Stabile Seitenfluglage nur wie?
Hallo, ich stelle mir schon länger die Frage wie Flugzeuge (im speziellen kampfjets) eine stabile Flugbahn fliegen können, wenn sie sich von der Horizontalen 90 Grad drehen bzw sogar 180 Grad.
was mMn ein Konflikt ist:
die Tragflächen haben ja ein spezielles Profil, um im normalen Flug Auftrieb zu erzeugen. Wenn man dies nun umdreht (auf den Kopf) müsste dies ja zu einem instabilen Zustand übergehen indem man stark nach unten sackt. Was ja nicht so ist (siehe Fligshows)
wieso ist das so?
und wieso kann ein Flugzeug mit den Flügeln Vertikal fliegen, dann hätte es ja nichts mehr was Auftrieb erzeugt?
und noch etwas, dass ich gerne wissen würde:
Wenn ein Flugzeug eine Kurve fliegt, was bestimmt den minimalen Kurvenradius? Abgesehen vom Werkstoff.
das wäre ja ein Kräftegleichgewicht zwischen zentrifugalkraft und der „Auftriebskraft“ der Flügel bzw bei Schubvektorsteuerung plus dieser aus den Turbinendüsen.
hat ein Zylinder mit mit einer Spitze (wie eine Rakete ohne Flügel die Möglichkeit sich angetrieben horizontal in konstanter höhe zu Bewegen oder ist das nicht möglich?
3 Antworten
Diese ganzen Manöver kommen übrigens auch beim Kunstflug mit Segelflugzeugen vor. Man braucht also nicht mal unbedingt einen Motor dafür.
wenn sie sich von der Horizontalen 90 Grad
Dazu braucht man vor allem viel Geschwindigkeit. Die Seitenfluglage wird mit dem Seitenruder gehalten. Allerdings verliert das Flugzeug dabei massiv an Höhe, weshalb diese Fluglage auch immer nur kurz gehalten wird. Im Prinzip geht das Flugzeug mangels Auftrieb in einen seitlichen freien Fall über.
Der freie Fall ist aber in den ersten Sekunden noch nicht so massiv, dass man den Höhenverlust von unten deutlich sehen kann.
Höhenverlust nach 1s: 4,9 m
2 s: 19,6 m
3s: 44 m
4 s: 78 m
5 s: 122 m
Mit einem starken Triebwerk und einer entsprechenden "Schrägstellung" kann man diesen freien Fall natürlich stark verringern.
Rückenflug:
Wenn der Anstellwinkel steil genug ist, erzeugt ein flaches Profil auch "umgedreht" genügend Auftrieb, um bei genügend Geschwindigkeit die Höhe halten zu können.
Vertikalflug (senkrecht nach oben): Das schaffen auch Segelflugzeug mit genügend Anfangsgeschwindigkeit. Dabei wird kinetische Energie in potenzielle erwandelt. Das Flugzeug wird danbei immer langsamer. Bei geringer Geschwindigkeit kippt man dann über eine Tragfläche ab und stürzt senkrecht nach unten. Diese Figur nennt sich Turn und ist eine meiner Lieblingsfiguren (beim Mitfliegen). Jets können ohne Geschwindigkeitsverlust senkrecht nach oben fliegen, wenn der Schub der Triebwerke größer ist als ihre Gewichtskraft.
Wenn ein Flugzeug eine Kurve fliegt, was bestimmt den minimalen Kurvenradius?
Das ist zum einen die von der Struktur des Flugzeuges vorgegebene maximal zugelassene Kurvenbeschleunigung (bei Segelflugzeugen für Kunstflug mindestens 4g, bei Fightern meistens über 10 g) sowie die Belastungsfähigkeit des Menschen, bevor er durch die zu hohe g-Beschleunigung ohnmächtig wird. Die liegt bei Kampfpiloten mit Spezialanzügen und spezieller Atemtechnik bei etwa 9 g.
hat ein Zylinder mit mit einer Spitze (wie eine Rakete ohne Flügel die Möglichkeit sich angetrieben horizontal in konstanter höhe zu Bewegen oder ist das nicht möglich?
Alter Fliegerspruch: Mit genügend Motorleistung kriegt man auch einen Backstein zum Fliegen.
Das sind schon die Hauptkriterien. Natürlich muss auch der Auftrieb groß genug sein, dass sich das Flugzeug entsprechend in die Kurve legen kann. Hierbei gibts dann durchaus geringe Unterschiede zwischen einzelnen Flugzeugen, die sich beim dogfight bemerkbar machen können.
