LÖSUNGEN zu ARBEITSAUFGABEN AERODYNAMIK & FLUGPHYSIK

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Götz Linden
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1 FUIN M uftfarttenik ÖUNN zu RIUFN RODYNMI & FUPYI öungen Reenbeiiele - eite Jan.5

2 FUIN M uftfarttenik ) ) 5) 7) 4 5,4 55,6 5,56 [ m] 9 5,4 8,6,86 [ m],5 4,5,48 9,8 [ m] 75,7854 8,9 [ l],7 8,9 4,4[ kg] 4,49,8 5 [ N],5 [ dn] ) 4) 5,88 6,5 [ ft] oder : 5,48 6,5 [ ft] ,44 [ l] o.[ dm 6) Fzg. : m [ kg]; 98[ dn] Fzg. : m 89 [ kg]; 879 [ dn] ungenau gerenet : : [ dn] : 89 [ dn] Differenz :9 [ dn] Differenz :69[ dn], da entrit eta 4 [ l] rafttoff öe [m] Druk [mb] em. öe [ft] rgebnie,5 88,6 m/mb ft/mb C/m 898,74 8,66 8,8 8,7 8,65,65 7,8 68,66 984,5 9,6,5,65 ] 8) au Formel : Umrenung on C auf : 7,5 + 9,5 7, ,5 8 5,5 9,64[ bar ] 9,5 ) na eiiel 7 ergibt [ mb] Drukänderung eta 9[ m] geänderte öe. ei fallendem uftdruk ird die öenanzeige größer. daer : 9 7 ; + 7 7[ m] öenanzeige 9) na eiiel 7 it [ mb] Drukänderung eta 8,7[ ft] öenunteried. daer : 8,7 4,9[ mb] 8 4,9 98,[ mb] nzeige inubala da it der am tandort gemeene uftdruk ) Im orliegenden Fall it der tandardluftdrukert größer al der aktuelle, daer mu die angezeigte öe größer ein, enn,5 [mb] auf der ubkala eingetellt ird.,5 8 5,5[ mb] 5,5 9 47,5[ m] ,5 7,5[ m] öenenanzeige 7,5,88 7,89[ ft] F 7 öungen Reenbeiiele - eite Jan.5

3 FUIN M uftfarttenik ) Da in der ubala ein öerer uftdrukert eingetellt it, al der tatälie ird eine zu große öe angezeigt. Na ildung der Differenz der Drüke und Multilikation mit dem ro Millibar geänderten öenert mu der i ergebende Felerert on der angezeigten öe abgezogen erden.,5 6 7,5 [ mb] 7,5 8,65 7 [ ft] 7 79 [ ft] 546,5 [ m] ) (a) errene zuert Differenz der angezeigten öe: 5 ( 5) [ ft] berene nun den Druk: 4,7 [ mb ],5 [ ] 8,65 bar (b) Drukänderung infolge emeraturänderung: 4,7 7,5 + 4,7 ( 7,5 + ) x x 7,5 + 7,5 + x,5 [ mb]; Änderung daer : 4,7,5,55 [ mb] geringerer Druk daer mu nzeige um,55 8,65,7 [ ft] teigen : 5 +,7 98,[ ft] 4) [ft] entreen folgendem Drukert: / 8,65 4,7[ mb] enn da QN 8 [mb] it, o mu für da QF um den dur die öe de tandort bedingten Drukabfall korrigiert erden: 8 4,7 89 [ mb] 5) öendifferenz : [ m] teiggeindigkeit mittl. Druköe : ( 756,6 77,49) ,6 [ mb] ; ( 8 + 6) : 85 ( 85 + ) naico - tandardatmoäre : mittl. 6 77,49 [ mb] 5,5 [ mb] 756,6,5 75,9[ mb] em. : aktuelle Dite in 45 [m] : 7 [ C] 8,6[ ] (,947,98) (,947,975) (,947,975) x,4[ m] (,947,98) 6 + 7[ m] Diteöe 4,5 [ m / ] 45 [ m] Druk in mittlerer Druköe interoliert 75,9 88,6 45,5,975[ kg / m ],5 8,6 ert liegt zien 6 und 8 m laut tandardatmoäre, rene daer : x öungen Reenbeiiele - eite Jan.5

