Der Bernoulli - Effekt

Fliegen - Bernoulli-Effekt.
Diese Beziehung ist nach nun hundertjähriger Flugtechnik
so etabliert, daß der Bernoulli-Effekt sogar Eingang
ins Allgemeinwissen gefunden hat.
Jedoch:

Etwas Falscheres gibt es im Flug-Wissen nicht!

Nicht wenige Wissenschaftler haben das auch erkannt.
Das Problem jedoch ist, dieser falschen Theorie läßt sich
nicht das Richtige entgegensetzen, da es noch nicht bekannt
und Strömung aus dem Windkanal immer noch Basis allen Denkens ist,
die diesen Effekt als möglichen Grund der Auftriebsentstehung
jedoch geradezu herausfordert.

Was ist das eigentlich, Bernoulli-Effekt?
Der Physiker und Mathematiker Daniel Bernoulli (1700-1782)
entdeckte den Zusammenhang von Druck- und Geschwindigkeits-
änderungen in Gasen entlang einer von außen unbeeinflußten
Strömung. Der innere Druck von Gasen und Flüssigkeiten kann
sich danach in äußere Geschwindigkeit umwandeln und umgekehrt
(innere, aber ungerichtete Molekülgeschwindigkeit ist
Temperatur). In einer Düse wird z. B. der Druck der Luft vor
ihr in Geschwindigkeit hinter ihr umgewandelt. Umgekehrt kann
in einem Diffusor Geschwindigkeit vor ihm wieder in Druck
hinter ihm rückverwandelt werden.

Diese Vorgänge spielen sich nach den von Bernoulli entdeckten
Gesetzen jedoch nur zwischen Strömungsbeginn mit höherem
zum Strömungsende bei niedrigerem Druck ab. Ursache von
Geschwindigkeits- und daraus resultierenden Druckänderungen
sind Querschnittsänderungen auf dem Weg der Strömung.
Zwingende Voraussetzung für die bernoulli´schen Beziehungen
zwischen Druck und Geschwindigkeit ist eine reale Strömung!
Der Bernoulli-Effekt ist ein Strömungseffekt und nur in
einer absoluten Strömung möglich!
Um diese herzustellen, ist in jedem Fall eine Druckdifferenz
vom Beginn bis zum Ende der Strömung erforderlich, um eine
Luftmasse erst einmal zum Strömen zu bringen und diesen
Zustand dann aufrecht zu erhalten.

Was haben diese Vorgänge mit dem Fliegen zu tun?

Die scheinbare Geschwindigkeit der Luft (der Fahrtwind) steigt
an der höchsten Profilstelle über dem Tragflügel aus bislang
noch unbekannten Gründen an. Die unsinnigste Erklärung dafür
ist die sogenannte Weglängentheorie: Die Luft müßte sich
angeblich über dem Flügel auf dem dort längeren Weg beeilen,
um gleichzeitig mit der Luft unter dem Flügel
an der Endkante anzukommen!
Muß?
Nach welcher Grundlage? Es ist eine reine Not-Erklärung,
nur um den Fakt des höheren Fahrtwindes auf der
Flügeloberseite irgendwie logisch belegen zu können!
Für die Bernoulli-Theorie stellt dieser Fakt
jedoch die willkommene Begründung dar!

In Wahrheit ist es so:
Weder über noch unter dem Flügel strömt Luft!
Nur der Flügel bewegt sich gegenüber der Luft!
Der Windkanal ist durch das Verdrehen von Ursache und Wirkung
eine von der Realität abweichende Simulation!
Die Luftströmung darin stellt nur die nötige
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Flügel
und Luft her, übernimmt also nur ersatzweise die
Geschwindigkeit des Flügels!

Physik ist die Findung der Ursache eines Geschehens!
Ausschließlich nur das ist ihr Wesen!
Die derzeitige mathematische Fassung der beobachteten
Einzelparameter des Fliegens sind nur die
Beschreibung der Auswirkungen, der Symptome!

Zwei Luftteilchen werden durch den Einfluß des Flügels, wenn
er sich zwischen ihnen hindurch schiebt, von ihrem Ort
verschoben. Das obere nach hinten, das untere wird etwas
nach vorn `mitgenommen´. Das geschieht unabhängig davon, ob
sich der Flügel in Normal- oder Rückenlage befindet,
ja sogar wenn sich das Flügelprofil rückwärts durch die Luft
bewegen würde. Diese Verschiebungen des oberen wie unteren
Luftteilchens werden ursächlich nur durch den schon voran
gegangenen Vorgang der Auftriebserzeugung erzeugt!

