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Hi Lutz,
fangen wir beim hinteren Teil an: Klar, der Fahrtenmesser zeigt nur die Druckdifferenz an, also den dynamischen Druck. Da innen drin ja nur eine ganz normale Feder ihren Dienst tut, reden wir hier auch nur von Newton. Der dynamische Widerstand / Fahrtwiderstand, den unser Prop kompensiert, ist ja übrigens fast die gleiche Formel wie für den Staudruck: Es kommen nur noch die Faktoren Fläche und cw-Wert hinzu. Deswegen wäre ja die Erwartungshaltung eigentlich, dass Staudruck (dynamischer Druck) am Fahrtenmesser und Fahrtwindbremsung eben auch in der Höhe im gleichen Verhältnis bleiben. Hingegen bewirkt ein geänderter AoA in der Höhe natürlich mehr Widerstand, damit einen anderen cw-Wert und erklärt eine Abnahme des Staudrucks bei gleichem Luftwiderstand und Schub.
Damit wäre der Kern der Frage: Warum ändert sich eigentlich der AoA in der Höhe? Und warum als Resultat auch die Coffin-Corner? Obwohl der Auftrieb doch ebenfalls mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt, und die geringere Dichte der Luft ein höheres Speed erlaubt.
Dass der Prop in der Höhe an Wirkung nachlässt, bezweifele ich erst einmal. Die Turboprops fliegen bis FL300, und die Schaufeln eines Jets sind ja im Prinzip nicht völlig anders. Wir haben da oben ein Motorenproblem und später ein AoA-Problem, kein Prop-Problem...
Den Dommel-Feld-Generator solltest Du trotzdem patentieren lassen:
Er erlaubt nicht nur unglaubliche Geschwindigkeiten, sondern macht auch Turbo und Sauerstoff überflüssig: Kein Sauerstoff? Einfach Kopf raushalten und Mund auf - schon liegen 1040 mBar an! Dem Motor geht die Puste aus? Einfach den Einlass in den Fahrtwind hängen, schon hast Du Standarddruck plus ein paar mbar. Damit haben Du und der Motor dann selbst nach dem Verlassen des Schwerefelds unseres Planeten keine Probleme mehr.
Genug gegrübelt für heute - Georg
P.S.:
Stimmt doch: Für die gleiche Anzeige am Fahrtmesser benötige ich die gleiche Differenz zwischen dynamischem Druck und statischem Druck?
Du meinst sicher "Gesamtdruck und statischem Druck".
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Oh man, ist das kompliziert. Ich dachte, ich gebe einfach Gas und steige oder fliege schneller geradeaus. Jetzt habe ich viel bedenken wenn ich ins Flugzeug steige, dass alles auch so immer zutrifft. Nicht das sich dann irgendein Naturgesetz es sich bei meinem Flug anders überlegt und ich dann runterfalle...
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Dass der Prop in der Höhe an Wirkung nachlässt, bezweifele ich erst einmal.
Warum? Wenn das Flugzeug in großer Höhe weniger Widerstand hat, muss der Prop (prinzipiell ja mit einem Flügel vergleichbar) auch weniger "Grip" haben. Bei gleicher Leistung ist der Schlupf daher größer und der erzeugte Vortrieb geringer.
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Also, ich fliege mit meinem Gesamtdruckgenerator ins All und Georg mit seinem Thrust-Normalizer-Prop ;)
Was für den Flügel gilt (dünnere Luft braucht mehr AoA), muss ja auch für den Prop gelten, wie man sich leicht für den Grenzwert, bei dem die Luftdichte gegen null strebt, vorstellen kann.
Was den Gesamtdruck angeht, sehe ich aber, welchen Bezeichnungsfehler ich gemacht habe - Du verstehst unter Gesamtdruck richtigerweise die Summe aus statischem und dynamischem Druck (letzteren hielt ich für die Bezeichnung für dynamischen Gesamtdruck, also das was man als Druck am Staurohr ablesen könnte) und ich meinte mit Gesamt quasi das, was übrig bleibt, was, nach Deiner zutreffenden Erklärung, "dynamischer Druck" heißt.
Also einfacher gesagt - der statische Druck ist eigentlich unerheblich, deshalb hat man mit den von mir genannten 50PS immer die gleiche IAS-Anzeige, abzüglich der anderen Effekte, über die wir noch keine Einigkeit erzielen konnten.
