Druyd:Knowledge

Stall-Effekt

Storyboard

Wenn der Anstellwinkel sehr groß ist, neigen die Whirlpools, die sich im oberen hinteren Teil des Flügels bilden, dazu, sich vorwärts zu bewegen, bis sie die Oberkante am Anfang des Flügels erreichen und den gesamten oberen Teil mit Whirlpools bedecken. In diesem Zustand senkt sich der Auftrieb dramatisch und erzeugt den sogenannten Stall-Effekt, der zu einem unkontrollierten Sturz des Objekts (Flugzeug / Vogel) führen kann. Es gibt Situationen, in denen sowohl Flugzeuge als auch Vögel diesen Effekt genutzt haben, um Überraschungsangriffe aus großer Höhe auszuführen und eine Technik zu entwickeln, die den Flug kontrolliert und nicht auf dem Boden abstürzt.

>Modell

ID:(1462, 0)

Mechanismen

Beschreibung

<druyd>mechanisms</druyd>

ID:(15176, 0)

Auftriebskoeffizient

Beschreibung

Der Auftriebsbeiwert ist eine Funktion des Anstellwinkels und folgt in der Regel dem in der folgenden Abbildung dargestellten Trend: <druyd>image</druyd> Im gezeigten Fall beträgt die Steigung ungefähr 1,5 pro 15 Grad, was 0,1 1/Grad oder 5,73 1/Radiant entspricht.

ID:(7148, 0)

Flügel im Fluss

Beschreibung

In einem Windkanalmodell eines Flügels kann man beobachten, wie zu Beginn der Strömung laminar ist, aber sich zum Ende des Flügels hin turbulente Strömung entwickelt: <druyd>image</druyd> Wenn der Anstellwinkel einen kritischen Wert überschreitet (typischerweise zwischen 15 und 30 Grad, abhängig von der Auslegung), wird die Oberfläche des Flügels von Wirbeln bedeckt, und der Auftrieb fällt abrupt auf null. <druyd>image</druyd> An diesem Punkt tritt ein Phänomen auf, das als Strömungsabriss (Stall) bekannt ist, bei dem die Luftströmung über dem Flügel sich ablöst und turbulente Wirbel entstehen. Diese Wirbel stören die gleichmäßige Luftströmung erheblich, reduzieren den Auftrieb signifikant und beeinträchtigen die Steuerfähigkeit des Flugzeugs. Es ist entscheidend, zu verhindern, dass der Anstellwinkel diesen kritischen Wert überschreitet, um einen stabilen und sicheren Flug aufrechtzuerhalten.

ID:(1165, 0)

Stall Fall

Beschreibung

Wenn der Anstellwinkel einen kritischen Wert überschreitet (in der Regel zwischen 15 und 30 Grad, abhängig von der Konstruktion), wird die Flügelfläche von Wirbeln bedeckt und der Auftrieb fällt abrupt auf null. <druyd>image</druyd> An diesem Punkt tritt das Phänomen des Strömungsabrisses (Stall) auf, bei dem der Luftstrom über dem Flügel abreißt und turbulente Wirbel entstehen. Diese Wirbel stören den gleichmäßigen Luftstrom erheblich, verringern den Auftrieb drastisch und beeinträchtigen die Flugzeugsteuerung. Es ist wichtig, zu vermeiden, dass der Anstellwinkel diesen kritischen Wert überschreitet, um einen stabilen und sicheren Flug zu gewährleisten.

ID:(1164, 0)

Fall von Boeing 747 Cargo in Bagram, Afghanistan

Beschreibung

Der Flug von National Airlines 102, einem Frachtflugzeug des Typs Boeing 747-400, das in Bagram, Afghanistan, startete, endete tragisch am 29. April 2013 aufgrund einer Verschiebung der Ladung während des Starts. Die Verschiebung der Ladung führte zu einem Anstieg des Anstellwinkels, was zum Verlust des Auftriebs des Flügels führte, ein Phänomen, das als Strömungsabriss bekannt ist. Zusätzlich beschädigte die Ladungsverschiebung das hydraulische System der Heckrudern, was das Flugzeug unkontrollierbar machte. Bedauerlicherweise verloren alle 7 Besatzungsmitglieder sofort bei der Kollision ihr Leben. <druyd>video</druyd> Hier ist eine Simulation, die den tragischen Start zeigt: <a href='https://www.youtube.com/watch?v=1MccVLAg6AY' target='_blank'>Simulation</a>

ID:(11066, 0)

Modell

Beschreibung

<druyd>model</druyd>

ID:(15189, 0)

Stall-Effekt

Beschreibung

Wenn der Anstellwinkel sehr groß ist, neigen die Whirlpools, die sich im oberen hinteren Teil des Flügels bilden, dazu, sich vorwärts zu bewegen, bis sie die Oberkante am Anfang des Flügels erreichen und den gesamten oberen Teil mit Whirlpools bedecken. In diesem Zustand senkt sich der Auftrieb dramatisch und erzeugt den sogenannten Stall-Effekt, der zu einem unkontrollierten Sturz des Objekts (Flugzeug / Vogel) führen kann. Es gibt Situationen, in denen sowohl Flugzeuge als auch Vögel diesen Effekt genutzt haben, um Überraschungsangriffe aus großer Höhe auszuführen und eine Technik zu entwickeln, die den Flug kontrolliert und nicht auf dem Boden abstürzt.

