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Segelflugzeug und Wasserballast


CC-BY-NC-SA 3.0

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noch eins Auftrieb und Strömungswiderstandim SegelflugzeugSegelflugzeug sehr gewisser Weise auch Windkraftist nicht gerade im Zentrum dieser VeranstaltungKomma kann es dann ?? mal schön klarmachen an Beispielen aus der Fliegerei was mit Auftrieb und Strömungswiderstandpassiertund zwar hätte ich gern ein Segelflugzeugmit einer Gleitzahlvon vierzigund es liegt aktuell mit hundert fünfzigStundenkilometernund es hat eine Masse von vier hundertKilogrammKomma damit ?? vorsichtig es an die Aufgabegeht das noch weiterer fange damit mal anwie schnellwürde dieses Flugzeug fallenmit wie viel Meter pro Sekunde fällt es nach untensollte dazu schreiben wenn die Luft gutüberlegenwas passiert wenn die Luft aufsteigteinzige Fuselkorsett durch den Effekt ausnutzendas Luft aufsteigtnicht dass die Luft gut ?? das Ding uns gleich aus wie schnell würde das Flugzeug fallen Millimeter pro Sekunde fällt das FlugzeugKomma die grundsätzliche Idee ich hab mein SegelfliegerPunkt eine ganze Stange soan Segelflieger hierauf so einer Bahndie GleitzahlSMS gerade die Gleitzahl seit über eins wie sie angegeben habe als offensichtliches Verhältnis Auftriebdurch Strömungswiderstandversuchen Sie das jetzt mal einzuzeichnenihr Flugzeug ist hier irgendwowas sind die Kräfteauf das Flugzeugwelches Gleichgewicht entstehtwo sind da die hundert fünfzig Stundenkilometerund so weiterdie Kräfte auf das Flugzeugich habe die SchwerkraftAGich habe ein Strömungswiderstandder Strömungswiderstandist in Richtung der an Strömungsrichtungschreibe ich mal elf Veteranenund ich haben Auftriebskraftbisschen bastelndass das alles hin kommtdie Summe aus Strömungswiderstandund aufgebrachtenSinne hat das Negative der Schwerkraft seider Strömungswiderstandin an StrömungsrichtungAnmerkung gelangt er gleich werden muss immer noch keine Pfeilspitze dranaus der Richtung und die an strömungsselbeRichtung für die StrömungswiderstandAuftriebdie Auftriebskraft ist definiert als senkrechtzu einer Strömungsrichtungdas hier muss ein rechter Winkel seindie Summe aus Strömungswiderstandund Auftriebmuss das Negative von der Schwerkraft sein die Kräfte müssen sich balancieren oder guckenzu ?? bis hin naja so habe ist es die beiden hier addierenkonnte das Negative der Schwerkraft rausdie Madame und jetzt weiß ich das Längenverhältnisvon Auftrieb durch Strömungswiderstandist verzichten sie sich mit irgendeiner Form etwas hinschreiben von wegen Bezugsflächeund Geschwindigkeitsquadratund so weiter braucht man gar nicht man guckt sich die drei Gedanken an die sicher bildenKomma doch mal dieses Kräfte Parallelogrammreingucken sich dieses Kräfte Parallelogramman und stellen fest dass sie damitbestimmt habenwas der Steigungswinkelvon dieser Flugbahn ist diesen Winkel auf die dann nämlich gerade bestimmtindirektwar es dieser Winkel oderder Winkelmit dem Seitenverhältnisaus der Gleitzahlkönnen jetzt bestimmen was dieser Winkel ist diese beiden Seiten hier die beiden Satelliten sollte sagen haben das Verhältnis vierzig zu eins dann muss auch hier jetzt das Seitenverhältnissein vierzig zu einsdamit kann ich den Winkel bestimmenundauch das Feld der Geschwindigkeitenbestimmen gegeben sind die hundert fünfzig Stundenkilometereinzelner Durchsagen Warndreieckdas derart flach ist es aber viel flacher als es sie eingezeichnet habe hat die gute Musiker jetzt endlich auch im Verhältnisvierzig Einheitenganz streng werden müsste eigentlich bilden wir über die Musevierzig Quadrat plus eins Quadrat und Wurzel aus mit Pythagorasaberdas