4 FUIN M uftfarttenik 6) Da der Druk unerändert bleibt,ereinfat i die aeiung:,5 88,6,64[ kg / m ] 9,76 DieeDiteentritna der abelleder ICO- tandardatmoäreeiner öe on [m] 7) a) Fligtleel 4 bedeutet, da da Flugzeug in einer Druköe on 4 [ft] fliegt. Na Umrenung ergibt i eine ert on eta [m]. Um die tatälie öe zu renen mu der aktuelle uftdruk auf Meerenieau (QN) berükitigt erden. Da er der an der ubala de öenmeer eingetellte tandardert it, mu die are öe größer ein al die angezeigte :,758,7 [ m] öendifferenz + [ m] areöe erenung der uftdite in Druköe : ( + 9),45 [kg/m ] entrit lt. abelle ICO : 6[ m] Diteöe größer al 5,5,75[ mb] Drukunteried b) 877,5,5,5 88,6 7,6,45[ kg / m ] 8) 8 8,7 69,84 7[ m] Felanzeige Da der uftdruk in der Näe de erge niedriger it,al der am öenmeer eingetellte ert, ird eine zu großeöe angezeigt.die Felanzeige mu daer zur erforderlienmindetöe addiert erden [ m] eiuneränderter öenmeereintellung mu mit einer nzeigeon 7[m] ge - flogen erden,damit da Flugzeug [m] über den ifelinegfliegt. 9) Da da Flugzeug mit tandardeintellung am öenmeer mit,5 [mb] einen größeren Druk eingetellt at al da Flugzeug, it tatäli in einer geringerenöe al F 5, alo eniger al 5 [ft] o.flugzeug ingegen befindet i genau in 4 [ft].,5,5,475 [ ft] [ ft] [ ft] e öungen Reenbeiiele - eite 4 Jan.5

5 FUIN M uftfarttenik ) eit eit de allon... eit der eißluft leigeitbedingung: m V,7,97 [ kg / m ] 5 um die erforderlie emeratur betimmen V V ) ) erden : m m V V + m der erdrängten uft... da + m V 8,66 4,45 7,6 7 [ C] im allon... m,7,97 V g g V g zu können mu gerenet erden : kann folgende Änderung an der leiung orgenommen [ l] [ m ],5,45 [ kg] uftmae 4,45[ ],45 9,8 4,4 [ N] eit der V V V [ dm ] uft V 9 [ dm ] V V,5,5[ mb] ) 4) d π,8 π,5,5 [ m ] 4 4 [ l / ],[ m / ] eindigkeit d π 4 d d π d 4 d,8, d,,, [ m / ],5,64, 8[ m / ],4 k π d d 4 k π d d 4 d bz. Faktor k f. d Faktor k f. [%],, 9,5, 8,56,5 7,4,49 6,778, ,, 4 6,5,5,, 5, 5,,, 8 Faktor k f. d Faktor k f öungen Reenbeiiele - eite 5 Jan.5

6 FUIN M uftfarttenik 5) 6) 7) m g , ge ge ge m g + m 579, ,846 k m m [ knm] 5 4 k umgeformt : ( 95,6) [ Nm] [ dnm] [ m ] 5,9 [ km ] 8) zunät Umrenung der eindigkeit: 8,85,6 km,,6,6 9, 67 [ ] [ m ] a) erenung de taudruk q:,59,67 q q 56 N m,56 [ ] [ N m ] b) erenung de eamtdruk im tauror: + q ge ge t [ N ] m ) Für eie eindigkeitanzeige gilt: q q. öunganatz: 9,67. öunganatz da : q,5,99 ge 7,57 ( ) ge t t 56 7,57,99 [ m ] [ m ] 9) eindigkeitumrenung: 6 [kt] eindigkeit über rund entreen bei indtille der aren eindigkeit. [ km ] 96,,6 8, [ m ] , Da auf der öenmeerubala,5 [Pa] eingetellt ind, entret die angezeigte öe der Druköe, in der jedo die Dite nit dem tandardert entrit. Daer Diteumrenung: da im orliegenden Fall Die erte für und erden au der abelle für die tandardatmoäre entnommen. Mit dem erreneten ird der taudruk berenet und zum tatien Druk für [m] Druköe zugezält.,65 75,6,9746 [ kg / m 7,6 +,9746 8, q 98, ge 98, , ] [ N m ] [ N m ] ) it die uftdite zu betimmen, die den eindigkeitert 6 [km/] ergibt. Für den o eraltenen Diteert it die zugeörige Druköe au der abelle der tandardatmoäre zu uen.,5 6,9586 [ kg m ] aut abelle liegt dieer Diteert zien 4 und 6 [m] Druköe. mu daer interoliert erden. Für [m] öendifferenz beträgt der Diteunteried,9666-,947,94 [kg/m ]. Die Differenz zien der Dite on 4 [m] und der erreneten Dite beträgt,9666-,9586,8. etze daer in Verältni:,94 :,8 : x,8 x 8,47 8,5 [ m],94 öe daer : 4 + 8,5 48,5 [ m] öungen Reenbeiiele - eite 6 Jan.5

