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Kurvenflug Physik

 
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MTOW
Bruchpilot
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Anmeldungsdatum: 18.10.2016
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mi Jan 11, 2017 4:15 pm    Titel: Kurvenflug Physik Antworten mit Zitat

Hallo,

habe mir mal genauere Gedanken zum Kurvenflug gemacht.
Die Erklärung ist in sämtlichen Lehrbüchern immer die selbe: Durch die Querlage gibt es eine horizontale Komponente des Auftriebs die zur Kurve führt.
Damit ist aber in keinsterweiße erklärt wieso sich das Flugzeug um die Hochachse dreht. Angenommen Druckpunkt und Schwerpunkt liegen genau zusammen (unrealistisch) müsste das Flugzeug bei Querruderausschlag in eine Schräglage gehen, aber keine Kurve fliegen.
Für die Drehung wird noch ein Drehmoment benötigt. Aber wo kommt das her? Wie kommt die Drehung um die Hochachse zustande ?
Ich vermute vom Höhenleitwerk oder Seitenleitwerk. Kann mir das jemand erklären bzw. auf ein Link verweisen ? Finde dazu gar nichts im Netz.

Meiner Meinung nach müsste der Kurvenflug stark abhängig von Schwerpunkt und Hebelarme sein.
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Schienenschreck
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Anmeldungsdatum: 01.09.2008
Beiträge: 3197
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BeitragVerfasst am: Fr Jan 13, 2017 1:36 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Prinzip rotierende Kugel mit Schnur. Die Zentripetalkraft der Schnur wird über Auftriebskraft * sin(Querlage) erzeugt.
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MTOW
Bruchpilot
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Anmeldungsdatum: 18.10.2016
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Sa Jan 14, 2017 11:19 am    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn man nur die Kräfte betrachtet, stimme ich dir zu. Dann kann man es mit einer rotierenden Kugel vergleichen.
Mein Problem oder Unverständniss ist aber: Was bewirkt die Richtungsänderung des Zentripetalvektors ? Das Flugzeug muss sich ja um die Hochachse drehen, damit der Vektor immer zum Kurvenmittelpunkt zeigt. Und damit das Flugzeug sich um die Hochachse dreht wird doch ein Drehmoment benötigt !? Woher kommt das ?
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Schienenschreck
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Anmeldungsdatum: 01.09.2008
Beiträge: 3197
Wohnort: ZZ9 Plural Z Alpha

BeitragVerfasst am: Sa Jan 14, 2017 11:27 am    Titel: Antworten mit Zitat

Die Drehung erfolgt, weil der Zentripetalvektor unabhängig von der Raumlage orthogonal zur Flugzeuglängsachse wirkt. Die Kugel dreht sich ja auch mit.

Eine geradlinige Bewegung mit dazu orthogonaler Kraftwirkung im körperfesten System erzeugt eine Drehung im erdfesten System.
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Zuletzt bearbeitet von Schienenschreck am Sa Jan 14, 2017 11:48 am, insgesamt einmal bearbeitet
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ThomasKl
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Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 94

BeitragVerfasst am: Sa Jan 14, 2017 11:48 am    Titel: Antworten mit Zitat

Bitte vergiss nicht die Derivative der Seitenbewegung: Bei einem reinen Querruderausschlag entsteht ein Giermoment durch den unterschiedlichen Widerstand an den Flügeln.
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MTOW
Bruchpilot
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Anmeldungsdatum: 18.10.2016
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Sa Jan 14, 2017 11:51 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ein Teil der Auftriebskraft beschleunigt das Flugzeug bei Schräglage in Richtung Querachse. Das Triebwerk sorgt für einen Geschwindigkeitsvektor in Richtung Längsachse. Die 2 Geschwindigkeitsvektoren überlagert erbeben einen Geschwindigkeitsvektor irgendwo zwischen Quer- und Längsachse. Also müsste das Flugzeug schräg nach vorne fliegen, oder nicht ?

Ich glaube es ist das Höhenruder, dass normalersweiße Abtrieb erzeugt im Horizontalflug. Wenn es nun eine Schräglage hat, gibt es einen horizontalen Anteil des Abtriebs, der zur Drehen des Flugzeugs führen sollte.
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Schienenschreck
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Anmeldungsdatum: 01.09.2008
Beiträge: 3197
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BeitragVerfasst am: Sa Jan 14, 2017 1:21 pm    Titel: Antworten mit Zitat

MTOW hat folgendes geschrieben:
Die 2 Geschwindigkeitsvektoren überlagert erbeben einen Geschwindigkeitsvektor irgendwo zwischen Quer- und Längsachse. Also müsste das Flugzeug schräg nach vorne fliegen, oder nicht ?

Das sieht so aus, aber korrekt ist: Der Vorwärtsgeschwindigkeitsvektor ändert seine Richtung fortlaufend aufgrund der Zentripetalkraft.
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MTOW
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Anmeldungsdatum: 18.10.2016
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mo Jan 16, 2017 3:33 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube, ich habe eine Erklärung gefunden, mit der ich zufrieden bin:
Durch die Überlagerung von Vorwärtsgeschwindigkeit und Zentripetalkraft bewegt sich das Flugzeug erstmal schräg nach vorne. Durch die nun schräge Anblasung dreht sich das Flugzeug durch den Windfahneneffekt in den Wind (Drehung um Hochachse). Dadurch ändert sich die Richtung des Zentripetalsvektor und das Ganze beginnt von neuem.

Bei angenommenen Punktförmigen Massen spielt der Windfahneneffekt natürlich keine Rolle, da dort die Zentripetalkraft sofort den Vorwärtsgeschwindigkeitsvektor durch Überlagerung ändert.

Aber bei Flugzeugen zeigt der Vorwärtsgeschwindigkeitsvektor in Richtung Längsachse und durch den Windfahneneffekt wird die Längsachse in den Wind gedreht und der Vorwärtsgeschwindigkeitsvektor ändert seine Richtung und folglich wieder die Zentripetalkraft.
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