aus starten oder im Wasser landen. Sind diese Flugzeuge mit (meist einziehbaren) Fahrwerken versehen, mit denen sie auch vom Land aus starten und auf dem Land landen können, werden sie Amphibienflugzeuge genannt. Bild:Wasserflugzeug 01 KMJ.jpg|Wasserflugzeug Bild:Martin model 130 China Clipper class passenger-carrying flying.jpg|Flugboot Image:DWCL215.jpg|Amphibienflugzeug

Start- und Landeeigenschaften

Starrflügelflugzeuge und einige Typen der Drehflügelflugzeuge benötigen eine mehr oder weniger präparierte Start- und Landebahn einer gewissen Länge. Die Ansprüche reichen von einem ebenen Rasen ohne Hindernisse bis zur geteerten oder betonierten Piste. Historisch wurde die geteerte Piste nach dem damals verwendeten Verfahren "Tarmac" genannt. Flugzeuge die mit besonders kurzen Start- und Landebahnen auskommen werden als Kurzstartflugzeug oder STOL-Flugzeuge typisiert. Flugzeuge die senkrecht starten und landen können sind Senkrechtstarter oder VTOL-Flugzeuge. Sie benötigen gar keine Start- und Landebahn, sondern nur einen Untergrund ausreichender Größe, der ihr Gewicht tragen kann, und auf dem der Abwind, der durch das VTOL-Flugzeug erzeugt wird (engl. downwash), nicht allzu viel Schaden anrichtet, z.B. ein Helipad. VTOL-Flugzeuge, die auf dem Boden senkrecht nach oben stehend starten und landen, sind Heckstarter. Bild:Do-27.JPG|STOL-Flugzeug Dornier Do-27 Image:X-22a onground bw.jpg|Senkrechtstarter X-22a Bild:Lockheed XFV-1 on ground bw.jpg|Heckstarter Lockheed XFV-1

Unbemannte Flugzeuge

Heckstarter] Im zivilen Bereich sind unbemannte Flugzeuge meistens als Modellflugzeug gebräuchlich. Sie werden meistens über Funkfernsteuerungen gesteuert, sehr selten über Programmsteuerungen. Häufiger sind bei Modellen von Drehflügelflugzeugen die Kombination von Funkfernsteuerung und Programmsteuerung, in die beispielsweise eine Kreiselstabilisierung eingreift. Als unbemannte Flugzeuge ziviler Nutzung im weitesten Sinn können auch Zugdrachen angesehen werden. Unbemannte Flugzeuge zum Gebrauch im militärischen und behördlichen Bereich werden Drohnen genannt. Das Spektrum reicht hier von Modellflugzeugen zur Zieldarstellung für Flugabwehrkanonen über unbemannte Aufklärungsflugzeuge bis hin zu unbemannten bewaffneten Kampfflugzeugen (Kampfdrohnen). Die Steuerung erfolgt über Funkfernsteuerung oder Programmsteuerung. Während Drohnen in der Regel wiederverwendbar sind, werden unbemannte Flugzeuge mit Sprengkopf, die im Ziel explodieren als Marschflugkörper bezeichnet.

Geschichte

Vorbilder aus der Natur

Marschflugkörper Die ersten "Flieger" stammen aus der Natur, sind Geschöpf oder ein Produkt der Evolution, je nach Weltanschauung. Vögel und Insekten sind jedoch so perfekte Konstruktionen, dass sie bis heute nicht nach gebaut werden können. Es ist bis heute noch keinem Menschen gelungen, sich mit einem Ornithopter in die Lüfte zu erheben, geschweige denn in einem Flugzeug, das die Flugeigenschaften einer Libelle hat. Gleichwohl darf wohl der Gleitflug der Vögel als Vorbild für den Gleitflug der Starrflügelflugzeuge angesehen werden. Anders sieht es bei den Drehflügelflugzeugen aus. Der Same des Ahornbaums wurde wohl nie als Vorbild für das Drehflügelflugzeug angesehen, obwohl er ein natürlicher Tragschrauber ist. Er fällt ja nur zur Erde. Dies führt zu einer weiteren Frage im Zusammenhang mit Flugzeugen: Was macht denn eigentlich die Faszination am Fliegen aus? Die Antwort geben viele Allegorien, schon vor der Sage von Ikaros und Daidalos: Flügel haben bedeutet nahezu unbegrenzte Freiheit.

Altes und Sagenhaftes

Allegorie Im vierten Jahrhundert v. Chr. spielen chinesische Kinder bereits mit einem Spielzeug, das als erstes bekanntes Modell zum Hubschrauber (Drehflügelflugzeug) angesehen werden kann. Der chinesische Kreisel bestand aus einem runden Stab, in den kreuzförmig leicht angestellt Vogelfedern eingesteckt waren. Durch Drehung des Rundstabs zwischen beiden Handflächen erzeugen die Federn schließlich genug Auftrieb, um den Kreisel in die Luft steigen zu lassen. Um die Zeitenwende dokumentierte der römische Dichter Publius Ovidius Naso in seinem Werk Metamorphosen die griechische Sage von Daidalos und Ikaros, die mit selbstgebauten Schwingen die Flucht von Kreta nach Sizilien versuchten. In der Zeit der Renaissance entwarf Leonardo da Vinci verschiedene Flugzeuge, darunter auch den ersten "Helicopter". Keines der Modelle wäre flugtauglich gewesen. Da Vincis Entwürfe wurden erst Ende des 19. Jahrhunderts wiederentdeckt und hatten wohl keinen Einfluss auf die Entwicklung der ersten Flugzeuge.

