Benützer:
Segeln
Storyboard
Wenn das Objekt (Flugzeug / Vogel) einen leicht negativen Anstellwinkel beibehält, kann ein Teil der Auftriebskraft durch Gegenwirkung zum Boosten beitragen. Im Durchschnitt ist der verbleibende Auftrieb nicht viel geringer als die Schwerkraft, das Objekt wird lange in der Luft gehalten. Sie können von einem extrem langsamen kontrollierten Abstieg oder Gleiten sprechen.
ID:(466, 0)
Gleiten
Beschreibung
Eine Methode des Fliegens nennt sich Gleiten. Bei dieser Technik werden die Flügel sowohl für den Vortrieb als auch für das Verbleiben in der Luft genutzt. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, den Anstellwinkel des Flügels so einzustellen, dass die Auftriebskraft der Schwerkraft entgegenwirkt. Das Gleiten wird somit zu einem kontrollierten Abstieg, bei dem der Abstieg genutzt wird, um Auftrieb zu erzeugen und dadurch die Geschwindigkeit auf kontrollierte Weise zu reduzieren.
ID:(1171, 0)
Kräfte beim Fliegen
Beschreibung
Der Schlüssel zum Gleiten besteht darin, das Flugzeug oder den Vogel nach vorne zu kippen, das heißt, einen negativen Winkel zu haben, dargestellt durch Anstellwinkel eines Flügels ($\alpha$). Mit diesem negativen Winkel zeigt der die Auftriebskraft ($F_L$) Vektor nach oben und vorwärts anstatt nach hinten. Dies resultiert in einer Zugkraft anstelle von die Widerstandskraft ($F_W$), die das Flugzeug oder den Vogel antreibt und Geschwindigkeit erzeugt, was wiederum den notwendigen Auftrieb erzeugt.
Dieser Mechanismus ermöglicht das Fliegen, aber es ist wichtig zu verstehen, dass es im Grunde genommen ein langsamer und kontrollierter Abstieg ist, da kein vollständig vertikaler eine Auftriebskraft ($F_L$) erreicht wird, um das Eigengewicht vollständig auszugleichen. Daher ist es notwendig, den Gleiter auf hohe Höhen zu bringen oder dem Vogel zu ermöglichen, anfängliche Höhe durch seine eigene Antriebskraft zu gewinnen. Danach suchen beide nach aufsteigenden Luftströmungen, die es ihnen ermöglichen, innerhalb eines Aufwindes zu gleiten, der stärker ist als die Sinkgeschwindigkeit des Gleiters. Auf diese Weise können sie über lange Zeiträume in der Luft bleiben, ohne landen zu müssen.
ID:(7044, 0)
Gleitwinckel
Beschreibung
In ähnlicher Weise, wie der Anstellwinkel eines Flügels ($\alpha$) als der Winkel zwischen der Mittellinie des Flügels und dem Horizont definiert ist, kann sein negatives Gegenstück als der Gleitwinkel ($\phi$) festgelegt werden.
Segelflugzeug Jonker JS3 Rapture (Air Cargo Week)
ID:(7047, 0)
Kräfte inm Gleiten
Beschreibung
In Bezug auf die Kräfte haben wir folgende Aktionen:
• die Auftriebskraft ($F_L$) wirkt senkrecht zur Achse des Flugzeugs oder Vogels.
• die Widerstandskraft ($F_W$) wirkt entlang der Achse des Flugzeugs oder Vogels.
• die Erdanziehungskraft ($F_g$) ($mg$) wirkt vertikal.
Diese drei Kräfte sind in der Mitte des Diagramms dargestellt:
Segelflugzeug Jonker JS3 Rapture (Air Cargo Week)
Auf der linken Seite sieht man die horizontale Komponente, bei der der Auftrieb den Luftwiderstand ausgleicht und als Schub wirkt.
Auf der rechten Seite sind die vertikalen Komponenten zu sehen, bei denen beide aerodynamischen Kräfte (Auftrieb und Luftwiderstand) dem Gewicht entgegenwirken, das auf den Schwerpunkt wirkt.
