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AML (Fach) / AML (Lektion)

Aerodynamik ist Teil der Fluiddynamik und beschreibt das Verhalten von Körpern in kompressiblen Fluiden, also Gasen (zum Beispiel Luft). Das zweite Teilgebiet der Fluiddynamik, die Hydrodynamik behandelt dagegen Flüssigkeiten. Die Aerodynamik beschreibt die Kräfte, die es beispielsweise Flugzeugen ermöglichen, zu fliegen oder Segelschiffen, sich mit Hilfe des Windes durchs Wasser zu Segeln.

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  • Erkläre den Begriff Aeromechanik. Die Aeromechanik stellt ein Teilgebiet der Mechanik dar und ist die Lehre vom Gleichgewicht und der Bewegung der Luft. Die Aeromechanik teilt sich in die Aerostatik - die Lehre vom Gleichgewicht und der Stabilität von Gasen, und in die Aerodynamik - die Lehre von der Bewegung kontinuierlich verteilter Gasmassen, auf.
  • Nenne die Bauteile eines Flugzeugs. Das Flugzeug stellt ein komplexes Gebilde dar, zu dessen Entwurf verschiedene Disziplien zusammenwirken.  Innerhalb dieser Disziplinen werden die unterschiedlichen Bauteile des Flugzeugs ausgelegt.  Die wesentlichen Bauteile eines Flugzeuges sind: Tragfläche: Auftrieb, Kraftstoffbehälter  Rumpf: Transportbehälter für Nutzlasten Triebwerke: Vortrieb Höhen- und Seitenwerk: Flugstabilität Steuerfläche: Flugsteuerung Hochauftriebshilfen, Luftbremsen: Start und Landung Fahrwerk: Rollen am Boden Systeme: elektrische Systeme: Avionik (Cockpit), Bordcomputer, Entertainment hydraulische Systeeme: Steuerflächen, Fahrwerk Wassersysteme: Toiletten, Küche Luftsystem: Klimaanlage, Sauerstoff für den Notfall, Enteisung
  • Breguet'sche Reichweitenformel Mit der Breguet'sche Reichweitenformel, kann die Reichweite von motorisierten Flugzeugen berechnet werden.
  • Flugzeug mit konventionellem/klassischem Antrieb Für ein Flugzeug mit konventionellem Antrieb (Propellerantrieb) wird diese Zielfunktion durch die Brequetsche Reichweitenformel beschrieben.
  • Die Formel der Breguetsche Reichweitenformel R= - (A/W)*U/bf*g ln(1- mk/m0) A= Auftrieb des Flugzeugs in [N] W= Widerstand des Flugzeugs in [N] U= Fluggeschwindigkeit [m/s] bf= spezifische Kraftstoffverbrauch in [kg/(s N)] mk= Kraftstoffmasse in [kg] m0= Flugzeugstartmasse in [kg] Die Flugzeugstartmasse setzt sich aus der Masse der Flugzeugstruktur, der Nutzlast und der Kraftstoffmasse zusammen. Nutzlast(payload): ist die Zuladungen, mit deren Transport Geld verdient wird. Es handelt sich um Passagiere, deren Gepäck und Fracht.
  • Flugzeug mit elektrischem Antrieb Für ein Flugzeug mit elektrischem Antrieb wird die Breguetsche Reichweitenformel modifiziert und lautet: R= EBatterieηgesamt *1/g*A/W* mBatterie/m Ebatterie: spezifische Energiedichte der Batterie [Wh/kg],  ηgesamt: Gesamtwirkungsgrad der elektrischen Antriebskette mBatterie: die Masse der Batterie [kg] m: die Gesamtmasse des Flugzeugs [kg].