Die Verschiebung des oberen Luftteilchens nach hinten
verursacht eine Erhöhung des Fahrtwindes!
Diese Erhöhung wird fälschlicherweise als Folge einer
`Verengung´ mit Düsenwirkung durch den `Buckel´ der
oberen Profilkontur als Verursachung eines Bernoulli-Effektes an
dieser Stelle zugeschrieben.
Daraus entstand in der Vergangenheit die falsche These
von bernoulliisch entstehendem Unterdruck als Ursache der
Auftriebsbildung! Daß im Rückenflug ohne oberen `Buckel´
des Profils auch Auftrieb mit Unterdruck darüber entsteht,
kann so nicht erklärt werden!
(Allein das reicht bei wissenschaftlicher Betrachtung zur
`Vernichtung´ der falschen Bernoulli-Theorie!)

Tatsächliche Strömungen, nur in denen die Druck-
Geschwindigkeits-Zusammenhänge nach den Bernoulli´schen
Gesetzen auftreten können, lassen sich ausschließlich durch
Druckunterschiede (Druckgefälle) herstellen. Für das
Wettergeschehnis Wind als großräumigem Vorgang der Atmosphäre
werden die Drücke zu seiner Entstehung durch die Einwirkung
der Sonnenenergie (Hochdruck-, Tiefdruckgebiete) erzeugt.
Im kleinen Rahmen um ein Flugzeug herum? Wo wären da Erzeuger
für örtliche Strömungen, die ein Flugzeug anblasen könnten
wie im Windkanal? Eine wohl abstruse Vorstellung!
Ein Flugzeug fliegt durch ruhende Luft, die nicht irgend wo hin
will. Ihr eine Strömung anzudichten ist größtmöglicher Unsinn.
Der Flügel bewegt sich durch die ruhende Luft, zerteilt diese
und erteilt ihr eine Bewegung nach unten! Wie soll also ohne
eigene reale horizontale Strömung der Luft der Bernoulli-Effekt
eine tragende Rolle beim Flugvorgang spielen?

Ein Beispiel aus dem Alltag für die Anwendung des Bernoulli-
Effektes ist der frühere manuelle Parfümzerstäuber. Mittels
eines Gummiballes wird Druckluft in seinem Inneren erzeugt.
Daraufhin entsteht eine Strömung von Luft aus ihm heraus.
Diese wird durch ein Röhrchen mit einer Einengung als Düse
und nachfolgendem Diffusor ins Freie geleitet. Unterdruck
entsteht zwischen Düsen-Engstelle und Diffusor. An dieser
Stelle mündet das Saugröhrchen in das Strömungsröhrchen.
Genau gleich ist auch die Farbansaugung von Spritzpistolen gebaut.
Der Unterdruck in diesem Bereich saugt die Parfümflüssigkeit
im Saugröhrchen hoch und diese wird dann mit der Strömung
zum Ausgang mitgerissen und dabei zerstäubt. Auch hier:
erst Erzeugung von Überdruck, damit eine Strömung zum Fließen
kommt. Erst dann kann Unterdruck durch Bernoulli-Effekt
zwischen einer Verengung (Düse) und einem Diffusor entstehen!
Auch industriell werden Unterdrücke nach gleichem Schema
hergestellt, z. B. in Wärme-Kraftwerken zur Schaffung und
Erhaltung des Unterdruckes in Dampfkondensatoren bis fast
zum Vakuum. Die dazu benötigte Dampf-Strömung muß mit Drücken
von mehreren zig bar Überdruck hergestellt werden!

Grundsätzlich gilt:

Ohne Überdruck kein
Bernoulli´ischer Unterdruck!


Grundsätzlich läßt sich zur möglichen Entstehung eines Bernoulli-
Effektes am Tragflügel noch folgendes sagen:
die Geschwindigkeitserhöhung über dem Tragflügel entsteht NUR,
wenn er sich auch mit seiner Unterseite frei in der Luft bewegt!
Beim Aufliegen seiner Hinterkante, z. B. bei dem sogenannten
`Airfoil-Boot´, entsteht KEINE Fahrtwinderhöhung auf der
`Flügel´-Oberseite!


Anhang.

