Aerodynamik (Nr. 1022) Aerodynamik (Nr. 1026) Aerodynamik (Nr. 1030)
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- Anneliese Armbruster
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1 Aerodynamik (Nr. 1020) Aerodynamik (Nr. 1021) Aerodynamik (Nr. 1022) Aerodynamik (Nr. 1023) Wie entsteht statischer Auftrieb? (Nr. 1020) (II: dem Verständnis R Archimedisches Prinzip: Ein Körper gewinnt soviel Auftrieb, wie das Gewicht der von ihm verdrängten Luft beträgt. Welche Luftfahrzeuge nutzen den statischen Auftrieb? (Nr. 1021) (II: dem Verständnis R Luftfahrzeuge leichter als Luft (Ballons und Luftschiffe). Wovon hängt die Luftdichte ab? (Nr. 1022) (I: R Luftdruck (->Höhe), Lufttemperatur, Zusammensetzung (Feuchte) Womit beschäftigt sich die Aerodynamik? (Nr. 1023) (I: R Gesetzmäßigkeiten der strömenden Luft. Aerodynamik (Nr. 1024) Aerodynamik (Nr. 1025) Aerodynamik (Nr. 1026) Aerodynamik (Nr. 1027) Was ist der statische Druck p? (Nr. 1024) (I: R Die Kraft, die ruhende Luft pro Fläche ausübt = Luftdruck. Was versteht man unter Gesamtdruck? (Nr. 1025) (I: R Die Kraft, die bewegte Luft pro Fläche ausübt. Woraus setzt sich der Gesamtdruck zusammen? (Nr. 1026) (I: R Aus der Summe von statischem Druck "p" und Staudruck "q". In welche Richtung wirkt der Gesamtdruck? (Nr. 1027) (I: R Nur in Strömungsrichtung. Aerodynamik (Nr. 1028) Aerodynamik (Nr. 1029) Aerodynamik (Nr. 1030) Aerodynamik (Nr. 1031) In welche Richtung wirkt der statische Druck "p"? (Nr. 1028) (I: R Gleichmäßig in alle Richtungen. Von welchen Faktoren ist der statische Druck abhängig? (Nr. 1029) (I: R Luftdichte und Lufttemperatur In welche Richtung wirkt der Staudruck "q"? (Nr. 1030) (I: R Nur in Strömungsrichtung. Von welchen Faktoren ist der Staudruck abhängig? (Nr. 1031) (II: dem Verständnis R Luftdichte und Fluggeschwindigkeit
2 Aerodynamik (Nr. 1032) Aerodynamik (Nr. 1033) Aerodynamik (Nr. 1034) Aerodynamik (Nr. 1035) Unter welchen Voraussetzungen kann strömende Luft als inkompressibel betrachtet werden? (Nr. 1032) (III: nützlich zu wissen) R Wenn die Strömungsgeschwindigkeit Mach 0,5 nicht überschreitet. Wie nennt man den Schnitt durch einen Tragflügel? (Nr. 1033) (I: R Profil Was stellt eine Stromlinie dar? (Nr. 1034) (II: dem Verständnis R Die Bahn eines Luftteilchens. Was bedeutet ein Zusammenrücken der Stromlinien im Strömungsbild? (Nr. 1035) (I: R Höhere Strömungsgeschwindigkeit und geringeren statischen Druck. Aerodynamik (Nr. 1036) Aerodynamik (Nr. 1037) Aerodynamik (Nr. 1038) Aerodynamik (Nr. 1039) Wie verändert sich der statische Druck mit der Strömungsgeschwindigkeit? (Nr. 1036) (I: R Erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, so sinkt der Druck. Welche Strömungsformen gibt es? (Nr. 1037) (I: R Laminar und turbulent Wie verlaufen die Stromlinien in der laminaren Strömung? (Nr. 1038) (I: R Parallel, stationär. Wie verlaufen die Stromlinien in der turbulenten Strömung? (Nr. 1039) (I: R Ständig die Richtung ändernd, nicht stationär, verwirbelt. Aerodynamik (Nr. 1040) Aerodynamik (Nr. 1041) Aerodynamik (Nr. 1042) Aerodynamik (Nr. 1043) Was versteht man unter dem Anstellwinkel? (Nr. 1040) (I: R Winkel zwischen Profilbezugslinie und Anströmrichtung. Was ist der Einstellwinkel? (Nr. 1041) (I: unbedingt R Winkel zwischen Profilbezugslinie und Flugzeuglängsachse. Wie kann der Einstellwinkel verändert werden? (Nr. 1042) (I: R Der Einstellwinkel ist fix vom Hersteller vorgegeben. Was versteht man unter dem Staupunkt? (Nr. 1043) (III: nützlich zu wissen) R Angriffspunkt der Verzweigungsstromlinie. An dieser Stelle ist die Anströmgeschwindigkeit und demnach auch der Staudruck gleich Null. Der dort herrschende statische Druck entspricht dem Gesamtdruck.