Vom Schritt zum Sprung, vom Sprung zum Flug

1810 bis 1811 konstruiert Albrecht Ludwig Berblinger, der berühmte Schneider von Ulm seinen ersten flugfähigen Gleiter, führt ihn jedoch der Öffentlichkeit über der Donau unter ungünstigen Verhältnissen (Abwind) vor und stürzt unter dem Spott der Leute in den Fluss. Das sein Flugzeug flugfähig war, wurde 1986 nachgewiesen. Der englische Gelehrte Sir George Cayley (1773 bis 1857) untersuchte und beschrieb als erster in grundlegender Weise die Probleme des aerodynamischen Flugs. Er löste sich vom Schwingenflug und veröffentlicht 1809 bis 1810 einen Vorschlag für ein Fluggerät mit "angestellter Fläche und einem Vortriebsmechanismus". Er beschreibt damit als erster das Prinzip des modernen Starrflügelflugzeugs. Im Jahr 1849 baut er einen bemannten Dreidecker, der eine kurze Strecke fliegt. 1784 bauen die Franzosen Launoy und Biénvenue einen frühen flugfähigen Modellhubschrauber mit Doppelrotor. Sir George Cayley modifiziert das Modell 1796. Dies sind die ersten bekannten zugegebenermaßen primitiven flugfähigen Modellhubschrauber mit gegenläufig koaxialen Rotoren. Sie wurden mit einem Drillbogen angetrieben, eine Steuerung war nicht vorgesehen. 1842 baut der Engländer W. H. Phillips den ersten flugfähigen Modellhubschrauber mit Blattspitzenantrieb. 1874 entwerfen Fritz und Wilhelm Achenbach den ersten einrotorigen Hubschrauber mit Heckrotor zum Drehmomentausgleich. Es gibt aber kein flugfähiges Modell. 1874 Der Flugpionier Otto Lilienthal (1848 - 1896) führte erfolgreiche Gleitflüge nach dem Prinzip "schwerer als Luft" durch und unterschied sich von zahlreichen Vorläufern dadurch, dass er nicht einen einzigen Flug versuchte, sondern nach ausführlichen theoretischen und praktischen Vorarbeiten deutlich über 1.000mal gesegelt ist. Die aerodynamische Formgebung seiner Tragflügel erprobte er auf seinem "Rundlaufapparat", von der Funktion her ein Vorgänger der modernen Windkanäle. Einen der ersten gesteuerten Motorflüge soll der deutsch-amerikanische Flugpionier Gustav Weißkopf im Jahr 1901 über eine Strecke von einer halben Meile zurückgelegt haben. Leider gab es hierzu außer Zeugenaussagen keinen fotografischen Beweis. Gustav Weißkopf Die herausragende Leistung der Gebrüder Wright bestand darin, als erste ein Flugzeug gebaut zu haben, mit dem ein erfolgreicher, andauernder, gesteuerter Motorflug möglich war, und diesen Motorflug am 17. Dezember 1903 auch durchgeführt zu haben. Darüber hinaus haben sie ihre Flüge genaustens dokumentiert und innerhalb kurzer Zeit in weiteren Flügen die Tauglichkeit ihres Flugzeuges zweifelsfrei bewiesen. Von herausragender Bedeutung ist, dass Orville Wright bereits 1904 mit dem Wright Flyer einen gesteuerten Vollkreis fliegen konnte. Am Rand sei bemerkt, dass der Wright Flyer ein "Canard" war, sich also die Höhensteuerung vor dem Haupttragwerk befand. Einen faden Beigeschmack hat die Geschichte dennoch: Samuel Pierpont Langley, ein Sekretär des Smithsonian-Instituts versuchte einige Wochen vor dem Wright-Flug sein "Aerodrome" zum Fliegen zu bringen. Obwohl sein Versuch scheiterte, prahlte das Smithsonian lange damit, die Aerodrome wäre die erste "flugtaugliche Maschine". Der Wright Flyer wurde dem Smithsonian Institut mit der Auflage gestiftet, dass das Institut keinen früheren motorisierten Flug anerkennen dürfe. Diese Auflage wurde von den Stiftern formuliert, um die frühere Darstellung des Instituts, Langley hätte mit der Aerodrome den ersten erfolgreichen Motorflug durchgeführt, zu unterbinden. Trotzdem führte diese Auflage immer wieder zu der Vermutung, dass es vor den Wright Flyern erfolgreiche Versuche zum Motorflug gegeben habe, deren Anerkennung aber im Zusammenhang mit der Stiftungsauflage unterdrückt worden sei. Die Tatsachen bezüglich des ersten erfolgreichen Motorflugs liegen also teilweise im Dunklen. Der erste Motorflieger Europas war wohl der in Paris lebende Brasilianer Alberto Santos-Dumont. Am 12. November 1906 flog er mit der 14-bis den ersten öffentlichen und offiziellen Motorflug ohne Katapultsystem und ohne Gegenwind. Alberto Santos-Dumont gewann das Preisgeld von 1.500 Franc für den ersten Motorflug der Welt über 100 Meter. Seine 1907 bis 1909 gebauten Eindecker (5 Meter Spannweite) waren Vorläufer des Leichtflugzeuges. Im September des Jahres 1909 entwarf und flog Alberto Santos-Dumont die Demoiselle, das erste Leichtbau-Sportflugzeut der Welt. Er flog im gleichen Monat einen Geschwindigkeitsrekord von 55,8 mph (18 km in 16 Minuten). Das Flugmodell wurde in den USA und in Europa mehrfach kopiert. Die ersten Motorflugzeuge waren meistens Doppeldecker. Versuchsweise wurden auch mehr als drei Tragflächen übereinander angeordnet. Eine solche Mehrdeckerkonstruktion stammte von dem Engländer Horatio Frederick Phillips. Mit dem Fünfzigdecker "Horatio Phillips No. 2" gelang ihm im Sommer 1907 der erste Motorflug in England. 