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Strömungsabriss bei Klappen und Querruder?
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Axel
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 30.03.2003
Beiträge: 140
Ort: Halle

BeitragVerfasst am: So, 29 Jun 2003, 21:25    Titel: Strömungsabriss bei Klappen und Querruder? Antworten mit Zitat

Ich habe eine fürchterliche Denkblockade. Es geht um die Strömung nahe der Überziehgeschwindigkeit. In solchen Situationen sind die Querruder Gift, weil die plötzliche Vergrößerung des Anstellwinkels, die Strömung auf einer Seite zum völligen Abreißen bringen kann. So weit so gut. Praktisch konnte ich das noch nicht ausprobieren. Aber wenn ich so weit bin, frag' ich meinen Lehrer.

Jetzt meine Frage: Warum passiert ähnliches nicht, wenn ich nahe der Überziehgeschwindigkeit die Klappen ausfahre? Mit den Klappen setze ich die Stall-Speed herab. Also bin ich wieder auf der sicheren Seite. Aber warum? Der effektive Anstellwinkel wird doch damit auch plötzlich vergrößert.

Ich fürchte, dass ich mich ein bißchen zum Ei mache. Aber mir fällt darauf einfach keine plausible Antwort ein.
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flyingmik
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 06.10.2002
Beiträge: 144
Ort: Heidelberg/Germany

BeitragVerfasst am: Mo, 30 Jun 2003, 16:06    Titel: Antworten mit Zitat

Durch das Ausfahren der Klappen ändert sich einerseits das Flügelprofil und dadurch zwar nicht der absolute, aber der relative "chord" - weiß nicht wie das auf Deutsch heißt - eben die gedachte Mttellinie durch die Fläche an deren Spitze die Anströmung beginnt.

Genau ist das aber in jedem Jeppessen erklärt - habe meins nur nicht hier im Büro :D
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Axel
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 30.03.2003
Beiträge: 140
Ort: Halle

BeitragVerfasst am: Mo, 30 Jun 2003, 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
die gedachte Mttellinie durch die Fläche an deren Spitze die Anströmung beginnt

Ich weiß nicht, wie ich dich verstehen soll. Der Winkel zwischen der gedachten Mittellinie und der anströmenden Luft ist doch der effektive Anstellwinkel, oder nicht?
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thborchert
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 14.05.2003
Beiträge: 447
Ort: Hamburg

BeitragVerfasst am: Fr, 04 Jul 2003, 9:10    Titel: Strömungsabriss bei Klappen und Querruder? Antworten mit Zitat

Axel schrieb:

In solchen Situationen sind die Querruder Gift, weil die plötzliche Vergrößerung des Anstellwinkels, die Strömung auf einer Seite zum völligen Abreißen bringen kann. So weit so gut.


Eben nicht Very Happy

Die Querruder vergrößern den Widerstand - deshalb sind sie Gift.

Das tun die Klappen zwar auch, aber die senken den realen Anstellwinkel - indem sie das Flügelprofil verändern, so dass das schon erwähnte "relativ chord", was ein Schenkel des Anstellwinkels ist (der andere ist der relative Wind, oder?), sich ändern. So denk ich mir das zumindest Wink
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RWY210
eddh.de-Stamm-User


Hier seit: 15.02.2003
Beiträge: 58
Ort: EDCM

BeitragVerfasst am: Fr, 04 Jul 2003, 9:23    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,
ich denke die unterschiedlichen Überziehgeschwindigkeiten ohne und mit Klappen finden bei unterschiedlichen Anstellwinkeln(Pitch) statt. Wenn du die Überziehgeschwindigkeit ohne Klappen im horizontalen Geradeausflug (fast) erreicht hast und nun die Klappen fährst müßte dann sofort ein Strömungsabriß eintreten.
Wenn du dich aber der Überziehgeschwindigkeit mit Klappen näherst, wird der effektive Anstellwinkel des Flugzeuges nicht ganz so groß wie ohne Klappen. Oder wenn du die Klappen nahe der Überziegeschwindigkeit fahren möchtest, mußt du gleichzeitig etwas nachdrücken, um den Anstellwinkel zu verringern. Das bedeutet auch, daß die Querruder mit Klappen aufgrund des dann geringeren Anstellwinkels länger wirksam sind als ohne Klappen.
Ich hoffe ich hab mich einigermaßen verständlich ausgedrückt.
Vielleicht kann das ganze noch jemand besser erklären? :roll:
Grüße
Steffen
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Karli
eddh.de User