  • Die Atmosphäre Alle Fahrzeuge bewegen sich in der Atmosphäre, die ihrerseits Kräfte auf diese Fahrzeuge ausübt. Diese können statische Kräfte sein, wenn sich das Fahrzeug in Ruhe befindet, oder dynamische Kräfte, die durch die Bewegung des Fahrzeugs entstehen. Die auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte sind abhängig von der Zusammensetzung der Atmosphäre bzw. vom Zustand der Atmosphäre. Größe wie Luftdruck, Temperatur und Dichte spielen daher bei der Berechnung der Kräfte eine bedeutende Rolle. Die Atmosphäre ist ein Gemisch verschiedener Gase und Dämpfe.  Sie setzt sich zusammen aus: Gas/Dampf (Chemische Zusammensetzung der Atmosphäre) Stickstoff: 78,0800% Sauerstoff: 20,9500% Argon: 0,9300 Kohlendioxid: 0,0300 Wasserstoff: 0,0100 Neon: 0,0018 Helium: 0,0050 Krypton: 0,0001 Sonstige: 0,0280
  • Wie verändert sich nun der Zustand der Atmosphäre mit der Höhe? Bis zu einer Höhe von ca. 11 Kilometer bleibt die Zusammensetzung fast gleich. Diese unterste Schicht wird als Troposphäre bezeichnet. In ihr spielt sich das Wetter ab. Außerdem enthält sie ca. 75% der Masse der Atmosphäre. Die sog Tropopause begrenzt die Troposphäre nach oben. Oberhalb der Tropopause erstreckt sich die sog. Stratosphäre bis in eine Höhe von ca. 50 km. Sie enthält etwa 20% der Masse der Atmosphäre. Die Temperatur in der Stratosphäre ist konstant und beträgt -56,5°C.
  • Isotherme Atmosphäre Für das Modell einer isothermen Atmosphäre gilt, dass die Temperatur konstant ist, also T(z)=T0=konst. 
  • Isentrope Atmosphäre Das Modell einer isentropen Atmosphäre beruht auf der Annahme, dass die Entropie konstant ist. Bewegen sich bei dem Modell Luftschichten in anderen Höhen, dann ändern sich Druck, Dichte und Temperatur dergestalt, dass es zu keinem Wärmeaustausch mit der Umgebung kommt. Es handelt sich dann um einen adiabaten Vorgang. Weiterhin findet keine Reibungsverluste statt, so dass der Vorgang reversibel ist. Eine isentrope Zustandsänderung ist also eine adiabate, reversible Zustandsänderung. 
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  • Aerostatik Die Änderung der Zustandsgrößen der Atmosphäre kann mit Hilfe der Aerostatik modelliert werden. Dabei wird nun im Gegensatz zur Hydrostatik davon ausgegangen, dass die Dichte des Gases, hier die Luft, wie auch die Erdbeschleunigung Funktionen der Höhe z sind. Wir nehmen an, dass sich die Erdbeschleunigung sich nicht mit der Höhe z ändert. Die Luft soll sich wie ein ideales Gas verhalten.  Bei dieser Modellbildung wird angenommen, dass eine wechselwirkungsfreie Molekülbewegung von Teilchen ohne Eigenvolumen vorliegt und das ideale Gasgesetzt gilt: p/ρ=R*T Für Luft R = 287 m2/(s2 K) p= statische Druck [Pa = N/m2]  ρ = Dichte [kg/m3]  R = spezielle Gaskonstante [m2/s2 K)] T = Temperatur [K]
  • Wodurch wird ein beliebiges Strömungsfeld vollständig beschrieben? Ein beliebiges Strömungsfeld wird durch die Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls und Energie vollständing beschrieben. Bei diesen Gleichungen handelt es sich um gekoppelte, nicht-lineare partielle Differentialgleichungen. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Randbedingungen liefern Lösungen dieser Gleichungen Aussagen über die Dichte, den Geschwindigkeitsvektor, den Druck und die Temperatur im Strömungsfeld.
