Druckpolster, Druckdefizit, Zirkulation, Wirbel

Durch das Beschleunigen von Luft bilden sich um das Flügelprofil Druckbereiche (höheren und niedrigeren Drucks). Das Bilden und Auflösen ist ein fortlaufender Prozess. Die Druckbereiche entstehen und verorten sich mit der Geschwindigkeit des Fluggeräts. Druckbereiche haben durch die Viskosität der Luft praktisch eine endliche Größe. Beispiel Flügelunterseite: Luftteilchen prallen vom Flügel ab, geben ihren Impuls an Nachbarluftteilchen weiter bis irgendwann die Impulsweiterleitung im Randbereich des "Druckpolsters" vernachlässigbar klein geworden ist.

Immer in Hinblick auf das Wesen des Luftdrucks (Impulse der Luftmoleküle - Impulsfluß - Druckgradient) kann man vereinfacht die Bereiche verschiedenen Luftdrucks in "Druckpolster" (Überdruck), "Druckdefizit" (Unterdruck) und in statischen Luftdruck unterteilen. "Druckpolster" und "Druckdefizit" sind lediglich sprachliche Hilfskonstruktionen um ein plakatives Bild zu haben. Im Besonderen vereinfacht es die Darstellung der Druckverteilung wie in "Rund um's Flügelprofil) geschrieben.

Foto: DLR Wirbelschleppe

Ein Wort zu Zirkulation und Wirbel: Diese kommen beim Fliegen in allen Größen und verschiedenen Ausprägungen vor. Sehr eindrucksvoll sind z.B. die Randwirbel eines Airliners. Zirkulation und Wirbel sind Ausgleichsbewegungen der Luft. Auch turbulente Grenzschichten und Wellenbewegungen/Schwingungen kann man dazu zählen. Sie sind Wirkung und keine Ursache. Sie bilden sich an verschiedenen Stellen. Sie konstruktiv soweit wie möglich zu verringern ist das Ziel (gänzlich verhindern geht nur wenn man nicht fliegt) - ein spannendes weiterführendes Thema.

Durch die praktisch endliche Ausprägung von Druckbereichen (Abflauen der Impulsweitergabe) möchte man meinen, dass Energie verloren ginge, was natürlich nicht sein kann. Ein geringer Anteil wird in Wärmeenergie umgewandelt, der Luft wird somit Energie in verschiedenen Formen zugeführt (unelastischer Stoß). Der Druckgradient innerhalb der Druckbereiche wird unter "Plausibilitätsprüfung Druckunterschied" ignoriert weil i.B. die Druckverhältnisse auf der Körperoberfläche relevant sind. Ebenfalls wird die Grenzschicht ignoriert. Beides, Druckgradient und Grenzschicht, sind für die Ausbildung der Druckbereiche nicht unwesentlich. Für das generelle Verständnis darf man es aber vorerst vernachlässigen.

Bildliche Darstellungen der Druckverteilung, wie wir sie alle kennen sind nur idealisiert. Sie hängt vom verwendeten Profil, Oberfläche, Anstellwinkel, Geschwindigkeit ... ab. Für uns als Piloten kann der Bodeneffekt ein praktikabler Indikator sein, wie ausgedehnt das "Druckpolster" in seiner Wirksamkeit sein kann. Es ist natürlich noch etwas ausgedehnter aber für den Piloten darüber hinaus praktisch kaum mehr relevant.