Hier seit: 06.07.2003
Beiträge: 7
Ort: Niederöfflingen

BeitragVerfasst am: Mo, 07 Jul 2003, 0:04    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Zitat:

Es geht um die Strömung nahe der Überziehgeschwindigkeit. In solchen Situationen sind die Querruder Gift, weil die plötzliche Vergrößerung des Anstellwinkels, die Strömung auf einer Seite zum völligen Abreißen bringen kann.


So ein Stall an sich ist eigentlich nichts so schlimmes. Die Strömung reist halt von hinten nach vorne auf der Profiloberfläche ab, wobei sich der Auftrieb größtenteils verabschiedet und dafür der Luftwiderstand wächst.
Geschieht das bei beiden Flächen gleichzeitig und gleich stark, geht der Flieger in einen sauberen Sackflug, den man beenden kann, indem man einfach das Höhenruder etwas nachlässt.

Aber oft reist die Strömung nicht gleichzeitig und auch nicht gleich stark an beiden Flächen ab. Der Flieger neigt dann etwas dazu, über eine Fäche abzukippen. Instinktiv geht der ungeübte Pilot dann hin und versucht, mit Querruder, die Maschine wieder gerade zu stellen. Nun vergrößert er aber an der Fläche, die nach unten ging durch den Querruderausschlag nach unten den Anstellwinkel an dieser Fläche nochmals, was ein Anwachsen des Luftwiderstandes und durch den Strömungsabriss am Querruder eine weitere Veringerung des Auftriebs bewirkt. Am oberen Flügel geschieht das Gegenteil. Der EINSEITIGE Strömungsabriss wurde also durch den gut gemeinten Querruderausschlag noch einseitiger.
Das bewirkt ein weiters abkippen des unteren Flügels + ein eindrehen um die Hochachse in Richtung des unteren Flügels.
So kann man ganz schnell ins Trudeln kommen, was in geringer Höhe fast immer fatal endet. Selbst geübte Piloten können davon überrascht werden und viele hundert Meter Höhe dadurch verlieren, sofern der Boden nicht vorher schon da ist.

Querruder begünstigen also unter Umständen den EINSEITIGEN Strömungsabriss.
Landeklappen hingegen wirken auf beiden Seiten gleich. Dadurch wird der EINSEITIGE Strömungsabriss also nicht begünstigt.
Aber wenn man in der Nähe des Stalls die Klappen fährt und weder das Höhenruder nachlässt, noch Gas rein schiebt, wird das Flugzeug sehr schnell fahrt abbbauen, was dann wiederum zum Stall führt. Nur halt mit weniger Geschwindigkeit als ohne Klappen.
Und wenn die Maschine nun, aus welchen Gründen auch immer eine Fläche hängen lässt, und der Pilot mit Querruder korrigieren will ...

In deinem Flughandbuch steht genau drin, was du bei Deinem Flugzeug tun musst, um das Trudeln zu beenden.