  • Erkläre den Prinzip des Massenerhaltungssatz und was ist eine Masse? Die Masse ist eine skalare physikalische Größe, sie ist also nicht richtungsabhängig. Daher erwarten wir, dass eine einzelne Gleichung die Erhaltung der Masse in einem Strömungsfeld beschreibt. Das Prinzip des Massenerhaltungssatzes für ein finites Volumen lautet: Die zeitliche Zunahme an Masse in einem raumfesten finiten Volumen ist gleich dem Zufluss an Masse in das Volumen.
  • Erkläre den Prinzip des Impulserhaltungssatz und was bedeutet Impuls? Der Impuls ist eine vektorielle Größe, also richtungsabhängig. Wir erwarten also für jede Raumrichtung eine Erhaltungsgleichung. Das Prinzip des Impulserhaltungssatzes für ein Vinites Volumen lautet: Zeitliche Änderung des Impulses im Fluidteilchen + Netto-Impulsstrom über die Berandung des Fluidteilchens = Oberflächenkräfte + Volumenkräfte
  • Erkläre den Prinzip der Energieerhaltungsatzes und was ist die Energie? Die Energie ist eine skalare Größe, also nicht richtungsabhängig. Daher erwarten wir wieder nur eine Gleichung. Das Prinzip des Energieerhaltungssatzes für ein finites Volumen lautet: Die zeitliche Zunahme an Gesamtenergie in einem raumfesten offenen finiten Volumen ist gleich dem Zufluss an Gesamtenergie in das Volumen, vermehrt um die durch äußere Kräfte zugeführte Leistung und der Zufuhr von Wärme.
  • Das finite Volumen, Das infinitesimal kleine Fluidelement Finite Volumen: ist raumfest und wird durchströmt kann eine beliebige Größe annehmen und beliebig geformt sein diese beiden Eigenschaften sind der Unterschied zum infinitesimal kleinen Fluidelement  Infinitesimal kleines Fluidelement: raumfest und wird durchströmt infinitesimal klein heißt das dieses Element beliebig klein ist, aber dennoch eine endliche Größe besitzt, also nicht die Größe Null hat
  • Welche Gleichungen werden als Navier-Stokes-Gleichungen bezeichnet? Die Gesamtheit der Gleichungen bestehend aus Massenerhaltungssatz, Impulserhaltungssatz und Energieerhaltungssatz werden häufig als Navier-Stokes-Gleichungen bezeichnet.
  • Was beschreibt die Navier-Stokes-Gleichungen? Die Navier-Stokes-Gleichungen sind die allgemeinste Beschreibung eines beliebigen Strömungsfeldes. Alle physikalischen Strömungseffekte lassen sich mit ihnen beschreiben, also inkompressible und kompressible Strömungen. Als Ergebnis erhalten wird Aussagen über den Druck, die Dichte, die Geschwindigkeit und die Temperatur an einer beliebigen Stelle im Strömungsfeld. 
  • Erkläre den Bewegungszustand der Rotationsfreien Strömung Fluidelement bewegt sich translatorisch und wird gleichmäßig deformiert. Das Fluidelement vollzieht bei dieser Bewegung keine Drehung (Rotation) Rotationsfreie Strömung ist in der Realität nicht anzutreffen Mit der Rotationsfreien Strömung lässt sich der Auftrieb eines Körpers und das auf ihn wirkende Moment berechnen Da die Winkelgeschwindigkeit für rotationsfreie Strömungen Null ist, gilt: ∇ Χ V(Vektor) = 0 Bei Strömungen ohne Reibung können sich die Fluidelemente rein translatorisch bewegen und gleichmäßig verformen, d.h. reibungsfreie Strömungen sind rotationsfrei Rotationsfreie Strömungen werden auch als Potentialströmungen bezeichnet In der Aerodynamik nehmen wir eine reibungsfreie Strömung an, dadurch lassen sich Druckfeld und auch Auftrieb von Strömungskörpern berechnen
  • Erkläre den Bewegunszustand der Rotationsbehafteten Strömung Das Fluidelement bewegt sich translatorisch, rotiert und erfährt eine beliebige Deformation.  In der Realität treten nur rotationsbehaftete Strömungen auf. Eine Rotation der Fluidelemente tritt insbesondere in Grenzschichten auf, also in Gebieten, die für den Reibungswiderstand von Bedeutung sind. Reibungsbehaftete Strömungen sind auch immer rotationsbehaftet. Formel= nabla operator kreuzprodukt Geschwidingkeitsvektor ungleich null ∇ Χ V(Vektor) ≠ 0  Die Fluidelemente weisen also eine endliche Rotationsgeschwindigkeit auf. Strömungen mit Reibung erfüllen diese Bedingung, d.h sie sind rotationsbehaftet.