Variablen

Symbol

Text

Variable

Wert

Einheiten

Berechnen

MKS-Wert

MKS-Einheiten

$F_L$

F_L

Auftriebskraft

$\rho$

rho

Dichte

kg/m^3

$C_L$

C_L

Einfaches Modell für Nachhaltigkeit Koeffizient

$v$

Geschwindigkeit in Bezug auf das Medium

m/s

$m$

Körpermasse

$S_w$

S_w

Oberfläche, die Auftrieb erzeugt

m^2

$c$

Proportionalitätskonstante Koeffizient Nachhaltigkeit

1/rad

$\alpha_s$

alpha_s

Winkel für Aufzüge erforderlich

rad

Berechnungen

Gleichung

Zahl

Zuerst die Gleichung auswählen:

, dann die Variable auswählen:

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Variable

Gegeben

Berechnen

Ziel :

Gleichung

Zu verwenden

Gleichungen

$ F_L =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_w C_L v ^2$

F_L = rho * S_w * C_L * v ^2/2

<var>6120</var>, zusammen mit <var>6337</var>, <var>5342</var>, <var>10201</var>, <var>10202</var>, <var>10199</var>, <var>10200</var> und <var>6110</var>, findet sich in <druyd>equation=15156</druyd> Wenn wir <var>6117</var> betrachten, gegeben durch <var>6337</var>, <var>10199</var> und <var>10200</var>, <druyd>equation=15154</druyd> und f r <var>6119</var>, definiert als <druyd>equation=15155</druyd> erhalten wir <druyd>equation</druyd>

(ID 4417)

$ C_L = c \alpha $

C_L = c * alpha

(ID 4441)

$ C_L =\displaystyle\frac{2 m g }{ \rho S_w }\displaystyle\frac{1}{ v ^2}$

C_L =2* m * g /( rho * S_w * v ^2)

<var>6120</var> zusammen mit <var>5342</var>, <var>6117</var>, <var>6119</var> und <var>6110</var> wird durch <druyd>equation=4417</druyd> repr sentiert, was zusammen mit <var>6150</var> und <var>5310</var> gleich sein muss: <druyd>equation=14515</druyd> das hei t: <meq>\displaystyle\frac{1}{2}\rho S_wC_Lv^2=mg</meq> daraus ergibt sich: <druyd>equation</druyd>

(ID 4442)

$ \alpha =\displaystyle\frac{2 m g }{ c \rho S_w }\displaystyle\frac{1}{ v ^2}$

alpha =2* m * g /( c * rho * S_w * v ^2)

<var>6119</var> wird wie folgt mit <var>6150</var>, <var>5310</var>, <var>6117</var>, <var>5342</var> und <var>6110</var> berechnet: <druyd>equation=4442</druyd> Daher, mit <var>6165</var> und <var>6121</var>, <druyd>equation=4441</druyd> erhalten wir <druyd>equation</druyd>

(ID 4443)

Beispiele

Mechanismen

<druyd>mechanisms</druyd>

(ID 15176)

Auftriebskoeffizient

Der Auftriebsbeiwert ist eine Funktion des Anstellwinkels und folgt in der Regel dem in der folgenden Abbildung dargestellten Trend: <druyd>image</druyd> Im gezeigten Fall betr gt die Steigung ungef hr 1,5 pro 15 Grad, was 0,1 1/Grad oder 5,73 1/Radiant entspricht.

(ID 7148)

Fl gel im Fluss

In einem Windkanalmodell eines Fl gels kann man beobachten, wie zu Beginn der Str mung laminar ist, aber sich zum Ende des Fl gels hin turbulente Str mung entwickelt: <druyd>image</druyd> Wenn der Anstellwinkel einen kritischen Wert berschreitet (typischerweise zwischen 15 und 30 Grad, abh ngig von der Auslegung), wird die Oberfl che des Fl gels von Wirbeln bedeckt, und der Auftrieb f llt abrupt auf null. <druyd>image</druyd> An diesem Punkt tritt ein Ph nomen auf, das als Str mungsabriss (Stall) bekannt ist, bei dem die Luftstr mung ber dem Fl gel sich abl st und turbulente Wirbel entstehen. Diese Wirbel st ren die gleichm ige Luftstr mung erheblich, reduzieren den Auftrieb signifikant und beeintr chtigen die Steuerf higkeit des Flugzeugs. Es ist entscheidend, zu verhindern, dass der Anstellwinkel diesen kritischen Wert berschreitet, um einen stabilen und sicheren Flug aufrechtzuerhalten.