1907 Im Jahr 1909 setzte Europa weitere praktische Meilensteine in der Geschichte des Flugzeugs. Am 25. Juli 1909 überquerte Louis Blériot mit seinem Eindecker Blériot XI als erster mit einem Flugzeug den Ärmelkanal. Sein Flug von Calais nach Dover dauerte 37 Minuten bei einer durchschnittlichen Flughöhe von 100 Metern. Blériot konnte somit den von der englischen Zeitung Daily Mail für die erste Kanalüberquerung ausgelobten Geldpreis entgegen nehmen. Mit der Blériot XI wurde ihr Konstrukteur "Vater der modernen Eindecker". Der Erfolg der Maschine machte ihn zum ersten kommerziellen Flugzeughersteller. Auch die von dem österreichischen Flugpionier Igo Etrich im Jahr 1909 entwickelte Etrich Taube war eines der ersten in größerer Stückzahl gebauten Motorflugzeuge. Sie hatte bis in den ersten Weltkrieg hinein auch Bedeutung als Militärflugzeug. Vom 22. bis zum 29. August 1909 fand die "Grande Semaine d'Aviation de la Champangne" bei Reims statt, der mehrere Rekorde bescherte: Henri Farman flog eine Strecke von 180 Kilometern in 3 Stunden. Blériot flog die höchste Fluggeschwindigkeit über die 10 Kilometer-Strecke mit 76,95 km/h. Hubert Latham erreichte auf einer "Antoinette" des Flugzeugkonstrukteurs Levasseur mit 155 m die größte Flughöhe. Hubert Latham Ende 1907 wurde die spätere Aerodynamische Versuchsanstalt Göttingen (AVA) ins Leben gerufen. Sie beschäftigte sich in ihren Gründungsjahren noch mit der Entwicklung der "besten" Luftschiffform, ihr damaliger Leiter Ludwig Prandtl wurde allerdings mit der Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Grenzschichttheorie und zur Theorie des Tragflügels weltweit zum "Vater der Aerodynamik". 1907 bauen Louis und Jaques Bréguet unter der Mitwirkung von Charles Richet den Quadrocopter "Bréguet-Richet Nr. 1". Der Hubschrauber hebt mit einer Person ca. 1,5 m vom Boden ab. Die Flugeigenschaften sind allerdings so instabil, dass die Maschine von vier Mann an den Auslegern gesichert werden muss. Der erste Hubschrauberflug war also ein Fesselflug. Der erste Verbundhubschrauber war 1908 der "Bréguet-Richet Nr. 2". Er erreichte eine Flughöhe von ca. 4,5 m und eine Flugstrecke von ca. 20 m. Zu wirklich brauchbaren Hubschrauberkonstruktionen kam es erst in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts. Über alle diese Jahre wurden schon Konstruktionsmerkmale weiterentwickelt, die auch heute noch Bedeutung haben wie Tandemrotor, koaxiale Rotoranordnung oder Heckrotor zum Ausgleich des Drehmoments. 1907 stellt das Drägerwerk sein erstes Konstantdosierhöhenatemgerät her. Diese Geräte bekommen für Flugzeuge aber erst später Bedeutung, bisher erreichen nur Ballonfahrer Höhen, bei denen die Höhenkrankheit auftritt. Irgendwann zwischen 1909 und 1911 begann der sportliche Segelflug. Im Jahr 1910 wird über erste Flüge mit Hängegleitern durch Ingenieursstudenten berichtet. 1911 gab es die Flüge mit Gleitern auf der Wasserkuppe. Der Luftsport war geboren. 1910 gelingt dem französischen Ingenieur Henri Fabre mit dem von ihm konstruierten Canard Hydravion der erste Flug mit einem Wasserflugzeug. 1912 erfindet Louis Béchereau die Monocoque-Bauweise für Flugzeuge. Die Rümpfe anderer Flugzeuge bestanden aus einem mit lackiertem Stoff überzogenen Gerüst. Das von Béchereau entworfene Deperdussin Monocoque-Rennflugzeug besaß jedoch einen Stromlinienrumpf aus einer Holzschale ohne innerem Gerüst. Neu war auch die "DEP"-Steuerung, bei der auf dem Steuerknüppel für die Nickbewegung ein Steuerrad für die Rollbewegung saß, ein Prinzip, das heute noch vielfach Verwendung findet. Als Triebwerk besaß das Flugzeug einen speziellen Flugzeugmotor, den Gnôme-Umlaufmotor. Die Deperdussin Monocoques waren die schnellsten Flugzeuge ihrer Zeit. Gnôme-Umlaufmotor] Ein wesentlicher technischer Durchbruch gelingt kurz vor dem ersten Weltkrieg dem russischen Konstrukteur und Pilot Igor Iwanowitsch Sikorski, der später eher als Hersteller von Flugbooten und Konstrukteur von Hubschraubern in den USA bekannt wird. 1913 bis 1914 beweist er mit den ersten von ihm konstruierten "Großflugzeugen", dem zweimotorigen Grand Baltiski, dem viermotorigen Le Grande und dessen Nachfolger, dem viermotorigen Ilja Muromez, dass solche großen Flugzeuge sicher und stabil fliegen können, selbst wenn ein oder zwei Motoren abgestellt sind oder ausfallen. Diese Flugzeuge waren ursprünglich als komfortable Passagierflugzeuge konstruiert und begründen diese Ära. Später werden die Ilja Muromez leider zu zugegebenermaßen erfolgreichen Bombern umgebaut.