  • Was ist die Zirkulation? Die Zirkulation ist für die Erklärung der Auftriebsentstehung von fundamentaler Bedeutung. Die Zirkulation ist das negative Linienintegral der Geschwindigkeit entlang einer geschlossenen Kurve in einem Strömungsfeld. Γ = - Linienintegral V (Vektor) * ds (Vektor) (Wichtige Eigenschaft) Die Zirkulation hängt nur vom Geschwindigkeitsfeld und der Wahl der Kurve C ab.
  • Zusammenhang zwischen Zirkulation und Wirbelstärke Die Zirkulation ist ein Maß für die Drehung bzw. die Wirbelstärke in dem von der Kurve C berandeten Gebiet. 
  • Zirkulation bei einem reibungsfreien und reibungsbehafteten Fluid Die Zirkulation ist in einem reibungsfreien Fluid null, da die Drehung der Fluidelemente in einem reibungsfreien Element Fluid null ist.  Die Zirkulation ist in einem reibungsbehafteten Fluid von null verschieden, da die Drehung der Fluidelemente von null verschieden ist.
  • Was beschreibt die Stromfunktion? Die Stromfunktion beschreibt den Verlauf einer Stromlinie. Ψ(x,y)=c  ( c= beliebige Integrationskonstante) Gleichung der Stromfunktion, der Wert der Stromfunktion ist entlang einer stromlinie konstant. ΔΨ=c2-c1=V punkt/ (1) ΔΨ= Ψ2 - Ψ1 c2=Ψ2, c1=Ψ1 Ψ = [m2/s] V punkt= Volumenstrom bzw Massenstrom c1 ist beliebig wählbar und c2 kann nach c2 umgeformt werden 
  • Mit welcher Gleichung lassen sich rotationsfreie, inkompressible Strömungen beschreiben? Rotationsfreie, inkompressible Strömungen lassen sich mi der Laplace-Gleichung und dem Geschwindigkeispotenzial beschreiben. Das Charackteristische an dieser Gleichung ist, dass sie eine partielle aber lineare Differentalgleichunge 2. Ordnung ist. Bei DGL wird auch Supperpositionsprinzip angewendet und Randbedingungen werden benötigt. Lösung einer DGL ist von Randbedingungen abhängig: Für den Fall einer Körperumströmung müssen zwei Randbedingungen aufgestellt werden. In großer entfernung von Strömungskörpern liegt eine ungestörte Strömung vor, also die gleichen Bedingunen wie in der Anströmung herrschen. In diesem wird auch von einer Unendlichkeitsströmung gesprochen. Auf der Köperoberfläche nimmt die Strömung einen ganz bestimmten Verlauf an. Hierbei handelt es sich um die sog. Körperrandbedingung In sehr großer Entfernung vom Strömungskörper lieg wieder die Geschwidingkeit der Anströmung U∞ vor, da die durch den Körper verursachten Störungen abgeklungen sind. Da wir davon ausgehen, dass die Anströmung in Richtung der x-Achse erfolg: Unendlichkeitsbedingung.
