Hebt das Flugzeug ab?

[fls]

Dem Flieger ist das grad egal, wie und in welcher Richtung sich seine "Stütz"-Räder drehen. (Von technischen Randbedingungen mal abgesehen.)
Bei Propellermaschinen wird der Vortrieb durch "Nach-Hinten-Schaufeln" des Umgebungsmediums (siehe auch Schiff) erzeugt.
Bei Jet- und Raketentriebwerken funktioniert das ähnlich wie bei einem aufgeblasen Luftballon der losgelassen wird. Masse wird beschleunigt und gerichtet ausgestoßen. Damit entsteht eine Kraft (Schub) entgegengesetzt zur Ausstoßrichtung. (z.B. auch Rückstoß beim Gewehr)
Für ein Auto ergäben sich in der gestellten Frage Bedingungen, die man gemeinhin als Rollenprüfstand bezeichnet. Die Räder drehen sich zwar, aber die Rollen des Prüfstands drehen sich gleichschnell dagegen. Folgt: Auto steht, obwohl seine Räder sich evtl. rasend schnell drehen.

Gruß
Barney

 

[Geronimo]

Ich sag es ja nur ungern, aber das Flugzeug bei den Mythbusters hat sich vorwärts bewegt und ist nicht wie oben beschrieben am Fleck stehen geblieben.

Natürlich hat es sich nach vorne bewegt, das wird es immer tun. Es ist nämlich piepegal was unter den Rädern passiert, ich habe den gesamten Beitrag gesehen. Die haben ausprobiert wie schnell das Flugzeug sein muss um abzuheben, genau mit dieser Geschwindigkeit zieht das Auto das Band nach hinten. Und trotzdem bewegt sich das Flugzeug nach vorne, weil die Räder eben NICHT angetrieben werden.
Die haben das im kleinen mit Modellen probiert, es passiert immer das gleiche. Das Flugzeug bewegt sich nach vorne und hebt ab.

 

[Python]

Zuallererst: DAS FLUGZEUG KANN NICHT ABHEBEN !!!

Irgendjemand hat hier schon Schiffe zum Vergleich herangezogen.
Bei Schiffen mißt man zwei Geschwindigkeiten:

1. Die absolute Geschwindigkeit "Fahrt durchs Wasser" genannt - die Geschwindigkeit des Schiffes im Verhältniss zum Medium Wasser.

2. Die relative Geschwindigkeit "Fahrt über Grund" - die Geschwindigkeit unter Einbezug aller Strömungsverhältnisse. Angenommen dein Schiff fährt 15 Knoten, die Strömung des Flußes ist 5 Knoten. Dann schaffst Du stromaufwärts nur 10 Knoten über Grund, stromabwärts aber 20, während sich dein Schiff mit konstant 15 Knoten durchs Wasser bewegt.

Zurück zum Flugzeug. Zum Abheben braucht man eine Strömungsgeschwindigkeit der Luft an den Tragflächen von 300 km/h (völlig willkürlich). Das Medium Luft hat die Geschwindigkeit 0 (NULL). Also wird diese Strömungsgeschwindigkeit erreicht indem man das Flugzeug am Boden auf diese Geschwindigkeit beschleunigt. Im Windkanal könnte das Flugzeug stillstehen und trotzdem abheben, wenn das Medium Luft die Geschwindigkeit 300 erreicht.

Wenn jetzt das Laufband die Beschleunigung des Flugzeugs zu 100% kompensiert, es also genauso schnell nach hinten transportiert wird, wie es die Triebwerke nach vorne schieben, ist die resultierende Geschwindigkeit des Flugzeugs gegenüber der Luft (und dem Boden) NULL und es wird nicht abheben. Solange die Räder das Laufband berühren, schiebt dieses das Flugzeug nach hinten, egal wie es angetrieben wird !!! Das richtige Laufband vorrausgesetzt (keine Mythbusters-Bastelei) kompensiert der Schub der Triebwerke nur die Transportgeschwindigkeit des Laufbands - er erzeugt aber keinen Auftrieb !!!

Das Gleiche passiert bei Rückenwind, das Flugzeug (genau wie beim Schiff) nimmt zwar schneller Fahrt über Grund auf, aber wenn es 80 km/h Rückenwind hat, hat es bei 300km/h über Grund immer noch 80 zuwenig um genügend Auftrieb von der umgebenden Luft zu haben. Startgeschwindigkeit wären hier dann 380 km/h. Bei Gegenwind wären es nur 220 km/h, weil dann schon die 300 km/h durch das Medium Luft erreicht sind. Darum starten und landen Flugzeuge immer gegen den Wind !