Obwohl sich die Kräfte gegenseitig aufheben, sinkt der Segelflieger, da seine Flugrichtung durch den Gleitwinkel bestimmt wird.
ID:(7046, 0)
Angulo de Planeo
Beschreibung
Der Planungswinkel ist der Neigungswinkel, in dem die horizontale Komponente der Zugkraft der horizontalen Reibung entgegenwirkt, während die Summe aus Unterstützung und Reibung in vertikaler Richtung der Schwerkraft entgegenwirkt. Diese Situation ermöglicht einen Abstieg mit einem Winkel, der dem Gleitwinkel entspricht, der klein sein kann und einen sehr langsamen Abstieg ermöglicht.
ID:(1586, 0)
Horizontale Gleitgleichung
Gleichung
Im Falle des Gleitflugs besteht das Ziel darin, eine konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, weshalb die Auftriebskraft ($F_L$) ausreichenden Vortrieb erzeugen muss, um die Widerstandskraft ($F_W$) auszugleichen.
Um dieses Auftriebskraft ($F_L$) zu erreichen, erzeugt der Vogel oder das Flugzeug einen negativen ein Anstellwinkel eines Flügels ($\alpha$), was bedeutet, dass ein Teil von die Auftriebskraft ($F_L$) in Schub umgewandelt wird. Diese Kraftkomponente entspricht dem Sinus des Winkels.
Die Neigung führt auch zu einer Verringerung von die Widerstandskraft ($F_W$), da ein Teil davon zum Auftrieb beiträgt. In diesem Fall ist die Komponente, die immer noch zum Widerstand beiträgt, diese Kraft multipliziert mit dem Kosinus des Winkels.
Daher kann die Gleichung der Kraft in der horizontalen Ebene wie folgt ausgedrückt werden:
 $ F_L \sin \phi = F_w \cos \phi $ |
Anstelle von der Anstellwinkel eines Flügels ($\alpha$) werden wir mit der Gleitwinkel ($\phi$) arbeiten.
ID:(4420, 0)
Vertikale Gleidgleichung
Gleichung
Im vertikalen Flugzeug bewirkt der Gleitwinkel ($\phi$) eine Reduzierung von die Auftriebskraft ($F_L$) um einen Faktor gleich dem Kosinus des Winkels. Andererseits bewirkt es, dass die Widerstandskraft ($F_W$) mit einem Faktor gleich dem Sinus des Winkels zur Auftriebskraft beiträgt. Beide Kräfte müssen das Gewicht ausgleichen, das von die Masse des Objekts ($m$) und die Gravitationsbeschleunigung ($g$) erzeugt wird, daher ergibt sich:
| $ F_L \cos \phi + F_w \sin \phi = m g $ |
ID:(4419, 0)
Auftriebskraft beim Gleiten
Gleichung
Betrachten wir die Auftriebskraft ($F_L$), die Widerstandskraft ($F_W$), die Masse des Objekts ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und der Gleitwinkel ($\phi$).
Wenn wir die Kräfte beim Gleiten in vertikaler Richtung analysieren:
| $ F_L \cos \phi + F_w \sin \phi = m g $ |
und in horizontaler Richtung:
| $ F_L \sin \phi = F_w \cos \phi $ |
können wir das Gleichungssystem lösen, um die Auftriebskraft ($F_L$) zu erhalten:
| $ F_L = m g \cos\phi $ |
Wenn wir die Auftriebskraft ($F_L$), die Widerstandskraft ($F_W$), die Masse des Objekts ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und der Gleitwinkel ($\phi$) in Betracht ziehen, ist die Kraft beim Gleiten in vertikaler Richtung:
| $ F_L \cos \phi + F_w \sin \phi = m g $ |
und in horizontaler Richtung:
| $ F_L \sin \phi = F_w \cos \phi $ |
Dadurch können wir die Widerstandskraft ($F_W$) eliminieren, was zu folgendem führt:
$F_L=F_W\displaystyle\frac{\cos\phi}{\sin\phi} \rightarrow F_W(\sin^2\phi+\cos^2\phi)=mg\sin\phi$
Daher ist die Auftriebskraft ($F_L$):
| $ F_L = m g \cos\phi $ |
ID:(4421, 0)
Widerstandskraft beim Gleiten
Gleichung
Betrachten wir die Auftriebskraft ($F_L$), die Widerstandskraft ($F_W$), die Masse des Objekts ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und der Gleitwinkel ($\phi$).