  • Was besagt das Superpositionsprinzip? Dieses besagt also, dsas durch die Überlagerungen von einzelnen Lösungen sind die sog. Elementarströmungen, von denen bereits bekannt ist welches Strömungsfeld sie erzeugen. Die Kunst besteht nun darin, diese Elementarströmungen so miteinander zu kombinieren, dass komplexere Strömungsfelder, z.B. um ein Profil, erzeugt werden können.
  • Körperrandbedingungen Körperrandbedingung: In einer reibungsfreien Strömung folgt die Strömung direkt an der Körperoberfläche der Körpekontur, d.h. die Körperkontur wird zur Stromlinie (2d) bzw. Stromfläche (3d). Dies kann man auch anders formulieren, dass eine Durchströmung der Körperoberfläche nicht stattfindet. Die Strömung verläuft also tangential zur Körperoberfläche. Hierbei wird auch von der sog. kinematische Randbedingung gesprochen. Die Körperkontur stellt eine Stromlinie dar und weist daher einen konstanten Stromfunktionswert auf. Die Körperrandbedingung lässt sich daher auch mit der Stromfunktion ausdrücken:...
  • Elementarströmung 1: Parallelströmung Die erste Elementarströmung, ist die Parallelströmung. (2d und 3d Strömungen). Die Parallelströmung dient dazu, die Anströmung eines Strömungskörpers darzustellen. Sie verläuft parallel zur x-Achse unseres x-y-Koordinatensystems und weist die konstante Geschwindigkeit U∞ in x-Richtung auf.
  • Elementarströmung 1: Wozu dient die Parallelströmung? Die erste Elementarströmung, ist die Parallelströmung. (2d und 3d Strömungen). Die Parallelströmung dient dazu, die Anströmung eines Strömungskörpers darzustellen. Sie verläuft parallel zur x-Achse unseres x-y-Koordinatensystems und weist die konstante Geschwindigkeit U∞ in x-Richtung auf.
  • Elementarströmung 2: Die Quell-Strömung Die zweite Elementarströmung ist eine ebene Strömung, deren Stromlinien gerade Linien sind, die von einem gemeinsamen Ursprung ausgehen bzw. zu einem gemeinsamen Ursprung hinführen. Im ersten Fall wird von einer Quell-Strömung und im zweiten Falle von einer Senken-Strömung gesprochen. Für beide Fälle ist die Geschwindigkeit entlang einer jeden Stromlinie proportional zum Abstand vom Ursprung. Für das Potenzial der Quell-bzw. Senken-Strömung gilt mit Λ als Volumenstrom pro Längeneinheit, was auch als Ergiebigkeit bezeichnet wird: Φ(r,θ)=∧/2π *ln*r Ob es sich um eine Quelle oder Senke handelt wird über das Vorzeichen von ∧ bestimmt. Für positive ∧ liegt eine Quell-Strömung vor und für negative ∧ eine Senken-Strömung.
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  • Wann spricht man von einem singulären Punkt? (Staupunktstromlinie) Die Staupunktstromlinie ist durch die Linie ABC gekennzeichnet. Diese Linie weist eine Besonderheit auf, da sie die einzige Stromlinie ist, die sich im Staupunkt teilt. Der Staupunkt ist daher ein besonderer Punkt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem singulären Punkt.
  • Wo befindet sich die Lage des Staupunktes bei einer Umströmung eines halbunendlichen Körpers. Die Lage des Staupunktes kann aus der Überlegung hergeleitet werden, dass die Stromlinie im Staupunkt senkrecht auf die Körperkontur trifft und daher beide Geschwindigkeitskomponenten den Wert Null annehmen.
  • Beschreibe die Umströmung eines geschlossenen Körpers (Rankine-Oval) Strömungskörper vorne und hinten geschlossen.Quelle und Senke mit gleicher absoluter Stärke ∧, die in einer Entfernung b links und rechts des Ursprungs eines Polar-Koordinatensystems platziert werden. Der Quell-Senken-Strömung wird eine parallele Strömung der Geschwindigkeit U∞ überlagert. Der so entstehende Körper wird als Rankine-Oval bezeichnet. Ein geschlossener ebener Strömungskörper in einem reibungsfreien Fluid weist zwei Staupunkte auf.
