Jan Peter Apel

Gemeinsames von Flugzeug und Insekt

Das Grundprinzip des Fliegens ist Luftmasse nach unten zu beschleunigen.
Das wird bei beiden Flugarten, der stetigen Vorwärtsbewegung eines starren Flügels nach dem Prinzip der schiefen Ebene und dem Hin- und Herschwenken der Insektenflügel, auch nach dem Prinzip der schiefen Ebene, bewerkstelligt. Somit muß es auch gemeinsame Bilder dessen geben, wie die nach unten beschleunigte Luft fließt.
Jeder Vor- bzw. Rückschwenk eines Insektenflügels ist nichts anderes als ein sehr kurzer Flug eines aber sehr stark angestellten Flügels. Die in "Wie fliegen Insekten" dargestellten Wirbel bestehen aber nicht nur an der Flügelvorder- und -hinterkante, sondern auch außen um das Flügelende herum, wie in folgender Skizze dargestellt ist.

Wirbel entstehen ursächlich dadurch, daß Luft nach unten in Bewegung versetzt wird. Das heißt, daß sich rund um den Flügel der Hummel ein Wirbel befindet. Dieser bezieht sich aber nicht auf die Kontur des Flügels, sondern auf die Kontur des Querschnittes des von den Flügeln nach unten in Bewegung versetzten Luftstroms!
Die Wirbel an Vorder- und Hinterkante der Hummelflügel sind in dieser Perspektive nicht sichtbar. Was man auch nicht sieht, ist, daß diese Luftwirbel mit ihrer Masse durch den Anschub von den Flügeln nach unten beschleunigt wurden und dadurch hinter der Hummel nach unten abfließen. Die Luftmenge der Wirbel besteht etwa zur Hälfte aus von den Flügeln abwärts in Bewegung versetzte Luft und zur anderen Hälfte aus Umgebungsluft, die sich zusammen mit der von den Flügeln direkt in Bewegung versetzten Luft verwickelt hat. Die gesamte Wirbelluftmasse sinkt etwa mit der halben Geschwindigkeit nach unten, die die Flügel der Luft ursprünglich erteilt  hatten.

Bei einem Flugzeug ergibt sich in dieser Perspektive das gleiche Bild: 

Auch hier entstehen die Wirbel durch die Verwicklung der Luftmassen aus dem Anschub durch die  Flügel mit der Umgebungsluft. Auch diese Wirbel fließen nach unten mit halber Geschwindigkeit dessen, mit der die Luft durch die Flügel im ersten Moment beschleunigt wurden. Diese Wirbel sind das, was beim Fliegen mit "Wirbelschleppe" bezeichnet wird. Ihr Absinken resultiert aus dem Anschub der Luft nach unten durch die angestellten Flügel. 
Würden die Wirel dadurch entstehen, daß Luft aus dem Überdruckgebiet unter zum Unterdruckgebiet über dem Flügel um das Flügelende herum fließt, würden sie nicht absinken. 

In der folgenden Skizze ist ein Flugzeugflügel dargestellt, der eine nur ganz kurze Vorwärtsbewegung wie ein Hummelflügel gemacht hat. Es entstehen die gleichen Wirbel wie am Hummelflügel im Kapitel zuvor. 

Da sich ein Flugzeug aber immer weiter nach vorn bewegt, wird der Abstand zwischen dem vorderen Wirbel und dem an Ort und Stelle verbleibendem hinteren immer größer, siehe im Kapitel "Animation Anfahr- und Profilwirbel". Der vordere Wirbel dreht sich um das Flügelprofil herum, so daß er nicht mehr als separater Wirbel wie am Hummelflügel sichtbar wird. Im Windkanal ist nur die vergrößerte Geschwindigkeit über dem Flügel meßbar, die zu der falschen Interpretation der Bernoullitheorie führte. Erst bei übertriebenem Anstellwinkel löst sich die Luft über der Flügelnase auch so ab, daß ein Bild wie an der vorderen Flügelnase des Insektenflügels entsteht. Ein Flugzeug stürzt dann nicht deshalb ab, weil es gar keinen Auftrieb mehr hat, sondern deshalb, weil der Auftrieb nicht mehr ausreicht. Mit entsprechender Übermotorisierung könnte ein Flugzeug auch mit "abgerissener Strömung" wie am Hummelflügel weiterfliegen. 

Die an Flugobjekten entstehenden Wirbel sind ausschließlich Produkte der mechanischen Verschiebungen von Luftmassen, wodurch die Überdrücke unter und Unterdrücke über den Flügeln erst entstehen. Diese Wirbel sind  niemals Ausgleichsströmungen vom Überdruck unter und Unterdruck oberhalb von Flügeln, so logisch das auch sein mag. Solche nur Druckausgleichsströmungen würden an Ort und Stelle verbleiben und niemals nach unten absinken. Das nach unten Absinken der von Flügeln manipulierten Luftmasse ist das, was Fliegen ermöglicht: 

Auftrieb entsteht durch abwärts beschleunigen von Luftmasse

Das ist das ganze Geheimnis des Fliegens.


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