(ID 1165)

Stall Fall

Wenn der Anstellwinkel einen kritischen Wert berschreitet (in der Regel zwischen 15 und 30 Grad, abh ngig von der Konstruktion), wird die Fl gelfl che von Wirbeln bedeckt und der Auftrieb f llt abrupt auf null. <druyd>image</druyd> An diesem Punkt tritt das Ph nomen des Str mungsabrisses (Stall) auf, bei dem der Luftstrom ber dem Fl gel abrei t und turbulente Wirbel entstehen. Diese Wirbel st ren den gleichm igen Luftstrom erheblich, verringern den Auftrieb drastisch und beeintr chtigen die Flugzeugsteuerung. Es ist wichtig, zu vermeiden, dass der Anstellwinkel diesen kritischen Wert berschreitet, um einen stabilen und sicheren Flug zu gew hrleisten.

(ID 1164)

Fall von Boeing 747 Cargo in Bagram, Afghanistan

Der Flug von National Airlines 102, einem Frachtflugzeug des Typs Boeing 747-400, das in Bagram, Afghanistan, startete, endete tragisch am 29. April 2013 aufgrund einer Verschiebung der Ladung w hrend des Starts. Die Verschiebung der Ladung f hrte zu einem Anstieg des Anstellwinkels, was zum Verlust des Auftriebs des Fl gels f hrte, ein Ph nomen, das als Str mungsabriss bekannt ist. Zus tzlich besch digte die Ladungsverschiebung das hydraulische System der Heckrudern, was das Flugzeug unkontrollierbar machte. Bedauerlicherweise verloren alle 7 Besatzungsmitglieder sofort bei der Kollision ihr Leben. <druyd>video</druyd> Hier ist eine Simulation, die den tragischen Start zeigt: <a href='https://www.youtube.com/watch?v=1MccVLAg6AY' target='_blank'>Simulation</a>

(ID 11066)

Modell

<druyd>model</druyd>

(ID 15189)

Auftriebskraft

Um einen h heren Druck unterhalb als oberhalb des Fl gels zu erzeugen und Auftrieb zu generieren, wird das Bernoulli-Prinzip angewendet und die fehlende Energieerhaltungsdichte durch <var>6119,1</var> korrigiert. Der Druck ber dem Fl gel, <var>6120</var>, kann unter Verwendung von <var>5342</var>, <var>6117</var>, <var>6119</var> und <var>6110</var> mithilfe der folgenden Formel gesch tzt werden: <druyd>kyon</druyd>

(ID 4417)

Auftriebsbeiwert

Aus Messungen geht hervor, dass der Auftriebskoeffizient $C_L$ proportional zum Anstellwinkel $\alpha$ ist: <druyd>kyon</druyd> Nach einem bestimmten Winkel nimmt die Kurve ab und erreicht schlie lich den Wert Null. Dies liegt daran, dass ber diesem kritischen Winkel die Wirbel vollst ndig die obere Fl che des Fl gels bedecken und somit der Auftrieb verloren geht. Dieses Ph nomen wird als \\"Str mungsabriss\\" bezeichnet.

(ID 4441)

Gleichgewichtsunterst tzungskoeffizient

Die Bedingung f r das Erreichen des Fluges wird erf llt, wenn <var>6120</var> dem Gewicht des Flugzeugs oder Vogels entspricht, das aus <var>6150</var> und <var>5310</var> berechnet wird. Dies wird durch ausreichende Werte von <var>6110,0</var>, <var>6117</var> und <var>6119</var> erreicht, wobei letzterer Koeffizient der anpassbare Faktor ist. Im Fall von Flugzeugen k nnen Piloten den Wert von <var>6119</var> mithilfe von Klappen ndern, deren Wert folgende Bedingung erf llen muss: <druyd>kyon</druyd> Die Klappen werden durch ndern des Winkels eingestellt, den der Fl gel zur Flugrichtung bildet, bekannt als Anstellwinkel.

(ID 4442)

Angriffswinkel

Da der Auftriebskoeffizient $C_L$ proportional zum Anstellwinkel $\alpha$ ist, kann der erforderliche Winkel zur Erzeugung ausreichender Auftriebskraft bei einer gegebenen Geschwindigkeit $v$ berechnet werden: <druyd>kyon</druyd> wobei $m$ die Masse, $g$ die Erdbeschleunigung, $\rho$ die Dichte des Mediums, $S_w$ die Fl gelfl che und $c$ die Proportionalit tskonstante zwischen dem Auftriebskoeffizienten und dem Anstellwinkel sind.

(ID 4443)

ID:(1462, 0)