Der erste Weltkrieg

Ilja Muromez Während des Ersten Weltkrieges verlor der Traum vom Fliegen seine Unschuld. Zuerst wurden die Flugzeuge als Beobachtungsflugzeuge eingesetzt. Das Flugzeug wurde als Waffe verbessert und die Grundlagen des Luftkrieges entwickelt. Bordmaschinengewehre wurden mit dem Flugzeugantrieb mit Hilfe eines Unterbrechergetriebes synchronisiert, damit man mit der Waffe durch den eigenen Propellerkreis auf den Gegner schießen konnte. Damit waren brauchbare Jagdflugzeuge erfunden. Aus den Flugzeugen wurden Granaten, Flechettes und später erste spezielle Spreng- und Brandbomben, zunächst auf die feindlichen Linien und später auch auf feindliche Fabriken und Städte abgeworfen. Hier entwickelte sich bereits eine unter beiden Kriegsparteien eine Doktrin, die bis heute viel Leid verursacht (Zitat: Kriegsrat der Alliierten in Versailles im Herbst 1918): „Das beste Mittel ist, die industriellen Zentren zu bombardieren, wo man: a) militärische und vitale Schäden durch Zerstörung der Versorgungszentren für Kriegsmaterial erreicht und b) den maximalen Effekt auf die Moral durch Zerstörung des empfindlichsten Teils der Bevölkerung, nämlich der Arbeiterklasse erreicht.“ Während des ersten Weltkrieges wurde eine Flugzeugindustrie aus dem Boden gestampft, die ersten Flugplätze entstanden, die Technik des Flugfunks wurde entwickelt, Flugzeugmotoren wurden immer leistungsfähiger. Viele der im Luftkamp

Zylinder (Technik)

 Der Begriff Zylinder bezeichnet im technischen Bereich #eine röhrenförmige Kammer, in der sich ein Kolben bewegt, wie er in Pumpen (Kolbenpumpen), Dampfmaschinen und Kolben-Verbrennungsmotoren eingesetzt wird. Ein solches Gerät kann einen oder mehrere Zylinder haben. Bei diesen Geräten wird die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens mittels eines Pleuels in eine rotierende Bewegung eines Rades oder einer Kurbelwelle umgewandelt (oder umgekehrt). Bei Verbrennungsmotoren mündet der Zylinder auf der einen Seite in das Kurbelwellengehäuse, auf der anderen Seite ist er geschlossen bzw. durch Ventile verschließbar. Bei Kolbendampfmaschinen und Gegenläufermotoren ist der Zylinder an beiden Seiten geschlossen und mit Ventilen versehen. (Siehe auch Zylinderlaufbuchse) #in der Fluidtechnik (Hydraulik, Pneumatik) eine Antriebseinheit für lineare - seltener auch rotierende - Bewegungen. Die Bewegung des Kolbens wird über die Kolbenstange oder magnetischen Kraftschluss auf die zu bewegenden Teile übertragen. Die Herausführung der Kolbenstange aus dem Druckraum muss abgedichtet sein. Zu unterscheiden sind einfachwirkende und doppeltwirkende Zylinder (Arbeit wird nur in einer Richtung bzw. in beiden Richtungen verrichtet). #ein rotierendes Teil von Maschinen, mit dem Druck auf ein Werkstück ausgeübt wird, oder das dem Werkstück durch Richtungsänderung Eigenschaften verleiht (z. B. im Kalander oder der Rotationszylinder einer Druckmaschine). Auch als Walze bezeichnet. Siehe auch: Gasdruckfeder Kategorie:Technik Kategorie:Maschinenelement

Zylinderkopf

Der Zylinderkopf beherbergt die wesentlichen Steuerelemente für die Gaswechselvorgänge in Verbrennungsmotoren.

Typologie

Verbrennungsmotoren und ihre Zylinderköpfe gliedern sich nach mehreren Kriterien:
- Zweitaktmotoren (ohne Ventile) oder Viertaktmotoren (mit Ventilen).
- Ottomotoren (mit Zündkerzen) oder Dieselmotoren (ohne Zündkerzen).
- Saugmotoren (mit Vergaser) oder Einspritzmotoren (ohne Vergaser).
- untenliegende oder obenliegende Nockenwelle.
- einfache oder doppelte Nockenwelle.

Bestandteile

Nockenwelle Je nach Kombination der o.g. Kriterien enthält ein Zylinderkopf:
- Einlassventile: Durch sie wird entweder Luft (bei Einspritzmotoren) oder das vom Vergaser erzeugte Luft-Kraftstoff-Gemisch angesaugt. Da dieses kalt ist, sind die Einlassventile nicht so hohen Temperaturen ausgesetzt wie die Auslassventile.
- Auslassventile: Durch diese entweicht das Abgas in die Abgasleitung, umgangssprachlich auch Auspuff genannt. Sie sind entsprechend hohen Temperaturen ausgesetzt.
- Nockenwelle(n): Bei Motoren mit einfacher obenliegender Nockenwelle (OHC = overhead camshaft) oder doppelter obenliegender Nockenwelle (DOHC = double overhead camshaft) beherbergt der Zylinderkopf auch eine oder zwei Nockenwellen. Diese öffnen und schließen die Ventile und werden hierzu beispielsweise mit einer Steuerkette von der Kurbelwelle angetrieben. Die Drehzahl einer Nockenwelle ist immer halb so groß wie die der Kurbelwelle, da es sich um einen Viertaktmotor handelt.
- Zündkerzen: Bei Viertaktmotoren geben diese bei jeder zweiten Kurbelwellen-Umdrehung einen Zündfunken ab. Bei Zweitaktmotoren bei jeder Kurbelwellen-Umdrehung. Eine seltene Sonderform sind gläserne, also durchsichtige Zündkerzen, die ermöglichen, anhand der Farbe der Verbrennung zu beurteilen, inwieweit der Motor intakt und richtig eingestellt ist.
- Lage der Einspritzdüsen: Bei Diesel-Direkt-Einspritzmotoren spritzen sie direkt in den Brennraum und sind entsprechend hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt. Bei Vorkammer- oer Wirbelkammer-Dieselmotoren spritzen sie in die Kammer ein und sind relativ hohen Drücken ausgesetzt. Demgegenüber liegen sie bei konventionellen Benziner-Einspritzmotoren im kühlen Ansaugrohr und sind durch die Einlassventile vom Brennraum getrennt. Bei neueren Benziner-Direkteinspritzern hingegen sitzen sie im Zylinderkopf, spritzen direkt in den Verbrennungsraum ein und sind dort höheren Temperaturen und der Verkokungsgefahr ausgesetzt.

