Aerodynamik des Flugzeuges

A Grundlagen aus der Strömungsmechanik.- I. Einführung und physikalische Eigenschaften der Atmosphäre.- 1.1 Aufgaben der Flugzeug-Aerodynamik.- 1.2 Physikalische Eigenschaften der Luft.- 1.21 Allgemeines.- 1.22 Dichte, Druck und Temperatur.- 1.23 Kompressibilität.- 1.24 Zähigkeit.- 1.3 Ähnlichkeitsgesetze.- 1.31 Machsches Ähnlichkeitsgesetz.- 1.32 Reynoldssches Ähnlichkeitsgesetz.- 1.4 Physikalische Eigenschaften der Atmosphäre.- Literatur.- II. Inkompressible reibungslose Strömungen (Hydrodynamik).- 2.1 Kinematik der Strömungen.- 2.11 Darstellungsmethoden, Geschwindigkeit.- 2.12 Bahnlinie, Stromlinie und Stromröhre.- 2.13 Kontinuitätsgleichung.- 2.14 Beschleunigung.- 2.15 Drehung.- 2.2 Eindimensionale Strömungen (Stromfadentheorie).- 2.21 Eindimensionale Eulersche Bewegungsgleichung.- 2.22 Bernoullische Gleichung (Energiegleichung).- 2.23 Einige Anwendungen der Bernoullischen Gleichung.- 2.231 Ausfluß aus einem Gefäß.- 2.232 Messung von Druck und Geschwindigkeit in einer Strömung.- 2.3 Zwei- und dreidimensionale Potentialströmungen.- 2.31 Allgemeine Eulersche Bewegungsgleichungen.- 2.32 Bernoullische Gleichung (Energiegleichung).- 2.33 Drehungsfreie Strömungen als Lösungen der Eulerschen Bewegungs-.- Gleichungen.- 2.34 Potential- und Stromfunktion.- 2.35 Beispiele einfacher Potentialströmungen.- 2.351 Translationsströmung.- 2.352 Ebene Staupunktströmung.- 2.353 Rotationssymmetrische Staupunktströmung.- 2.354 Ebene Quell- und Senkenströmung.- 2.355 Ebener Potentialwirbel.- 2.356 Räumliche Quell- und Senkenströmung.- 2.357 Strömung um einen ebenen Halbkörper.- 2.358 Strömung um einen rotationssymmetrischen Halbkörper.- 2.359 Dipolströmung.- 2.35.10 Strömung um einen Kreiszylinder6.- 2.35.11 Strömung um eine Kugel6.- 2.35.12 Strömung um andere Körper7.- 2.4 Wirbelbewegung.- 2.41 Begriff der Zirkulation.- 2.42 Zusammenhang zwischen Zirkulation und Drehung (Stokes).- 2.43 Beispiele für Strömung mit Zirkulation.- 2.431 Translationsströmung mit Trennungsfläche.- 2.432 Potentialwirbel.- 2.433 Strömung um den Kreiszylinder mit Zirkulation.- 2.434 Tragflügel mit Auftrieb (Kutta-Joukowsky).- 2.44 Wirbelsätze.- 2.441 RäumHcher Wirbelerhaltungssatz.- 2.442 Zeitlicher Wirbelerhaltungssatz (Thomson).- 2.443 Helmholtzsche Wirbelsätze.- 2.45 Anwendungen der Wirbelsätze bei der Tragflügelströmung.- 2.46 Geschwindigkeitsfeld von Wirbeln (Biot-Savart).- 2.5 Berechnung ebener Potentialströmungen mit Hilfe komplexer.- Funktionen.- 2.51 Grundgleichungen.- 2.52 Cauchy-Riemannsche Differentialgleichungen.- 2.53 Komplexe Strömungsfunktion.- 2.54 Beispiele zur komplexen Strömungsfunktion.- 2.541 Translationsströmung.- 2.542 Strömung in einem Winkelraum.- 2.543 Quelle, Senke und Potentialwirbel.- 2.544 Dipol.- 2.545 Translationsströmung um den Kreiszylinder.- 2.55 Methode der konformen Abbildung.- 2.56 Beispiele zur konformen Abbildung.- 2.561 Parallel angeströmte Platte.- 2.562 Senkrecht angeströmte Platte.- 2.563 Angestellte ebene Platte mit Auftrieb.- 2.564 Elliptische Zylinder.- 2.6. Impulssatz.- 2.61 Allgemeines Theorem des Impulssatzes.- 2.62 Beispiele zum Impulssatz.- 2.621 Strömungen in einer Rohrumlenkung.- 2.622 Strahl senkrecht auf eine Wand.- 2.623 Strahl schräg auf eine Wand.- 2.624 Strömung durch ein Flügelgitter.- 2.625 Widerstand eines Halbkörpers.