  • Elementarströmung 3: Wie entsteht die Dipol-Strömung? Die dritte Elementarströmung ist die sog. Dipol-Strömung. Sie entsteht, weinn eine Quelle der Stärke ∧ mit einer Senke der Stärke -∧, die eine Entfernung d zueinander aufweisen, kombiniert wird. Quelle und Senke werden so aufeinander zu bewegt, dass die Entfernung d gegen Null geht. Dabei soll die Quell- bzw Senkenstärke so zunehmen, dass das Produkt ∧*d konstant bleibt. Die sich dadurch ergebende Stärke wird als Dipolströmung bezeichnet.
  • Die auftriebsfreie Zylinderumströmung. Wo kann eine Dipolströmung verwendet werden? Die Dipolströmung kann verwendet werden, um reibungsfreie Umströmung eines Zylinders simulieren. Dazu muss eine Dipolströmung der Stärke κ mit einer Parallelströmung der Geschwindigkeit U∞ superponiert werden. Die Richtung der Dipol-Strömung zeigt dabei in die entgegengesetzte Richtung der Parallelströmung. Das Strombild um den Kreiszylinder punktsymmetrisch zum Ursprung des Koordinatensystems ist. Das bedeutet, dass kein Auftrieb erzeugt wird. Der Widerstand ist natürlich weiterhin Null, da wir ja eine reibungsfreie Strömung betrachten. Ermittung der Lage der Staupunkte: Die Geschwindigkeit in diesen Punkten ist Null. Es gibt zwei Stapunkte
  • Elementarströmung 4: Die Wirbel-Strömung Als vierte Elementarströmung betrachten wir ein Strömungsfeld, in dem alle Stromlinien konzentrische Kreise um  um einen gegebenen Punkt O sind. Der Geschwindigkeitsbetrag auf jeder einzelnen Stromlinie ist konstant, variiert jedoch von Stromlinie zu Stromlinie umgekehrt proportional zum Abstand vom Punkt O. Die Wirbelströmung ist rotationsfrei, dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft des sog. Potenzialwirbels. Nur dadurch stellt er eine Lösung der Potenzialgleichung dar. Eine Ausnahme im Strömungsfeld des Potenzialwirbels gibt es allerdings. Im Ursprung O ist die Strömung rotationsbehaftet, die Wirbelstärke ist dort unendlich groß. Punkt O ist ein sog. singulärer Punkt.
  • Auftriebsbehaftete Strömung um einen Kreiszylinder Um eine Strömung mit Auftrieb zu erzeugen, wird nun die auftriebsfreie Zylinderströmung mit einer Wirbelströmung der Stärke ⌈. In den Staupunkten beträgt die Geschwindigkeit 0 m/s.
  • Auftrieb und Widerstand des rotierenden Zylinders In der reibungsfreien Zylinerumströmung verläuft die Strömung also tangential zur Körperoberfläche. Die sich so ergebende Druckverteilung auf der Oberfläche kann in Abhängigkeit von der Wirbelstärke ⌈ dargestellt werden. Da nun die Druckverteilung auf der Oberfläche nicht mehr punktsymmetrisch ist, wirken auf den Zylinder Auftriebs- und Widerstandskräfte. Für den auftriebsbehafteten Zylinder ergibt sich erwartungsgemäß, dass sein Widerstand in einer reibungsfreien Strömung Null ist. während sein Auftrieb einen von Null verschiedenen Wert aufweist. Zur Erzeugung von Auftrieb eine Anströmung mit einer von Null verschiedenen Geschwindigkeit vorliegen muss, und dass des weiteren eine von Null verschiedene Zirkulation um den Strömungskörper vorhanden sein muss. Nur unter diesen Bedingungen entsteht Auftrieb.
