mich würd mal eure meinung dazu interessieren:
wie ihr alle schon bemerkt haben werdet ist sind unsere riggerbücher nicht vollständig. es gibt so vile technische datails und entwicklungen auf dieser welt die nicht in den büchern stehen. ich habe hier mal ein "neue" technik aufgegriffen und versuche sie unzusetzten.
Der Bodeneffekt ist ein Naturphänomen, das jeder Pilot kennt. Unter der Maschine bildet sich in Bodennähe eine Luftrolle, die sich mit dem Flugzeug fortbewegt: der sogenannte Bodeneffekt. Er entsteht dadurch, dass das Fahrzeug schneller vorwärts schießt, als die Luft verdrängt werden kann. Unterhalb der Maschine steigt der Luftdruck, ein Luftkissen baut sich auf. Bei einem Flugzeug bildet sich unter der Tragfläche ein Überdruck, oberhalb ein Unterdruck. An den Tragflächenenden gleichen sich die unterschiedlichen Druckverhältnisse aus. Es entstehen Verwirbelungen, die den Treibstoffverbrauch von Flugzeugen erhöhen. Im Bodeneffekt können sich diese Luftwirbel durch die nahe Oberfläche nicht so stark entwickeln. Dadurch und durch das beschriebene Luftkissen entsteht ein bis zu 2,5 Fach stärkerer Vortrieb. Vom Prinzip sind Bodeneffektfahrzeuge also sehr ökonomische Fortbewegungsmittel. Dieser Vorteil geht leider zum Teil wieder verloren, weil die Fahrzeuge für den Start eine hohe Leistung brauchen, um sich vom Wasser zu lösen und dann den schweren Antrieb während des gesamten Fluges mitschleppen müssen, obwohl sie da nur noch vierzig Prozent der Leistung nutzen. Das ist etwa so viel, wie ein Flugzeug bei gleicher Größe verbraucht.Am wirkungsvollsten ist der Bodeneffekt über glatten Flächen, vor allem über Wasser. Auch Pelikane und Albatrosse nutzen dieses Luftpolster, um kraftsparend über die Meeresoberfläche zu gleiten
1. Prinzip und Technische Machbarkeit
Das Phänomen ist seit den Anfängen der Fliegerei bekannt: In Bodennähe verändern sich die aerodynamischen Verhältnisse dramatisch. Der Auftrieb wird vergrössert, der Auftriebsschwerpunkt wandert und der Widerstand wird kleiner. Der Einfluss des sogenannten Bodeneffekts in der Start-und Landephase wird bei Flugzeugen intensiv untersucht und der grösste Teil der wissenschaftlichen Untersuchungen zu diesem Thema konzentriert sich auf diesen (für die normale Fliegerei störenden) Bereich. Daneben gibt es immer wieder Versuche, die an sich positiven Einflüsse (grösserer Auftrieb, kleinerer Widerstand) zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von Transportmitteln zu nutzen. Ein bekanntes Beispiel sind die Formel 1 Rennwagen, die durch die im Bodeneffekt erzeugten Abtriebskräfte (zusammen mit den speziellen Gummimischungen) bis zu 4g Querbeschleunigung erreichen.
Eine andere Anwendung sind die Bodeneffekt-Flugboote (auch bekannt als Bodeneffekt-Flugzeuge, SES-Surface Effect-Ships, Wingships, WIG Wing In Ground effect o.ä.) Diese sind nicht zu verwechseln mit:
Tragflügelbooten (Hydrofoils), welche den Auftrieb zwar wie die SES-Flugboote durch die Geschwindigkeit, aber durch im Wasser verbleibende Flügel erzeugen.
Luftkissenboote (Hovercrafts), die zwar wie die SES-Flugboote völlig auf einem Luftkissen gleiten, aber zu dessen Erzeugung einen eigenen Antrieb (und entsprechend Energie) benötigen.
Flugboote sind eigentlich weit mehr Flugzeuge als Boote. Die Konstruktion ist derart ausgelegt, dass in Bodennähe ein stabiler Flugzustand möglich und die Vorteile des Bodeneffekts möglichst ausgenützt werden können. Weshalb man gleichwohl von Schiffen spricht, hat seinen Grund in den etwas eigenartigen Zulassungsbestimmungen: Ein Flugboot gilt als Schiff, braucht dementsprechend keine (kostspielige) Luftfahrtzulassung und kann mit dem Schifferpatent geflogen werden.
2. Bodeneffekt
2.1 Auftrieb
Das Gesetz von Bernoulli besagt, dass Luft, wenn sie an Geschwindigkeit zunimmt, statischen Druck verliert und umgekehrt. Die Summe aus statischem und dynamischem Druck ist konstant und immer gleich gross wie der Druck der ruhenden Luft. Strömt die Luft um ein unsymmetrisches Objekt, z.B. einen Tragflügel, so muss die Strömung entlang der Flügeloberseite einen grösseren Weg zurücklegen als diejenige auf der kürzeren Unterseite. Auf der Oberseite muss sie somit schneller strömen als auf der Unterseite, wodurch der Druck oben geringer ist als unten: der Druckunterschied erzeugt den Auftrieb. Der grösstmögliche Druck (der Gesamtdruck bei stehender Luft) herrscht nur entlang einem kleinen Bereich an der Vorderkante des Flügels.
