Flugzeug startet von riesigem Laufband - oder nicht

Wenn dann müsste man das mit einem Modellflugzeug machen. Das ist klein genug um auf ein Laufband gestellt zu werden, und soch so leicht, daß die Reibung nicht so extrem ins Gewicht fällt.

Genau umgekehrt: Das Flugzeug muß groß und schwer genug sein, dass das Verhältnis von Schub zur Lagerreibung groß wird.

Dieses ganze Gedankenexperiment lebt davon, dass das Flugzeug nur über die Lagerreibung mit dem Laufband verbunden ist. Nimmt man nun ein 2kg-leichtes Modellflugzeug und dreht unter ihm ein mit 300km/h rasendes Laufband, wird es allein vom Luftzug mitgerissen, von der Rad- und Lagerreibung mal ganz zu schweigen.

Dabei entsteht nur das Problem, daß ein so großes laufband einfach nicht gebaut werden kann (oder die Kosten so immens wäre, daß es einfach unsinnig wird).
Man muß also Kompromisse eingehen.
An ein Modellflugzeug dachte ich deswegen, weil da meist die Motorleistung im Verhältniß zum Gewicht höher ist, als bei einem Ultraleichtflieger, und daher die höhere relative Reibung eher kompensiert wird, als bei einem Ultraleichtlieger.

Und wenn man ein größeres Modell nimmt, dürfte der Wind vom Laufband nicht so das Problem sein. Und da die (relative oder absolute) Motorleistung in der Aufgabenstellung nicht genannt ist, kann man bedenkenlos den Motor ein bischen aufmotzen, und dann klappt das schon

Ja, dann klappts. Das Problem an dem Fliessbandvergleich ist, dass man die Geschwindigkeiten eigentlich auch maßstäblich reduzieren müsste. Das hiesse, ein Modellflugzeug mit Maßstab 1:5 müsste auch mit dem Fünftel des realen Tempos des echten Flugzeuges fliegen und somit auch das Fließband mit 1:5. Aber da es keine Materialien gibt, die es erlauben würden, ein Flugzeug im Maßstab 1:5 real nachzubauen (Thema Wandstärken), und sich die Strömungseigenschaften der Luft auch nicht einfach skalieren lassen auf Modellmaßstab, verzerrt sich eben das Ergebnis und Fehler (Radreibung und Luftzug) machen sich stärker bemerkbar.

die Frage ist doch eigentlich schon längst geklärt.

Ich widerhole es nochmal:

Es gibt zwei Fragestellungen:

1. Die am Anfang des Threads:

Das Flugzeug steht auf einem Laufband, wenn sich die Räder des Flugzeugs drehen, bewegt sich das Laufband mit gleicher Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung.

Diese Konstellation ist so schlicht und ergreifend nicht möglich. Soetwas lässt sich nämlich nicht konstruieren.

Erklärung:
Die Räder eines Flugzeugs haben keinen eigenen Antrieb. Sie drehen sich also genau dann wenn sich das Flugzeug vorwärts bewegt.

Da sich das Laufband laut Aufgabe genau so schnell bewegt, wie die Räder sich drehen, bewegt sich das Flugzeug nicht, somit drehen sich auch die Räder nicht.

2. Die Original-Aufgabenstellung
Hier bewegt sich das Laufband mit der gleichen Geschwindigkeit mit der sich das Flugzeug vorwärts bewegt. D.H. bewegt sich das Flugzeug mit 200km/h vorwärts, bewegt sich das Laufband mit 200km/h rückwärts.

Hier sollte das Flugzeug eigentlich abheben. Die erhöhte Lagerreibung, die durch die doppelt so schnell drehenden Räder entsteht ist gegenüber dem gleichbleibenden Luftwiderstand zu vernachlässigen. ---> Das Flugzeug hebt ab.

Zitat

Original geschrieben von karsten26
Erklärung:
Die Räder eines Flugzeugs haben keinen eigenen Antrieb. Sie drehen sich also genau dann wenn sich das Flugzeug vorwärts bewegt.

Da sich das Laufband laut Aufgabe genau so schnell bewegt, wie die Räder sich drehen, bewegt sich das Flugzeug nicht, somit drehen sich auch die Räder nicht.

Und was passiert wenn bei dieser Annahme die Triebwerke Schub nach vorne abgeben?

Das gleiche. Nix.

Hallo,
ich meine, das Flugzeug hebt nicht ab, sondern verglüht. Begründung:

Durch seinen Antrieb hat das Flugzeug eine große Schubkraft, die es vorwärsbewegt. Dagen steht bei normalen Geschwindigkeiten nur eine minimale Reibungskraft in den Kugellagern der Räder. Also müssen sich die Räder immer schneller drehen. Die Reibungskraftverluste in den Rädern steigt aber mit zunehmender Geschwindigkeit, und zwar so lange, bis diese die Schubkraft erreicht, falls die Kugellager bis dahin nicht durchgeglüht sind. Da die Reibungsverluste aber normalerweise minimal im Verhältnis zur Schubkraft sind und die Räder dafür in keinster Weise konstruiert sind, fangen Sie an zu glühen und kaputtzughen. Danach kommt das Fahrwerk auf dem Band und verglüht ebenfalls, da ja das Band mit ungeheurer Geschwindigkeit dreht. Der Effekt dürfte ähnlich sein wie bei einer Landung ohne Räder, wenn nicht größer. Dies alles (zumindest bis zu dem Verglühen der Räder) geschieht in unendlich kurzer Zeit. Daher kommt in dieser Zeit das Flugzeug nicht vorwärst und nach dem Verglühen des Kugellagers hat es ja noch keine Geschwindigkeit (alles passiert ja in 0,0000000000000 Sekunden).

Ich verstehe nach wie vor nicht wo das Problem ist?! :confused:
Ein Flugzeug hebt ja nicht durch drehende Räder oder etwas Luftstrom aus den Triebwerken ab.
Entscheidend ist die Relativgeschwindigkeit zur Luft, die einen gewissen Auftrieb an der Tragfläche bewirkt. Diese Geschwindigkeit die zum Abheben benötigt wird, ist abhängig von Flügelbauform, Gewicht und cw-Wert des Flugzeuges. :eek:

Mal ganz übertrieben gesagt: Sollte das Flugzeug auf dem Laufbahn abheben, dann müsste auch jedes Dickerchen im Fitnessstudio vom Laufband abheben und an der Decke kleben.

Das Flugzeug würde wiederum abheben, wenn es bei starkem Wind auf dem Boden steht und halt genau dieser Wind stark genug ist, einen gewissen Auftrieb an den Tragflächen zu erzeugen.

So wie Pumi denke ich mir das auch. Laufband und Räder können so schnell drehen wie sie wollen, solange sich unter den Tragflächen nichts tut, hebt das Flugzeug nicht ab.