  • Profilnomenklatur. Wie wird ein Profil beschrieben? Die Form eines Profils wird durch geometrische Größen beschrieben. Mit ihnen ist es möglich, das Profil eindeutig zu beschreiben. Skelettlinie: Verbindungslinie in der Mitte zwischen der Profilober- und Profilunterseite. Die Verbindungslinie steht senkrecht zur Skelettlinie. Vorder- bzw.Hinterkante: Der vorderste bzw. hinterste Punkt der Skelettlinie. Profilsehne (Profiltiefe): Gerade Linie, von der Vorderkante bis zur Hinterkante gemessen. Profilwölbung: Der größte Abstand zwischen der Skelettlinie und der Profilsehne. Profildicke: Abstand zwischen der Ober- und der Unterseite des Profils senkrecht zur Profilsehne gemessen. Dickenrücklage: Abstand des Ortes des größten Profildicke von der Vorderkante aus gemessen. Wölbungsrücklage: Abstand des Ortes der größten Wölbung von der Vorderkante aus gemessen. Nasenradius: Radius des in die Profilnase einbeschriebenen Kreises. Hinterkantenwinkel: Winkel zwischen Profilober- und -unterseite an der Hinterkante.
  • Aerodynamische Kräfte und Momente woraus setzen sie sich zusammen und wo wirken diese? Die aerodynamischen Kräfte und das Moment an einem Strömungskörper resultieren aus der Druckverteilung und der Schubspannungsverteilung auf der Körperoberfläche. Für die Druck- und die Schubspannungsverteilung gelten. Der Druck p in einem Körperpunkt wirkt senkrecht (normal) zur Körperoberfläche. Die Schubspannung tau in einem Körperpunkt wirkt tangential zur Körperoberfläche.
  • Welche Größen haben Einfluss auf den Auftrieb? Eine wichtige Größe, die einen Einfluss auf den Auftrieb, den Widerstand und das Moment des Profils ausübt, ist ie sog. Anstellwinkel. Der Anstellwinkel α ist der Winkel zwischen der Richtung der Anströmung und der Profilsehne. Der Widerstand wirkt in Anströmrichtung. Der Auftrieb wirkt immer in einer Richtung senkrecht zur Anströmrichtung.
  • Was besagt der Reynoldssche Ähnlichkeitsgesetzt? Strömungen, deren dimensionslose Kennzahlen trotz unterschiedlicher geometrischer und physikalischer Größen gleiche Zahlenwerte haben, heißen mechanisch ähnlich.Strömungen können an einem geometrisch ähnlich verkleinerten bzw. vergrößerten Model untersucht werden, wenn die Strömungen am Modell und am Original mechanisch ähnlich sind, d.h gleiche Werte der charakteristischen Kennzahlen aufweisen. (dimensionslose Kennzahl>Reynlodzahl)
  • Welchen Vorteil hat man in der Verwendung dimensionsloser Beiwerte für Kräfte und Momente? Dimensionslose Beiwerte für Kräfte und Momente werden in der AML verwendet. Vorteil: liegt darin, dass nach dem Reynoldsschen Ähnlichkeitsgesetz diese den gleichen Wert aufweisen bei geometrisch ähnliche Körper (z. B. Windkanalmodell des realen Flugzeuges) bei gleichen Ähnlichkeitszahlen untersucht werden.
