Der Luftwiderstand eines Flugzeugs steigt im Quadrat mit der Geschwindigkeit, aber der Strahltriebwerk-Wirkungsgrad steigt ebenfalls mit der Geschwindigkeit?

4 Antworten

  1. Der Wirkungsgrad eines Strahltriebwerks liegt doch schon bei über 80 %.
  2. Der Wirkungsgrad der einzelnen Baugruppen ist sogar besser.
  3. Was verstehst Du unter "schleichen"? Eine Geschwindigkeit zwischen 800 und 900 km/h würde ich jetzt mal nicht als schleichen bezeichnen.
  4. Dass Du seltsame Fragen stellst, wissen wir ja mittlerweile.

Hmmm, ja und nein...

Der Widerstand steigt im Quadrat zur Geschindigkeit, allerdings nimmt der Widerstand auch mit zunehmender Flughöhe immer weiter ab.

Strahltriebwerke verlieren auch mit zunehmender Flughohe an Leistung, was aber durch den geringeren Widerstand wieder ausgeglichen wird....

....oder so ähnlich...🙋

So ist es

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Ein high bypass Triebwerk erzeugt ja ca. 75% seines Schubes durch den kalten Luftstrom im By pass. Er beschleunigt eine große Luftmasse auf eine "mäßige "Geschwindigkeit. Diesen Vorteil kann das High Bypass Triebwerk nur bis knapp unter der Schallgeschwindigkeit ausspielen. Denn Rest, damit sich fliegen mit 900 km/h in 10000m lohnt, muss die Leichtigkeit und die gute Aerodynamik des Fliegers bringen.

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Von welchem Wirkungsgrad redest du hier? Bei der Umsetzung von was zu was?

Ich sage mal, die wahrscheinlichst richtige Antwort auf deine Frage ist ein schlichtes nein. Das langsame Gleiten ist stets energieeffizienter als schnelles Dahindonnern.

Der "nur" quadratische Anstieg gilt ja auch nicht unbegrenzt, sondern nur in der ersten Näherung. Ab einem bestimmten Punkt treten zusätzlich Effekte aufgrund der Größe der mitgeschleppten Turbulenzen auf, die sich als kubische Beiträge bemerkbar machen.

Wenn ich mich recht erinner wirken die erzeugen Luftwirbel wie eine Vergrößerung des effektiven Querschnitts des Flugzeuges, aber das kann dir vielleicht jemand mit größerer Affinität zur Fliegerei besser erläutern.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Das Verdichtungsverhältnis im Strahltriebwerk ist stark vom Lastzustand abhängig, d.h. je höher der Lastzustand desto höher das Verdichtungsverhältnis desto höher der Wirkungsgrad.

Bei Kolbenmotor-Fugzeugen war das früher anders, deren Verdichtungsverhältnis ist in etwa konstant, der Mitteldruck aber bei einer relativ geringen Drehzahl am Günstigsten. Deshalb konnte man damit zur Reichweitesteigerung "schleichen"

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@savemybum

Die Geschwindigkeit der maximalen Reichweite lag dabei nicht weit entfernt von der besten Steiggeschwindigkeit

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@savemybum

Beispiel zu Logik dahinter (ich denke mir Zahlen aus):

Angenommen bei einer Verdoppelung der Reisegeschwindigkeit stiege der Energiebedarf auf das Vierfache, also um 300%.

Parallel dazu stiege der der Wirkungsgrad des Triebwerks von 90% auf 100% (Hexen-Technik).

Dann hat sich der Verbrauch doch immer noch fast vervierfacht.

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@neuerprimat

Ich kann Dir vollkommen folgen. Ich finde es lediglich seltsam dass nicht auch mit der halben Reisegeschwindigkeit geflogen wird, z.B. im militärischen Bereich.

Vielleicht liegt es schlicht daran, dass mit geringerer Geschwindigkeit wegen der geringen Luftdichte in Reiselughöhe gar nicht geflogen werden kann ("coffin corner") wodurch ein Sinken in niedrigere Flughöhen mit größerer Luftdichte notwendig wäre was den Spareffekt wieder aufheben würde.

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@savemybum

Das hört sich für mich sehr plausibel an! Aber wir wissen es halt nicht ^^

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@neuerprimat

Plausibel ist es.

Fakt ist: zu Zeiten der Propeller-Ära konnten z.B. Lockheed Super Constellations bei Sparflammen-Geschwindigkeit ewig in der Luft bleiben, Jets nicht. Aus diesem Grund flogen sie noch in Vietnam elektronische Aufklärungseinsätze obwohl es längst leistungsfähigere Jets gab.

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@savemybum

Hier eine solche elektronische Aufklärungsmaschine EC-121, enstpricht der zivilen Lockheed Super Constellation. Die augeputschten Sternmotoren waren anfällig und wenig leistungsfähig, der Steigflug erfolgte buchstäblich Meter für Meter wegen der massiven Ausrüstung. Aber lange in der Luft bleiben konnten sie.

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Hiiiilfe Mathematik!

Ich weiss, dass ich meine hausaufgaben selebr lösen sollte, doch ich war letzte stunde krank und konnte niemanden fragen, wie die folgende Aufgabe gelöst wurde:

In einem Koordinatensystem beschreibt die xy-Ebene eine flache Landschaft, in der sich ein Flughafen befindet. Die x-Achse weist in Richtung Osten und die y-Achse in Richtung Norden. Die Längeneinheit beträgt 1km, t in min ab 7:30. Das Flugzeug F1 steigt unmittelbar nach dem Abheben im Pistenpunkt P(-10/0/0) längs der Geraden.

g1: (x y z) = P+ t * (5 5 1) auf. Flugzeug F2 fliegt entlang der Geraden g2: (x y z)= (20 70 10)+ t*(10 -10 0)

a) Ermittelbn Sie, in welche Himmelsrichtungen F1 fliegt und begründen Sie, dass F2 konstante Flughöhe hält.

b) Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Flugzeugs F1.

c) Berechnen sie den Steigungswinkel der Flugbahn F1.

d) Bestätigen Sie durch Rechnung, dass sich die Flugbahnen der Flugzeuge senkrecht schneiden.

e) Kommt es zu einer Kollision der beiden Flugzeuge?

f) F1 überfliegt in der Höhe von 6km eine Radarstation R in der xy- Ebene. Bestimmen sie die Koordinaten der Radarstation R.

g) Der Radar in R erfasst alle Objekte bis zu einer Entfernung von 50km. Berechnen Sie die Lage der Flugstrecke von F2 im Überwachungsbereich des Radars.

Mir ist bewusst, dass dies sehr viel ist und ich werde wahrscheinlich nicht vollständige Antworten bekommen. Aber ich bin froh um jede Hilfe, denn ich muss von solchen Aufgaben noch 3 weitere lösen und wäre sehr dankbar, wenn mir jemand diese Aufgaben lösen könnte damit ich danach die weiteren Aufgaben versuchen kann zu lösen.

Besten Dank im Voraus :)!

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