Content-Type: text/html Content-Type: text/html Biodiesel/RME/PME - ALDiesel/Poel/SVO - TDI/PD/CDI/JTD/HDI-Technik

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Date: January 09, 2016 at 11:58:16
From: Rhanie, [dslb-188-106-144-028.188.106.pools.vodafone-ip.de]
Subject: Rechteckige Lufteinlässe z. B. beim Tornado (auch @ Werner)

Hallo!

Nachdem die Dinger jetzt mal wieder in der Luft sind meine Frage, Warum ist das so?
Wäre rund nicht praktischer?
Habe zuerst an Militärische Gründe gedacht, aber Flächen sind fürs Radar ja eher ungünstig und Schutz bei Beschuß ist auch geringer als bei gebogenen Flächen (das war ja der Grund für die grottenschlechten Beurteilungen beim Hummer 1 (ausser das er so zuverlässig war wie Opels halt so sind)
Deshalb wurden die dann recht flott u. a. auch auf die Phils vertickt.

Dann fiel mir auf, die Concorde hatte auch sowas, liegts also an der Geschw.? aber sind Ecken von der Strömung da nicht auch eher ungünstig?
an Stylistische gründe glaub ich eher weniger.

Gruß Rhanie.

Responses:
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[63106]

Date: January 10, 2016 at 11:24:32
From: Werner, [p5b378178.dip0.t-ipconnect.de]
Subject: Doch doch, das Styling der 60er :)))

Moin Chef,

nee, wegen Styling ist das nicht. Das Rechteck hat einen ganz banalen Grund, man kann den Querschnitt leichter verstellen. Die Supersonic-Dinger fliegen ja bei Volldampf mit ganz kleinen Schlitzen.

Beim Starfighter gab es noch diese Halbkegel, die im Überschall nach vorne geschoben wurden und den Einlaß verkleinert haben. Leider haben diese Systeme, auch wenn sie prima ausschauen, nicht weniger Widerstand, als wenn man einfach einen Kasten setzt. Bei der Phantom hatte man noch was schlaues gemacht und die Querschnittsreduzierung durch einen seitlichen Schieber gemacht, der die Außenwand in Ruhe ließ. Aber günstiger noch ist es halt, wenn man den direkten Anblasquerschnitt reduziert.

Bei Überschall geht die Aerodynamik anders. Das geht sozusagen alles mit Gewalt. Auf eine Art kann man es sich auch wieder leichter vorstellen. Das Flugzeug schiebt die Luft auseinander, wie mit einem Messer. Meines Wissens ist der günstigste Gleitwinkel, der je für einen Überschaller gebaut wurde 1:4, also echt schlecht.

Die Forderung nach guten Startwerten hat die Lufteinläufe größer werden lassen, als noch bei den 50er-Jahre Entwürfen. Die schlechtere Unterschallaerodynamik hat man halt in Kauf genommen. Sie wird heutzutage eh wegkompensiert.

Bei der F14 Tomcat und der F15 Eagle (Google mal nach Bildchen, siehste schon) hat man erstmalig so konsequent gebaut, aber immer noch darauf geachtet, daß die Einläufe nicht zu sehr stören. Der F15 wurden damals auch ohne Elektronik sehr gute Flugeigenschaften attestiert. Die F14 war nicht so einfach, hatte aber auch mehr Krams dran. Die heutigen Dinger sind ohne Digi-Technik nicht mehr fliegbar.

Bei der F22 Raptor sieht man die verschiedensten Ausführungen. Offenbar gibt es nicht "besser" oder "schlechter", sondern für jeden Zweck ist was anderes gut.


Zum Verständnis der variablen Lufteinläufe versuche ich es mal mit weniger wissenschaftlichen Begriffen (die ich zum Teil selbst nicht verstehe).

Beim Start muß das Triebwerk seine Verbrennungsluft regelrecht einsaugen. Das Flugzeug steht und das Triebwerk braucht Luft. Ideal wäre jetzt ein Venturi-Trichter wie auf einem alten Rennwagenvergaser. Für einen Airliner sind Geschwindigkeiten im Einlauf von 150 m/s typisch. Die Luft muß also auf 540 km/h beschleunigt werden und bekommt dadurch einen entsprechenden Druckabfall. Bei Regenwetter sieht man sehr schön, wie im Einlauf des Triebwerks nur noch Nebel ist. Die Luft wird durch den Druckabfall kälter.

Nun startet das Flugzeug und erreicht bald eine günstige Steiggeschwindigkeit von ungefähr 500 bis 600. Das heißt, das Triebwerk wird jetzt mit Luft gefüttert. Die Luft kommt quasie von selbst und der Verdichter des Triebwerks wird bereits etwas entlastet. Durch den fehlenden Druckabfall hat das Triebwerk jetzt auch mehr Leistung (die freilich durch die größere Flughöhe in der dünnen Luft wieder vernichtet wird).