7 FUIN M uftfarttenik ) l Re umgeformt : ν Reν l,48 l,5 [ m] 5 [ mm] 5 ) l l da änge l beidemale ei : ν ν ) 4) ν ν,44 ν ν,5,55 (,6),48,7,76 ; 5 9,8,6 Da die Fläenbelatung in [kg/m²] angegeben it, mu mit g9,8 multiliziert erden! 5) ereinfate Renung: 4 [N] ~ 4 [kg] 4 9,8 4 4 [ m ] 69 [ km ],45 6) Z + in γ Z + in +,765 Z [ N], [ kn] 7) Z + in γ Z in γ,5 5 4, in γ,65 γ 8 8) [ ] 8,48 in γ 6,6 γ 9,,85,6 Z + in γ + 5 9,8,6 Z + 8,96 [ N] Zum idertand müen 9 [N] zugezält erden, damit der ub die für die gegebenen edingungen erforderlie röße erreit. 9) in γ 4) 4 in γ, γ,7 5 9,8 t in γ t in γ 8 t,,45 [ m ],6 t t [ m ] 9, in4,4,6,6,9 enaue Renung: 9,7 4,5,45 [ m ] 7 [ km ] öungen Reenbeiiele - eite 7 Jan.5

8 FUIN M uftfarttenik 4) a) b) t 4) 4) 44) 45) ( ) ( ) 8 8 t ( ) t in γ tanγ ( ), 5 6 5,6, 97, 97, [ m ] [ m ],4 γ 6,5 [ m ] 88,89,6 8 7,7, t 88,89 7,7 64 ( ), 8 ( ), leitzal : ε 5 leiterältni : ε, ε leitzal 7 7,,, [ km ] [ km], γ,7 7 8,6 7,4,7 da Zug am leeil 45 9,8 Z 6 5 [ m ] [ N],6 [ dn] m, ,,5, 5 [ m ] 46) m g Dite mu errenet erden, da zar der Druk der öe entrit, die emeratur jedo om tandardert abeit: 47) 48) 49) 5) eil tandardluftdruk (,476 [ kg m ]),476 77,76,979 7,6 + 5,979 C C,5 9,8,5, [ kg m ] 9,4,45 8,5,4, m g m g,7 ; 4 94,4 F F ZF ZF [ m ] [ m ],5,7 8,7 8,49 m [ m ] m r [ N ] [ kn ],5 öungen Reenbeiiele - eite 8 Jan.5

9 FUIN M uftfarttenik 5) errene au nafolgenden ezieungen : F ( m g) oφ oφ ZF + F ZF m g oφ φ 9, ( m g) ( m g) ( 6 9,8) tanφ g r tanφ oφ,77498 r g m r m + r ; oφ m g oφ m + r m g m + r 6 9,8 φ 9, 4,855 9, Metode na Formel 4/ ; m g ; u dem Reengang it eritli, da für unere Renung eder der uftriebbeiert, no die Flügelfläe erforderli it. ei Renung na der zeiten Metode benötigt man nit einmal die Mae de Flugzeug. Die räage im urenflug it alo nur on der Fluggeindigkeit und dem Radiu der ure abängig! 5) 5) r g tan φ U t 6 ω,5 t [ ] 5 5 r 54,8 9,8 tan 45 9,8 U r π 54,8 π 6, n 6, 5 o n,55 [ km ] [ e] ; n o φ [ m] [ m] 54) a) Die uftriebkraft mu im urenflug um da atielfae größer ein al im eradeauflug. Da die eindigkeit unerändert bleibt, mu i der uftriebbeiert ändern (gegebenenfall dur Zieen am nüel). n, oφ b) n n n ürzen origer leiung : n eit der Peron:,,45,5 m g 75 9,8 7, 57 [ dn] Die eitkraft eröt i ie die uftriebkraft um da im urenflug auftretende atielfae: 55) r g n n 7,57, 8, 5 n n r g r g r g 5 n ,8 oφ,696 n 8,55 56) öung ie im. eil on (5): n n 8,55 φ 8, n [ ] 5 65 r 9,8 tan 7 9,8,7475 r 9 [ m] d 468 [ m] [ dn] r g + öungen Reenbeiiele - eite 9 Jan.5

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