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Aerodynamik des Flügelprofils

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Die Aerodynamik des Tragflächenprofils ist das zentrale Modul des Systems: Sie beschreibt, wie die Geometrie des Flügels (E1, E2) mit der Flüssigkeit (E8) interagiert, um die Auftriebs- und Widerstandskräfte zu erzeugen (die E9 speisen). Es ist das Modul, in dem Geometrie zur Kraft wird. Die Gleichungen dieses Moduls sind die gleichen wie die der klassischen Luftfahrt, werden jedoch auf die spezifischen Bedingungen von Vögeln angewendet: mittlere Reynolds-Zahlen (10 - 10), Profile, die ihre Geometrie in Echtzeit ändern, und vorübergehende Strömungsbedingungen während des Aufwirbelns.

Die Reynolds-Zahl (Re = Vc/) ist der wichtigste dimensionslose Parameter zur Charakterisierung des aerodynamischen Regimes eines Vogels: Sie definiert die Beziehung zwischen Trägheits- und Viskositätskräften in der Strömung. Kleine Vögel (Kolibri: Re ~ 10) agieren in einem Bereich, in dem die Luftviskosität sehr wichtig ist und Grenzschichteffekte dominieren. Große Vögel (Albatrosse: Re ~ 10) operieren in einem quasi-turbulenten Regime, in dem Trägheitseffekte dominieren und die Profile eher denen von Flugzeugen ähneln.



Zentrales physikalisches Prinzip: L = ½V²S·C_L und D = ½V²S·C_D: Auftrieb und Widerstand sind proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, der Flügelfläche und den dimensionslosen Koeffizienten C_L und C_D. Die Widerstandspolare C_D = C_D0 + k·C_L² fasst die gesamte Aerodynamik des Flügels in einer einzigen Kurve zusammen. (L/D)_max = 1/(2·sqrt(k·C_D0)) ist die maximale Feinheit: der wichtigste aerodynamische Effizienzparameter des Vogels.

>Modell

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Aerodynamik des Flügelprofils

Beschreibung

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gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile