Warum ist das so schwer?

[SoniX]

Warum ist es so schwer sich in die Luft zu befördern?

Wenn ich denke, ich habe 70kg und ich habe gerade vorhin ~800kg auf ner Palette schräg nach oben gezogen. Klar wars sauschwer....

...aber wenn ich 800kg ~100 Meter weit und 1Meter hoch ziehen kann, muss es doch möglich sein 70kg gerade nach oben zu befördern? Vom Kraftaufwand sollte es doch in etwa gleich sein, wenn nicht sogar einfacher?

Ich finde das Ganze Konstrukt auch vieeeel zu gross und auch zu wackelig.
Warum macht man nicht einfach was Kleines mit nem schnell drehenden Rotor?

Da kann man dann erstmal ein paar Minuten treten bis er auf Geschwindigkeit kommt und dann hebt man ab. Mit der richtigen Übersetzung sollte das doch kein Problem sein?

[Der Spatz]

Beim "schiefe Ebene" Hochschieben wird allerdings ein Großteil des "Gewichts" von dem Boden getragen und du musst nur einen Bruchteil der Gravitation überwinden.

Beim fliegen musst du aber dauerhaft die komplette Gravitation ausgleichen und dies durch "runterdrücken" von Luft.

[SoniX]

Hmm ja...

Ich dachte mir das in etwa so: Anziehungskraft 9,8m/s
Wenn ich da nun 70kg nach oben ziehen will brauche ich 686 (was? kg x m / s ?)?
Ist das dann nicht in etwa gleich mit 686kg gerade zu ziehen?

Oh man ich habs gerade mit dein Einheiten :-D
Lasse mich gerne belehren xD

Wäre es vergleichbar mit 686kg in einer Sekunde um 1 Meter zu versetzen?
Das wäre dann in der Tat wieder sehr schwer....

Hätte ich in Physik doch besser ausgepasst :-)))

[rommudoh]

SoniX schrieb:
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> Ich dachte mir das in etwa so: Anziehungskraft 9,8m/s

m/s²

> Wenn ich da nun 70kg nach oben ziehen will brauche ich 686 (was? kg x m / s
> ?)?

kg*m/s² oder auch N (Newton).

> Ist das dann nicht in etwa gleich mit 686kg gerade zu ziehen?

Eher wie 1kg innerhalb einer Sekunde auf 686 m/s beschleunigen... Oder 686 kg innerhalb einer Sekunde auf 1 m/s beschleunigen.

[Sebbi]

SoniX schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Hmm ja...
>
> Ich dachte mir das in etwa so: Anziehungskraft 9,8m/s
> Wenn ich da nun 70kg nach oben ziehen will brauche ich 686 (was? kg x m / s
> ?)?
> Ist das dann nicht in etwa gleich mit 686kg gerade zu ziehen?
>
> Oh man ich habs gerade mit dein Einheiten :-D
> Lasse mich gerne belehren xD

Also gut ...

Die Anziehungskraft ist 9,81 m/s^2 und die möchtest du überwinden, also muss deine Schubkraft genau den Betrag (und zum Abheben sogar etwas mehr) haben. Bei 100 Kilogramm sind das also 981 Newton Kraftaufwand.

Für die schiefe Ebene gilt folgendes Gesetz: Hangabtriebskraft = Gravitation * sin Winkel

Bei einem Winkel von 30 Grad kann man mit einer Kraft von 981 Newton also das doppelte Gewicht nach oben ziehen. Bei 10 Grad übrigens schon fast das 6-fache ...

Das sind die Zusammenhänge. Da du beim Ziehen eines Gewichts aber keine Luftschraube verwendest, sondern dich mit deinen Füßen gegen den Boden stemmst, ist das Abheben mit einem Propeller nicht ganz so leicht. Bei Flugzeugen klappt das leichter, da ihre Tragflächen zum Auftrieb beitragen. Helikopter können aber leider nicht gleiten, deshalb wohl auch der Preis, der dafür ausgelobt wurde.

>
> Wäre es vergleichbar mit 686kg in einer Sekunde um 1 Meter zu versetzen?
> Das wäre dann in der Tat wieder sehr schwer....
>
> Hätte ich in Physik doch besser ausgepasst :-)))

Wikipedia aufrufen reicht bei solchen einfachen Physikfragen ;-)

[bobb]

du müsstest einen flügel designen der bei einer bestimmten geschwindigkeit die definierte last hebt,

dann brauchst du die kraft mit der du den flügel durch die luft schieben musst bei entsprechender geschwindigkeit und das ganze mal die anzahl der flügel

da der wirkungsgrad bei einem flügel wohl recht mager ist (was ich hinten angeschiben wird, setzt er ja nur in einen teil der hebekraft um)

selbst wenn du einen wirkungsgrad von 1 hättest, müsste der kerl gegen die, sagen wir mal 100kg permanent in die pedale schieben mit etwa 1000N

also so etwa auf der drückbank ein 100kg gewicht stemmen, eine minute lang

[spYro]

SoniX schrieb:
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> Warum ist es so schwer sich in die Luft zu befördern?
>
> Wenn ich denke, ich habe 70kg und ich habe gerade vorhin ~800kg auf ner
> Palette schräg nach oben gezogen. Klar wars sauschwer....
>
> ...aber wenn ich 800kg ~100 Meter weit und 1Meter hoch ziehen kann, muss es
> doch möglich sein 70kg gerade nach oben zu befördern? Vom Kraftaufwand
> sollte es doch in etwa gleich sein, wenn nicht sogar einfacher?
>
> Ich finde das Ganze Konstrukt auch vieeeel zu gross und auch zu wackelig.
> Warum macht man nicht einfach was Kleines mit nem schnell drehenden Rotor?
>
> Da kann man dann erstmal ein paar Minuten treten bis er auf Geschwindigkeit
> kommt und dann hebt man ab. Mit der richtigen Übersetzung sollte das doch
> kein Problem sein?


Wenn du wissen willst, wieso das in wirklichkeit so schwer ist, dann mach nen handstand und versuch dich mit den armen erst auf den boden sinken zu lassen und dich dann mit deinen armen vom boden abzustützen. Und da du 2 arme benutzt, stell es dir doppelt so schwer vor. Dann weißt du wie schwer es ist, ca. 80 kg ein paar cm nach oben zu bewegen.

Und das hauptproblem an dem projekt liegt daran, dass du keinen ausfahrbaren stab benutztn darfst um dich vom boden abzuheben, sondern du dich von der LUFT abdrücken musst. Luft bewegt sich aber, also musst du dich immer so schnell von der luft abdrücken, dass die nach untengedrückte luft langsamer nach unten gedrückt wird, als du zeit brauchst, dich von der höheren luftschicht abzustoßen.

Verstanden?
Gut ;)

[SoniX]

Danke für die korrigierten Einheiten :-)

Also 686kg in einer Sekunde auf 1m/s beschleunigen.

Ich glaube so langsam, dass es auch mit Technik nicht so einfach werden wird sich selbst in die Luft zu radeln.

[SoniX]

Okay... Klingt nun doch viel schwerer als gedacht. 70kg in die Luft heben geht ja, aber da habe ich auch meine Füsse am Boden.

Hmmm... Bei dem Kraftaufwand ists ja eigtl schon egal wie gut die Technik ist... Bewerkstelligen kann man das wohl nur für kurze Zeit.

[Rulf]

du mußt keine luft nach unten drücken...du mußt mit deinen(drehbaren) flügeln nur mehr auftrieb erzeugen wie du wiegst + ein bisschen, damit du die sache auch noch steuern kannst...
ein segelflugzeug drückt auch keine luft nach unten...da ensteht vielmehr an der oberseite der flügel ein sog, der die flügel nach oben zieht...
was du meist wäre im prinzip ein düsenantrieb(wie beim senkrechtstarter), der aber ernorme energie benötigen würde, die ein mensch natürlich niemals aufbringen könnte...

[Sebbi]

Rulf schrieb:
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> du mußt keine luft nach unten drücken...du mußt mit deinen(drehbaren)
> flügeln nur mehr auftrieb erzeugen wie du wiegst + ein bisschen, damit du
> die sache auch noch steuern kannst...
> ein segelflugzeug drückt auch keine luft nach unten...da ensteht vielmehr
> an der oberseite der flügel ein sog, der die flügel nach oben zieht...
> was du meist wäre im prinzip ein düsenantrieb(wie beim senkrechtstarter),
> der aber ernorme energie benötigen würde, die ein mensch natürlich niemals
> aufbringen könnte...

Der Sog an der Oberseite würde niemals ausreichen um ein Flugzeug fliegen zu lassen. Der Effekt, der ein Flugzeug fliegen lässt, ist einfach nur die umgelenkte Luft, die durch den Flügel nach unten gedrückt wird. In so fern macht das auch ein Segelflugzeug so. Die Vorwärtsbewegung sorgt dafür, dass Luft umgelenkt wird ... auch und gerade an der Oberseite des Flügels. Aber der Hauptauftrieb entsteht nicht durch irgendeinen Luftdruckunterschied bzw. "Sog" wie man das in der Schule vielleicht gelernt haben mag.

Grüße

[Rulf]

also nochmal: da wird nix nach unten gedrückt, höchstens zur seite(wegen dem luftwiederstand, zentrifugalkraft und der reibung)...
hier nochmal für dich sogar mit anschaulichen bildern:

> http://de.wikipedia.org/wiki/Tragfl%C3%A4che

[C. Stubbe]

Rulf schrieb:
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> also nochmal: da wird nix nach unten gedrückt, höchstens zur seite(wegen
> dem luftwiederstand, zentrifugalkraft und der reibung)...
> hier nochmal für dich sogar mit anschaulichen bildern:
>
> > de.wikipedia.org

Die Geschichte mit der schneller Strömenden Luft auf der Oberseite kann nicht die einzige Erklärung für den Auftrieb sein, sonst könnte man im Kunstflug nicht auf dem Kopf fliegen.

Es muss also noch einer weitere Erklärung geben und da ist die er umgelenkten Luft durchaus plausibel.

Chris

[feierabend]

C. Stubbe schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Rulf schrieb:
> ---------------------------------------------------------------------------
> -----
> > also nochmal: da wird nix nach unten gedrückt, höchstens zur seite(wegen
> > dem luftwiederstand, zentrifugalkraft und der reibung)...
> > hier nochmal für dich sogar mit anschaulichen bildern:
> >
> > > de.wikipedia.org
>
> Die Geschichte mit der schneller Strömenden Luft auf der Oberseite kann
> nicht die einzige Erklärung für den Auftrieb sein, sonst könnte man im
> Kunstflug nicht auf dem Kopf fliegen.
>
> Es muss also noch einer weitere Erklärung geben und da ist die er
> umgelenkten Luft durchaus plausibel.

Hä? Was bitte ist das für ein Argument?
Lies doch einfach den Wikipedia-Artikel und saug dir nicht irgend was aus den Fingern!

Um deiner Logik zu folgen, wenn dein Kunstflieger die Luft nach unten drückt und plötzlich auf dem Kopf fliegt, würde er die Luft ja nun nach oben drücken und abstürzen...



2 mal bearbeitet, zuletzt am 22.06.12 07:30 durch feierabend.

[Phrewfuf]

Ok, du meinst also, im normalflug (bei Flugzeugen) wird die Luft umgelenkt?
Ich nehme an du meinst nach unten.
Wenn das Flugzeug auf dem Kopf steht, wo geht die Umgelenkte Luft dann hin?
Nach oben? Oh, guck mal, dann hätten wir jetzt Abtrieb.