macht den Braten wirklich nicht fett das auch praktisch wieder vierzigdas ?? begann relativ schnell umrechnet hundert fünfzig Stundenkilometerdurch vierzigist tatsächlich die Geschwindigkeitdannmit der das Flugzeug fälltich bin Farbe mal hundert sechzig Tonnenkilometersofort machen soll hundert sechzig Stundenkilometerdurch vierzigsind dann also bei vier Kilometer pro Stundemir die Antwort wäre ungefährvier Kilometer pro Stundesind das es so winzig Millimeter pro Sekunde sind dasso also ungefähr ein Meter pro Sekunde sie rechnen viermal tausendMeter durch drei tausend sechs hundertSekundenviermit lediglich drei Komma sechs aus ungefähr ein Meter pro Sekundedieses Segelflugzeugwird mit einem Meter pro Sekunde fallenschlicht mit hundert fünfzig Kilometer pro Stundepraktischnach vorne ich ganz Pythagoraspraktischen sich Kilometer wurden nach vorneund fällt mit ein Meter pro Sekundeund dann kommt jetzt die Thermik rein wenn sie einen Aufwind haben solche geschrieben wenn die Luft gutwenn sein Auftritt haben von einem Meter pro Sekundewenn ihre Luft hier mit einem Meter pro Sekunde steigtdann wenn es um solche Literaten geradeaus fliegenmit hundert fünfzigStundenkilometernmit Stern schreibe ich mal dazumit Thermik vonein Meter pro Sekundehorizontaler FlugspannendeFrage was ist wenn wir die Summe von diesen drei Kräften nicht Null ergibtwas würde passieren ?? zum Beispiel wenn sie zu langsam fliegen wenn sie zu langsam Fliegenhaben sie einen kleinen StrömungswiderstandProfessional Fock vertrat und sie haben ?? keinen Auftriebwas wird passieren wenn sie zu langsam fliegenhätten eine beschleunigte ?? gefunden alsosie haben eine resultierendeKraft nach unten wenn diese beiden roten Kräfte nach oben Auftrieb und Strömungswiderstandzu klein sind vage zu langsam Fliegengewinnt die Schwerkraftdie Summe der drei ?? ist nicht mehr null ich kriege eine resultierende Kraft nach unten ?? Zeug wird nachuntenbeschleunigtvorgemerkt es wird nach unten beschleunigt es wird schneller die Einstein den sie fallen lassen?? wie ein WassertropfenderWasserhahn Lektionein Wasserhahn Intellektes wird beschleunigt das Flugzeugwenn die Summe dieser drei Kräfte nicht null ist was ich eben eingezeichnet habe ist das die Summe der drei Kräfte genau Null sein soll diese drei Kräfte sollen sich aufhebendas heißt es gibt keine Beschleunigungdes Flugzeugs wird nicht beschleunigtganz dringend noch mal ein Newton denken das Flugzeug wird nicht beschleunigtdie Beschleunigung ist null das heißtwas passiert mit der Geschwindigkeitder Geschwindigkeitist Konstanz das kostet erst maldie ersten Jahre der newtonschen Mechanik kostet einem das immer drei GehirnswindungenGeschwindigkeit bleibt konstantin die Streitkräftehier sich aufhebenhaben siekeine Beschleunigungund das heißt bei die Beschleunigung die Ableitung der Geschwindigkeitist das die Geschwindigkeitkonstant ist der Geschwindigkeitsvektorist konstant genau das will ich ja hundert fünfzig Stundenkilometerschräg runter ein konstanter Geschwindigkeitsvektormit ihrer Kraft in der Summe hier gleich null ist?? keine Beschleunigung und einer konstantenGeschwindigkeitsvektoreine Kraft nicht nur lässt wenn der beschleunigt die Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsvektorsoll Gesangsle nicht mehr konstantaber wenn ich es ?? Bewegung habehundert fünfzig Kilometerin gerader Linie runtermuss die Summe der Kräfte Null sein es gibt keine Beschleunigung bei der GeschwindigkeitsvektorkonstantStrömungsabrissbeim Strömungsabrissbricht in der Auftrieb ein die Auftriebskraftwirddeutlich kleinerGestalter der Anstellwinkel ist diese auf die Kaffee deutlich kleiner das heißt