Tragflächenmodell für Physik-Experiment

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Eurocopter
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#16 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von Eurocopter »

Ich bin zur Zeit in der 12. Klasse auf einem Gymnasium und mache nächstes Jahr mein Abitur. Allerdings müssen wir in der 12. Klasse eine Facharbeit schreiben, und das ersetzt dann eine Klausur in dem jeweiligen Fach :)
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frankyfly
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#17 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von frankyfly »

Na gut , nicht direkt fürs Abi, aber trotzdem, keiner erwartet von dir eine Arbeit die über das was in den Lehrbüchern steht hinaus geht.

Bei Wikipedia habe ich folgendes Gefunden:

http://de.wikipedia.org/wiki/Facharbeit ... -Westfalen
"Das Thema der Facharbeit soll in Relation zu einem in Klasse 12 oder 13 behandelten Thema stehen"
Das was da oben in den Links streckenweise diskutiert wird geht denke ich bei weiten darüber hinaus was in Klasse 12/13 unterrichtet wird.
Also darauf beschränken was Lehrbuchmeinung ist und nur der Vollständigkeit halber darauf hinweisen das sich die Experten noch immer kloppen
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acanthurus
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#18 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von acanthurus »

Also den "Zeit"-Artikel bitte gleich wieder von der Liste nehmen.

Wenn das profil nichts mit dem Auftrieb zu tun hat, WARUM zerbrechen sich dann 5000 fehlgeleitete Aerodynamiker mit dem Thema die Köpfe?
WARUM sehen Polardiagramme unterschiedlicher Profile dann wieder unterschiedlich aus?
Ok, wenigstens rechnen sie mit der Weglängentheorie ab.

Um den Auftrieb (im Unterschall) zu erklären braucht man VIELE Dinge auf einmal:

-Bernoulli (das ist nichts anderes als eine Energieerhaltung bei inkompressiblen Strömungen)
-Den Impulssatz (ganz allgemein - ohne Impulsbilanz keine Kräfteberechnung, das gilt IMMER in der Physik bzw. Dynamik, nicht nur in der Aerodynamik)
-Die Massenerhaltung (Kontinuitätsgleichung - daraus kann man bei inkompressiblen Strömungen DIREKT die gesamte Potentialtheorie ableiten, welche gerne für Auftriebsberechnungen herangezogen wird)
-Einige Annahmen über Reibung. (Die einfachsten Rechenverfahren VERNACHLÄSSIGEN die Reibung - dennoch würde ohne ein Mindestmaß an Reibung die Rechnerei nicht funktionieren, denn Reibung ist für die sog. Schließungsbedingung /Kutta-bedingung erforderlich)

Das übersteigt Schulniveau eindeutig. Deshalb solltest eher eine Falschliste machen - mit falsifizierungsbeispielen.

FALSCH (und zwar VÖLLIG und 100%ig) ist die vielzitierte "Weglängentheorie", die besagt, dass die Strömung auf der Pberseite schneller fließt als auf der Unterseite, weil dort der Weg länger ist und vorne getrennte Teilchen hinten wieder gleichzeitig ankommen müssen.. das müssen sie nämlich NICHT, und tun es auch nicht.

FALSCH (bzw. massiv unvollständig) ist eine alleinige Erklärung über Bernoulli. Oben fließt die Strömung schneller als unten, deshalb unterdruck. Das stimmt schon, es erklärt aber nicht, WARUM die Strömung oben schneller fließt. Die reine Mathematik erlaubt auch Lösungen, bei denen trotz Wölbung und trotz positivem Anstellwinkel die Strömung oben schneller fließt als unten. Diese Lösungen "verletzten" die Kuttabedingung.

FALSCH (bzw. massiv unvollständig) ist eine alleinige Erklärung über den Impulssatz. Hinter dem Profil strömt die Strömung leicht abwärts, als "Rückstoßprinzip" muss deshalb eine Kraft nach oben wirken. Das ist zwar soweit nicht falsch, aber es erklärt nicht, WARUM die Strömung dies tut.

