Um die Rolle des Anstellwinkels besser zu verstehen, ist es nützlich, den Begriff "effektiver" Anstellwinkel einzuführen, der so definiert wird, dass der Winkel des Flügels zur anströmenden Luft, wenn er keinen Auftrieb erzeugt, mit null Grad angenommen wird. Wenn man dann den Anstellwinkel nach oben oder unten ändert, wird man feststellen, dass der Auftrieb zu diesem Winkel proportional ist. Abbildung 12 zeigt den Auftrieb eines typischen Flügels als Funktion des effektiven Anstellwinkels. Eine ähnliche Abhängigkeit des Auftriebs vom Anstellwinkel findet man bei allen Flügeln vor, unabhängig von ihrem Design. Dies gilt für den Flügel einer 747 genau so wie für einen Flügel im Rückenflug oder Ihre während der Fahrt aus dem Autofenster gestreckte Hand. Der Flügel im Rückenflug kann mittels Anstellwinkel erklärt werden, trotz offensichtlichem Widerspruch zur populären Erklärung von Auftrieb. Ein Pilot reguliert den Anstellwinkel, um den Auftrieb für Geschwindigkeit und Ladung zu regulieren. Die Rolle des Anstellwinkels ist für das Verständnis des Auftriebs wichtiger als die Details der Form der Tragfläche. Die Form kommt ins Spiel für das Verständnis von Besonderheiten beim Strömungsabriss und von Widerstand bei hoher Geschwindigkeit.
Abbildung 12. Auftrieb als Funktion des Anstellwinkels
Man kann erkennen, dass Auftrieb direkt proportional ist zum effektiven Anstellwinkel. Auftrieb ist positiv (aufwärts) wenn der Flügel nach oben geneigt ist und negativ (abwärts) wenn er nach unten geneigt ist.
Wenn korrigiert für Bereich und Größenverhältnis, ist die grafische Darstellung von Auftrieb als Funktion des effektiven Anstellwinkels im Wesentlichen die gleiche für alle Flügel, auch im Rückenflug. Dies gilt, bis der Flügel sich dem Strömungsabriss nähert. Der Strömungsabriss beginnt an dem Punkt, wo der Anstellwinkel so groß wird, dass sich die Luftströmung von der Hinterkante des Flügels zu lösen beginnt. Dieser Winkel wird der kritische Anstellwinkel genannt und ist auf der Abbildung markiert. Diese Ablösung der Luftströmung von der Flügeloberseite ist ein Strömungsabriss.
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Quelle:
David Anderson, Scott Eberhardt |
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