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Stationärer Geradeausflug bedeutet du bist weder am steigen noch am sinken... Daher ist Volume's Aussage korrekt.
DER Technikthread für unsere Fragen zu techn. Fragen rund ums Flugzeug!
- Starter*in dipoli
- Datum Start
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R
rolst01
Guest
Unterschiedliche Farben bedeuten unterschiedliche Typen von Flughäfen: Militär, zivil, etcpp
Es ging aber nicht um stationären Geradeausflug, die Antwort bezog sich unmittelbar auf folgendes Zitat (Hervorhebung von mir)...
Gruß, Matthias
Beides ziemlich falsch.
Stationärer Geradeausflug kann sowohl stationärer Steig- aus auch Sinkflug sein. Geradeausflug <> Horizontalflug.
Wenn wir hier mal "normale" Flugzeuge betrachten, und "normale" Flugbahnwinkel von deutlich unter 10°, dann ist der Cosinus von 10° gerade mal 0.9848, also ist der Unterschied zwischen Auftrieb und Gewicht deutlich geringer als 1.5%, und die können wir wirklich vernachlässigen.
Und im Zweifelsfalle ist im Steigflug (Schub > Widerstand) der Auftrieb minimal kleiner als die Gewichtskraft, da ein geringer Anteil des Schubkraft nach oben wirkt, wenn die Nase nach oben zeigt.
Das selbe übrigens im Sinkflug, auch da ist der Auftrieb minimal kleiner als die Gewichtskraft, da dann Widerstand > Schub, und bei nach unten gerichteter Nase wirkt ein geringer Anteil des Widerstand nach oben.
Bei Segelflugzeugen (Schub = 0) ist Gewichtskraft = Luftkraft, und Luftkraft ist die Vektorsumme aus Auftrieb und Widerstand (per Definition sekrecht zueinander stehend), ergo ist der Auftrieb immer minimal geringer als die Luftkraft, und damit bei modernen Flugzeugen so um die 99.97% des Gewichts. Bei antikem Gerät auch mal 99.8%, und erst bei Benutzung der Bremsklappen relevant kleiner. (Manche Flugzeuge können mit vollen Bremsklappen stationären senkrechten Sturzflug machen, mit Auftrieb = 0 und Gewicht = Widerstand, in der Praxis sehr beeindruckend)
Nur Pedanten würden die vereinfachte Annahme von Auftrieb = Gewicht im Geradeausflug von Verkehrsflugzeugen in Frage stellen. Die Differenz ist auch in der Praxis völlig irrelevant, da sich z.B. der maximale Auftriebsbeiwert aufgrund von Fertigungstoleranzen, Justage, Beschädigungen/Reparaturen und Verunreinigung beim Vergleich von realen Flugzeugen bereits um mehr als 1.5% unterscheidet.
Bei Schub und Widerstand hingegen sind schon geringe Abweichungen sehr relevant.
Also nochmal: Es ging hier um einen Steigflug, und die Antwort war, Auftriebs- und Gewichtskraft seien immer gleich. Nein,das sind sie im Steigflug eben nicht, allein schon weil die Auftriebskraft in dem Fall gegen die Gewichtskraft geneigt ist (um den Winkel der Flugbahn θ, oder wie wird der i.a. abgekürzt?). Die nach oben und damit der Gewichtskraft entgegengesetzte (und vom Betrag gleich große) Kraft ist tatsächlich Auftriebskraft*cos(θ)+Schub*sin(θ). Unter welchen (realistischen) Steigflugbedingungen ist da jetzt Auftriebskraft<Gewichtskraft?
Gruß, Matthias
Gruß, Matthias
Immer dann, wenn Auftriebskraft * 1-cos(θ) > (Schub-Widerstand)*sin(θ). Also bei allen realistischen Flugbahnwinkeln und Schub/Gewichtsverhältnissen von Verkehrsflugzeugen.
Oder vereinfacht: Immer wenn Schub-Widerstand > 0.
Bei einer F16 kann auch der Auftrieb 0 und der Flugbahnwinkel 90° sein...
Wie gesagt, cos(θ) ist bei allen realistischen Flugbahnwinkeln mindestens mal 0.985, also verdammt nahe an 1. In der klassischen Flugmechanik hat man den Term vernachlässigt.