Eine wirklich wasserdichte Auftriebsmodellierung lässt die Gymnasiums-Schulmathematik nicht zu (weder in NRW, noch in BaWü und Bayern), da fehlen einfach ein paar grundlegende Dinge. Außerdem werden deine, dich bewertenden Lehrer ebenfalls nicht unbedingt viel Ahnung davon haben und die eine oder andere "falsche" Erklärung verinnerlicht haben. Der erste von mir zitierte RCL-Thread belegt das leider sehr deutlich, da zoffe ich mich mit einem Physiklehrer rum.

ich würde mich an deiner Stelle deshalb für deine Facharbeit auf einen "botanischen Stil" festlegen... d.h. eine BESCHREIBENDE Darstellung (im Gegensatz zu einer ERKLÄRENDEN Darstellung)

-zeige, dass der Auftrieb proportional zum Staudruck ist. Dabei kannst du Auftriebs- und Woiderstandsbeiwert einführen
-zeige anhand von Beispielen, wie Polardiagramme aufgezeichnet werden,
-"beweise" mit deinem Flügelmodell, dass es einen annähernd linearen Ca-Alpha-bereich für kleinere Anstellwinkel gibt
-Beschreibe, was Wölbung und Anstellwinkel bewirken
-beschreibe, wie der Stromlinienverlauf aussehen muss (mit etwas PC-Fummelei kannst du mit dem von mir vor vielen jahren gebastelten DOS-Programm dazu ein paar schöne Stromlinienbilder basteln, ich habs hier drangehängt)

Mehr kannst du imho nicht tun, ohne tief einzusteigen.

gruß
andi
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joukowski.zip
Dos-Programm zur Joukowski-Transformation
(30.76 KiB) 88-mal heruntergeladen
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Eurocopter
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#19 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von Eurocopter »

Leider läuft dieses Programm auf meinem Windows 7 PC nicht. Es erscheint immer folgende Fehlermeldung:

---------------------------
16 bit MS-DOS Subsystem
---------------------------
C:\Users\Marius\Desktop\FACHAR~1\JOUKOW~1.EXE
This system does not support fullscreen mode. Choose 'Close' to terminate the application.
---------------------------
Schließen Ignorieren
---------------------------
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Eurocopter
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#20 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von Eurocopter »

ach und noch etwas :
Ich habe ein kleines Verständnisproblem mit dem Staudruck in Bezug zum Auftrieb.
Auf einigen Seiten wird behauptet, dass der Staudruck steigt wenn die Geschwindigkeit des Flugzeuges zunimmt. Laut Bernoulli muss nun der statische Druck abnehmen und es entsteht ein Sog.
Auf einer anderen Seite habe ich gelesen, dass der Staudruck bei einer Tragfläche mit Anstellwinkel eigentlich der Auftrieb ist (http://www.flugtheorie.de/15SCHULE.HTM)

Was stimmt denn nun?
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T-Rex
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#21 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von T-Rex »

acanthurus hat geschrieben:Also den "Zeit"-Artikel bitte gleich wieder von der Liste nehmen.

Wenn das profil nichts mit dem Auftrieb zu tun hat, WARUM zerbrechen sich dann 5000 fehlgeleitete Aerodynamiker mit dem Thema die Köpfe?
WARUM sehen Polardiagramme unterschiedlicher Profile dann wieder unterschiedlich aus?
Ok, wenigstens rechnen sie mit der Weglängentheorie ab.
Hi Andy,

dann hast du den Artikel falsch verstanden. Da steht nur, dass das Profil nicht ausschlaggebend für den Auftrieb ist, nicht das dass Profil nichts mit dem Auftrieb zu tun hat.

Kann man falsch verstehen. Nur braucht man kein Profil um Auftrieb zu erzeugen, dass ist die eigentliche Aussage. Oder wie erklärst du dir dann Shockflyer?

Das man das mit dem Profil falsch verstehen kann, da hast du sicher recht. Sonst ist der Artikel aber rellativ leicht verständlich und räumt ein wenig mit dem Halbwissen auf.
Gruß
Kevin
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mic1209
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#22 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von mic1209 »

frankyfly hat geschrieben:kleiner Hinweis an den geneigten Leser:
acanthurus hat geschrieben:RECHT hab natürlich immer ICH, is eh klar :mrgreen:
Ich denke das meint er echt ernst und wenn ich über seinen Hintergrund richtig Informiert bin halte auch ich das für gar nicht für so Unwahrscheinlich wie es auf den ersten Blick klingen mag.
Definitiv!!!
Gruß
Michael

Wenn du aufgibst, wirst du nicht erfahren, ob es das nicht doch wert gewesen wäre. (Damaris Wiesner)

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frankyfly
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#23 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von frankyfly »

T-Rex hat geschrieben: Nur braucht man kein Profil um Auftrieb zu erzeugen, dass ist die eigentliche Aussage. Oder wie erklärst du dir dann Shockflyer?
frankyfly hat geschrieben:btw: auch eine "Platte" ist ein "Profil" ...
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acanthurus
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#24 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von acanthurus »

T-Rex hat geschrieben: Hi Andy,

dann hast du den Artikel falsch verstanden. Da steht nur, dass das Profil nicht ausschlaggebend für den Auftrieb ist, nicht das dass Profil nichts mit dem Auftrieb zu tun hat.