Stellt euch vor es ist ein Wasserflugzeug mit Kufen, dann kann man die leidige (und sinnlose) Räderdiskussion weglassen. Wenn der Fluß es mit 300 km/h rückwärts schiebt, wird es auch mit Vollgas nicht abheben, wenn die Geschwindigkeit über Grund und durch das Medium Luft gleich NULL ist !

Gruß Marijn

 

[Q-Mister]

Hi Python,
Ich denke der Denkfehler liegt in der Entkopplung der Bewegungssysteme am Schnittpunkt "Räder".
Bei Deinem Wasserflugzeugvergleich, hast Du keine Entkopplung, da die Kufen starr am Flugzeug sind und die Rückwärtsbewegung Deines Stromes unmittelbar auf die Geschwindigkeit des Flugzeuges Einfluß hat.
Die Räder entkoppeln an der Nabe/Radlager das System. Laufband/Radumdrehung ist das eine System, Düsenantrieb oder Propeller / Luftanströmung das zweite.
Nur ist die Differenzgeschwindigkeit wesentlich höher, das Laufband und die Räder werden sehr schnell drehen, da sie vom Vortrieb des Systems Flugzeug überlagert werden (habe ich das hoffentlich richtig ausgedrückt).
Daher: Abheben ist möglich
j2c

P.S.
Noch etwas:
Nehmt ein FZ das fliegt und dabei das Fahrwerk ausgefahren hat. An den Rädern könnte man ein Laufband entlangschleifen lassen oder rückwärts bzw. vorwärts treiben. Es würde im Prinzip kaum etwas an der Vorwärtsbewegung des Flugzeuges ändern. Es drehen sich halt die Räder, und??

 

[GS-Klaus]

@python

das Ganze kannst du nicht mit einem Schiff und schon garnicht mit einem Wasserflugzeug, das gegen den Strom zu starten versucht, vergleichen.

Denn die Rollbahn beginnt sich laut Fragestellung erst zu drehen wenn das Flugzeug schon Vortrieb hat ( wenn also die Räder sich zu drehen beginnen ). Der Fluss fließt schon bevor das Wasser-Flugzeug Vortrieb hat, somit muss das Wasserflugzeug gegen die Strömung ankämpfen und müsste dann wirklich doppelt so schnell sein um abzuheben. Da hast Du recht

Das Flugzeug bekommt durch die sich drehende Rollbahn keine entgegengesetzt wirkende Energie. Diese baut sich direkt an den Rädern wieder ab. Das Fleugzeug bewegt sich mit schneller drehenden Rädern auf der entgegengesetzt laufenden Rollbahn weiter nach vorne und erhält so auch irgendwann genug Luftstrom um abzuheben.
Das Flugzeug benötigt die Räder beim Start nur um den Reibungswiderstand so gering wie möglich zu halten und nicht um vorwärts zu kommen!

 

[nypdcollector]

Das Flugzeug wird durch die Turbinen/Propeller angetrieben, soweit ist es doch unstrittig.
In dem Moment, wo es von durch die Turbinen angetrieben wird, drehen sich die Räder (durch die Reibung des Flugzeugs mittels Eigenmasse auf dem Boden).
In der Versuchsanordnung neutralisiert das Laufband die Rotationsgeschwindigkeit der Räder => Das Flugzeug bewegt sich nicht nach vorne.
Wenn sich das Flugzeug aber nicht nach vorne bewegt, kann es nicht den notwendigen Auftrieb an den Flügeln bekommen, da hierfür die Anströmunggeschwindigkeit nötig ist, welche bei nicht vorhandener Geschwindigkeit über dem Boden ebenfalls nicht vorhanden ist.
Daraus folgt: Das Flugzeug kann nicht abheben, da der notwendige Auftrieb mangels Horizontalgeschwindigkeit fehlt.


BTW: Das ist auch der Grund, warum Flugzeuge nicht mit dem Wind starten, sondern gegen den Wind, wenn wenig Wegstrecke zur Verfügung steht.

 

[HP2Sascha]

... da der notwendige Auftrieb mangels Horizontalgeschwindigkeit fehlt...

