Flugmechanik
Prüfungsfragen zur Klausur Flugmechanik TU Dresden
Prüfungsfragen zur Klausur Flugmechanik TU Dresden
Kartei Details
| Karten | 24 |
|---|---|
| Lernende | 19 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 15.02.2015 / 10.02.2021 |
| Weblink |
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Durch was unterscheiden sich die stationären von den instationären Bewegungsgleichungen?
Instationär:
\(m(\dot Vcos\alpha+\dot\gamma Vsin\alpha)=-mg*sin\Theta+Fcos\sigma+Wcos\alpha+Asin\alpha \)
\(m(\dot Vcos\alpha+\dot\gamma Vsin\alpha)=-mg*cos\Theta+Fsin\sigma+Wsin\alpha+Acos\alpha \)
\(J_{y0}\ddot \Theta=(x_Fsin\sigma+z_Fcos\sigma)F+M^A\)
Stationär:
\(\dot V; \dot \gamma; \ddot\Theta =0\)
Was ist der Unterschied zwischen dem Druckpunkt und dem Neutralpunkt (aerodynamic center) eines Profils? Welche aerodynamische Kraftgröße ist im Druckpunkt null?
Druckpunkt (D):
- alle resultierenden Kräfte (Strömungskräfte) = 0
- Im Bezug auf den Druckpunkt wirkt kein Drehmoment
Neutralpunkt (N):
- Drehmoment für alle Fluglagen Näherungsweise gleich
Was bestimmt maßgeblich die Bezugsflügeltiefe? Wofür wird die Bezugsflügeltiefe verwendet?
Tiefe eines unverwundenen Flügels konstanter Tiefe und Dicke, dessen Auftrieb und Moment dem des gegebenen Basisflügel entsprechen
\(l_\mu={1\over S}\int_{-b/s}^{b/2}l_y^2dy\)
Die Bezugsflügeltiefe ist ein wichtiger Referenzparameter des Flugzeugs. So werden die Lagen von Schwer- und Neutralpunkt in Längsrichtung als Abstand von der Vorderkante des Vergleichsflügels angegeben und durch Bezug auf \(l_\mu\) dimensionslos gemacht.
Wie verändern sich der Null-Widerstand und der induzierte Widerstand mit zunehmender Fluggeschwindigkeit? Skizzieren Sie den Verlauf beider Widerstandsanteile über der Fluggeschwindigkeit.
Null-Widerstand ist vom Auftrieb unabhängig
Induzierter Widerstand ist vom Auftrieb abhängig
Welchen Einfluss haben beim Start:
- die geografische Höhe der Startbahn
- die Flächenbelastung des Flugzeugs
- das Schub/Gewichts Verhältnis (TWR)
- der maximale Auftriebsbeiwert
auf die Länge der Rollstrecke vor dem Abheben?
- Je höher die Startbahn, desto dünner ist die Luft --> Flugzeug muss mehr Geschwindigkeit aufbauen --> Rollstrecke wird größer
- Je höher die Flächenbelastung, desto größer die Rollstrecke
- Je größer das TWR ist, desto schneller Beschleunigt das Flugzeug --> Rollstrecke wird verkürzt
- Je höher der maximale Auftriebsbeiwert, desto eher kann das Flugzeug starten --> Rollstrecke wird verkürzt
\(s_{T1}={1\over\rho}{m_{T0}\over S}{1\over {{F_{0,H}\over m_{T0}g}-\mu_R}}{1,21\over C_{A,max}}\)
Welchen Einfluss haben bei der Landung
- die Höhe der Landebahn
- die aerodynamische Güte E
auf die Länge der benötigten Landestrecke?
- Je höher der Flughafen, desto geringer die Dichte --> Landestrecke wird größer
- Je größer E ist, desto größer wird die Landestrecke
Sie Formel 3.2.2-13
Welchen Effekt haben ausgefahrene Landeklappen auf den Steigwinkel?
Sie reduzieren den Steigwinkel, da es eher zu einem Strömungsabriss kommen kann.
Welchen Einfluss hat die Flughöhe auf den maximalen Steigwinkel, wenn der Schub konstant gehalten wird?
Je höher das Flugzeug fliegt, desto geringer wird der Steigwinkel bei konst. Triebwerksleistung, da mehr Leistung für einen höheren Winkel benötigt wird, aber die dünnere Luft die Triebwerksleistung reduziert.
Welchen Einfluss hat die Flughöhe auf die Steigrate eines Flugzeugs, wenn der Schub konstant gehalten wird?
