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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Aufstellung der drei stabilitätskriterien:


1. Atom
2. Motor

a) Stabilität um die Querachse = Längsstabilität
b) Stabilität um die Hochachse = Richtungsstabilität oder Kursstabilität
c) Stabilität um die Längsachse = Querstabilität

Vergrößert man nun den Anstellwinkel, so würde die Druckpunktwanderung eigentlich dazu führen, daß der Anstellwinkel noch mehr vergrößert wird. Genauso würde bei Verkleinerung des Anstellwinkels derselbe durch die Druckpunktwanderung noch weiter verkleinert werden. Diese Druckpunktwanderung kann allerdings durch die Höhenflosse erheblich gedämpft werden. Deshalb wird diese auch Dämpfungs- oder Stabilisierungsflosse genannt. Sie hat während des Horizontalfluges (Normalfluglage) einen Anstellwinkel von 0° und erzeugt keinen Auftrieb. Vergrößert man nun den Anstellwinkel am Tragflügelprofil, so wird auch der Anstellwinkel an der Höhenflosse größer und erzeugt Auftrieb, der dem Auftrieb am Tragflügel entgegenwirkt. Der genau umgekehrte Effekt tritt bei Verkleinerung des Anstellwinkels des Tragflügels auf.
Ein Flugzeug ist richtungs- oder kursstabil, wenn es Störungen, die um die Hochachse auftreten, ohne Eingreifen des Piloten von selbst ausgleicht. Tritt eine solche Störung um die Hochachse auf, so wird das Flugzeug - vor allem das Seitenleitwerk mit der Seitenflosse - seitlich angeblasen und es wird ein Moment ausgelöst, das der Störung entgegenwirkt.
Rollt ein Flugzeug während des Fluges (bei Turbulenzen) um die Längsachse und kehrt ohne Querruderkorrektur des Flugzeugführers wieder in die Normallage zurück, so ist es querstabil. Jedoch löst die Schräglage selbst nicht das rückführende Moment aus, sondern der sich senkende Tragflügel wird von unten und der sich hebende von oben her angeströmt. Diese zusätzliche Anströmung bewirkt eine Vergrößerung des Anstellwinkels am sich senkenden Tragflügel, während am nach oben gehenden Tragflügel der Anstellwinkel entsprechend kleiner wird. Die so entstehende Auftriebsdifferenz an den Tragflügeln verursacht ein sogenanntes ,Rolldämpfungsmoment', das gegen die Drehung um die Längsachse wirkt solange die Drehung anhält.

Da man beim sauber koordinierten Flug stets Quer- und Seitenruder zugleich bedient (hängen unmittelbar zusammen) werden Kurs- oder Richtungsstabilität und Querstabilität zusammenfassend auch als Seitenstabilität bezeichnet.

Diese Seitenstabilität kann durch folgende Konstruktionsmerkmale erreicht oder verbessert werden:

1. V- Form der Tragflügel (Winkel der Tragflügelebene und der horizontalen Ebene an der Flügelwurzel am Rumpf)

2. Pfeilform der Tragflügel (Winkel der Tragflügelpfeilung und einer Linie, die rechtwinkelig zur Flugzeuglängsachse verläuft): Wird ein Flugzeug um die Hochachse gegiert, so entsteht am zurückbleibenden Tragflügel ein bedeutend geringerer Widerstand als am voreilenden, der der Luftströmung eine wesentlich größere Frontalfläche entgegenbietet. Diese Widerstandsdifferenz erzeugt ein gegen die Störung um die Hochachse wirksames Moment, das dem Flugzeug eine bessere Richtungs- oder Kursstabilität verleiht.

 
 

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