Erkläre mir bitte, wie ein horizontal verlaufendes Förderband den Auftrieb/Gegenwind an einem Flugzeugflügel aufheben kann...

 

[Larsi]

jungs, ihr rettet mir den verregneten tag







und es fliegt doch ....

 

[HP2Sascha]

...und es fliegt doch ....

So isset!

 

[nypdcollector]

Erkläre mir bitte, wie ein horizontal verlaufendes Förderband den Auftrieb/Gegenwind an einem Flugzeugflügel aufheben kann...

Das habe ich doch gerade in meinem Post getan:

• In dem Moment, wo es von durch die Turbinen angetrieben wird, drehen sich die Räder vorwärts (durch die Reibung des Flugzeugs mittels Eigenmasse auf dem Boden).
• In der Versuchsanordnung neutralisiert das Laufband die Rotationsgeschwindigkeit der Räder => Das Flugzeug bewegt sich nicht nach vorne, da die Räder auf der Stelle drehen (v=0).
• Wenn sich das Flugzeug aber nicht nach vorne bewegt, kann es nicht den notwendigen Auftrieb an den Flügeln bekommen, da der Auftrieb durch die Geschwindigkeit des Flugzeugs über dem Boden entsteht (Luftströmung)

Der Auftrieb durch die Luftströmung kann doch erst dann stattfinden, wenn sich das Flugzeug horizontal über dem Boden bewegt. Da das Flugzeug aber mit dem Boden über Räder verbunden ist, müssen sich diese Räder auch real vorwärts bewegen und nicht nur auf der Stelle drehen.
Dass der Antrieb nicht über die Räder erfolgt ist unstrittig, aber die Horizontalbewegung nach vorne muss über die Räder übertragen werden, da das Flugzeug ja erst abheben soll und nicht bereits abgehoben ist.

 

[Q-Mister]

@larsi

Wieso verregnet? Super Sonnenschein und ich gehe jetzt gleich die neuen Hufe der Q einfahren (TKC80)

 

[Q-Mister]

@nypdcollector

Du hakst an der selben Stelle wie die anderen auch.
Die Radlager entkopplen das alles. Allerdings passiert das abheben nicht bei gleicher Radgeschwindigkeit, sondern bei gleicher FZ Geschwindigkeit wie üblich. Lies evtl. noch einmal den letzen Absatz meiner Erklärung.

 

[nypdcollector]

Aber wenn bei einem Flugzeug der Luftstrom abreißt, dann ist das an den Tragflächen und hat nichts mit den Triebwerken zu tun.
Ergo: Der Schub ist erst mal völlig egal.

 

[Q-Mister]

Triebwerke erzeugen die Vorwärtsbewegung zur Erzeugung des Luftstromes am System FZ. Der Luftstrom an den Tragflächen sorgt für die Sog- und Druckkräfte (für den "Auftrieb") welche durch die Form der Tragflächen und die Geschwindigkeit des Luftstromes beeinflußt werden.
Solange es eine Vorwärtsbewegung (ob mit oder ohne Antrieb, Segelflieger) gibt, gibt es auch einen Luftstrom und somit Auftrieb, in welcher Menge auch immer.


Ich bleibe bei dem Begriff der Entkopplung der beiden Bewegungssysteme an der Radnabe.

 

[HP2Sascha]

So ist es: Räder und Triebwerk(e) sind nicht im FZ gekoppelt.
Wo sind blos meine Waffeln und der Kaffee?

 

[nypdcollector]

Der IMHO Denkfehler derjenigen, die glauben, dass das Flugzeug abhebt liegt darin begründet, dass sie nur das Bezugssystem Flugzeug - Laufband sehen.
Wichtig (und richtig) ist aber das Bezugssystem Flugzeug zur Erde.