Konstruktive Merkmale

Ein Verbrennungsvorgang in einem Zylinder übt auf den Zylinderkopf dieselbe Kraft aus wie auf den Kolben. Deshalb ist der Zylinderkopf sehr hohen Kräften ausgesetzt, die ihn nach außen drücken. Er ist aus diesem Grund oft nicht am Zylinder, sondern direkt am Kurbelwellengehäuse festgeschraubt, mit langen Zugankern bzw. Stehbolzen, die durch entsprechende Bohrungen durch die Zylinder hindurch geführt sind, und spannt den dazwischenliegenden Zylinder so fest ein, dass der Motor trotz elastischer Schwingungen dicht bleibt. Besitzt der Motor einen Motorblock, so wird der Zylinderkopf oft mittels Dehnschrauben befestigt, die nur einmal verwendet werden dürfen. Es ist sehr wichtig, bei der Montage einen Drehmomentschlüssel zu nehmen, um das vorgeschriebene Anzugsmoment dieser hoch belasteten Schraubenverbindung genau einzuhalten. Auch ist peinlich genau die festgelegte Vorgehensweise bzgl. Verschraubungs-Reihenfolge, Drehmoment-Stufungen und eventueller Kontrollpflicht nach Zeitablauf zu beachten. Die beweglichen Teile sind in den Ölkreislauf einbezogen. Das Schmierdrucköl kann dabei durch die Zylinderkopfdichtung geleitet werden oder durch eine seperate Ölleitung. Zum Schutz gegen Ölaustritt genügt ein einfacher dünnwandiger Zylinderkopfdeckel mit Gummi- oder Korkdichtung. Bei untenliegender Nockenwelle sind die Kipphebel der Ventile im allgemeinen über Stoßstangen, die parallel zu den Zylindern verlaufen und eine Axialbewegung übertragen, mit der außerhalb des Zylinderkopfes gelegenen Nockenwelle verbunden. Obenliegende Nockenwellen werden entweder durch eine Steuerkette oder Zahnriemen angetrieben. Seltener werden Stirnradkaskaden oder auch am Zylinder längslaufende Wellen mit Kegelradantrieben, genannt 'Königswellen', verwendet. Es gibt auch bei Viertaktern sehr einfache Zylinderköpfe: bei Motoren mit seitlich liegenden Ventilen (SV-Anordnung, "Side Valves"). Diese Zylinderköpfe ähneln in ihrer flachen Bauweise Zweitakter-Köpfen, da die Ventilanordnung hier Bestandteil der Zylinder und nicht des Zylinderkopfes sind. SV-Motoren sind aber lange bereits nicht mehr Stand der Technik, auch wenn sie vereinzelt (Russland, Volksrepublik China) noch neu gebaut werden. Zylinderköpfe von Schiffsmotoren sind oft mit einer begehbaren Galerie umgeben, um bequem daran arbeiten zu können, und sind mit Druck- und Temperatursensoren ausgestattet, die die Zylinderköpfe in das Informationssystem einbinden, mit dem die Maschine vom PC aus fernüberwacht und -gesteuert wird.

Typische Arbeiten am Zylinderkopf


- Überprüfen der Zündkerzen: Reinigen, Elektrodenabstand püfen, Farbe prüfen. Die Farbe muss hellbraun sein. Hellgrau bis weiß deutet auf ein zu mageres Gemisch hin, schwarz und rußig auf ein zu fettes.
- Ventilspiel einstellen: Entweder mit entsprechenden Einstellschrauben oder mit geschliffenen Unterlags-Plättchen passender Dicke ("Shims") (mittlerweile oft durch Hydrostößel entbehrlich)
- Ventile einschleifen (nur selten nötig, nur bei altem, verschlissenem Motor)
- Erneuern der Zylinderkopfdichtung
- Erneuern des Kettenspanners der Steuerkette
- Kompressionsprüfung: Anstelle der Zündkerze wird eine Druckmessvorrichtung eingesetzt. Damit lässt sich beurteilen, inwieweit der Zylinder verschlissen ist und beispielsweise ein Übermaßkolben nötig wird, um ihn wieder dicht zu bekommen. Eine Kompressionsprüfung kann beim Kauf eines Gebrauchtfahrzeugs sinnvoll sein. Kategorie:Verbrennungsmotor

Luftwiderstand

Der Strömungswiderstand ist eine physikalische Größe, die in der Fluiddynamik eine Rolle spielt. Ein Körper, der sich mit einer Geschwindigkeit v relativ zu einem gasförmigen oder flüssigen Medium bewegt, erfährt einen Strömungswiderstand F_r, eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzt wirkende Kraft. Bei laminarer Strömung wird der Strömungswiderstand nur durch die innere Reibung des Mediums verursacht. Ist η die Viskosität des Mediums, so gilt für kugelförmige Körper vom Radius r das Stokessche Gesetz :F_r= 6\cdot \pi \cdot \eta \cdot v \cdot r In einer turbulenten Strömung lässt sich der Strömungswiderstand nur durch Experimente bestimmen und wird zunächst durch die Wirbel hinter dem bewegten Körper verursacht. Hier hängt der Strömungswiderstand ab von Dichte ρ des Mediums, von seiner Geschwindigkeit und von der Querschnittsfläche A des Körpers senkrecht zur Strömung. Die dimensionslose Größe CW-Wert ist der Strömungswiderstandskoeffizient (-beiwert, Formfaktor, cw-Wert) des Körpers, der sich mit der Form des Körpers stark ändert. Der Strömungswiderstand F_r errechnet sich zu: :F_r= \frac \cdot \rho \cdot v^2 \cdot A \cdot c_w cw wird für Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge experimentell in einem Windkanal ermittelt oder mit Hilfe von Computersimulationen berechnet. Kategorie:Strömungslehre ja:抗力

