Diskussion ist nötig
Sollte es zu diesen hier dargestellten "neuen Erkenntnissen" in der Aerodynamik nicht mindestens eine Diskussion geben?
An den admin: wie bringt man hier einen generell neuen Beitrag ein?
Mal Grundsätzliches. Aerodynamik ist die Lehre dynamischer Kräfte zwischen Luft und Körper. Fliegen ist davon nur ein Teil. Deshalb kann die Darstellung der speziellen Verhältnisse am Tragflügel nicht das erklären, was Aerodynamik an sich ist. Aerodynamik ist, wie Kräfte zwischen Luft und Körpern überhaupt entstehen. Es ist also nach dem physikalischen Grundprinzip gefragt. Der Bernoulli-Effekt ist eine Naturgeschehen. Er entsteht aus einem physikalischen Grundprinzip. Das ist das Gesetz zur Erhaltung der Energie. Der Bernoulli-Effekt selbst ist also kein physikalisches Grundprinzip und kann demzufolge auch nicht als Erklärung anderer Geschehnisse herangezogen werden. Jedes Naturgeschehnis MUß aus EIGENER Theorie bis zu einem gesicherten physikalischen GRUNDPRINZIP hinab erklärbar sein. Ansonsten ist es noch nicht verstanden! Das Grundprinzip aerodynamischer Kräfte muß ja nicht nur am Tragflügel mit seinen Eigenheiten gelten, sondern generell. Das heißt: selbstverständlich auch am Tragflügel, darüber hinaus aber auch am Insektenflügel und auch in Strömungsmaschinen. In allen Fällen MUß es das gleiche Grundprinzip sein!
Ein Beispiel: eine Taube macht (mühevoll) einen Senkrechtstart. Sie dreht die Flügel senkrecht, bewegt sie nach oben, dreht sie waagerecht und schlägt sie wie ein Fliegenpatsche nach unten. Dabei hebt sie sich ein Stück an, hat also eine dynamische Luftkraft durch die Abwärtsbewegung einer bestimmten Menge Luftmasse gegen ihre Flügel nach oben erhalten. Mit jedem Schlag kommt sie wie auf einer Leiter ein Stück höher. Es dürfte nun zweifelsfrei feststehen, daß da keine Strömung am Flügel vorliegt, denn das passiert an gleicher Stelle ohne Vorwärtsbewegung. Auch das ist Fliegen. Also kann das Grundprinzip des Fliegens mit Bernoulli überhaupt nichts zu tun haben. (Hat es auch nicht.)
In einem Lexi, was Wikipedia ja sein will, muß unter Aerodynamik das Grundprinzip der Entstehung dynamischer Luftkräfte unabhängig davon stehen, ob es einen Vorwärtsflug mit angestellten Flügeln und daran stattfindenden auch Bernoullischen Effekten gibt. Es darf also nur das physikalische beschrieben sein, was dynamisch, also mit Massenkräften, zwischen Luft und Körper geschieht.
Insider-Wissen über Druckpunkt, Staudruck, Strömung (die es gar nicht gibt: Fahrtwind ist keine Strömung), Wirbel usw. gehören zu entsprechenden Stichworten, z. B. Tragflügel, Tragflügeltheorie usw.. Aber auch dort ist das aerodynamische Grundprinzip: Massenkräfte durch Beschleunigung, übergeordnet führend und der Bernoulli-Effekt nur in dadurch AUSGELÖSTEN Strömungen als Folgeerscheinung enthalten.
Die Aerodynamik in ihrem historisch entstanden Einzelleben muß wieder in den Schoß der allgemeingültigen Physik zurück! Sie steckt in einem nicht mehr realen Eigenleben und einer unsehnlichen Verblendung durch die Bernoulli-Gründungsväter.
Der admin möge also zulassen, daß ich einen neuen Text entwerfe und reinstelle.