Flugzeuge können aufm Kopf fliegen, weil man die Flussrichtung der an den Tragflächen vorbeiströmenden Luft mit den Steuerklappen ändern kann. Wenn man ein Flugzeug einfach rumdreht und sonst nichts macht, dann wirds sinken, weil die Tragflächen für gewöhnlich Auftrieb nach oben erzeugen. Wenn der Flieger aber aufm kopf steht, ist oben auf einmal unten und schon gehts abwärts.

Bei Hubschraubern ist es was vollkommen anderes als bei Flugzeugen.
Die Rotoren funktionieren wirklich wie Ventilatoren mit verstellbaren Flügeln.
Die drücken wirklich Luft nach unten.
Zum Auf- bzw. Absteigen wird die Menge dieser runtergedrückten Luft verändert, indem man alle Flügel des Hauptrotors steiler oder halt flacher stellt, sodass mehr oder eben weniger Luft bewegt wird. Diese Verstellung nennt man Collective Pitch.

[Endwickler]

Der Spatz schrieb:
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> ...
> Beim fliegen musst du aber dauerhaft die komplette Gravitation ausgleichen
> und dies durch "runterdrücken" von Luft.

Das war auf jeden Fall mal ein lustiger Text. :-)

[Rulf]

Phrewfuf schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Bei Hubschraubern ist es was vollkommen anderes als bei Flugzeugen.
> Die Rotoren funktionieren wirklich wie Ventilatoren mit verstellbaren
> Flügeln.
> Die drücken wirklich Luft nach unten.
> Zum Auf- bzw. Absteigen wird die Menge dieser runtergedrückten Luft
> verändert, indem man alle Flügel des Hauptrotors steiler oder halt flacher
> stellt, sodass mehr oder eben weniger Luft bewegt wird. Diese Verstellung
> nennt man Collective Pitch.

im prinzip ist ein hubschrauber auch nix an deres, als ein flugzeug...nur das sich hier die flügel drehen...das sieht man zb ganz deutlich am profil dieses versuchshelis hier...das luft nach unten drücken bringt für den auftrieb eigentlich nicht so viel...entscheidend ist eher die strömungsgeschwindigkeit an den tragflächen/rotorblättern...was du meinst wäre eher sowas hier:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Senkrechtstarter
dort wird der auftrieb dann wirklich durch luft nach unten drücken(beschleunigen) erzeugt(bzw von oben ansaugen)...
wobei der osprey hier schon wieder mehr ein mittelding darstellt...

[SoniX]

Wenn es denn aber um die Strömungsgeschwindigkeit geht, was ich ja logisch finde, warum macht man es dann nicht so wie von mir im ersten Post angedacht mit einem schnell drehenden Rotor sondern mit 4 riesigen langsamdrehenden? Dann würde auch das riesige wacklige Konstrukt wegfallen...

[Xstream]

weil kleinere rotoren einen geringeren wirkungsgrad haben als große

[Xstream]

feierabend schrieb:
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> Lies doch einfach den Wikipedia-Artikel und saug dir nicht irgend was aus
> den Fingern!

genau! lies du doch nochmal den artikel
http://de.wikipedia.org/wiki/Dynamischer_Auftrieb#Der_Impulsfluss

> Um deiner Logik zu folgen, wenn dein Kunstflieger die Luft nach unten
> drückt und plötzlich auf dem Kopf fliegt, würde er die Luft ja nun nach
> oben drücken und abstürzen...

wenn er auf dem kopf mit dem gleichen anstellwinkel fliegen würde würde er abstürzen, in der tat wird aber das ganze flugzeug so gekippt dass der anstellwinkel wieder passt

hier schön im experiment gezeigt:
http://www.wdr.de/tv/kopfball/sendungsbeitraege/2009/1011/flugzeuge.jsp



1 mal bearbeitet, zuletzt am 24.06.12 02:30 durch Xstream.