Haben wir es damit jetzt?
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*Alles* was mit der Umgebungsluft interagiert ist von der Luftdichte beeinflusst - der Flügel, der Flieger insgesamt, der Propeller (jeweils Parasitärer, Form- und Auftriebswiderstand), der Motor (Leistung), die Instrumente.
Der Flügel verliert immer mehr Auftrieb je höher man kommt, deswegen wird der nötige AoA auch immer höher um den Flieger level zu halten. Das gilt genau so für den Prop - der wird ggf. den Anstellwinkel erhöhen um eine Zieldrehzahl beizubehalten so dass man das an der Drehzahl nicht merkt.
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Also, mein Prop wird seinen Anstellwinkel nicht erhöhen...hoffe ich.
Bei einem fixed pitch Prop muss ich mit der Höhe ja Gas nachschieben, um die Drehzahl halten zu können, klar, weil die Power des Motors zurückgeht.
Mit einem fixed pitch Prop lässt sich das auch noch besser illustrieren:
Vorausgesetzt Power bleibt die selbe- ändert sich mit der Höhe die Drehzahl? Ändert sich mit der Höhe der Schub?
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Zitat "Also, mein Prop wird seinen Anstellwinkel nicht erhöhen...hoffe ich."
Doch der aerodynamische Anstellwinkel ändert sich mit der TAS!
Der mechanische Einstellwinkel bleibt natürlich gleich.
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Ja klar, sorry. Der Anstellwinkel erhöht sich, der Einstellwinkel erhöht sich nicht, bei einem Verstellpropeller sollte es dann umgekehrt sein?
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Wollen wir alle nicht lieber fliegen gehen als über Prop-Theorie reden? Macht bestimmt mehr Spaß...
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Moin zusammen,
wieso gehen eigentlich alle davon aus, dass sich der AoA in der Höhe ändert? Der Auftrieb hängt ja nicht nur vom Anstellwinkel (im interessierenden Bereich ungefähr linear), sondern auch von der Anströmgeschwindigkeit (in unserem Geschwindigkeitsbereich mit genügend Abstand zu Mach 1 quadratisch) ab. Und die steigt nunmal mit nachlassendem Widerstand.
Nehmen wir an, ein Flugzeug fliegt im Geradeausflug mit konstanter Geschwindigkeit. Dann gilt folgendes:
Bei konstanter Horizontalgeschwindigkeit ist Schubkraft (Fs) gleich Widerstand, also (rho=Luftdichte):
(1): Fs=1/2*A*cw*rho*v2
Da sich die Werte von 1/2, A (Stirn- bzw. Flügelfläche) und cw, einen konstanten AoA vorausgesetzt, nicht ändern, kann man die auch zusammenfassen zu einer Konstante, nennen wir sie mal Kw. Dann erhält man:
(2): Fs=Kw*rho*v2
Außerdem ist die Auftriebskraft Fa:
(3): Fa=1/2*A*ca*rho*v2
Auch hier kann man wieder eine Konstante Ka aus Flügelfläche, konstantem ca (konstanter AoA) und 1/2 bilden:
(4): Fa=Ka*rho*v2
Aus (2) folgt durch einfache Umformung:
(5): rho*v2=Fs/Kw
Setzt man diesen Term nun in (4) ein (ca und damit AoA und cw konstant!), ergibt sich:
(6): Fa=Ka/Kw*Fs
Wie man sieht, ist der Auftrieb bei gegebener Schubkraft und konstantem Ka, also ca und damit Anstellwinkel, unabhängig von der Luftdichte (in dem uns interessierenden Dichtebereich). Der Anstellwinkel ändert sich bei konstantem Schub also nicht. Deshalb ändert sich die Gleitleistung von Segelflugzeugen auch nicht mit der Höhe.
Der Schub bleibt mit der Höhe bei konstanter Leistung aber nicht konstant, da der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs über die Höhe nicht konstant bleibt.
