Der Impuls / Impulsfluss
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| Graphik: Kugelstoßpendel |
Im „allgemeinen“ statischen Luftdruck beschleunigt ein bewegter Flügel Luft nach unten - jetzt wird's dynamisch. Dieser Impuls / Stoß wird an die Luft und in ihr weiter gegeben, Impulsfluss genannt. Wegen der Eigenschaft der Kompressibilität und Viskosität der Luft bilden sich dadurch Bereiche verschiedenen Luftdrucks rund um den Verursacher (Flügel/Tragfläche/Schirm...) aus.
Ein in Bewegung befindlicher angestellten Flügel beschleunigt Luft nach unten (Dynamik, Impuls, Stoß, Impulsfluß) was zu Druckunterschieden zwischen Flügelunter- und Oberseite führt. Der höhere Druck arbeitet in Richtung niederen Drucks. Der Druckunterschied, bezogen auf die Flügelfläche, bestimmt die Stärke der Kraft.
Das trifft nicht nur auf den Flügel zu, im Prinzip auf alle Körper wie z.B. den Rumpf sofern ein gewisser Anstellwinkel gegenüber der Flugbahn vorliegt. Ohne Anstellwinkel keine Druckunterschiede, ohne Druckunterschiede keine resultierende Kraft. Die newtonschen Gesetze, Axiome genannt, formulieren die Zusammenhänge von Trägheit, Impuls und Reaktion. Jede Aktion bewirkt eine gleich große Reaktion. Daher kann gesagt werden:
Mit dem Reaktionsprinzip, auch Wechselwirkungsprinzip genannt, beschrieben durch das dritte newtonsche Axiom (actio und reactio), kann man den dynamischen Auftrieb im Sinne der klassischen Mechanik erklären.
Ein Flugzeug wird durch eine äußere Kraft (actio) in Bewegung versetzt (reactio). Die dadurch bewirkte Beschleunigung von Luft nach unten (actio) bewirkt verschiedene Druckbereiche (reactio). Luftdruck wird durch die Impulse der Luftmoleküle erzeugt (actio) die eine gegengerichtete Kraft auf den Flügel bewirkt (reactio). Durch den Druckunterschied ergibt sich eine der Schwerkraft entgegen gerichtete Kraft (Auftrieb).
Soweit die Kausalkette. Unter Auftrieb verstehen wir aber nicht nur irgend eine aufwärtsgerichtete Kraft sondern zumindest eine, die stark genug ist, dass man eine akzeptable Sinkrate erreicht. Besser noch einen Horizontalflug oder Steigen (mit Unterstützung von Muskelkraft, Motor, Thermik). Dazu müssen Bedingungen herrschen wie der besprochene Anstellwinkel, die notwendige Geschwindigkeit und Luft mit ihren Eigenschaften. Es muss sich für jeden stabilen Flugzustand ein Gleichgewicht einstellen. Wir könnten in die o.g. Kausalkette noch die Bedingungen mit einflechten bzw. diese erweitern, an der Kernaussage würde sich dabei aber nichts ändern:
Das Reaktionsprinzip / das Wechselwirkungsprinzip / actio-reactio ist somit das grundlegende Prinzip bzw. die Ursache des dynamischen Auftriebs.
Der Luftdruck ⇐ | ⇒ Druckpolster, Druckdefizit, Zirkulation, Wirbel