3 Aerodynamik (Nr. 1044) Aerodynamik (Nr. 1045) Aerodynamik (Nr. 1046) Aerodynamik (Nr. 1047) Was ist der Druckpunkt? (Nr. 1044) (III: nützlich zu wissen) R Jener Punkt, an dem sich alle wirksamen Luftkräfte zusammenfassen lassen. Es ist der Schnittpunkt zwischen Luftkraftresultierenden und Profilbezugslinie. An diesem Punkt herrscht kein Drehmoment. Was ist der Neutralpunkt? (Nr. 1045) (I: unbedingt R Jener fixer Punkt am Tragflügelprofil, an dem das Drehmoment im normalen Anstellwinkelbereich konstant ist. Wie ensteht dynamischer Auftrieb am Tragflügel? (Nr. 1046) (I: R Die Form eines umströmten Tragflügelprofils ruft eine Geschwindigkeitserhöhung der umströmenden Luft hervor, das bedeutet eine Verringerung des statischen Drucks - es entsteht eine Kraft, die senkrecht auf die Bewegungsrichtung des Luftfahrzeuges wirkt (=Auftrieb). Wo greift der Auftrieb am Tragflügel an? (Nr. 1047) (II: dem Verständnis R Im Druckpunkt. Aerodynamik (Nr. 1048) Aerodynamik (Nr. 1049) Aerodynamik (Nr. 1050) Aerodynamik (Nr. 1051) In welche Richtung wandert der Druckpunkt eines Normalprofils bei Anstellwinkelerhöhung? (Nr. 1048) (II: dem Verständnis R Nach vorne (gegen die Strömungsrichtung). In welche Richtung wirkt der Auftrieb an einem Tragflügel? (Nr. 1049) (I: R Immer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Luftfahrzeuges (Auftrieb = Quertrieb). Welche Faktoren beeinflussen den Auftrieb? (Nr. 1050) (I: R Auftriebsbeiwert (ca) [ ], Luftdichte r [kg/m³], Quadrat der Geschwindigkeit (v²) [m/s], Flügelfläche (F)[m²], Formel: A=cA.r/2.v².F [N], Anmerkung: (r/2.v² = Staudruck q) Welche Faktoren beeinflussen den Auftriebsbeiwert? (Nr. 1051) (I: unbedingt R Anstellwinkel, Profilform, Oberflächengüte Aerodynamik (Nr. 1052) Aerodynamik (Nr. 1053) Aerodynamik (Nr. 1054) Aerodynamik (Nr. 1055) Was ist die Luftkraftresultierende? (Nr. 1052) (I: R Resultierende aus Auftrieb und Widerstand. Welcher Kraft ist die Luftkraftresultierende im stationären Geradeausflug entgegengesetzt? (Nr. 1053) (I: R Gewichtskraft gekennzeichnet? (Nr. 1054) (II: dem Verständnis gekennzeichnet? (Nr. 1055) (II: dem Verständnis R Auftrieb R Widerstand
4 Aerodynamik (Nr. 1056) Aerodynamik (Nr. 1057) Aerodynamik (Nr. 1058) Aerodynamik (Nr. 1059) Was ist der Druckwiderstand (Formwiderstand, Stirnwiderstand? (Nr. 1058) (I: unbedingt R Druckwiderstand entsteht, wenn strömende Luft auf einen Gegenstand trifft. Er wirkt gegen die Strömungsrichtung. Welche Arten von Widerstand gibt es? (Nr. 1059) (I: R Formwiderstand ( = Druckwiderstand = Stirnwiderstand), Reibungswiderstand (Formwiderstand + Reibungswiderstand des Tragflügels = Profilwiderstand), induzierter Widerstand, Interferenzwiderstand, Restwiderstand. Diese fünf Widerstände ergeben den Gesamtwiderstand. gekennzeichnet? (Nr. 1056) (II: dem Verständnis gekennzeichnet? (Nr. 1057) (II: dem Verständnis R Luftkraftresultierende R Gewichtskraft Aerodynamik (Nr. 1060) Aerodynamik (Nr. 1061) Aerodynamik (Nr. 1062) Aerodynamik (Nr. 1063) Welche Faktoren beeinflussen den Formwiderstand? (Nr. 1060) (I: unbedingt R Widerstandsbeiwert (cw) [ ], Luftdichte (r ) [kg/m³], Quadrat der Geschwindigkeit (v²) [m/s], Bezugsfläche (S) [m²], Formel: W=cw.r/2.v ².S [N], Anmerkung: (r/2.v² = Staudruck q) Welche Faktoren beeinflussen den Widerstandsbeiwert? (Nr. 1061) (I: unbedingt R Anstellwinkel, Profilform, Oberflächengüte Welche Körperform hat den geringsten Widerstandsbeiwert? (Nr. 1062) (III: nützlich zu wissen) R Stromlinienkörper - tropfenförmiger Körper, allmähliche Querschnittsverminderung auf Null mit der Tiefe. Wie entsteht der Reibungswiderstand? (Nr. 1063) (II: dem Verständnis R Durch starkes Abfallen der Strömungsgeschwindigkeit in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche, welche