Hochgeschwindigkeits-Aerodynamik: Vorgänge und Probleme in by F. Dubs

By F. Dubs

Stromt Luft mit maBiger Geschwindigkeit, so sind die in der Stromung auftretenden Druckunterschiede gegenuber dem Atmospharendruck der artig gering, daB guy, von Spezialfallen abgesehen, die resultierende Dichte-, Temperatur-und Volumenanderung des stromenden Mediums bei theoretischen Untersuchungen vernachlassigen darf. Die nicht zu schnell stromende Luft wird deshalb als inkompressibel, d. h. als unzu sammendruckbar betrachtet. Dies ermoglicht die Gesetze der Aero dynamik auf diejenigen der Hydrodynamik zuruckzufiihren. Da jedoch die Druckunterschiede etwa im Quadrat der Stromungsgeschwindigkeit wachsen, nehmen bei hoheren Geschwindigkeiten die durch Kompression und growth hervorgerufenen Dichteanderungen der strom finish en Luft Werte an, die zu berucksichtigen sind, oder mit anderen Worten, die Luft ist als kompressibles Medium anzusehen. - Damit betreten wir das Gebiet der Gasdynamik. Dieses stellt eine Vereinigung der Stromungs mechanik mit der Thermodynamik dar. 1m Aufgaben- resp. im For schungsbereich dieses relativ noch jungen Zweiges der Aerodynamik liegt die Abklarung samtlicher Erscheinungen, die mit der Kompressi bilitat der Luft zusammenhangen, sowie der daraus resultierenden Krafte verhaltnisse an umstromten Korpern. Als Beispiele seien erwahnt das Bestimmen der GroBe von Auftrieb und Widerstand, der Lage der Luft kraftresultierenden und das Abklaren der Stabilitatsverhaltnisse und der Steuerbarkeit u. a. m. von Flugkorpern im Schallgrenz-resp. Dberschall bereich. II Die Schallgeschwindigkeit Wahrend sich in einem vollstandig unzusammendriickbaren Medium, das in der Praxis nicht existiert, eine Druckstorung auch auf groBe Ent femung unmittelbar ausbreiten wiirde, wird dazu in kompressiblen Medien eine gewisse Zeit benotigt.

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Urn jedoch Flugel, die mit derartigen Profilen ausgestattet sind, mit der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit herzustellen, ist ein relativ hohes Baugewicht in Kauf zu nehmen. Dies flihrt jedoch zu einer Erhohung des Rustgewichtes und damit zu einer Verkleinerung der Zuladung. AuBerdem ergibt sich zwangslaufig auch ein geringes Flugelvolumen. Dies wirkt sich insbesondere dann ungunstig aus, wenn die Flugel als integrale Treibstofftanks benutzt werden, denn ein kleineres Tankvolumen fuhrt notgedrungen zu einer Verringerung der Reichweite des Flugzeuges.

Sie bestehen aus einem liiugs der gesamten Spannweite in der Nahe der Hinterkante angebrachtem Schlitz, durch den der groBte Teil des aus dem Turbodiisentriebwerk austretenden Gasstromes schrag nach unten ausstromt (vgl. 34). Der den Schlitz mit groBer Geschwindigkeit verlassende Gasstrom erzeugt durch Impulsstromanderung die Kraft ]. Diese Kraft liefert eine Auftriebskomponente LlA, sowie eine Waagerechtkomponente LIS (Vortrieb). Der Gasstrom verursacht auBerdem eine radikale Anderung der Druckverteilung am Flugel.

3% dicke MosQUITo-Profil (nach A. HAERTER. Flugwehr und -Technik. Heft 6 und 7. Jahrgang 1957). symmetrien vorhanden sind, kippt der Pfeilfiugel uber seine Flugelspitze abo Dem Piloten ist es nicht moglich, korrigierend einzugreifen, da sich die Querruder im FlugelauBenteil innerhalb der abgerissenen Stromung befinden und deshalb beinahe wirkungslos sind. Mit dem AbreiBen der Stromung im FlugelauBenteil treten auBerdem plotzlich groBe hecklastige (schwanzlastige) Momente auf. Beim Start, im Kurvenfiug und insbesondere im Landeanfiug konnen deshalb gefahrliche Flugzustande auftreten.

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