Wenn wir die Kräfte beim Gleiten in vertikaler Richtung analysieren:
| $ F_L \cos \phi + F_w \sin \phi = m g $ |
und in horizontaler Richtung:
| $ F_L \sin \phi = F_w \cos \phi $ |
können wir das Gleichungssystem lösen, um die Widerstandskraft ($F_W$) zu erhalten:
| $ F_W = m g \sin \phi $ |
Wenn wir die Auftriebskraft ($F_L$), die Widerstandskraft ($F_W$), die Masse des Objekts ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und der Gleitwinkel ($\phi$) in Betracht ziehen, ist die Kraft beim Gleiten in vertikaler Richtung:
| $ F_L \cos \phi + F_w \sin \phi = m g $ |
und in horizontaler Richtung:
| $ F_L \sin \phi = F_w \cos \phi $ |
Dadurch können wir die Auftriebskraft ($F_L$) eliminieren, was zu folgendem führt:
$F_L=F_W\displaystyle\frac{\cos\phi}{\sin\phi} \rightarrow F_W(\sin^2\phi+\cos^2\phi)=mg\sin\phi$
die Widerstandskraft ($F_W$) sollte sein:
| $ F_W = m g \sin \phi $ |
ID:(4422, 0)
Gleitwinkel
Gleichung
Die Auftriebskraft ($F_L$) und die Widerstandskraft ($F_W$) hängen von die Masse des Objekts ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und der Gleitwinkel ($\phi$) ab. Beide Gleichungen erlauben es uns, der Gleitwinkel ($\phi$) in Bezug auf die Auftriebskraft ($F_L$) und die Widerstandskraft ($F_W$) zu berechnen.
Da die Auftriebskraft ($F_L$) und die Widerstandskraft ($F_W$) Funktionen von die Masse des Objekts ($m$), die Geschwindigkeit in Bezug auf das Medium ($v$), die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$), der Gesamtobjektprofil ($S_p$), der Koeffizient Fahrstuhl ($C_L$) und der Widerstandskoeffizient ($C_W$) sind, können wir zeigen, dass der Gleitwinkel ($\phi$) wie folgt ist:
| $ \tan \phi =\displaystyle\frac{ S_p C_w }{ S_w C_L }$ |
Betrachten wir die Auftriebskraft ($F_L$), die Widerstandskraft ($F_W$), die Masse des Objekts ($m$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und der Gleitwinkel ($\phi$). Mit diesen Kräften wird die Auftriebskraft wie folgt berechnet:
| $ F_L = m g \cos\phi $ |
und die Widerstandskraft wie folgt:
| $ F_W = m g \sin \phi $ |
Wir können der Gleitwinkel ($\phi$) bestimmen, indem wir die Auftriebskraft ($F_L$) durch die Widerstandskraft ($F_W$) teilen, was zu folgendem Ergebnis führt:
$\tan\phi=\displaystyle\frac{F_W}{F_L}$
Dabei wird die Widerstandskraft ($F_W$) mit folgender Gleichung berechnet:
| $ F_W =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_p C_W v ^2$ |
unter Verwendung von der Gesamtobjektprofil ($S_p$) und der Widerstandskoeffizient ($C_W$). Ebenso wird die Auftriebskraft ($F_L$) wie folgt berechnet:
| $ F_L =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_w C_L v ^2$ |
unter Verwendung von die Oberfläche, die Auftrieb erzeugt ($S_w$) und der Koeffizient Fahrstuhl ($C_L$).
Mit beiden Kräften können wir den erforderlichen Anstellwinkel für den Gleitflug wie folgt bestimmen:
| $ \tan \phi =\displaystyle\frac{ S_p C_w }{ S_w C_L }$ |
ID:(4423, 0)
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Video
Video: Gleiten