Heute kostet es nichts, ihn mitzuschleppen, wir lösen die Formeln ja nicht mehr nach θ auf (mit den vereinfachten Kleinwinkelnäherungen cos(θ)=1, sin(θ)=θ), sondern berechnen sie im Computer.
Wenn man wirklich so päptlich sein will wie der Papst, dann muss man auch noch die genaue Wirkachse des Schubs berücksichtigen, die ist nämlich vor allem bei hohen Anstellwinkeln mehr nach oben geneigt als der Flugbahnwinkel, und beim Sinus machen 1-2° mehr ein vielfaches davon aus, was es beim 1-cos macht.
Im Zweifel einfach mal Kräftedreieck malen. Grafische Statik ist wunderbar anschaulich.
Warum ist die Gleitzahl (das Verhältnis zwischen der Antriebskraft und dem Luftwiderstand) bei Verkehrsflugzeugen so viel niedriger als bei kleinen Segelflugzeugen und warum lässt sie sich nicht beliebig durch die Vergrößerung von Tragflächen erhöhen?
Bei modernen Verkehrsmaschinen liegt die Gleitzahl knapp unter 20, und Verbesserungen bei neueren Modellen sind recht marginal. Das beste Segelflugzeug hat dagegen eine Gleitzahl von 70 - bei einer Verkehrsmaschine würde das also einen ca. 3-mal geringeren Treibstoffvebrauch bedeuten.
Bei modernen Verkehrsmaschinen liegt die Gleitzahl knapp unter 20, und Verbesserungen bei neueren Modellen sind recht marginal. Das beste Segelflugzeug hat dagegen eine Gleitzahl von 70 - bei einer Verkehrsmaschine würde das also einen ca. 3-mal geringeren Treibstoffvebrauch bedeuten.
Zunächst mal ist es nicht die
Und da komm ich ja sogar als Laie drauf, gerade wenn Du die Steilvorlage "Luftwiderstand" selber gibst:
Guck mal ein Dickschiff oder nen A32x von vorne an und dann nen Segelflieger, und denk nochmal über das Wort "Luftwiderstand" nach.
(und da hat die Flügelfläche nur wenig mit zu tun...)
Das Flügelprofil (Vorderkante) eines 320 hat vermutlich den selben Luftwiderstand wie der ganze Segelflieger, und dann kommt noch der Rumpf, Tail, die Triebwerksgondeln etc.
Und: bin mir nicht sicher inwiefern das tatsächlich soviel Sprit sparen würde, und bedenke immer dass die Pötte ja noch am Flughafen rummanövrieren müssten....
Anschauliches Beispiel für "Gleitzahl" und was machbar ist mit (alten!) Verkehrsflugzeugen ist Air Transat 236
Zuletzt bearbeitet:
Ja, aber die Auftriebskraft ist bei einer A320 auch viel höher, als bei einem Segelflugzeug. Es geht ja um das Verhältnis, nicht um absolute Werte.
Sag bloß!
Ja, die Widerstandskraft hatte ich sogar noch unterschlagen. Wir haben also Gewichtskraft = Auftriebskraft*cos(θ)+(Schub-Widerstand)*sin(θ). Wie ist denn in einem realistischen Fall (und ich glaube, eine F16 ist im Vielfliegertreff nicht wirklich realistisch) die Differenz aus Schub und Widerstand, wenn nicht beschleunigt wird? Und das dann auch noch mit dem Sinus eines kleinen Winkels multipliziert? Im Verhältnis zu Auftriebskraft*cos(θ) kann man das wohl getrost vernachlässigen. Und dann bleibt Auftriebskraft ≈ Gewichtskraft/cos(θ), die Auftriebskraft ist also größer als die Gewichtskraft.
Gruß, Matthias
Theoretisch kannst du die Gleitzahl verbessern, aber dafür müsste ein Flugzeug ein besseres Verhältnis Rumpfquerschnitt zu Flügelflache haben (ein Segelflugzeug ist nun mal kein Frachtflugzeug). Die Idee mit der Vergrößerung der Tragflächen ist gut, würde auch was bringen, allerdings wirst du dann nirgendwo mehr landen dürfen da zu hohe Spannweite. Ein weiteres Problem ist das Gewicht der Flügel, Technik etc.. Umso größer der Flügel umso höher das Mehrgewicht.