1928

Ereignisse


- 8. Januar: Rural Grove, New York, USA. Eine FC-2 der Colonial Western Airways machte eine Bruchlandung. 3 Tote
- 10. Februar: erste Funksprechverbindung von Deutschland in die USA
- 24. Mai: Umberto Nobile überfliegt mit seinem Luftschiff „Italia“ zum zweiten Mal den Nordpol. Auf dem Rückflug wird das Luftschiff am 25. Mai auf das Packeis gedrückt, Nobile und weitere neun Expeditionsmitglieder werden auf eine Eisscholle geschleudert. Das geleichterte Luftschiff steigt mit 6 Mann wieder auf und wird nicht wiedergefunden. Bei einer internationalen Rettungsaktion ist Roald Amundsen verschollen. Nobile und die übrigen Expeditionsmitglieder können gerettet werden
- 4. Juni: Gustav Hartmann, der Eiserne Gustav erreicht mit seiner Pferdedroschke Paris
- 2. Juli: In Großbritannien erhalten Frauen ab 21 das Wahlrecht
- 8. Juli: Das Luftschiff LZ 127 wird auf den Namen „Graf Zeppelin“ getauft
- Richard Halliburton durchschwimmt als erster Mensch den Panama-Kanal auf gesamter Länge

Politik


- Staatsbesuch des Afghanenkönigs Amanullha und des äthiopischen Prinzen Tafari (1930 als Haile Selassi, Kaiser von Äthiopien) in Berlin
- 1. Januar: Die Visumpflicht zwischen dem Deutschen Reich und Großbritannien wird aufgehoben
- 1. Januar: Edmund Schulthess wird neuer Bundespräsident der Schweiz
- 1. Januar: In Sierra Leone wird die Sklaverei per Gesetz abgeschafft
- 14. Juni: Paul Löbe, Sozialdemokratische Partei Deutschlands wird in Berlin erneut zum Reichstagspräsidenten gewählt
- 27. August: In Paris wird der Briand-Kellogg-Pakt unterzeichnet, der Kriege als Mittel der Politik ablehnt

Wirtschaft

Wissenschaft und Technik

Luftfahrt


- Erstflug der Short S8 Calcutta
- Erstflug der Sikorsky S-38
- Erstflug der Bernard 190T im Frühling
- August: Erstflug der Boeing 80

Wissenschaft


- Alexander Fleming entdeckt durch Zufall das erste Antibiotikum Penicillin
- George Paget Thomson zeigt fast gleichzeitig mit Clinton Davisson und Lester Germer die Welleneigenschaften der Elektronen (veröffentlicht in: Proceedings of the Royal Society London (A) 117 (1928), 600; 119 (1928), 651)
- Edwin Hubble entdeckt die Rotverschiebung weit entfernter Galaxien
- Paul Dirac benutzt den Formalismus der Spinore, um seine Gleichungen für den Spin des Elektrons zu formulieren
- George Gamow und Edward U. Condon wenden die Quantenmechanik auf den Atomkern an und erklären den Alphazerfall als eine Art Tunneleffekt
- Hans Geiger und Walther Müller entwickeln ihr Geiger-Müller-Zählrohr, mit dem sie ionisierende Strahlung nachweisen können. Kurz darauf wendet Walther Bothe das Zählrohr in seiner Koinzidenzmethode zum Nachweis der Elektronenemission durch Röntgenstrahlen an
- Rolf Wideroe schlägt das Prinzip des Betatron vor (seinerzeit als Strahlentransformator bezeichnet)

Kultur


- 1. Januar: In Wien wird die Jazzoper Johnny spielt auf erstmals aufgeführt
- 2. März: Uraufführung der Operette Der Gatte des Fräuleins von Paul Abraham in Budapest
- 31. August: Uraufführung der Dreigroschenoper von Bertolt Brecht/Kurt Weill in Berlin
- Eröffnung des 2.Goetheanum in Dornach/Schweiz. Entwurf: Rudolf Steiner. Weltweit eines der ersten Betongebäude in denen der Baustoff bereits künstlerisch-plastisch eingesetzt wurde. Nachfolgebau des abgebrannten 1.Goetheanums aus Holz

Katastrophen


- 6. Januar: London, England. Die Themse tritt durch eine Sturmflut über die Ufer, 14 Menschen sterben
- 12. März: Die Staumauer der St.-Francis-Talsperre in der Nähe von Los Angeles bricht: ca. 400 Tote
- 20. Mai: Giftgasunglück durch austretendes Phosgen auf dem Gelände der Fa. Stolzenberg in Hamburg; 10 Tote, etwa 150 Verletzte
- 6. Juli: Das Transportschiff „Angamos“ (Chile) strandet im Sturm bei Punta Morguillas (Chile) und bricht auseinander. 283 Tote, 8 Überlebende
- 24. Juli: Waalhaven, Rotterdam, Niederlande. eine KLM Fokker F-3 stürzte in die Nordsee
- 6. August: Untergang des U-Bootes F 14 in der Adria nach einer Kollision mit dem Torpedobootzerstörer „Giuseppe Missori“ (beide Italien). Die Rettung der eingeschlossenen Überlebenden scheitert, alle 21 Besatzungsmitglieder des U-Bootes kommen ums Leben
- 4. September: Pocatelio, USA. Eine Super U der National Parks Airway macht eine Bruchlandung. 7 Tote

Sport

Einträge von Leichtathletik-Weltrekorden siehe unter der jeweiligen Disziplin unter Leichtathletik.
- 17. Mai: Eröffnung der IX. Olympische Sommerspiele in Amsterdam
- II. Olympische Winterspiele in St. Moritz