Seltsamer Text
Wie kann ein modernes Flugzeug denn Fliegen wenn die Schubkraft wesentlich geringer ist als die Erdanziehungskraft und der Text so stimmt??? Hängt es nicht doch mit dem zusätzlichen Unterdruck auf der Flügeloberseite zusammen (nach Bernoullie)??? Folgender Absatz ist mir neu: "Die Bernoulli´schen Druckänderungen sind in ihrer Summe Null, haben keinerlei Anteil an der Auftriebserzeugung. Auftrieb entsteht einzig aus dem vom Flügel dauerhaft nach unten in Bewegung versetzten Luftstrom, denn: alle Wirbel entstehen erst in Folge durch den zur Auftriebskraftgenerierung erzeugten Abstrom von Luftmasse!" Die Summe der Druckänderungen sind zwar null, aber auch die Druckänderungen die auf den Flügel wirken(was dahinter passiert ist ja irrelevant)??? Ich glaube nicht und bitte um einen klugen Texter...
Mein erster Beitrag
Im stationären Flugzustand ist die Schubkraft so groß wie der Luftwiderstand. (Deshalb fliegen Verkehrsflugzeuge so hoch wie möglich, bzw. je nach Entfernung des Zieles sinnvoll; in der dünneren Luft ist der Widerstand und damit der Kraftstoffverbrauch geringer.) Die Tragfläche wird von der Luft auf Ober- und Unterseite verschieden schnell umströmt. Hinter ihr bildet sich der Anfahrwirbel, gegenläufig rotiert ein Wirbel um die Tragfläche. Die Geschwindigkeit der Tragfläche durch die Luft ist zwar größer als die Wirbelgeschwindigkeit, das Resultat ist aber eine höhere Geschwindigkeit der Strömung auf der Oberseite. Damit ist dort der Druck geringer als auf der Unterseite und Druckunterschied mal Tragfläche ergibt den Auftrieb. Beide Wirbel zusammen bewirken eine Abwärtsströmung der Luft hinter der Tragfläche, die Kraft dieser Strömung auf die Umgebung ist so groß wie der Auftrieb. An den Tragwerksenden führt der Druckunterschied zu einem unerwünschten Kurzschluß, die Luft strömt um die Tragflächenseite außen herum und erzeugt die Wirbelschleppe. Diese Wirbel sind so stark, daß nachfolgende Flugzeuge (vor allem kleinere) davon negativ beeinflußt werden können.
Antwort:
Die Physik des Fliegens erkennt man nicht, wenn man in Details sucht, sondern, indem man das Grundprinzip herausfindet. Die Technik sucht in Details, direkt an der Flügeloberfläche, macht daraus pragmatische Formeln und kann damit konstruieren. Warum ein Flugzeug fliegt, ist einem Aerodynamiker ziemlich egal, er hantiert nur mit Werten aus dem Windkanal. Daß die Technik-Lehre längs des Tragflügelprofils rechnet, ist keine Darstellung der Physik des Vorganges. Trotzdem ist natürlich etwas Physik darin enthalten. Wieviel, zeigt sich an den Vorhersagemöglichkeiten der Bernoullischen `Längs´rechnung: erschreckend wenig! Ohne Hilfsgrößen, die experimentell ermittelt werden müssen (z. B. die Zirkulationsgeschwindigkeit, die eine physikalisch richtig gegründete Formel voraussagen würde!), was in der Physik gar nicht erlaubt ist, ist nicht einmal der Auftrieb berechenbar. Über Wirbel sagt diese Technik noch weniger aus, nämlich nichts. Die mathematische Formel-Technik, an Ergebnisse aus dem Windkanal aufgebaut, kann nicht die Physik des Fliegens darstellen.
Damit zur Physik. Physik besteht aus Wirkprinzipien, nicht aus mathematischen Formeln.
