Als Bodeneffekt (engl. ground effect) bezeichnet man ein physikalisches Phänomen, das ein umströmter Körper in Bodennähe erfährt. Hierbei kann je nach Form des umströmten Körpers zusätzlicher dynamischer Auftrieb oder auch Abtrieb entstehen.
Prinzip
Der Luftspalt zwischen Flügelhinterkante und Boden verringert sich, je geringer der Bodenabstand ist. Die Luft wird gestaut und die Strömung unter dem ganzen Flügel abgebremst. Dadurch steigt dort der Druck, was zu einer größeren Auftriebskraft führt. Gleichzeitig wandert der Auftriebsschwerpunkt nach hinten. Der Bodeneffekt beruht also darauf, daß sich unter der Tragfläche in Bodennähe ein Luftpolster bildet, das sich mit dem Fahrzeug (Flugzeug) vorwärts bewegt. Dabei wächst das Auftriebs-Widerstandsverhältnis bei Annäherung an den Boden auf das 2,5 - 3-fache. Es kommt also zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades einer Tragfläche, welche Auftrieb erzeugt.
Strömungstechnisch betrachtet läßt sich der Bodeneffekt so beschreiben:
Die Druckverteilung am Profil ändert sich und führt zu einer Verringerung des induzierten Widerstands. Der Widerstand eines Tragflügels setzt sich zusammen aus dem Reibungswiderstand, der abhängig ist von der Profilform und der Oberflächenbeschaffenheit, und dem induzierten Widerstand. Durch den Druckausgleich zwischen Ober- und Unterseite, entstehen an den Rändern des Flügels Wirbel. So entsteht hinter dem Flügel ein Wirbelband und Randwirbel, welche die Luft hinter dem Flügel nach unten beschleunigen. Die durch diesen Druck entstandene Kraft wirkt senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor. So entsteht neben dem Auftrieb noch eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzte Kraft, der induzierte Widerstand. In Bodennähe ist kaum noch Platz für die Luft, um nach unten zu strömen und sie wird gezwungen, fast horizontal wegzufließen. Damit wird der induzierte Widerstand kleiner. Somit kann Energie, die zur Überwindung des induzierten Widerstandes benötigt wird, eingespart werden.
Der Effekt wurde schon Anfang des 20. Jahrhunderts mit Beginn der Fliegerei erkannt.
Vorkommen des Bodeneffekts
Fliegerei
In Bodennähe verändern sich die aerodynamischen Verhältnisse. Der Auftrieb wird vergrößert, der Auftriebsschwerpunkt wandert nach hinten und der Luftwiderstand wird kleiner. Bei Flügen mit einem Tiefdecker in Bodennähe führt der Bodeneffekt dazu, daß das Flugzeug wesentlich länger schwebt, als das beispielsweise bei einem Hochdecker der Fall ist. Dieses muß ein Pilot bei der Landung mit Tiefdeckern, insbesondere auf kurzen Landebahnen unbedingt berücksichtigen. Faustregel: Der Bodeneffekt tritt auf, wenn die Flughöhe gleich oder kleiner als die halbe Spannweite des Tragflügels ist.
Bei Hubschraubern ist für den erhöhten Auftrieb im Vorwärtsflug in Bodennähe ebenfalls der Bodeneffekt verantwortlich.
Seefahrt
Der Bodeneffekt wird auch von eigenartigen Fahrzeuge mit speziellen Lufttragflügeln, die eher einem Flugzeug als einem Schiff ähneln, genutzt, indem diese Fahrzeuge mit der Flügelhinterkante möglichst dicht über der Wasseroberfläche dahingleiten. Siehe auch: Bodeneffektfahrzeug
Landfahrzeuge
Eine weitere Anwendung des Bodeneffektes ist im Motorsport zu finden. Bei sehr schnellen Fahrzeugen, wie den Rennwagen in der Formel 1 ist das Chassis sehr tief gelegt, sodaß sich der Boden des Auto´s nur einige Zentimeter über dem Asphalt befindet. Durch den dann auftretenden negativen Bodeneffekt (sogenannter Deckeneffekt) wird der Anpressdruck des Fahrzeuges auf die Fahrbahn erhöht.