  • Was ist die Panel Methode? sind numerische Methoden, mit denen die Berechnung der reibungsfreien Strömung um einen beliebig geformten Körper gelingt PM sind sehr schnelle computergestützte Methode können gute Aussage über Druckfeld und die Geschwindigkeitsverteilung auf der Oberfläche eines Strömungskörpers aber auch im Strömungsfeld selbst
  • Was ist der Druckpunkt und wo wirkt dieser Punkt? Durch die Druck und Schubspannungsverteilung wirken Auftriebs- und Widerstandskräfte auf das Profil. Diese Kräfte können wie zuvor dargestellt zu einer resultierenden aerodynamischen Kraft R' zusammengefasst werden. In welchem Punkt des Körpers greift diese resultierende Kraft R' am Körper an? Der Druckpunkt ist der Angriffspunkt der resultierenden aerodynamischen Kraft, um den das aerodynamische Moment Null ist.  xcp = -M'vk/N' Die Position des Druckpunktes ist von der Profilform und vom Anstellwinkel abhängig. Die Entfernung des Druckpunktes von der Vorderkante wird mit xcp bezeichnet.
  • Was ist der Neutralpunkt und wie berechnet sich die Lage des NP? Der Neutralpunkt xN ist der Punkt eines Körpers, um den das um ihn gebildete Moment unabhängig vom Anstellwinkel α ist. Das bedeutet, dass das bezüglich dieses Punktes berechnete Moment konstant ist. Die Lage des Neutralpunktes berechnet sich mit Hilfe der Gradienten des Momentenbeiwerts um dem Viertelpunkt und des Auftriebs zu.
  • Profileigenschaften Die Aerodynamischen Eigenschaften eines Profils werden in der Auftriebskurve, der Momentenkurve und in der Widerstandspolaren grafisch dargestellt. 
  • Auftriebskurve Die Auftriebskurve zeigt, dass der Auftriebsbeiwert Ca linear mit dem Anstellwinkel α zunimmt, solange der Anstellwinkel klein ist. Mit weiter steigendem Anstellwinkel steigt der Auftriebsbeiwert ebenfalls weiter an, allerdings nicht mehr linear. Bei dem Anstellwinkel αmax erreicht der Auftriebsbeiwert seinen Maximalwert camax. Wird der Anstellwinkel weiter vergrößert, erfolgt ein Strömungsabriss auf der Profiloberseite, d.h. ein Totwassergebiet bildet sich aus und der Auftrieb nimmt sehr schnell ab. Der Anstellwinkel, bei dem der Auftriebsbeiwert Null ist, wird als Nullauftriebswinkel α0 bezeichnet. Bei symmetrischen Profilen ist α0=0°. Für Profile mit positiver Wölbung (Wölbungslinie oberhalb der Profilsehne) ist α0 < 0°. Bei Betrachtung reibungsfreier Strömuungen können α0 und dca/dα berechnet werden, nicht jedoch ca,max
  • Widerstandspolare/Lilienthalpolare (Diagramm) In der Widerstandspolare ist der Auftriebsbeiwert ca über dem Widerstandsbeiwert cw aufgetragen.(In manchen Darstellungen auch cw über ca). Der Anstellwinkel α ist entlang der Kurve selbst aufgetragen. Der kleinste Widerstandsbeiwert wird mit cw,min bezeichnet. Die Gleitzahl E, die angibt welche Distanz das Profil bei einer Flughöhenabnahme von einem Meter antriebslos zurücklegt, lässt sich ebenfalls aus der Widerstandspolaren ablesen. Sie errechnet sich für jeden Anstellwinkel aus E=ca/cw. Die Gleitzahl ist auch ein Kennwert für die aerodynamische Güte des Profils. Die optimale Gleitzahl Eopt ergibt sich aus einer Geraden, die durch den Ursprung des Diagramms geht und die Widerstandspolare tangential berührt
  • Was besagt das Kutta-Joukowski Theorem? Das KJ Theorem, das einen Zusammenhang zwischen Auftrieb und Zirkulation angibt, besagt, dass der Auftrieb bei einer gegebenen Anströmgeschwindigkeit unmittelbar von der Zirkulation abhängt (siehe Zylinderumströmung mit Auftrieb). Also KJ Theorem A'= ρ*Uunendlich*Γ Γ=Wirbelstärke