Primärer Punkt ist aber gar nicht die Gleitzahl sondern die Flächenbelastung, also Gewicht pro m
2 Flügelfläche. Denn diese bestimmt die optimale Fluggeschwindigkeit. Wenn du also deine Fläche größer machst (ein bisschen ist noch gut) sinkt deine Flächenbelastung und du kannst/solltest nicht mehr so schnell fliegen.Eine Formel dazu finde ich leider gerade nicht mehr.
Um das zu verstehen solltest du erstmal die Grundlegenden Prinzipien und besonders die Polare verstanden haben.
Zu der Diskussion Auftrieb=Gewichtskraft:
Solange ihr euch nicht auf ein KOS (Geodätisch/Flugzeugfest/Aerodynamisch) einigt wird das nie was mit der Diskussion. Ich denke der Fragende hat seine Antwort erhalten und jeder hier das Thema grob verstanden. Wir alle vereinfachen hier jeweils was anderes und haben dadurch andere Randbedingungen weswegen eine Diskussion zu keinem Ziel führen wird oder sich erst über Seiten hinziehen wird.
Ich plädiere dafür die Diskussion einzustellen.
Beliebig steigern geht schon mal nicht, da du immer einen Grundwiderstand durch die Luftreibung hast. Durch Steigerung des Auftriebs lässt sich zwar das Verhältnis verbessern, aber eben nicht beliebig, da auch der Auftrieb nicht beliebig gesteigert werden kann. Rein von Flügelprofil her (Nurflügel mit unendlicher Spannweite) kann man ohne Tricks wie Grenzschichtabsaugung etc. vielleicht bis 200 kommen, dann ist einfach Schluss.
Kommt noch der Transsonische Widerstand dazu, den du bei hohen Geschwindigkeiten nicht vermeiden kannst, sind wir schon bei um die 100, dann noch ein Rumpf dran der ja einiges an Volumen aufnehmen soll, große Triebwerksgondeln... schon bist du im Bereich um die 50. Und hohe Spannweite bedeutet auch weichen Flügel, schon kannst du bei hohen Geschwindigkeiten nicht mehr deine Wunsch-Auftriebsverteilung behalten.
Am Ende dürfte damit die höchste bei einem wirklich optimierten Verkehrsflugzeug erreichbare Gleitzahl um die 30 liegen, wenn man echt in die Trickkiste greift. Soll es auch noch bezahlbar bleiben, wird man wohl so bei um die 25 enden. Wir sind mit knapp 20 heute schon verdammt gut.
Irgendwo ist da noch ein Denkfehler...
Gehen wir nochmal zurück zum Segelflugzeug, dann hast du genau drei Kräfte und folglich ein simples Kräftedreieck. Zwischen Auftrieb und Widerstand ist per Definition der rechte Winkel, damit ist die Gewichtskraft die längste Seite des Dreiecks (gegenüber des rechten Winkels), der Auftrieb ist unvermeidlich kleiner als die Gewichtskraft, wenn auch nur minimal.
Ich denke für die Diskussionen in einem Vielfliegerforum kann man getrost mit der Annahme Auftrieb = Widerstand leben. Unabhängig davon ob man steigt oder sinkt.
Kannst du ja grob aus den Grunddaten abschätzen. Sagen wir mal 777-300ER, die hat Triebwerke mit zusammen einem Meganewton Schub und kann 350t wiegen, grob abgeschätzt bei einer Gleitzahl von 20 sind das 170kN Widerstand. Damit sind Schub minus Widerstand ungefähr 1/4 des Gewichts, damit kannst du bei Startleistung mit 13.5° steigen (beim A340-300 sind es übrigens 9°).
Im Reiseflug brauchst du bei der 777W nur ungefähr 17% der Startleistung, die anderen 83% hast du als Reserve wenn ein Triebwerk ausfällt, du mit ausgefahrenem Fahrwerk fliegen musst, oder eben zum steigen.
Und der Physiker in mir rebelliert, wenn ein Flugzeug angeblich steigen kann, ohne dass der Auftrieb höher ist (oder sogar angeblich kleiner) als im "level flight".
Gruß, Matthias
PS: "Auftrieb = Widerstand" ist doch hoffentlich nicht ernstgemeint? "Auftrieb = Gewicht" oder "Schub = Widerstand" würde ich einsehen, bloß eben nicht exakt gleich.