Die Steigrate sind mit zunehmender Höhe des Flugzeugs ab.
Skizzieren Sie den Verlauf des Steigwinkels über der Fluggeschwindigkeit.
siehe Bild
Wie kann die Specific Excess Power SEP anschaulich gedeutet werden?
Die SEP gibt die Kapazität des Flugzeugs zur Änderung des Energieniveaus in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und Flughöhe an. Sie hat mit m/s die Einheit einer Geschwindigkeit und kann daher als maximal mögliche dynamische Steiggeschwindigkeit des Flugzeugs in dem betrachteten Flugzustand interpretiert werden.
Welche Annahmen liegen der Breguet schen Reichweitenformel zugrunde? Welche dieser Annahmen weicht von realen Randbedingungen ab?
H, \(C_A\), V und m. Zwei dieser Parameter müssen konstant gehalten werden.
m=konst. weicht von der Realität ab.
Skizzieren Sie den im Horizontalflug benötigten Schub über der Fluggeschwindigkeit.
siehe Abbildung
Was ist ein Penaud-Diagramm? Was kann man daraus ablesen?
Ein Diagramm zur Ermittlung der erforderlichen und vorhandenen Antriebsleistung über der Fluggeschwindigkeit V.
Welchen Einfluss hat die Flächenbelastung auf den minimalen Gleitwinkel eines Segelflugzeugs?
Je höher die Flächenbelastung ist, desto geringer ist der Gleitwinkel.
Ist bei einem Segelflugzeug für den Streckenflug eine niedrige oder eine hohe Flächenbelastung günstiger? Begründen Sie Ihre Antwort.
Eine hohe Flächenbelastung ist günstiger, da der Betrag der minimalen Sinkgeschwindigkeit dadurch größer wird. --> mit höherer Geschwindigkeit sinkt ein Flugzeug mit geringer Flächenbelastung schneller.
Ein Kunstflugzeug fliegt einen Looping. An welcher Position der Flugfigur ist die Belastung auf das Flugzeug und damit den Piloten an größten? Begründen Sie Ihre Antwort.
Am unteren Punkt des Loopings sind die Belastungen am größten, da aufgrund der höhen Geschwindigkeit das Lastvielfache n in Verbindung mit den Looping-Radius am größten ist.
Stellen Sie das stationäre Kräftegleichgewicht am Flugzeug für einen Banked Turn auf.
\(A cos \Phi=mg\)
\(Asin\Phi={mV^2\over r}\)
Was versteht man unter statischer Längsstabilität? Wie lautet das Kriterium der statischen Längsstabilität für ein Flugzeug in Drachenkonfiguration?
Unter statischer Längsstabilität versteht man das Vermögen eines Flugzeuges aus einem ausgelenkten Zustand in den stabilen Zustand zurück zukehren.
Definition Vorlesung:
"Fähigkeit des Flugzeugs selbstständig nach einer Störung in den stationären Ausgangszustand zurückkehren zu können."
\({\partial C_m\over \partial\alpha}<0\) bzw. \({\partial C_m\over \partial C_A}<0\)
Was versteht man unter Steuerbarkeit?
Fähigkeit des Flugzeugs verschiedene stationäre Gleichgewichtszustände einnehmen sowie beschleunigte Bewegungen einleiten (Manöver) zu können.
Was versteht man unter dem Höhenleitwerksvolumen?
Darunter versteht man die Wirksamkeit des Höhenleitwerkes bezogen auf den Schwerpunktsabstand.
\(V_{HL}={r_H S_H\over L_{\mu F}S_F}\)
Was gibt der Neutralpunkt eines Flugzeugs an?
Evtl. den Punkt zwischen vorderer und hinterer Stabilitätsgrenze.
Wo muss der Schwerpunkt bezogen auf den Neutralpunkt bei einem Flugzeug (Drachenkonfiguration) liegen, damit es statisch stabil fliegt?
vor der Stabilitätsgrenze bei max. 30 % \(x_{S25}/l_\mu\) zw. -15 % je nach Vhl
Was ist für die Flugsicherheit kritischer:
- der Schwerpunkt liegt hinter der Stabilitätsgrenze
- der Schwerpunkt liegt hinter der Steuerbarkeitsgrenze
Begründen Sie Ihre Antwort.
Fall zwei ist kritischer, da diese bedeuten würde, dass das Flugzeug Manövrierunfähig ist. Bei Fall 1 würde dies bedeuteten, dass das Flugzeug sich bei einer Böe auf aufschauckeln kann und nicht mehr in einen stabilen Flugzustand zurück kehrt.
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