die Schwerkraft gewinnt und sie gegenüber schon nach untengefallen durch sie sacken durchwird zu schnell fernwäre derStrömungswiderstandentsprechend größer proportional zu V Quadrat die Auftriebskraftwäre entsprechend größerwerden eine resultierende Kraft hierdiese Summe minus die Schwerkraft werden eine resultierende Kraft nach oben?? wir würden eine Bahn nach oben kriegen Beistrich dazu führt dass sich die diversen Winkel wieder ändern und das Verhältnis der Kräfte wieder ändert aber erst mal für die die Bahn nach oben gebogen werdenimmer zu viel Auftrieb habenoder beim Segelflugzeug hier aber nicht großartig umstellenüber zu schnell fliegen wird die Bahn nach oben verlaufengekonnt werden sollob ich eigentlich hinaus wollte ist folgendesSegelfliegertanken gerne Wasserballastwird das darüberliegende Gesicht mit Windkraft zu tun für seine Formation mal am RandeSegelflugzeugewerden gerne mit Wasserballastbeladen das ?? noch mal hundert Kilo oder sowas an Wasser dazu nimmt was wird passieren das Segelflugzeugselbe Situationaber nicht vier hundert Kilogrammsondernfünf hundert KilogrammKomma noch Wasser geladen hatdas Wasser muss man dann vor der Landung wieder loswerden aber das ist eine so dramatischwas passiertwie ändert sich alles wenn sie jetzt nicht vier hundert Kilogramm haben sondern fünf hundert Kilogramm habendie Gewichtskrafterhöht sich um ein Viertelich habe nicht mehr eine Masse von vier hundert Kilogramm ich habe eine Masse von fünf hundert KilogrammGewichtskraft geht um darauf lieber um den Faktor fünf wird die Gewichtskraft wird mit fünf Vierteln multipliziertdamit hier wieder Gleichgewicht bestehtmuss die Gegenkraft auch mal fünf Viertel gehennetterweise sind jaauf die Kraft und Strömungswiderstandproportionalzum Quadrat der GeschwindigkeitGeschwindigkeitpassend draufgehenGleitzahl bleibt dieselbeGeschwindigkeit muss passend draufgehendamitStrömungswiderstandund Auftriebskraftauch um den Faktor fünf hätte größer werden dann habe ich dieselbe geometrische Situation an einem längeren Feiernmuss irgendwie hinkriegen ?? najaich muss die Geschwindigkeit draufgehen ?? ich brauche das Hafenvierteldasselbe ist wie die Geschwindigkeitdie ich nachher habe ich sage mal V nachherdurch die Geschwindigkeit die ich vorher hatte Kanadahundert fünfzig Stundenkilometerins Quadrat das muss geltendieAuftriebskraftder Strömungswiderstandgeht mit dem Quadrat der Geschwindigkeitfünf wird ?? von dem vorigen Wert rauskommen also das Quadrat vom Verhältnis der Geschwindigkeit muss verwickelt sein sie ziehen die Wurzel und so weiter und so weiter also was ist meine neue Geschwindigkeitdas ist also hundert fünfzig Stundenkilometermalin ?? überbringen die Wurzel aus fünf Viertel des die Wassers fünf halbekönnte man jetzt den Taschenrechner machenich würde das sowieso ganz anders gemacht haben ich würde so gemacht habendie Kräfte sollen alle um zwanzig Prozent größer werdenjetzt diese Größe hier um wie viel muss diese Größewachsendamit zum Schluss um zwanzig Prozent mehr rauskommendas Quadratmuss um fünfundvierzig Prozent größer sein das heißt sie würden in anderen Jahren mehr und was erwarten wir zwölf Komma fünf Prozentsiehe innen drin zwölf Komma fünf Prozent mehr haben dann Quadrierenhabe zudreißig Prozent mehr lineare Näherung stimmt mich exakt aber den Jahren mehr was ich will etwas erwarten von knapp über zehn Prozentsagen irgendwas bei ?? vielleicht hundert siebzigKilometer pro Stundeokay hundert achtundsechzigder Taschenrechner?? bei hundert siebzig Kilometer pro Stundesowenig überraschenddas habe ich immer mal zufällig gelernt das SegelfliegerWasser tanken weil sie dann schneller fliegen