Bernoulli
Bernoulli, was ist das?
Das "Gesetz von Bernoulli" ist eine Formel, die eine Aussage über den Zusammenhang von Druck und Strömungsgeschwindigkeit in einem inkompressiblen Medium gibt.
Ist das "Gesetz von Bernoulli" dann überhaupt anwendbar?
Ja, eigendlich schon.
Allerdings ist das nur eine Gleichung.
Sie sag nichts über die Ursache des Über- oder Unterdrucks aus, sondern setzt nur Geschwindigkeit und Druck in einen Zusammenhang.
Alles andere ist reine Interpretation.
Die weit verbreitete Erklärung geht davon aus, dass sich die Luft von der Ober- und Unterseite sich an der Hinterkante des Flügels wieder trifft.
Aber warum sollte sie? Die Luftteilchen sind ja nicht irgendwie verheiratet.
Versuche im Windkanal und Simulationen zeigen, die Luftteilchen von der Oberseite kommen schneller hinten an als die von der Unterseite.
Sie treffen sich also nicht wieder.
(Leider konnte ich dazu keine Bilder ohne Copyright finden, Artikel gibt es aber genug)
Noch einmal, damit das ganze hier klar wird. Das "Gesetz von Bernoulli" leitet sich aus dem Energieerhaltungssatz ab und wer es verneint, der glaubt auch an das Perpetuum Mobile. Ich stemme mich gegen die Erklärung, wie ich sie in der Schule gelernt habe und die auf einer falschen Anwendung von Bernoulli beruht.
Gemäß der weit verbreiteten Erklärung wird der Auftrieb zu zwei Dritteln durch den geringeren Druck auf der Oberseite und nur durch ein Drittel Überdruck von der Unterseite erzeugt. Das ist völlig uneinsichtig. Warum nicht 50:50? Müsste da nicht Luft vernichtet werden wenn sich die Luftteilchen hinten wieder treffen? Nach dem "Gesetz von Bernoulli" würde das aber auch nur dann funktionieren, wenn die Luft auf der Oberseite viel schneller ist als auf der Unterseite. So ein Zufall, das zeigen ja auch die Versuche im Luftkanal.
Und noch einmal damit alles klar wird. Der Unterdruck auf der Oberseite ist wirklich oft größer als der Überdruck auf der Unterseite. Allerdings scheint das 66:33 Verhältnis nur für "normale" Profile zu gelten. Eine flache Platte oder ein Keil erzeugen auch Auftrieb haben aber über große Teile der Länge eine andere Verteilung.
Wenn der Grund für den Auftrieb wirklich Bernoulli wäre...
 NACA 2411 Profil mit skizzierter Luftströmung. |
Und weiter geht es. Mit einem Maßband wird das Profil nachgemessen. Der hohe Druckunterschied sollte ja durch die unterschiedliche Länge an Ober- und Unterseite zustande kommen. Ich habe das mal nachgemessen. Profil RG15 (ein Standart-Profil für Modellflugzeuge). Unterschied ziemlich genau 2%. Falls der Längenunterschied wirklich der Grund für den Auftrieb wäre, dann sollte man nur Profile mit einer geraden Unterseite finden.
Der Wasserkanal
Mit dem Wasserkanal wurde Jahre lang viel Schindluder getrieben.
Schon eine einzige, schwer nachzuprüfende Annahme ändert das Resultat auf erschreckende Weise.
Diese Annahme ist: Die Strömung teilt sich auf der Vorderseite und kommt hinten gleichzeitig wieder an.
Nun sie teilt sich wirklich auf der Vorderseite.
Der niedere Druck auf der Oberseite der Tragfläche saugt aber eine Menge Wasser von der unteren Hälfte an.
Diese Diskusion ist aber inzwischen nicht mehr ganz so wichtig.
Ich sehe im Internet keine Firmen mehr, die ihre Schul-wasserkanäle mit falschem Unterichtsmaterial verkaufen wollen.
Nachtrag
Ich will hier beileibe nicht behaupten, dass das
Last updated February 07 2010