Geboren

1. Halbjahr


- 2. Januar: Daisaku Ikeda, Buddhist, Philosoph, Autor und ein unermüdlicher Botschafter des Friedens
- 4. Januar: Werner Felfe, Mitglied des Politbüros des Zentralkomitees der SED in der DDR († 1988)
- 5. Januar: Zulfikar Ali Bhutto, Staatspräsident und Premierminister von Pakistan († 1979)
- 5. Januar: Walter Mondale, US-amerikanischer Politiker, 42. Vizepräsident der USA
- 6. Januar: Astrid Gehlhoff-Claes, deutsche Schriftstellerin und Übersetzerin
- 7. Januar: Emilio Pericoli, Sänger
- 8. Januar: Rudi Schmitt, deutscher Politiker und MdB
- 9. Januar: Domenico Modugno, italienischer Sänger und Songwriter († 1994)
- 12. Januar: Peter Lerche, deutscher Rechtswissenschaftler
- 14. Januar: Jürgen Weber, deutscher Bildhauer
- 17. Januar: Benno Meyer-Wehlack, deutscher Schriftsteller
- 17. Januar: Jean Barraqué, französischer Komponist († 1973)
- 17. Januar: Vidal Sassoon, Haarstylist und Unternehmer jüdischer Abstammung
- 18. Januar: Alexander Jakowlewitsch Gomelski, russischer Basketballspieler und -trainer († 2005)
- 19. Januar: Christof Krause, Bildhauer († 2005)
- 19. Januar: Hans Georg Wunderlich, deutscher Geologe († 1974)
- 21. Januar: Carol Beach York, Autorin von Jugendliteratur
- 24. Januar: Michel Serrault, französischer Schauspieler
- 24. Januar: Desmond Morris, Zoologe, Verhaltensforscher, Publizist und Künstler
- 25. Januar: Eduard Schewardnadse, sowjetischer Außenminister, georgischer Staatspräsident
- 26. Januar: Heinrich Franke, deutscher Politiker, Präsident der Bundesanstalt für Arbeit († 2004)
- 26. Januar: Roger Vadim, französischer Filmregisseur († 2000)
- 27. Januar: Hans Modrow, deutscher Politiker, kurzfristig Regierungschef der DDR
- 30. Januar: Ruth Brown, US-amerikanische Rhythm and Blues-Sängerin
- 2. Februar: Ciriaco de Mita, italienischer Politiker
- 4. Februar: Kim Yong-nam, nordkoreanischer Politiker, Vorsitzender der Obersten Volksversammlung Nordkoreas
- 5. Februar: Ernst Eisenmann, deutscher Gewerkschafter
- 5. Februar: Bruno Krupp, deutscher Politiker
- 6. Februar: Sjel de Bruyckere, niederländischer Fußballspieler
- 6. Februar: Arno Esch, Politiker († 1951)
- 7. Februar: Carlo Ross, Schriftsteller jüdischer Herkunft († 2004)
- 8. Februar: Siegfried Fink, deutscher Schlagzeuger und Komponist
- 9. Februar: Rinus Michels, niederländischer Fußballtrainer († 2005)
- 10. Februar: Jean-Luc Lagardère, französischer Unternehmer († 2003)
- 11. Februar: Gotthilf Fischer, deutscher Chorleiter
- 12. Februar: Andreas Erich Beurmann, deutscher Musikwissenschaftler, Komponist und Physiker
- 12. Februar: Jürgen Thormann, deutscher Schauspieler und Synchronsprecher
- 12. Februar: Heinz Baumann, deutscher Schauspieler und Synchronsprecher
- 15. Februar: Luis Posada Carriles, exilkubanischer Terrorist
- 16. Februar: Edzard Reuter, Vorstandsvorsitzender der Daimler-Benz AG (1987–1995)
- 17. Februar: Walther Busse von Colbe, deutscher Betriebswirtschaftler
- 19. Februar: Nicolas Hayek, Unternehmer (Swatch), Physiker und Mathematiker
- 20. Februar: Friedrich Wetter, katholischer Kardinal und Erzbischof der Erzdiözese München und Freising
- 24. Februar: Juan Allende-Blin, chilenischer Komponist
- 24. Februar: Al Lettieri, US-amerikanischer Schauspieler italienischer Abstammung († 1975)
- 25. Februar: Paul Elvstrøm, dänischer Segler
- 25. Februar: Bibiana Zeller, österreichische Schauspielerin
- 25. Februar: Larry Gelbart, US-amerikanischer Drehbuchautor
- 26. Februar: Fats Domino, Bluesmusiker
- 26. Februar: Odo Marquard, deutscher Philosoph
- 26. Februar: Anatoli Wassiljewitsch Filiptschenko, sowjetischer Kosmonaut
- 27. Februar: Fred Gebhardt, deutscher Politiker († 2000)
- 27. Februar: Klaus Dick, deutscher Weihbischof
- 27. Februar: Ariel Scharon, israelischer Politiker
- 27. Februar: Alfred Hrdlicka, österreichischer Bildhauer, Zeichner, Maler und Grafiker
- 28. Februar: Wolfgang Döbereiner, deutscher Astrologe und Homöopath
- 1. März: Jacques Rivette, französischer Regisseur
- 1. März: Seymour Papert, Mathematiker, Begründer der Artificial Intelligence Lab am MIT
- 3. März: Gudrun Pausewang, deutsche Schriftstellerin
- 3. März: Pierre Michelot, französischer Jazzmusiker und Komponist († 2005)
- 4. März: Alan Sillitoe, englischer Schriftsteller
- 5. März: Willi Bartels, deutscher Rennfahrer († 2005)
- 6. März: Gabriel García Márquez, kolumbianischer Schriftsteller
- 6. März: Georg Eder, österreichischer Erzbischof
- 8. März: Gotthilf Hempel, deutscher Meeresbiologe
- 9. März: Wilhelm Salber, Direktor des Psychologischen Instituts an der Universität zu Köln
- 9. März: Gerald Bull, kanadischer Artilleriewissenschaftler († 1990)
