Ich baue mir ein Profil. Wie geht das?

Normalerweise werden Profile berechnet und an den Grenzbereichen durch Simulationen überprüft. Hier soll es aber nicht um die Feinheiten gehen, sondern eher um qualitative Aussagen. Also, wir bauen uns ein Profil.

Ebene Platte mit skizzierter Strömung

Wir fangen an mit einer Platte. Sobald diese Platte schräg angeströmt wir, leitet sie Luft nach unten. Für den Anfang mal nicht schlecht.
Und wirklich, solche Flugzeuge fliegen. Solch ein Profil wird von jedem Papierflieger benutzt. Gleitwinkel etwa 1:3


Ebene Platte abgerundet mit skizzierter Strömung

Aber was passiert, wenn die Platte zu stark angestellt wird? Sehr schnell reisst die Strömung an der Vorderkante ab und bildet einen Wirbel der für sehr viel Luftwiderstand sorgt. Dieses Problem ist sehr einfach zu lösen, wir geben der Platte eine runde Vorderkante.
Und auch das fliegt. Modell-Shockflyer haben so ein Profil drauf. Auch die Depron-Pusher Jets, die durch die Foren gehen haben solch ein Profil. Gleitwinkel etwa 1:5

Ok, sehr schön. Mit der Vorderkante haben wir die Tendenz für den Strömungsabriss sehr stark vermindert. Den Radius der Vorderkante (oder Nase) kann man variieren. Leider gibt es hier auch schon den ersten Design Konflikt. Ein großer Radius bewirkt ein besseres Handling, allerdings auch einen größern Luftwiderstand.


Symetrisches Profil (in etwa NACA 0011)

Und weil wir gerade dabei sind, verbessern wir noch etwas anderes. Eine stumpfe Hinterkante generiert eine Menge Wirbel und deshalb auch viel Widerstand. Und zusätzlich lässt sich unser Flügel in der Realität nur sehr eingeschränkt benutzen. Er ist einfach zu dünn. Eine solche Tragfläche kann man nicht stabil bauen, ausser in einem Doppeldecker, wo wir die beiden Tragflächen gegeneinander verspannen können. Und ausserdem kann man in einen solchen Flügel nichts hineinbauen, z.B. Einziefahrwerke, Treibstofftanks oder Waffen. Deshalb machen wir es der Natur nach, und geben dem ganzen eine Tropfenform. Einen schlanken Tropfen.
Viele Kunstflugzeuge besitzen solch ein Profil und manche Modellflugzeuge haben GENAU dieses Profil drauf.


NACA 2411. Hier ist die Unterseite schon fast gerade, was aber ein Nebeneffekt der Wölbung ist.

Aber das geht noch besser. Warum biegen (wölben) wir nicht das Profil etwas, um die Luftströmung noch besser nach unten zu lenken? Gute Idee, allerdings gibt es auch hier ein paar Parameter. Wann fangen wir mit der Wölbung an, und wie stark soll sie sein? Egal, links ist das Resultat zu sehen.

Und was haben wir nun erreicht? Nichts neues zumindest. Die NACA Four-Digit Serie macht genau das gleiche. Als Beispiel: NACA 2411 ist ein Profil mit 2% Wölbung bei 40% Flächentiefe und einer Dicke von 11%. Eine sehr genaue Erklärung ist auf dieser Seite versteckt: www.aerospaceweb.org und auch in verschiedenen Büchern nachzulesen.


Last updated March 29 2013