Der Antrieb erzeugt beim Flugzeug Schub, welches das Flugzeug vorwärts bewegen will (Geschwindigkeit über dem Boden)
=> Bezug Flugzeug zur Erde

Die Räder des am Boden stehenden Flugzeugs beginnen sich bei einsetzendem Vorwärtsschub auch vorwärts zu drehen, um den vorhandenen Schub in Geschwindigkeit umzusetzen, da die Räder das Flugzeug mit dem Boden verbinden (Bezug Flugzeug zur Erde) (Die Räder treiben das Flugzeug NICHT an)

Sobald sich die Räder zu drehen beginnen, wird die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs durch das neutralisierende Laufband aufgehoben (Das Flugzeug steht ja noch immer am Boden und ist mit den Rädern mit der Erde verbunden)

Je stärker der Schub, desto höher die Rotationsgeschwindigkeit der Räder, da diese ja den Schub in Geschwindigkeit umsetzen müssen. Dennoch wird diese Rotationsgeschwindigkeit der Räder egalisiert, d.h. die Maschine bewegt sich noch immer nicht im Verhältnis zur Erde, d.h. sie steht still, egal ob die Turbinen mit vollem Schub laufen. Sie bewegt sich nur im Verhältnis zum Laufband.

Die Geschwindigkeit über dem Boden (Bezug Flugzeug zur Erde) ist beim Flugzeug aber notwendig, um den notwendigen Auftrieb an den Flügeln herbei zu führen, denn fliegen tut ein Flugzeug nicht durch den Schub, sondern durch die Luftströmung an den Flügeln.

Da sich das Flugzeug aber im Bezugssystem Flugzeug - Erde nicht von der Stelle bewegt, kann es auch keine Luftströmung geben, die das Flugzeug vom Boden abheben lässt.

 

[Larsi]

Das habe ich doch gerade in meinem Post getan:

• In dem Moment, wo es von durch die Turbinen angetrieben wird, drehen sich die Räder vorwärts (durch die Reibung des Flugzeugs mittels Eigenmasse auf dem Boden).
• In der Versuchsanordnung neutralisiert das Laufband die Rotationsgeschwindigkeit der Räder => Das Flugzeug bewegt sich nicht nach vorne, da die Räder auf der Stelle drehen (v=0).
• Wenn sich das Flugzeug aber nicht nach vorne bewegt, kann es nicht den notwendigen Auftrieb an den Flügeln bekommen, da der Auftrieb durch die Geschwindigkeit des Flugzeugs über dem Boden entsteht (Luftströmung)

....

verdammt ...

ich kann es nicht lassen ....

ich verabschiede mich mal ganz kurz vom startenden flugzeug und betrachte den landeanflug auf einem laufband.

das flugzeug fliegt an und setzt auf.
es bremst NICHT.
das laufband, auf dem es aufsetzt, läuft an und arbeitet mit derselben geschwindigkeit, wie sich das flugzeug bewegt, nur entgegengesetzt.

bleibt das flugzeug nun abrupt stehen?
oder reisst es das fahrwerk weg?? (bedenken: es wird nicht an den rädern gebremst)
ich behaupte, es tut sich nix, ausser, dass die räder schneller drehen als bei einer normalen landung.



und jetzt bin ich wieder weg

 

[nypdcollector]

Solange es eine Vorwärtsbewegung (ob mit oder ohne Antrieb, Segelflieger) gibt, gibt es auch einen Luftstrom und somit Auftrieb, in welcher Menge auch immer.

Richtig.

Aber die ist nicht da und es ist völlig egal, wo Räder und Antrieb entkoppelt sind.


Leutz, wenn das funktionieren würde, hätten wir schon lange Flugzeugträger mit dem System.

 

[HP2Sascha]

Nehme ein Modellauto mit drehenden Rädern.
Stelle es auf eine bewegliche Unterlage.
Ziehe die Unterlage entgegen der Fahrtrichtung des Autos und schiebe das Auto zeitgleich in Fahrtrichtung.

Bewegt sich das Auto auf der Tischplatte?

 

[Oldtimer]

Der IMHO Denkfehler derjenigen, die glauben, dass das Flugzeug abhebt liegt darin begründet, dass sie nur das Bezugssystem Flugzeug - Laufband sehen.
Wichtig (und richtig) ist aber das Bezugssystem Flugzeug zur Erde.

Wohl eher Flugzeug - Luftströmung/Windgeschwindigkeit.
Das Flugzeug wechselt beim Start das Bezugssysem Flugzeug/Erde in Flugzeug/Luft. Die Luftgeschwindigkeit und damit die Anströmgeschwindigkeit an die Flächen ist entscheidend. Deswegen ist zB. die Windgeschwindigkeit beim Start mit entscheidend für die Startrichtung und damit der verbundenen notwendigen Startgeschwindigkeit im Bezugssystem Flugzeug/Erde.