Fällt mir schwer sich das vorzustellen, weil mMn in der Kreisbahn das Flugzeug ja darin gehalten werden muss. Nur von was? Einerseits auftrieb ja, aber der ist doch auch nicht so hoch und dann würde sich das fligzeug nach aussen bewegen. Wie in einem Luftloch wo man Plötzlich absackt, nur eben nach aussen
Doch, es ist der Auftrieb, der die Zentripetalbeschleunigung erzeugt. Auftriebskraft = Zentripetalkraft = - Fliehkraft
Aber laut deiner aussage mit viel geschwindigkeit hilft viel geht das ja quadratisch in die beschleunigung in unfamgsrichtung ein, dann kann man erst recht nur größere radien fliegen und bei kleineren mit wenig geschwindigkeit gefahr von strömungsabhilfe und darum hat der eurofighter zb slats an der flügelvorderkante?
Ergänzung: der Auftrieb kann durch einen höheren Anstellwinkel der Tragfläche enorm gesteigert werden. Da kommt es dann auf das Profil an, bis zu welchem Anstellwinkel der Auftrieb erhöht werden kann, bevor die Strömung abreißt.
Hatte bei der Geschwindigkeit in erster Linie die maximale Beschleunigung im Auge.
Wenns um den engsten Kurvenradius geht, ist eine langsamere Geschwindigkeit von Vorteil. Da gibt es aber auch einen Grenzbereich. Das muss ich z.B. auch bei Steilkurven mit dem Segelflugzeug beachten. Durch die enorme Schräglage kippt der Vektor des Auftriebes mehr und mehr in die Waagrechte. Die Komponente für die Zentripetalbeschleunigung wird immer größer und die Komponente für die Kompompensation der Gewichtskraft wird immer kleiner. Wenn man bei einer Steilkurve zu langsam fliegt, schmiert der Flieger ab und kann dadurch sogar eventuell ins Trudeln geraten.
und darum hat der eurofighter zb slats an der flügelvorderkante?
In der Tat gibts da diverse Auftriebshilfen, die den Auftrieb erhöhen, sodass etwas langsamer und enger geflogen werden kann als ohne.
Frage unabhängig zu dem Thema, hat man immer einen Verdichtungsstoß, wenn überschall strömung wieder subsonisch wird? Also ist das immer so, da das spezifische volumen wieder stark zunimmt
Frage unabhängig zu dem Thema, hat man immer einen Verdichtungsstoß, wenn überschall strömung wieder subsonisch wird?
Ich weiß nicht. Mir sind aber keine Ausnahmen bekannt.
Auch ein normaler 'geradeaus'-Flug ist ansich nicht stabil, bzw. nur dann, wenn Auftrieb und Gravitation sich eleminieren. Wird beispielsweise der Vorschub erhöht, ändert sich der Auftrieb und die Maschine steigt, das Ganze muß mit Höhenrudern kompensiert werden.
Drehen wir den Jet auf den Kopf, dann sinkt er tatsächlich, die Ruderstellung muß also eher die für einen Sinkflug bei normaler Lage sein. (Höhenruder - swie Querruder, wenn diese nicht nur über Kreuz betätigt werden können)
Bei Seitenlage wird das Seitenruder benötigt.
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Bei moderneren Jets kommt ggf. noch der Vektorschub der Triebwerke hinzu. Deswegen werden solche Manöver massiv von Computern gestützt.
Selbst ein Brett kann Auftrieb erzeugen, wenn der Winkel und die Geschwindigkeit gross genug sind. Der Anstellwinkel beim Rückflug muss also groß genug sein dass er dem Abtrieb des Profils entgegen wirkt.
https://www.planet-schule.de/sf/multimedia-simulationen-detail.php?projekt=fliegen
https://de.m.wikipedia.org/wiki/R%C3%BCckenflug
Zur Aerodynamik des Messerflugs (so heißt das wenn ein Flugzeug quer liegt) findest du hier etwas.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Messerflug
Zu den anderen Fragen müssen sich Menschen die mehr Ahnung vom Fliegen haben äußern.
Ich mein aber mit Anstellwinkel 0, also reiner Horizontalflug 😊 aber viele dank!
Zu meiner frage nach dem minimalen kurvenradius. Abgesehen davon was du genannt hast, was sind noch Kriterien dafür?