direkt an der Oberfläche Null wird. Die Folge davon ist das Auftreten von Reibungskräften und damit eines Reibungswiderstandes. Aerodynamik (Nr. 1064) Aerodynamik (Nr. 1065) Aerodynamik (Nr. 1066) Aerodynamik (Nr. 1067) Was ist die Grenzschicht? (Nr. 1064) (I: unbedingt R Die oberflächennahe Schicht einer Strömung. Welche Strömungsformen kann die Grenzschicht annehmen? (Nr. 1065) (I: R Laminar und turbulent Welchen Einfluss hat der Grenzschichtcharakter auf den Reibungswiderstand? (Nr. 1066) (I: R Die laminare Grenzschicht hat einen bedeutend niedrigeren Reibungskoeffizienten, als die turbulente. Was ist der Umschlagpunkt? (Nr. 1067) (I: R Jener Punkt, an dem die laminare Grenzschicht turbulent wird (Strömung nicht stationär; Luftteilchen bewegen sich auch normal zur Strömungsrichtung).
5 Aerodynamik (Nr. 1068) Aerodynamik (Nr. 1069) Aerodynamik (Nr. 1070) Aerodynamik (Nr. 1071) Wie ist die Streckung definiert? (Nr. 1068) (III: nützlich zu wissen) R Verhältnis von Quadrat der Spannweite zu Flügelfläche, oder Verhältnis von Spannweite zu mittlerer Flügeltiefe. Was ist der induzierte Widerstand? (Nr. 1069) (I: R Der Druckunterschied zwischen Flügelober- und -unterseite bewirkt einen Druckausgleich an den Flügelenden in Form von Wirbelzöpfen, die nach hinten unten wegdrehen. Zur Neubildung dieser Wirbelzöpfe muss Arbeit vollbracht werden - diese Arbeit besteht in der Überwindung des induzierten Widerstandes. Welche Gefahrenmomente können durch den induzierten Widerstand entstehen? (Nr. 1070) (II: dem Verständnis R Bildung von Wirbelschleppen (starke Turbulenzen hinter und unterhalb großer, schwerer Flugzeuge). Welche konstruktiven Möglichkeiten gibt es, um den induzierten Widerstand zu beeinflussen? (Nr. 1071) (III: nützlich zu wissen) R Hohe Streckung (=schlanker Tragflügel) bedeutet geringeren induzierten Widerstand, Flügelgrundriss (elliptischer Tragflügel günstig), Schränkung des Tragflügels (durch Schränkung des Tragflügels erreicht man eine elliptische Auftriebsverteilung), Flügelenden (Winglets, Randkeulen). Aerodynamik (Nr. 1072) Aerodynamik (Nr. 1073) Aerodynamik (Nr. 1074) Aerodynamik (Nr. 1075) Erkläre den Unterschied zwischen geometrischer und aerodynamischer Schränkung? (Nr. 1072) (II: dem Verständnis R Geometrische Schränkung: Der Einstellwinkel wird zu den Flügelenden hin kleiner. Aerodynamische Schränkung: Die Profilform ändert sich mit der Spannweite. Was versteht man unter Interferenzwiderstand? (Nr. 1073) (III: nützlich zu wissen) R Die gegenseitige Beeinflussung hinter- oder nebeneinander in der Strömung liegender Körper. Was versteht man unter Restwiderstand? (Nr. 1074) (I: R Jenen Widerstand, der durch die Bauteile eines Flugzeuges entsteht, die nicht unmittelbar zur Auftriebserzeugung dienen. Was ist der Ablösungspunkt? (Nr. 1075) (I: R Jener Punkt, an dem sich die Grenzschicht (Strömung) ablöst. (Strömung nicht stationär; Luftteilchen bewegen sich auch gegen die Strömungsrichtung). Aerodynamik (Nr. 1076) Aerodynamik (Nr. 1077) Aerodynamik (Nr. 1078) Aerodynamik (Nr. 1079) Wie verlaufen die Stromlinien in der abgelösten Strömung? (Nr. 1076) (I: R Nicht stationär, manche Luftteilchen bewegen sich gegen die Strömungsrichtung. Welche Folgen hat ein Ablösen der Grenzschicht (= Abreißen der Strömung)? (Nr. 1077) (I: R Starke Verringerung bis Zusammenbruch des Auftriebs, sowie Widerstandszunahme. Wo beginnt die Ablösung an der Tragfläche? (Nr. 1078) (III: nützlich zu wissen) R Auf der Profiloberseite vor der Hinterkante. In welche Richtung setzt sich die Ablösung an der Tragfläche mit zunehmendem Anstellwinkel fort? (Nr. 1079) (III: nützlich zu wissen) R Wanderung von der Hinterkante gegen die Strömungsrichtung.