Am Erdboden wird die Unterstützungskraft für ein Flugzeug durch die Erdoberfläche gestellt. Im Flug wird die Unterstützungskraft durch eine dynamische Kraft ersetzt. Dynamisch entstehen Kräfte grundsätzlich nur nach dem 2. Newtonschen Axiom. Das geschieht dadurch, daß der Tragflügel nach dem Prinzip der schiefen Ebene Luftmasse nach unten beschleunigt. DAS IST DIE GÄNZLICHE PHYSIKALISCHE ERKLÄRUNG DES FLIEGENS! Alles andere ist Technik. Die dazu benötigte Energie wird für die Überwindung der Anstellung der Flügel und der anderen Widerstände benötigt. Der benötigte Schub für den Auftrieb ermittelt sich aus der schiefen Ebene des angestellten Tragflügels. Der Vorteil von Profilen ist, daß sie gleichen Auftrieb wie eine ebene Platte bei aber keinerem Anstellwinkel und dadurch bedeutend weniger Widerstand erzeugen können.
Aus der Historie gibt es jedoch den Bernoulli-Effekt als Erklärung. Und der sitzt tief. So tief, daß er jegliches objektives Denken verhindert! Deswegen wurde das Schnellerwerden der Luft über und das Langsamerwerden unter dem Tragflügel wieder in den Text eingebracht. (Vielleicht schafft es die nächste Generation, sich von alten Märchen zu trennen!)
Die Folgen des Vorganges des Luft abwärts beschleunigens sind Wirbel. Wirbel sind zusätzliche Luftbewegungen. Aus diesen NUR zusätzlichen Bewegungen der Luft entstehen nach den Bernoullischen Gesetzen Drücke, Über- wie Unterdrücke, in Summe am Tragflügel Null, sonst würde die dynamische Formel für den Auftrieb (www.flugtheorie.de) gar nicht aufgehen können. Die Größe der bernoullischen Wirbeldrücke wäre zudem viel zu gering, als daß sie Größenordnungen des Flugzeuggewichtes erreichen könnten. Den Fahrtwind zu den Wirbelbewegungen der Luft mit hinzu zu addieren, um auf die richtige Größenordnung der Drücke zu kommen, ist physikalisch falsch! Dabei werden Größen aus zwei unterschiedlich bewegten Koordinatensystemen addiert, das ist nicht zuläßig!
Fahrtwind ist `statische´, d. h. ruhende Luft, durch die ein Flugzeug fliegt. In ihr kann kein Bernoulli-Effekt entstehen! Das ist der physikalische Prinzip-Fehler der Vergangenheit! Daß die Bernoulli-Theorie falsch ist, beweist sich auch dadurch, daß mit ihr keine Formel erstellbar ist, die ohne fremde Hilfe explizit die Auftriebskraft errechnen läßt, was die dynamische Formel nach dem richtigen Naturprinzip (Rückstoß aus abwärts bescheunigter Luft) mit `links´ kann!
Im übrigen kann es prinzipiell in der Physik für eine Wirkung (Luftkraft) keine zwei Ursachen geben: die Natur ist vollkommen bestimmt, und zwar eindeutig! Also, wenn es zwei Erklärungen gibt, dann ist nur eine oder keine richtig! Richtige Erklärungen führen zu Formeln, die sich ohne Experimente bilden und Voraussagen treffen können. Das liefert die Bernoulli-Theorie nicht.
Die Formel im Text ist eine technisch pragmatische ohne physikalische Prinzip-Subtanz! (Formeln erklären aber sowieso nichts, gehören also auch nicht in Lexika! Bis auf wenige Ausnahmen wie etwa E=m*cQuadrat. Formeln sind Ergebnisse von Erklärungen, können damit grundsätzlich nichts erklären!
4.10.2005 JPA
Kurz noch etwas
Vor allem sollte mal klar gestellt werden, daß bei normalen Flugzeugen der Auftrieb wesentlich größer ist als der Luftwiderstand. Teilweise um den Faktor 10(hängt natürlich nicht nur von der Form sondern auch vom Winkel und der Geschwindigkeit ab)!!!
Mehr Auftrieb!
Ich bin ein neuer Nutzer von Wikipedia. Leider muss ich entäuscht feststellen, dass diese Platform teilweise von Einzelpersonen ausgenutzt wird, die abstruse Theorien vorstellen und ideologische Auseinandersetzungen vom Zaun brechen!
Bestes Beispiel Auftrieb: Der überaus belesene Herr Apel hat wohl schon recht mit der Aussage, das ursächliche Prinzip des Auftriebs stecke in der Umlenkung und damit Beschleunigung von (Luft)masse.