- 2.626 Ermittlung des Widerstandes aus dem Impulsverlust.- Literatur.- III. Eompressible reibungslose Strömungen (Oasdynamik).- 3.1 Grundlagen.- 3.11 Schallgeschwindigkeit.- 3.12 Machsche Linie, Verdichtungsstoß.- 3.13 Zustandsgieichungen.- 3.2 Eindimensionale Strömungen (Stromfadentheorie).- 3.21 Stetig verlaufende isentrope Strömungen.- 3.211 Eulersche Bewegungsgleichung und Bernoullische Gleichung.- 3.212 Kontinuitätsgleichung.- 3.213 Ausfluß aus einem Kessel.- 3.22 Unstetig verlaufende Strömungen mit Verdichtungsstoß.- 3.221 Kritische Mach-Zahl.- 3.222 Senkrechter Verdichtungsstoß.- 3.23 Staupunktströmung.- 3.3 Grundzüge kompressibler Potentialströmungen.- 3.31 Grundgleichungen.- 3.32 Drehungsfreiheit.- 3.33 Geschwindigkeitspotential.- 3.34 Ähnlichkeitsregeln für Unter- und Überschallströmungen.- 3.35 Lösungstypus für Überschallströmungen.- 3.36 Strömung längs einer schwach welligen Wand.- 3.4 Unterschallströmungen.- 3.41 Entwicklung nach Potenzen der Mach-Zahl.- 3.42 Angestellte ebene Platte.- 3.43 Vergleich mit Versuchsergebnissen.- 3.5 Überschallströmungen.- 3.51 Strömung um eine flache Ecke (Ackeret).- 3.52 Auftrieb und Widerstand der angestellten ebenen Platte.- 3.53 Auftrieb und Widerstand schlanker Profile.- 3.54 Stetige isentrope Strömungsumlenkung (Prandtl-Meyer).- 3.55 Charakteristikenverfahren.- 3.56 Unxstetige Strömungsumlenkung (Schiefer Verdichtungsstoß).- 3.6 Schallnahe Strömungen.- 3.61 Experimentelle Ergebnisse.- 3.62 Ähnlichkeitsregel der schallnahen Strömung.- 3.7 Hyperschallströmungen.- 3.71 Allgemeines, angestellte ebene Platte.- 3.72 Physikalische Eigenschaften einer Hjrperschallströmung.- 3.73 Ähnlolichkeitsregel der Hyperschallströmung.- 3.74 Umströmung eines stumpfen Körpers.- Literatur.- IV. Strömungen mit Beibung (Grenzschicht-Theorie).- 4.1 Grundzüge der Strömungen mit Reibung.- 4.11 Allgemeines.- 4.12 Newtonsches Reibimgsgesetz.- 4.13 Reynoldssches Ähnlichkeitsgesetz.- 4.14 Laminare Rohrströmung.- 4.15 Turbulente Rohrströmung.- 4.16 Widerstandsproblem umströmter Körper.- 4.2 Grundzüge der Grenzschicht-Theorie.- 4.21 Begriff der Grenzschicht.- 4.22 Ablösung der Grenzschicht.- 4.23 Abschätzung der Grenzschichtdicke und des Reibungswiderstandes bei laminarer Strömung.- 4.24 Turbulente Strömung in der Grenzschicht.- 4.3 Bewegungsgleichungen der zähen Flüssigkeit (Navier-Stokessche Gleichungen).- 4.4 Prandtlsche Grenzschichtgleichungen.- 4.41 Aufstellung der Grenzschichtgleichungen.- 4.42 Einige physikalische Eigenschaften der Grenzschicht.- 4.43 Plattengrenzschicht bei laminarer Strömung.- 4.44 Impuls- und Energiesatz der Grenzschicht.- 4.45 Berechnung der laminaren Grenzschicht mit Druckabfall und Druck-.- Anstieg.- 4.5 Grenzschichtbeeinflussung.- 4.51 Allgemeines.- 4.52 Mitbewegen der Wand.- 4.53 Beschleunigung der Grenzschicht.- 4.54 Absaugung der Grenzschicht.- 4.55 Grenzschicht mit Ausblasen.- 4.56 Laminarhaltung durch Formgebung (Laminarprofile).- 4.6 Einiges über turbulente Strömungen.- 4.61 Mittlere Bewegung, Schwankungsbewegung und turbulente Schein-.- Reibung.- 4.62 Windkanalturbulenz.- 4.63 Prandtlscher Mischungsweg.- 4.64 Geschwindigkeitsverteilung in der turbulenten Grenzschicht.- 4.7 Turbulenter Reibungswiderstand der längsangeströmten.- ebenen Platte.- 4.71 Glatte Platte bei inkompressibler Strömung.- 4.72 Einfluß der Kompressibilität.- 4.73 Einfluß der Rauhigkeit.