Viele Grüsse
Karl
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Axel
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 30.03.2003
Beiträge: 140
Ort: Halle

BeitragVerfasst am: Mo, 07 Jul 2003, 0:44    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, das ist anschaulich beschrieben. Also reagiert die Strömung beim Klappensetzen schon ähnlich wie beim Querruder-Geben. Nur die Symmetrie macht's ... gutmütiger.
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flyingmik
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 06.10.2002
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BeitragVerfasst am: Mo, 07 Jul 2003, 8:40    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, die Landeklappen sind so gestaltet, dass eine Profilveränderung beim Ausfahren der Klappen eintritt. Dadurch wird das Profil so verändert, dass zwar enormer Wiederstand entsteht, gleichzeitig aber auch der Flügel mehr Auftieb produziert - zumindest bei vernünftigen Landeklappen. In etwa nach dem Bernoulli-Prinzip, wonach schnell fließende Flüssigkeiten weniger Druck aufbauen als langsame und da dies auch für Gase gilt, gilt es eben auch in der Luft. Also: die Luft über der (gewölbten) Flügeloberfläche muss einen weiteren Weg (Wölbung) zurücklegen als die, die unten durch geht. Ergo - siehe oben - wird der Druck oberhalb der Fläche niedriger und der Aluminiumkasten fliegt. Wenn durch die Landeklappen die Wölbung noich vergrößert wird, oder durch Vorflügel (Morane?), dann kann man ohne Strömungsabriss langsam fliegen.

Die Querruder hingegen erzeugen keinen nennenswerten Auftrieb, bzw. zerstören diesen beim Kurvenflug dadurch, dass ein Querruder nach oben, das andere nach unten ausschlägt. Dadurch wird die Flügelspitze auf der Seite die nach unten geht (Querruder nach oben) einerseits langsamer (=weniger Lift) und hat durch die aerodynamische Veränderung ebenfalls weniger Lift. Da die Flügelspitzen meist recht dünn sind im Vergleich zur Flügelwurzel ist die Grenze zum Stall der Flügelspitze nicht sehr groß.

Daher: bei Stall-Übungen immer mit dem Seitenruder die Richtung halten und das Querruder einfach neutral lassen. Es sei denn ausreichende Höhe über Grund, dann macht Trudeln richtig Spass...
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RWY210
eddh.de-Stamm-User


Hier seit: 15.02.2003
Beiträge: 58
Ort: EDCM

BeitragVerfasst am: Mo, 07 Jul 2003, 10:17    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,
die ursprüngliche Frage war doch, was passiert, wenn ich bei Überziehgeschwindigkeit die Klappen fahre? Wenn ich denn schon sehr großen Anstellwinkel durch die Klappen noch vergrößere, kommt es ja erst mal zu Strömungsabriss. Andererseits kann ich mit Klappen eine geringere Geschwindigkeit fliegen als ohne.
Das Ganze funktioniert ja nur, wenn ich den Anstellwinkel des Flugzeuges verringere, da ich ja den Winkel mit den Klappen wieder vergrößere.

Viele Grüße
Steffen
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Axel
eddh.de-Premium-User


Hier seit: 30.03.2003
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Ort: Halle

BeitragVerfasst am: Mo, 07 Jul 2003, 13:08    Titel: Antworten mit Zitat

Ah... klar. Also: Der größere Anstellwinkel durch die Klappen erzeugt mehr Auftrieb und wird "weg"-gedrückt. Also letztlich alles wie vorher, nur bei geringerer Geschwindigkeit. Logisch. Manchmal ist man blockiert. Danke euch.

Ist spannend. Ich hatte mir eingebildet, die aerodynamischen Zusammenhänge begriffen zu haben. Aber das ist doch entschieden umfangreicher.

Mit einem Satz habe ich aber noch Probleme:
Zitat:
Da die Flügelspitzen meist recht dünn sind im Vergleich zur Flügelwurzel ist die Grenze zum Stall der Flügelspitze nicht sehr groß.

Um das Stallverhalten gutmütiger zu machen, sind doch die Flächen zumeist so konzipiert (durch unterschiedliches Profil oder unterschiedliche Anstellwinkel über die Länge), dass die Strömung an der Wurzel zuerst abreißt - nicht an der Spitze. Damit bleiben die Querruder länger wirksam, und die Wirbel treffen schön auf's Höhenruder und warnen (Schütteln) bevor es zu spät ist.
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