Antwort: Sehr gut! Das sagen Sie aber mal der DLR! (Sie bestreitet das vehement! Ob immer noch, weiß ich nicht, ich schau da nicht mehr rein.)
Das funktioniert sowohl beim Vogel als auch bei Raketen und Flugzeugen. Man kann damit einwandfrei den Auftrieb berechnen. Schräge Platte gezeichnet, Erhaltungssätze aufgestellt und schon kennt man die Kraft, die die Luftströmung erzeugt.
Viele andere Aussagen, vor allem auf der schönen Seite Flugtheorie.de, sind, kurz gesagt, haltlos. Zum einen wird mit fadenscheinigen Argumenten versucht, die Erkenntnisse von Bernoulli und Prandtl zu widerlegen, wobei sich der Autor selber in groteske Falschaussagen verwickelt (Zitat: "Grundsätzlich "MUß" kein Gegenwirbel zu einem Wirbel entstehen, sonst gäbe es keine Einzelwirbel"... Schonmal was von Energieerhaltung gehört?).
Antwort: Wo ist der Gegenwirbel zu einem Tornado? JPA
Zum anderen wird der Leser mit eigenen Wirbel- Stoß- und Blasentheorien verwirrt um ihm danach die wichtigste Information dieser Seite einzutrichtern: Kauft mein Buch! Da ist alles ganz schön erklärt.
Ich bin der Meinung, dass auch Menschen, die eine von der Schulwissenschaft abweichende Meinung haben, zu Wort kommen sollten. Allerdings sollten die übrigen Menschen auch wissen, dass die Texte, von denen der Beitrag "Aerodynamik" abgeleitet wurde, voller offensichtlicher Fehler stecken. Ich kann auf Wunsch gerne einige davon darlegen.
Antwort: Tun Sie das! ( Auch direkt an flugtheorie.de) JPA
P.S: Die Theorie von Bernoulli kann man einschätzen wie man will, ob als grundlegende Physik oder sekundäre Erscheinung. Der Effekt ist aber da! Die Luft ist nunmal schneller auf der Oberseite eines Tragflügels. Und somit ist auch der Druck geringer. Integriert man diese Druckverteilung über die gesamte Tragfläche kommt auch zufällig der richtige Auftrieb raus. Also kann diese Theorie nicht so falsch sein oder? Die Druckverteilung kann man ohne weiteres mit numerischen Verfahren (Panelverfahren) berechnen, sie hängt von der Form des Tragflügels, von der Fluggeschwindigkeit und vom Anstellwinkel ab.
Antwort: die Frage ist nicht, ob die Technik herausfindet, daß die Summe der Drücke mal der Flächen die Luftkraft ergibt, das stimmt immer(!) überein, völlig egal, wie die Drücke entstehen! Die Frage ist, wie können die Drücke nach einem phyikalischen Prinzip VORAUSGESAGT werden! Externe Größen wie fiktive, also die sogenannte Zirkulation, die extern bestimmt werden muß, sind ebenfalls VORAUS ZU SAGEN! Erst dann stimmt die Physik. Die Erklärung der Aerodynamik in einem Lexi ist keine Erklärung ihrer Technik, sondern ihrer Physik! JPA
Unsinn
Also in seiner gegenwärtigen Form ist der Artikel irreführend und an vielen Stellen schlicht falsch. Er ist unverständlich und zeugt nicht von fachlicher Kompetenz. Die vorige Version wurde komplett gelöscht, obwohl sie leichter verständlich und fachlich richtig war. Ich denke Wikipedia kann man wohl nicht mehr vertrauen.
20.10.2005 Ein Luft- und Raumfahrttechnik Ingenieur
Ich studiere auch LRT und war eben sehr verwundert, wie das da erklärt war. Deshalb habe ich eben auf dieser Flugtheorie Homepage nachgeschaut und da traf mich wirklich der Schlag. Was sich manche Leute so ausdenken... :-)
20.10.2005
Kann es sein, daß da Denken (nicht aus-denken) gegen Glauben (was der Prof. sagt) steht? Wie wäre es mit grundlegender Hinterfragung des Gesagten aus der Schule? JPA
29.10.2005 Generalstellungnahme
"Sie können es mathematisch erklären, aber das ist nicht dasselbe wie verstehen"*,
ein amerikanischer Professor über seine Studenten.