- 4.8 Berechnung der turbulenten Grenzschicht mit Druckabfall und Druckanstieg.- 4.81 Allgemeines, Kenngrößen der Grenzschicht.- 4.82 Berechnimg der Grenzschichtgrößen.- 4.83 Rechnerische Ermittlung des Profilwiderstandes.- 4.84 Dreidimensionale Grenzschichten.- 4.9 Kompressible Strömungs- und Temperaturgrenzschichten.- 4.91 Allgemeines.- 4.92 Stoffbeiwerte.- 4.93 Grundgleichungen.- 4.94 Temperaturerhöhung durch Kompression und Reibung.- 4.95 Zusammenwirken von Grenzschicht und Verdichtungsstoß.- 4.10 Umschlag laminar-turbulent.- 4.10.1 Experimentelle Ergebnisse.- 4.10.2 Grundzüge der Stabilitätstheorie der Laminarströmung.- 4.10.3 Ermittlung des Umschlagpunktes für ein Tragflügelprofil.- Literatur.- B Aerodynamik des Tragflügels.- V. Einführung in die Aerodynamik des Tragflügels.- 5.1 Geometrie des Tragflügels.- 5.11 Allgemeine Angaben.- 5.12 Flügelgrundriß.- 5.13 Flügelprofil.- 5.14 Verwindung und V-Stellung.- 5.15 Ausgeführte Flügelformen.- 5.2 Kräfte und Momente am Tragflügel.- 5.21 Auftrieb, Widerstand und Gleitzahl.- 5.22 Sonstige Kräfte und Momente, Achsensysteme.- 5.23 Dimensionslose Beiwerte der Kräfte und Momente.- 5.24 Druckverteilungen und Auftriebsverteilimgen.- 5.3 Zusammenhang zwischen den Luftkräften und den Bewegungsformen des Flugzeuges.- 5.31 Bewegungsformen des Flugzeuges.- 5.32 Kräfte und Momente beim Geradeausflug.- 5.33 Kräfte und Momente beim Schiebeflug.- 5.34 Kräfte und Momente bei Drehbewegungen.- 5.35 Kräfte und Momente bei instationären Bewegungen.- Literatur.- VI. Der Tragflügel unendlicher Spannweite bei inkompressibler Strömung (Profiltheorie).- 6.1 Grundlagen der Theorie des Auftriebes.- 6.11 Satz von Kutta-Joukowsky.- 6.12 Entstehung und Größe der Zirkulation.- 6.13 Methoden der Profiltheorie.- 6.2 Profiltheorie nach der Methode der konformen Abbildung.- 6.21 Berechnung von Auftrieb und Moment für ein beliebiges Tragflügelprofil.- 6.211 Blasiussche Formeln.- 6.212 Beweis der Kutta-Joukowskyschen Formel.- 6.213 Aerodynamische Beiwerte eines Profils.- 6.22 Angestellte ebene Platte.- 6.23 Joukowsky-Profile.- 6.24 Kreisbogenprofil.- 6.25 Symmetrisches Joukowsky-Profil.- 6.26 Schlußbemerkung.- 6.3 Profiltheorie nach der Singularitätenmethode.- 6.31 Singularitäten.- 6.32 Sehr dünne Profüe (Skelett-Theorie).- 6.321 Grundlagen der Skelett-Theorie.- 6.322 Berechnung der Skelettlinie aus der Zirkulationsverteilung (1. Hauptaufgabe).- 6.323 Berechnung der aerodynamischen Beiwerte.- 6.324 Beispiele zur I. Hauptaufgabe der Skelett-Theorie.- 6.325 Berechnung der Geschwindigkeitsverteilung auf der Skelett-linie (II. Hauptaufgabe).- 6.33 Symmetrische Profile endlicher Dicke bei symmetrischer Anströmung (Tropfentheorie).- 6.331 Grundlagen der Tropfentheorie.- 6.332 Berechnung der Geschwindigkeitsverteilung auf dem Profiltropfen.- 6.333 Berechnung des Profiltropfens aus der vorgegebenen Geschwindigkeitsverteilimg.- 6.34 Profile endhcher Dicke mit Anstellwinkel.- 6.341 Berechnimg der Geschwindigkeitsverteilung auf der Profilkontur.- 6.342 Berechnung der aerodynamischen Beiwerte.- 6.343 Numerische Auswertimg der Profiltheorie.- 6.35 Sonderprobleme der Profiltheorie.- 6.351 Tragflügelprofil in gekrümmter Strömung.- 6.352 Das Geschwindigkeitsfeld in der Umgebung eines Profils.- 6.4 Einfluß der REYNOLDSschen Zahl auf die Profileigenschaften.- 6.41 Auftrieb.- 6.42 Widerstand.