Kann man falsch verstehen. Nur braucht man kein Profil um Auftrieb zu erzeugen, dass ist die eigentliche Aussage. Oder wie erklärst du dir dann Shockflyer?

Das man das mit dem Profil falsch verstehen kann, da hast du sicher recht. Sonst ist der Artikel aber rellativ leicht verständlich und räumt ein wenig mit dem Halbwissen auf.
Hi, Kevin.

ich glaube nicht, dass ich den Artikel falsch verstanden habe. Nur ist von dem Inhalt nichts, aber auch rein gar nichts, irgendwie neu oder anders als das, was VIELE, wirklich VIELE kompetente Leute (und damit meine ich insbesondere solche, die die aktuelle Lehrmeinung vertreten) seit Jahrzehnten predigen. Jetzt daherzukommen und wieder mal zu behaupten, die Schulmeinung irre sich ist unfug. Wer das tut, ist auf die falsche Schule gegangen. Die Lehrer sollten halt Abbott/Doenhoff heißen und nicht Galileo, N-TV, PM-Magazin oder Internetforum :D
dann müsste man ihnen auch nicht widersprechen.
Natürlich ist die ebene Platte auch ein Profil. Sie ist die Mutter aller Profile, nichts wurde in der Aerodynamik jemals genauer untersucht. Niemand, der sich jemals mit der Materie etwas befasst hat und dabei Joukowski, Birnbaum-Ackermann etc. kennengelernt hat wird das bestreiten. Mit ihr beginnt alle Profilaerodynamik.
Mich stören nicht die Inhalte dieses Artikels, sondern die Aufmachung, dass wieder mal einer meint, eine Sensation entdeckt zu haben und einen wissenschaftlichen Paradigmenwechsel einleiten zu müssen. Dieser fand bereits vor über 100 Jahren statt.
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#25 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von face »

Und eine fassbare Erklärung gibts da jetzt nicht oder wie?
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#26 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von acanthurus »

Doch, natürlich.
Nur lässt die sich nicht, wie es oft mit den Halbwahrheiten geschieht, auf einen Zweizeiler reduzieren.
Das beste, was ich dir bieten kann, ist wirklich dieser Thread.
http://www.rclineforum.de/forum/board19 ... -auftrieb/
Les dir durch, wie Helmut das erklärt, und les dir auch meine Variante durch. Wir haben uns da wirklich bemüht, das umfassend und v.A. einigermaßen wasserdicht darzustellen.
Sehr viel kürzer geht imho nicht, ohne leicht aushebelbare Halbwahrheiten offen zu lassen.
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#27 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von face »

Ok werd ich mir mal bei Gelegenheit durchlesen... aber in 2 Semestern bekomm ich dann auch endlich mal Aerodynamik, wird sicher interessant.
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#28 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von Eurocopter »

Eurocopter hat geschrieben:ach und noch etwas :
Ich habe ein kleines Verständnisproblem mit dem Staudruck in Bezug zum Auftrieb.
Auf einigen Seiten wird behauptet, dass der Staudruck steigt wenn die Geschwindigkeit des Flugzeuges zunimmt. Laut Bernoulli muss nun der statische Druck abnehmen und es entsteht ein Sog.
Auf einer anderen Seite habe ich gelesen, dass der Staudruck bei einer Tragfläche mit Anstellwinkel eigentlich der Auftrieb ist (http://www.flugtheorie.de/15SCHULE.HTM)

Was stimmt denn nun?
Weiß da jemand mehr? :D
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#29 Re: Tragflächenmodell für Physik-Experiment

Beitrag von Eurocopter »

soo also mit der Tragfläche bin ich fertig... man war das feilen von dem Styrodur ne Schweinerei :lol:
Aber leider habe ich noch immer ein kleines Verständnisproblem mit dem Staudruck in Bezug zum Auftrieb.
Auf einigen Seiten wird behauptet, dass der Staudruck steigt wenn die Geschwindigkeit des Flugzeuges zunimmt. Laut Bernoulli muss nun der statische Druck abnehmen und es entsteht ein Sog.
Auf einer anderen Seite habe ich gelesen, dass der Staudruck bei einer Tragfläche mit Anstellwinkel eigentlich der Auftrieb ist (http://www.flugtheorie.de/15SCHULE.HTM)

Ich hoffe echt das mir da noch jemand helfen kann :wink:
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