6 Aerodynamik (Nr. 1080) Aerodynamik (Nr. 1081) Aerodynamik (Nr. 1082) Aerodynamik (Nr. 1083) Was ist der kritische Anstellwinkel? (Nr. 1080) (II: dem Verständnis R Jener Anstellwinkel, bei dem der Höchstauftrieb erreicht wird. In welchem Bereich liegt üblicherweise der kritische Anstellwinkel? (Nr. 1081) (II: dem Verständnis R 0 bis 10 Was bezeichnet man als Laminarprofil? (Nr. 1082) (I: R Ein Profil, bei dem die Strömung eine lange laminare Laufstrecke hat. Dies wird durch eine große Rücklage der maximalen Dicke erreicht (meist im zweiten Drittel der Profiltiefe). Nenne die Vorteile eines Laminarprofiles? (Nr. 1083) (II: dem Verständnis R Geringer Widerstandsbeiwert (allerdings nur bei glatter Oberfläche). Aerodynamik (Nr. 1084) Aerodynamik (Nr. 1085) Aerodynamik (Nr. 1086) Aerodynamik (Nr. 1087) Nenne die Nachteile eines Laminarprofiles? (Nr. 1084) (II: dem Verständnis R Oft empfindlich gegen Verschmutzung (Mücken) und Regen. Manche Laminarprofile zeigen ein kritisches Abreißverhalten. Welche Profile sind druckpunktfest? (Nr. 1085) (III: nützlich zu wissen) R Symmetrische Profile und Profile mit S-Schlag. Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1086) (I: Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1087) (I: R Normalprofil R S-Schlag-Profil Aerodynamik (Nr. 1088) Aerodynamik (Nr. 1089) Aerodynamik (Nr. 1090) Aerodynamik (Nr. 1091) Welche Tragflügelprofile werden bei Segelflugzeugen bevorzugt verwendet? (Nr. 1090) (I: R Laminarprofile Nach welchen Gesichtspunkten wird ein Tragflügelprofil ausgewählt? (Nr. 1091) (III: nützlich zu wissen) R Hohe Gleitleistung, Auftrieb, Überziehverhalten, Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung bzw. Regen. Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1088) (I: Welches Profil wird gezeigt? (Nr. 1089) (I: R Symmetrisches Profil R Laminarprofil
7 Aerodynamik (Nr. 1092) Aerodynamik (Nr. 1093) Aerodynamik (Nr. 1094) Aerodynamik (Nr. 1095) Wie beeinflusst die Wölbung eines Profils Auftrieb und Widerstand? (Nr. 1092) (I: unbedingt R Mit zunehmender Wölbung steigen Auftrieb und Widerstand. Wie beeinflusst die maximale Dicke eines Profils Auftrieb und Widerstand? (Nr. 1093) (II: dem Verständnis R Mit zunehmender Dicke steigen der Auftriebshöchswert und der minimale Widerstandsbeiwert; der bei einem bestimmten Anstellwinkel erreichbare Auftriebsbeiwert ist unabhängig von der Dicke. Wie beeinflusst die Profiltiefe Auftrieb und Widerstand? (Nr. 1094) (II: dem Verständnis R Mit steigender Profiltiefe nehmen Auftrieb und Widerstand zu. Welche Profile werden bei Seitenrudern verwendet? (Nr. 1095) (III: nützlich zu wissen) R Symmetrische Profile Aerodynamik (Nr. 1096) Welche aerodynamischen Vorteile haben Bremsklappen, die nur an der Oberseite des Tragflügels ausfahren? (Nr. 1096) (III: nützlich zu wissen) R Der Vorteil liegt vor allem in der Aufrechterhaltung der laminaren Grenzschicht, die an der Unterseite von Laminarprofilen weit nach hinten reicht. Der Bremsklappenspalt würde ein Umschlagen in eine turbulente Grenzschicht bewirken und damit den Widerstand erhöhen.
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