Moin!
So, Pfingsten ist vorbei...
Die Lösung naht, bzw. sie wurde ja schon benannt:
DER FLIEGER HEBT AB !!!
Diese Aufgabe ist nicht wirklich neu, auch ich habe sie irgendwann einmal in den unendlichen Weiten des w.w.w. entdeckt.
Das Besondere ist, daß wir genau mit diesem "Experiment" eine Grenze des theoretischen oder eben praktisch Vorstellbaren erreichen und der menschlichen Schwäche, dieses zu deuten.
Es passierte hier genauso, wie in anderen Diskussionen, daß alle sich über die technischen Möglichkeiten des Laufbandantriebes, bzw. der Sensorik zur Geschwindigkeitserfassung auslassen & versuchen daraus eine Zahl zu ermitteln, die ungleich NULL ist, um eben nachzuweisen, daß Reibung vorhanden ist & somit die Kiste am Boden bleibt.
( entsprechendes Formelwerk folgt...)
Die Lösung der Aufgabe ist "einfach":
nämlich abstraktes Denken in Dimensionen, die eben nur die theoretische Physik aufzubieten hat:
Üblicherweise verwenden diese dann Begriffe, wie ideal oder unendlich, ganz einfach, um das Unmögliche dieser Zustände in der täglichen Wahrnehmung zu verdeutlichen (-> siehe auch Reifengasthread).
Wie schon richtig geschrieben wurde: Der Flieger stößt sich mit dem beschleunigten Abgasstrom von seinem ursprünglichen Platz ab...der typische Flugzeugstart eben.
Das Flugzeug beschleunigt....und hebt ab.
was aber verursacht das Abheben? Die Luft wird durch die Tragflächen geteilt: unterhalb legen sie einen kürzeren weg zurück, oberhalb einen längeren: Damit entsteht eine Dichtedifferenz und somit Auftrieb (Bernoulli-Effekt).
-> zum Experiment: wir haben
ideale Tragflächen (also keine Störungen usw., sondern wunderbar laminare Strömungen)
Nun durchströmt aber nicht nur die bewegungsbeschleunigte Luft in den Triebwerken das Flugzeug, sondern auch die Luft, die durch die Triebwerksluft nach hinten mitgerissen wird, umströmt die Tragfläche und erzeugt Auftrieb (ideal versteht sich).
Beim Propeller ist es fast noch besser vorstellbar, da hier ja die Luft hinter dem Propeller auf die Tragfläche trifft. Daß diese normalerweise durch die Rotation maximal verwirbelt wird ist im theoretischen Fall nebensächlich: sie strömt laminar -> erzeugt ergiebigen Auftrieb.
Bei der Düse passiert das gleiche, nur auf engerem Raum und dafür beschleunigt.
Wir haben natürlich ein
ideales Düsentriebwerk
unendlicher Leistung und sind in der Lage die das Flugzeug insgesamt umgebende Luft so mit zu beschleunigen, daß auch die Luft, die nicht durch die Düse geht, ebenfalls mitgerissen wird & über die Flügel streicht und Auftrieb erzeugt (ähnlich dem Effekt des Umrührens von Wasser am Rand des Topfes: irgendwann dreht sich die gesamte Flüssigkeit). Das Triebwerk hat sogar soviel Kraft, daß sich über den gesamten Flieger verteilt eine Luftströmung entwickelt, die so 270km/h erreicht und damit geht die Gewichtskraft des Fliegers gegen NULL, bzw unter NULL und das Teil hebt ab.
Daß ein Triebwerk dieser Größe tatsächlich einen bundeslandflächendeckenden Hurricane der Kategorie V erzeugen müßte, damit die Kiste abhebt, tut nichts zur Sache: Wir haben ja das ideale Triebwerk mit unendlicher Leistung.
Die Räder? ideales Rollverhalten mit gigantischem Speedindex von fast 600km/h, gepaart mit dem idealen Laufband:
Näherungsweise betrachtet: Effekt gleich 0, da ja ein idealer Versuchsaufbau vorhanden, die Einflüsse durch Rad/Laufbandreibung von vorneherein ausschließend.
Ein (unvollkommener) praktischer Versuch ist das Befestigen eines Flugzeugmodells im Windkanal, bzw. auf einem entsprechenden Laufband.
Der Flieger besitzt ausreichend groß dimensionierte Motoren, die in der Lage sind, den Luftstrom im Windkanal ausreichend zu beschleunigen:
- der Raum, in dem die Luft beschleunigt werden muß, ist rel. klein, es ist also im Ggs. zur rauhen Wirklichkeit, möglich eine, das ganze Flugzeug umstreichende laminare Strömung zu erzeugen, damit bekommt man den Flieger zum Abheben, bzw. zur meßbaren Abnahme seiner Schwerkraft.
Und die Räder & das Laufband spielen eigentlich keine so große Rolle: Hauptsache, sie heben sich
idealerweise in ihren Bewegungsrichtungen & Geschwindigkeiten auf.
Hier dann noch das Zahlenwerk zum Nachrechnen, eine Quelle habe ich dafür leider nicht, interessant ist; daß der Autor näherungsweise den Airbus A380 ansetzt...
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, lieber etwas Theorie. Zunächst etwas Textauslegung ...
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