Warum kann er es ihnen nicht verständlich sagen? Eine Erklärung mit physikalisch stimmiger Logik versteht jeder Student! Oder griffiger: so dumm können Studenten gar nicht sein, daß sie physikalisch Richtiges nicht verstehen würden!
Ein deutscher Professor:
"Das Fliegen gehört wohl zu den Phänomenen, die wir in der Natur beobachten und einfach hinnehmen müssen!"*
- Deutschland, Die Zeit, 21/2001
Was steckt hinter den Aussagen der beiden Professoren?
Daß es WESENTLICHES Unbekanntes in der Aerodynamik gibt! Die Aussage des deutschen Prof´s sagt das ja explizit! (Dieser Mann verdient Lob!) Phänomene gibt es in der Natur nicht: ALLES ist erklärbar! Man muß es nur rauskriegen! Aerodynamiker suchen aber überhaupt nicht!
In der Aerodynamik hat sich auf Grund vorhandenen Unwissens ein komplexes Gebilde aus physikalischen Teilerkenntnissen und mathematischen Verfahren für die Verwertung des fast unendlich großen und teuren `Meeres´ an Meßwerten gebildet, das als hoch wissenschaftlich gilt. Diesen Status nimmt die Aerodynamik nach ihrem Verständnis ein: da kann kein anderer mitreden, WIR........! Irrtum: die Aerodynamik muß alle allgemein gültigen physikalischen Gesetze der Mechanik einzuhalten, denn dazu gehört sie. Das betrifft in erster Linie und essentiell(!) die drei Newtonschen Kraft-Gesetze, denn es geht ja um Kräfte: Diese kommen aber in der aerodynamischen Theorie überhaupt nicht vor: sie werden einfach ignoriert! So geht´s nicht! (Siehe www.flugtheorie.de, Gravitation, Status der Physik)
Als `Korrektur´ mit dem ausstehenden Unbekannten aus der Physik wird nur etwas noch komplexeres oder zumindest gleichwertiges erwartet, besser: geduldet! Das verlangt schon die menschliche Psyche bzw. das menschliche Gefühl derer, die vermeintlich etwas zu verteidigen haben. Das menschliche `Gefühl´ ist in 99,9% aller Fälle aber stärker als der Verstand. Damit haben wir den Salat!
Die Konsequenz aus dieser Lage: von innen, den Aerodynamikern selbst, kann nichts Neues kommen! Sie sind alle `geprägt´ von ihrer erlernten theoretischen Sicht der Dinge. Die Gänse des Verhaltensforschers Lorenz legen ihre `Prägung´ später ab, der Mensch nie! Dazu müßte er sein gesamt Gelerntes hinterfragen können. Ein Aerodynamiker kommt nicht mal auf die Idee, daß da etwas.....! Und Namen gehen dabei auch vor Meinungen: Prandtl, Newton, Einstein.....! Als ob die unfehlbar wären. Nur `Kleingeister´ verstecken sich dahinter. Ein denkender Mensch vertritt seine Meinung gegen JEDEN!)
Also sind Aerodynamiker auf Hilfe von außen angewiesen, die sie jedoch spontan, ohne zu überlegen(!), abwehren. Psychologisch verständlich, sogar erwartungsgemäß! Sie verhalten sich genau so, wie sich Menschen eben verhalten. (Wer läßt sich schon in Frage stellen?!)
Physik kann man so aber nicht ergründen: da muß man sein Ego ablegen und sich in in etwas anderes hinein-DENKEN können! Wenn das einfach wäre, der Zusammenbau und Funktionismus der Welt wäre schon seit Jahrtausenden vollständig bekannt! Wir dagegen zehren ja sogar noch von den `alten´ Persern, Griechen, Römern, Ägyptern usw.)
JPA