Aerodynamik Des Flugzeuges: Erster Band: Grundlagen Aus Der Strömungstechnik Aerodynamik Des Tragflügels (Teil I)

ISBN-13: 9783540673743 / Niemiecki / Twarda / 2000 / 480 str.

Hermann Schlichting; Erich A. Truckenbrodt

Opis

Gesamtwerk: In diesem Werk der beiden bedeutenden Aerodynamiker wird das gesamte Gebiet der Flugzeugaerodynamik von den Grundlagen bis zu den Entwicklungen der 60er Jahre des 20.Jahrhunderts in klarer, ingenieursgemasser Form dargestellt. Das Hauptgewicht liegt dabei auf den physikalisch und technisch wichtigen Sachverhalten. Die erlauterten Berechnungsverfahren werden durch zahlreiche Beispielrechnungen und Abbildungen veranschaulicht sowie durch Vergleich mit experimentellen Werten uberpruft. Erster Band: Der erste Band behandelt die Grundlagen der Stromungsmechanik einschliesslich der Gasdynamik und der Grenzschichttheorie, und zwar mit besonderer Betonung der Anwendungen in der Flugtechnik. Ausserdem enthalt der erste Band die Profiltheorie, d.h. den ersten Teil der Aerodynamik des Tragflugels."

Spis treści

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.