Wenn das Flugzeug sich der Reisegeschwindigkeit nähert und sogar die Triebwerksleistung wieder abgesenkt wird, strömt die Luft schneller ins Triebwerk, als sie überhaupt gebraucht wird. Der Staudruck, der dadurch entsteht, lädt das Triebwerk regelrecht auf, sodaß eine Zusatzleistung gegenüber dem nicht bewegten Triebwerk möglich wird. Leider wird diese Zusatzleistung im Reiseflug nicht gebraucht. Dadurch "bremsen" die großen Triebwerkseinläufe regelrecht. König ist der, der den besten Kompromiß findet.

Jetzt aber zum Überschall: die Luftmoleküle sausen mit Schallgeschwindigkeit in unserer Atmosphäre hin und her. Wenn ein Airliner mit 850 km/h durch die Luft schiebt, dann können die Luftmoleküle, die auf die Triebwerksschaufeln im Einlaß treffen und nicht erwünscht sind (weil soviel gar nicht verarbeitet werden kann) von dem harten Gegenstand wieder abprallen und sozusagen Meldung an die nachfolgenden Kumpels machen. Es entsteht eine Druckzone vor dem Triebwerk genau wie vor der Nase der Maschine oder den Tragflächenvorderkannten. Diese Stauzone bewirkt, daß die Moleküle halbwegs geordnet um den Triebwerkseinlauf drumrumströmen. Aber auch hier sind Kompromisse bei der Gestaltung des Einlaufringes gefragt.

Fliegt das Flugzeug jetzt schneller als der Schall, dann haben die Moleküle keine Chance mehr auszuweichen, weil die Fluggeschwindigkeit höher ist, als die Bewegung der Moleküle. Das bedeutet, der ganze Sch.. strömt unvermeidlich in den Einlauf und ballert dort mit extremer Heftigkeit gegen die Schaufeln. Theoretisch würde die Luft dort mit unendlicher Dichte komprimiert. Tatsächlich aber ändert sich durch die extremen Verhältnisse die Schallgeschwindigkeit, sodaß auch hier eine Reaktion gegen die Flugrichtung möglich wird. Es entstehen die sog. Schockwellen, die auch pulsieren können. Luft saust gegen das Material, verdichtet sich gigantisch, wird durch den Überdruck wieder zurück geworfen usw.

Der Druckbetrag dieser Schockwellen ist schlecht zu messen. Es gibt wohl Abhandlungen darüber, aber de facto hauen diese Schockwellen alles kaputt, was nicht mindestens in Beton gegossen ist. Airliner, die durch Notsinkflug in Schallnähe gekommen sind, sehen anschließend aus, wie ein zerbeultes Auto, was sich ein paar Mal gekugelt hat. Triebwerksschaufeln gehen fliegen. Man sprach damals nicht ohne Grund von der Schallmauer. (Ich lese gerade im wiki was von 50-fachem Druck)

Ernst Mach hat sich mit diesen Dingen anhand von Geschossen beschäftigt. Die Überschallflugzeuge hat er nicht mehr erlebt, wohl aber sein Sohn.

Egal, wie auch immer, es geht simpel gesagt, beim Überschall darum, einen Körper so auszubilden, daß er nur mit Schrägen auf die Luft trifft. Dadurch verdrängt er die Luft zur Seite und dies eben wieder mit Unterschallgeschwindigkeit. Zu jeder Geschwindigkeit gibt es also einen kritischen Winkel, ab dem die Schockwellen wieder auftreten. Diese Stealth-Bomber gehen genau bis an die Grenze im Design und sehen entsprechend scheiße aus.

Durch das Zufahren der Luftschächte wird die Luft also zum Teil um das Triebwerk drumrum geleitet, ohne das es zu Schockwellen kommt. Der Mechanismus muß entsprechend ausgeführt sein, darf also nur flache Winkel haben.

Die eintretende Luft dehnt sich hinter dem Einlaufschlitz aus und fällt schlagartig wieder in den Unterschall. Genau kann ich es Dir nicht erklären. Auf jeden Fall strömt dem Triebwerk selbst dann wieder normale Luft in der richtigen Menge und einer gehörigen Portion Überdruck zu. Damit kann das Triebwerk dann seinen Schub entwickeln, den es für den extrem kratzehrenden Überschallflug braucht.


So, Professor Strömung muß noch ein bißchen Eisen konstruieren.

Gruß

Werner

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    [63108]

    Date: January 10, 2016 at 16:13:47
    From: Rhanie, [dslb-188-106-144-028.188.106.pools.vodafone-ip.de]
    Subject: Re: Doch doch, das Styling der 60er :)))

    Hi Werner!

    Ha, ich habs kapiert!

    Gruß Rhanie.
    (Hast du Bock im Abrüll runterzukommen?)

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