- 10. März: James Earl Ray, US-amerikanischer Attentäter († 1998)
- 11. März: Käthe Recheis, österreichische Kinder- und Jugendbuchautorin
- 11. März: Frederick Stafford, Schauspieler († 1979)
- 12. März: Paul Kuhn, deutscher Pianist, Bandleader und Sänger
- 12. März: Walter Althammer, deutscher Politiker
- 12. März: Philip Jones, englischer Trompeter und Gründer des Philip Jones Brass Ensemble († 2000)
- 12. März: Werner Krolikowski, Mitglied des Politbüros des ZK der SED der DDR
- 12. März: Edward Albee, US-amerikanischer Schriftsteller
- 14. März: Frank Borman, US-amerikanischer Astronaut
- 15. März: Manfred Bochmann, Minister für Geologie der DDR
- 16. März: Karl Otto Meyer, dänisch-deutscher Politiker
- 16. März: Rudolf Sigl, Direktor des Instituts für Astronomische und Physikalische Geodäsie († 1998)
- 16. März: Wakanohana Kanji I., japanischer Sumo-ringer und 45. Yokozuna
- 18. März: Gustav Peichl, Architekt und Autor
- 18. März: Charlotte von Mahlsdorf, Begründete das Gründerzeitmuseum in Berlin-Mahlsdorf († 2002)
- 18. März: Alfred Einwag, deutscher Jurist
- 19. März: Patrick McGoohan, Schauspieler, Drehbuchautor und Regisseur
- 19. März: Emil Handschin, Schweizer Eishockeyspieler
- 19. März: Hans Küng, Schweizer Theologe
- 21. März: Peter Hacks, deutscher Dramatiker und Schriftsteller († 2003)
- 23. März: Karl-Heinz Tuschel, deutscher Sci-Fi-Autoren, Lyriker und Kabaretttexter († 2005)
- 24. März: Adrian Frutiger, gilt als einer der bedeutendsten Typografen des 20. Jahrhunderts
- 24. März: Byron Janis, US-amerikanischer Pianist, Komponist und Musikwissenschaftler
- 25. März: James A. Lovell, US-amerikanischer Astronaut
- 27. März: Hellmuth Klauhs, österreichischer Bankdirektor († 1990)
- 28. März: Alexander Grothendieck, Mathematiker
- 28. März: Henk van Lijnschooten, niederländischer Komponist und Dirigent
- 28. März: Zbigniew Brzeziński, polnisch-US-amerikanischer Politikwissenschaftler
- 28. März: Hans Jochen Boecker, protestantischer deutscher Theologe
- 29. März: Hans Georg Zambona, deutscher Komponist, Pianist und Schriftsteller
- 30. März: Tom Sharpe, südafrikanisch/britischer Autor
- 31. März: Karl Haehser, deutscher Politiker
- 31. März: Gordie Howe, Eishockeyspieler (NHL)
- 31. März: Lefty Frizzell, US-amerikanischer Country-Sänger († 1975)
- 2. April: Joseph Louis Bernardin, Erzbischof von Chicago und Kardinal der römisch-katholischen Kirche († 1996)
- 2. April: Serge Gainsbourg, französischer Chansonnier († 1991)
- 2. April: Alain Vanzo, französischer Opernsänger (Tenor) († 2002)
- 2. April: Dolly Rathebe, südafrikanische Jazz- und Blues-Sängerin und Schauspielerin († 2004)
- 3. April: Earl Lloyd, US-amerikanischer Basketballspieler, erster Afroamerikaner in der NBA
- 3. April: Don Gibson, US-amerikanischer Country-Sänger und Songschreiber († 2003)
- 3. April: Kevin Hagen, US-amerikanischer Schauspieler († 2005)
- 4. April: Maya Angelou, US-amerikanische Schriftstellerin, Professorin und Menschenrechtlerin
- 5. April: Hansrudi Wäscher, Comiczeichner und Comicautor
- 6. April: Paul-Werner Scheele, emeritierter Bischof von Würzburg
- 6. April: James Watson, US-amerikanischer Biochemiker
- 7. April: James White, Autor († 1999)
- 7. April: Francis Haskell, englischer Kunsthistoriker († 2000)
- 7. April: Alan J. Pakula, US-amerikanischer Filmemacher († 1998)
- 9. April: Iris Wittig, Die erste und vermutlich einzige Militärpilotin der DDR († 1978)
- 9. April: Erling Norvik, norwegischer Politiker und Journalist († 1998)
- 9. April: Paul Arizin, US-amerikanischer Basketballspieler
- 9. April: Tom Lehrer, US-amerikanischer Sänger, Liedermacher, Satiriker und Mathematiker
- 11. April: Ethel Skakel-Kennedy, Ehefrau von Robert F. Kennedy
- 11. April: Johann Staber, österreichischer Architekt
- 13. April: José Agustín Goytisolo, spanischer Dichter († 1999)
- 15. April: Hanna-Renate Laurien, deutsche Politikerin
- 18. April: Otto Piene, deutscher Künstler
- 18. April: Jürgen Seifert, deutscher Politikwissenschaftler und Bürgerrechtler († 2005)
- 19. April: Alexis Korner, englischer Blues-Musiker († 1984)
- 19. April: Karlheinz Kaske, Siemens Manager, Ingenieur, Honorarprofessor († 1998)
- 20. April: Hans Werner Kettenbach, deutscher Journalist und Schriftsteller
- 20. April: Heinz Melkus, deutscher Rennfahrer und Konstrukteur von Rennwagen († 2005)
- 21. April: Georg Kronawitter, deutscher Politiker
- 23. April: Shirley Temple, US-amerikanische Schauspielerin
- 25. April: Cy Twombly, Vertreter der zeitgenössischen amerikanischen Malerei
- 25. April: Richard Anders, Schriftsteller
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