Plotterland Invention Grundlagenkunst und angewandtel Technik Physik StrahlseglerFlugwissenschaftliche Fachgruppe Göttingen

Die obigen Links verweisen zu Themen, die für das Verständnis des Strahlseglers wichtig sind.

 

Flugantriebe sind in der Regel Reaktionsantriebe.
Der Kraft, die auf ein Fluid ausgeübt wird, entspricht eine Gegenkraft, die das Flugzeug antreibt. Dabei ist es egal wie der Strahl erzeugt wird, ob mit Propeller, Impeller, Flosse oder durch Ausströmen aus einem Reservoir, wie z.B. bei Raketen.
Stand der Technik für niedrige Geschwindigkeiten ist der Propeller, der einen großen relativ langsamen Strahl erzeugt. Denselben Schub könnte man aber auch mit einem kleinen relativ schnellen Strahl erzeugen.

Motorsegler von Wolf Hirth

Das obige Diagramm zeigt die Massenströme und die Strahlleistung um bei 30 m/s ca. 100 km/h einen Schub von 100 Newton zu erzeugen.
Der Strahlsegler soll im Reiseflug beim Minimum des kinetischen Energiestromes, rote Linie, arbeiten, 4 kg/s. Das ist der Betriebspunkt, bei dem die internen Reibungsverluste in den Rohrleitungen am geringsten sind.
Das Diagramm zeigt auch, dass für große Massenströme die Strahlleistung - grün - und die Schubarbeit - lila - sich einander annähern. Das ist der Betriebspunkt eines Propellers, wenn tatsächlich der eintretende Energiestrom - blau - zurückgewonnen wird. Dies ist aber nur in einem engen Betriebsbereich der Fall.

Dennoch werden immer noch Hochleistungsflugzeuge mit sperrigen Propelleraufbauten angetrieben, um den Vorteil des großen Volumenstromes zu nutzen.
Bei Flugzeugen mit schlechter Aerodynamik macht der Propeller Sinn. Besonders ein Klapptriebwerk verschlechtert die Aerodynamik dramatisch. Das ist so, als würde man bei einem Auto gleichzeitig bremsen und Gas geben.

Der Massenstromes für minimalen austretenden kinetischen Energiefluss läßt sich durch folgende Gleichung beschreiben:

Man erkennt, dass der notwendige Massenstrom sinkt, je kleiner die Gleitzahl ε oder je größer die Fluggeschwindigkeit u des Flugzeuges wird. Je größer die Flugzeugmasse um so größer wird auch der notwendige Massenstrom.

 

Vorurteile

Jede neue Idee
reibt sich mit
überlieferten
Vorstellungen:

Reibungspunkte

Wirkungsgrad
Kosten
Drehzahl
Stabilität
Aufwand
Sicherheit
Lärm