Profil (Strömungslehre)
Als Profil bezeichnet man die Form des Querschnitts eines aerodynamisch oder hydrodynamisch geformten Körpers. Diese spezielle Form ist beispielsweise für die Erzeugung von aerodynamischen Kräften an Flügeln von z.B. Vögeln, Flugzeugen und Windenergieanlagen verantwortlich. Die Entstehung und Berechnung dieser Kräfte ist sehr komplex und basiert, stark vereinfacht, auf dem Gesetz von Bernoulli und der Reibung.
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Profilpolare
Nebst Auftrieb (Ca) erzeugt ein Profil auch Widerstand (Cw) und Momente (Cm0). Diese Eigenschaften in Abhängigkeit des Anstellwinkels werden als Diagramm in der Widerstandspolare des Profils aufgeführt. Eine Geschwindigkeitspolare dagegen stellt das Eigensinken zu jeder Fluggeschwindigkeit dar.
Entwicklung von Profilen
thumb|right|Flügelprofil Bei der Entwicklung von Profilen – beispielsweise für Flugzeuge – steht in der Regel die Maximierung des Verhältnisses von Auftrieb und Luftwiderstand im Vordergrund, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Andere Anforderungen sind „gutmütiges“ Verhalten bei hohen Anstellwinkeln (Abreißverhalten) oder Dynamik (verwertbare Spanne des Auftriebs).
Tragflächenprofil
Ein Tragflächenprofil bezeichnet den Querschnitt der Tragfläche eines Flugzeugs. Je nach Verwendungszweck werden bei der Konstruktion von Flugzeugen verschiedene Profiltypen eingesetzt:
- Profile für niedrige Geschwindigkeitsbereiche (Propellermaschinen)
- Laminarprofile (hauptsächlich bei Segelflugzeugen)
- "Superkritische" Profile (Verkehrsflugzeuge im schallnahen Geschwindigkeitsbereich)
- Überschallprofile (hauptsächlich militärische Verwendung)
Die optimale Ausreizung der Aerodynamik in den verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen soll vor allem den Luftwiderstand und damit die Treibstoffkosten senken.
Weitere Anwendungen
Das Funktionsprinzip der Profilform eines Flügels finden wir auch bei einem Rotorblatt, das antreibend Propeller, und angetrieben Repeller genannt wird.
Weblinks
- UIUC Airfoil Data Site
- X-Foil Programm zur Berechnung der Eigenschaften von Unterschall-Profilen