In Jahrzehnten `Bernoulli´-Denkens wuchs der Glaube,
die Luft müßte bei jeder Umströmung eines gebuckelten
Hindernisses durch dessen längeren Weg auch schneller fließen
müssen und somit in diesem Bereich Bernoulli´schen Unterdruck
entstehen lassen. Diese Vorstellung wird allgemein auch da
angewandt, wo der Vorgang nur einseitig stattfindet, z.B.
bei Wind über Bodenerhebungen. Welch aberwitzige These!
Wie sollte Luft etwas müssen? Längerer Weg? Selbstverständlich
kommt sie dann auch später an bzw. durch `seitliches´
Ausweichen, hier in die Höhe, fast gleichzeitig! Und
Unterdruck dadurch? Ein Märchen! Die Luft wird einfach von
der Erhebung nach oben bis in sehr große Entfernungen weg
gedrückt! So entstehen die für Segelflieger nutzbaren
`Wellen´-Bewegungen der Luft in Höhen bis zu vielen tausend Meter.
Würde die Luft sich über dem Hügel entlang beeilen, so würde
schon in näherer Höhe darüber kein Hochdrücken mehr
stattfinden brauchen und damit können! Würde dadurch weiterhin
tatsächlich ein Unterdruck über einem Hügel entstehen, müßte
ja sogar Luft von oben nach unten da hinein gesaugt werden!
Welche Vorstellung: Wellen-Segelflug adé!

Warum deckt sich dann aber ein Dach bei Sturm ab oder fliegt
evtl. als Ganzes fort? Würde das Dach allein auf dem Boden
aufliegen, so würde es auch nicht angehoben werden. (Sofern
kein Wind mit Staudruck darunter gelangen kann!) An einem
Gebäude kommt noch ein Geschehnis hinzu. An der Luv-Seite des
Hauses entsteht Staudruck aus dem anprallenden Wind. An der
Lee-Seite entsteht Sog durch Mitnahmeeffekte von Luft hinter
der Gebäuderückwand mittels der an den Seiten und oben vorbei
fließenden Windströmung. Damit ergibt sich ein Druckgefälle
von Luv- zur Lee-Seite. Dieses erzeugt eine zum Wind
zusätzliche Strömung von Luv- zur Leeseite. Ein Teil der
Strömung verläuft gemeinsam mit dem Wind und diesen damit
noch verstärkend über das Dach hinweg. Für diese zusätzliche
Strömung stellen die luvseitige Dachkante und die Dachfirste
eine einseitige Verengung als Düse dar, die Dachflächen hinter
diesen halben `Buckel-Düsen´ die Diffusoren.
Dadurch entstehen in einem gewissen Bereich hinter beiden
Strömungs-`Eng´-stellen der Kanten Unterdrücke. Hier sind
alle Bedingungen für die Bernoulli´sche Entstehung von
Unterdruck gegeben: Druckgefälle, Strömung, Düse und Diffusor.
(Ob diese Wirkung allein aber schon ausreicht, um ein Dach
abzudecken bzw. anzuheben, scheint doch sehr fraglich und
sollte einmal konkret erforscht werden!)
Wenn aber der Wind über einen Hügel streicht: es entsteht ein
ganz klein wenig, aber viel zu wenig Staudruck und Sog!

Ein anderer Vorgang läßt aber auch hier Unterdruck entstehen!
Bei auf dem Boden liegendem Dach würde am Firstpunkt die
Wind-Strömung abreißen, also nicht dem scharfen First-Knick
folgend die Dachschräge wieder hinab laufen können. Dadurch
entsteht auf der hinteren Dachschräge im Windschatten auch
Unterdruck! Die ab Firstkante frei in der Luft
weiterlaufende Windströmung reißt an ihrer Unterseite
Luftteile mit sich mit. Das führt zu `Luftmangel´ über der
hinteren Dachhälfte. Durch diese Luftentnahme fällt der
Luftdruck zwischen Dachfläche und unterem Rand der
Windströmung und Luft wird von hinten am Boden entlang im
Windschatten gegen den in der Höhe darüber strömenden Wind
in den ausgedünnten Raum nach vorn angesaugt. Es bildet
sich ein Wirbel im Windschatten wie generell hinter nicht
stromlinienförmigen Hindernissen, man sollte ihn
`Schattenwirbel´nennen! Er tritt auch in Flüssen hinter
Brückenpfeilern auf und ist dort für jeden sichtbar auf
der Wasseroberfläche im Strömungsschatten der Pfeilerbreite
an beiden Seiten zu sehen.