Zuletzt bearbeitet:
Andere Physiker rebellieren, wenn eine Kraftdifferenz zwischen Auftrieb und Gewicht keine Beschleunigung der Masse verursacht, sondern eine gleichförmige Bewegung erlaubt...
Wenn du mit einem Auto mit konstanter Geschwindigkeit einen Berg mit konstanter Steigung hoch fährst, tragen deine Reifen dann mehr als das Gewicht des Autos?
Im unbeschleunigten Horizontalflug absolut exakt gleich. Im Rahmen der natürlichen Stabilität, in der Realität oszilieren sie immer minimal um das Gleichgewicht, das ja ständig leicht gestört wird (z.B. weil das Flugzeug Sprit verbraucht und immer leichter wird).
Wie wird sichergestellt, dass beide Piloten nicht gleichzeitig einer Lebensmittelvergiftung zum Opfer fallen? Verdorbenes Essen für beide wäre ja ein single point of failure.
Gibt's da spezielle Regeln, etwa dass sie unterschiedliche Gerichte haben müssen, vor dem Flug nicht dasselbe Restaurant besuchen dürfen etc.?
Gibt's da spezielle Regeln, etwa dass sie unterschiedliche Gerichte haben müssen, vor dem Flug nicht dasselbe Restaurant besuchen dürfen etc.?
In jedem mir bekannten Regelwerk für die Do`s and Dont`s in kommerziellen Flugbetrieben steht der Passus (sinngemaess) "Flight Crew must not eat at the same time." - nirgendwo steht "the same food". Die Regelung "at the same time" bezieht sich übrigens darauf, dass immer ein Crewmitglied mit "allen Sinnen" auf das Thema "Flugzeugführung" fixiert ist.
Im Kontext Deiner Frage ist common sense gefragt.
Der common sense ist mitunter schwer umzusetzen, wenn man kein "Doggy Bag" von zuhause mitschleppt (oft ein Thema die Aufbewahrung / Kühlung an Bord).
Es gibt auch Flugbetriebe in Europa da speisen Nachts 25 - 45 Crews in der gleichen Kantine zB LEJ oder Liege
Interessant in diesem Kontext auch das Thema "Crew meal", das gecatered wird.
Insgesamt ist das immer mal wieder ein Thema - aber selten hat es echte Implikationen, dafür ist man ja zu Zweit.
Ich hab mal irgendwo gelesen dass das wohl früher ein Thema war, aber mittlerweile in Zeiten von guten Kühlketten nicht mehr so ein kritisches Thema ist...
Bei einer nicht genannten, renommierten Europäischen Fluggesellschaft weiß ich mit Bestimmtheit, dass die Piloten nicht dasselbe essen dürfen, was m.M.n. auch den meisten Sinn macht. Aber es stimmt schon, verdorbenes Essen gibt es so gut wie gar nicht mehr. Praktische alle Magen-Darm-Sachen sind Virus-bedingt und werden durch Ansteckung übertragen, auch wenn ständig behauptet wird, "man habe sich den Magen verdorben".
Es gibt ja nicht nur Lebensmittelvergiftungen sondern auch eine weltweit immer weiter zunehmende Zahl an Unverträglichkeiten.
...gar nicht zu reden von den v.a. in den entwickelten Ländern dramatisch steigenden Zahlen von gefühlten Unverträglichkeiten.
Heute morgen der Purser an Bord von SN beim Anflug auf BRU: Aufgrund schlechter Sichtverhältnisse werden alle Pax gebeten Mobiltelefone, laptops, Tablets, Ebook-Reader und alle anderen elektronischen Geräte vollständig auszuschalten.
Es war bei der Landung tatsächlich recht neblig.
Worin liegt denn der Sinn, dass das genze Elektronikzeugs komplett aus sein soll in Abhängigkeit von den Sichtverhältnissen. Wäre schön, wenn mir das jemand erklären kann.
Es war bei der Landung tatsächlich recht neblig.
Worin liegt denn der Sinn, dass das genze Elektronikzeugs komplett aus sein soll in Abhängigkeit von den Sichtverhältnissen. Wäre schön, wenn mir das jemand erklären kann.
Vermutlich will man jegliche Funk-Störeinflüsse ausschließen, wenn die per Autoland bei schlechter Sicht landen. Dabei werden zwei Sender im Flugzeug empfangen, die das Flugzeug genau auf den Pistenanfang leiten.