Viele Grüße
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@Jürgen. Das ist mir leider zu hoch und hat den selben Effekt wie die Beiträge im PuF von Herrn Schulte - Ich überblätere sie meist, da ich sie kaum verstehe, sobald dort Formel auftauchen. Gebe da mein eigenes Unwissen zu. Habe nur Realschulabschluß (und der auch noch mies). Daher reicht es auch nur für ne alte Aerostar ;-)
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Jürgen, genau das wollte ich auch gerade schreiben - hat sich überschnitten ;-)
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Wolff, aber dann wüsstest du wenigstens, WARUM deine alte AEST partout nicht mehr als popelige 230 KIAS macht :-)
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Ich hätte nach der Realschule abgehen sollen, statt zu studieren.... :-)
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Der Schub bleibt mit der Höhe bei konstanter Leistung aber nicht konstant, da der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs über die Höhe nicht konstant bleibt.
Da hat der Jürgen mich wieder rausgehauen!
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Roland. Es sind aber 250 kn. Allerdings bei 160 Liter pro stunde.
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Ich bin halb so schnell bei 1/8 des Verbrauchs - in der Bilanz nicht sooo schlecht, oder?
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Roland. Deswegen habe ich es geschrieben. Man fliegt freiwillig nicht so schnell. Die letzten 30-40 kn kosten cs 40-50 Liter pro stunde zusätzlich. Hängt mit der TIT zusammen. Die ist sonst deutlich zu hoch wenn man nach Handbuch leant. Ich gehe nicht höher als 1550 Grad F. Schont die vier Turbos ( t wie teuer).
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aber Wolf hat noch 4 sitzplätze frei, + einen für den bordservice
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Ich gebe ja zu - ich stehe auf dünnem Eis.
Ja, denn wir waren uns zwar bisher einig, dass geringere Luftdichte dazu führt, dass unser Vogel schneller fliegt, und zwar wohl um die Wurzel des Quotienten der geänderten Luftdichte.
Allerdings soll oder wird unser Propeller weiterhin bei ähnlicher Drehzahl laufen, und damit weiterhin die Spitzen des Propellers mit gleicher Gewindigkeit durch die Luft drehen. Das Propellerblatt "sieht" die Luft ja als Resultierende von Fahrtwind (der schneller wird) und Rotation (die konstant bleibt / bleiben soll dank Verstellpropeller).
Ist das ein Optimierungsproblem des Propellers? Das also ein Propeller auf eine typische Luftdichte und Drehzahl ausgelegt wird, in der er optimal arbeitet, und darunter und darüber im Wirkungsgrad abfällt?
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Moin,
das ist eine schöne Zahl! Spricht für eine aerodynamische Vergleichbarkeit Eurer Flieger, da ja für die doppelte Geschwindigkeit offenbar die achtfache Leistung (und damit bei sehr ähnlichem Wirkungsgrad die achtfache Menge an chemischer Leistung, also Verbrauch) benötigt wird, ganz wie es nach der klassischen Mechanik auch sein sollte.
Grüße
P.S.: Hallo Herr Sutter? Herr Sutter...!!!?? ;-)
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Die Flieger dürften aber aerodynamisch nicht vergleichbar sein: 20l/h = 90-100PS-Motor = Zweisitzer = MTOW 450-600kg. Die Aerostar hat MTOW 2800kg. Also müßte der Widerstand 3-5x höher sein. Also ist die Aerostar extrem viel effizienter als der Zweisitzer.
Noch was: Laut Wikipedia ist das Leergewicht (10xx kg) um 35% des MTOW von 28xx Kg. Das wäre der mit großem Abstand konzeptionell beste Flieger. Selbst die großen Jodels kommen da nicht mit....
Nachtrag zu letzterem: das Leergewicht ist bei der deutschen Wikipedia falsch angegeben. LG/MTOW=68%. Stimmt meine Welt wieder
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Spricht für eine aerodynamische Vergleichbarkeit Eurer Flieger
You just made my day :-)
@ Alexander: Warum machst du das? ;-)
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Erkenntnisinteresse :)
Habe ja selbst einen anerkannt effizienten kleinen Zweisitzer und bin so stolz, daß ich da notfalls mit 11l rumtuckern kann. Wenn ich dann aber die Effizienz einer Falco oder einer RV6 mit meiner vergleiche, steht sie nicht mehr so strahlend da.
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Kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass die RV 6 A die MCR 01 en Effizienz überbietet.
Wenn ich mir die RV 12 mit Rotax ansehe - naja.....
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