Die Verhältnisse ändern sich, wenn der Flügel nahe genug am Boden ist. Im schmaler werdenden Luftspalt zwischen Flügelhinterkante und Boden wird die Luft gestaut (Reibungs- und Grenzschichteffekte) und die Strömung unter dem ganzen Flügel wird abgebremst. Dadurch steigt dort der Druck und somit auch der Auftrieb stark an, der Auftriebsschwerpunkt wandert nach hinten.
Wäre die Strömung reibungsfrei, so würde nach Bernoulli und der Kontinuitätsbedingung die Strömung im schmalen Luftspalt in Bodennähe stark beschleunigt und das Flugzeug nach unten gerissen. Dieser Venturi-Effekt wird bei Profilen mit geringem Auftriebsbeiwert und sehr geringem Bodenabstand tatsächlich beobachtet.
Was heisst nun "in Bodennähe"? Dies ist kein fester Wert, sondern ist abhängig von der Grösse (Tiefe und Spannweite) des Flügels. Je grösser das Fluggerät, desto höher kann noch im Bodeneffekt geflogen werden.
Faustregel: der Bodenabstand soll die halbe Spannweite nicht übersteigen.
2.2 Reduktion des induzierten Widerstandes
Der Widerstand eines Tragflügels setzt sich zusammen aus dem Reibungswiderstand, der abhängig ist von der Profilform und der Oberflächenqualität und dem induzierten Widerstand (nur dieser verändert sich in Bodennähe).
Durch den Druckausgleich von Unter- zur Oberseite entstehen an den Flügelenden Randwirbel, welche die Luft hinter dem Flügel nach unten beschleunigen. Da der durch den Druck erzeugte Kraftvektor stets senkrecht auf dem Geschwindigkeitsvektor steht, entsteht nebst dem Auftrieb noch eine der Bewegungsrichtung entgegengerichtete Kraftkomponente, der sogenannte induzierte Widerstand.
In Bodennähe ist gar kein Platz mehr da für die Luft, um nach unten zu strömen, sie wird gezwungen, nahezu horizontal wegzufliessen , daher wird der induzierte Widerstand sehr klein. Diese Verringerung des Widerstandes ist der Hauptgrund, weshalb man sich überhaupt im Bodeneffekt bewegen möchte.
3. Probleme im Bodeneffekt
3.1 Längs-und Höhenstabilität
Wir haben gesehen, dass der Auftriebsschwerpunkt beim freien Flug relativ weit vorne am Flügel angreift, bei maximalem Bodeneffekt jedoch gegen hinten wandert. Bei einem normalen Flugzeug kippt daher die Nase nach unten, wenn beim Landen der Bodeneffekt wirksam wird.
Da sich der Auftrieb und auch die Lage des Auftriebsschwerpunktes schon bei geringer Änderung der Flughöhe in Bodennähe stark ändern, sind besondere Konstruktionen nötig, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten:
Prof. Lippisch entwickelte ein Flügelprofil, das von oben wie ein umgekehrter Delta-Flügel aussieht. In grosser Höhe ist der Auftriebsschwerpunkt weit vorne; der Auftrieb ist relativ klein und nimmt gegen aussen (durch den Druckausgleich von Unter- zur Oberseite) stark ab. Je näher am Boden, um so mehr steigt der Auftrieb; der Auftriebsschwerpunkt würde nach hinten wandern. Zugleich wird der Druckausgleich behindert, die Auftriebsverteilung über die Flügelspannweite wird konstanter, somit erzeugt der vordere Teil durch die grosse Fläche einen grösseren Auftrieb und wirkt damit dem Nickmoment entgegen.
Höhenstabilität kann im Bodeneffekt nicht erreicht werden durch ein einziges Profil. Es muss ein zweites Profil mitverwendet werden, das eine völlig andere Empfindlichkeit auf Höhenänderungen aufweist. So können die beiden Flügel (Hauptflügel und Schwanzflosse) in unterschiedlichen Höhen angebracht werden, wobei die Schwanzflosse einen kleineren Anstellwinkel aufweist. Eine weitere Möglichkeit ist, dass beide Flügel völlig unterschiedliche Flügelstreckung haben.
3.2 Starten
Um die Geschwindigkeit zu erreichen, die benötigt wird, um aus dem Wasser auf das Luftkissen zu kommen, braucht ein Flugboot sehr viel Leistung. Damit nicht grosse (und schwere) Triebwerke eingebaut werden müssen, die nur während einer ganz kurzen Zeit wirklich gebraucht werden, ordnet man die Motoren oft so an, dass über verstellbare Luftführungen die Luft in der Startphase grösstenteils unter die Flügel geblasen wird (ähnlich einem Luftkissenboot) und erst wenn das Boot aus dem Wasser ist, wird die Luft nach hinten geblasen und damit zum Vortrieb verwendet (vgl. Senkrechtstarter). Eine andere Möglichkeit besteht darin, Schwimmkörper wie ein Fahrwerk am Flugboot zu montieren, und das Boot in der Startphase z.B. mit Hydraulikzylindern aus dem Wasser zu heben, so dass nur noch die kleinen Schwimmkörper Wasserkontakt haben.
und hier mein versuch das ganze umzusetzen vielleicht kann das ma einer spieltechnisch ausprobieren... ich hab zu zeit leider keine gruppe
