Fachgebiet: Physik

Vergleich eines heutigen Verkehrsflugzeuges mit dem Konzept des Nurflügels hinsichtlich des Energiebedarfs

Portaitfoto Jan Kopatsch

Jan Kopatsch

Schule: Schyren-Gymnasium Pfaffenhofen
Wohnort: Pfaffenhofen
Regionalwettbewerb: Ingolstadt
Alter: 16
Betreuung: Herr Schneider

Projektbeschreibung

"Ziel dieses Projektes war es, eine Möglichkeit zu finden, den Treibstoffverbrauch der heutigen Verkehrsflugzeugbranche zu senken. Ein Weg ist der Einsatz neuartiger Flugzeugkonzepte wie zum Beispiel dem Nurflügel, die vermutlich bessere aerodynamische Eigenschaften als heutige Verkehrsflugzeuge besitzen. 

Ob Nurflügel wirklich bessere aerodynamische Eigenschaften aufweisen, sollte mittels zweier Flugzeugmodelle der Firma Revell in einem selbstgebauten Windkanal überprüft werden, wobei das Modell eines B-2 Stealth Bombers als Vertreter der Nurflügel und das Modell eines Airbus A320-200 als Vertreter eines heutigen Verkehrsflugzeuges verwendet wurden. 

Der Windkanal besteht aus einem einfachen Verpackungskarton, in dem das zu testende Flugmodell in einer Halterung eingespannt ist, einer Einlaufdüse und einem in einer Bohrmaschine eingespannten Modellflugzeugpropeller, der zur Erzeugung des im Windkanals benötigten Luftstroms notwendig ist. 

Gemessen wurde an beiden Flugzeugmodellen jeweils die Auftriebs- und Widerstandskraft bei Anstellwinkeln von 0° bis 30°, aus denen auch der Auftriebs- und Widerstandsbeiwert beider Modelle berechnet werden konnte. 

Das Modell des Nurflügels, der B-2 Stealth Bomber der Firma Northrop Grumman, erfuhr bei den Versuchen eine wesentlich höhere Auftriebskraft bei gleichzeitig etwas größerer Widerstandskraft als das Modell des Airbus A320-200. Es stellte sich zudem heraus, dass das Modell des Nurflügels aufgrund eines niedrigen Widerstandbeiwerts und hohen Auftriebsbeiwertes bei einem Anstellwinkel von 0° wesentlich bessere aerodynamische Eigenschaften aufweist als das Modell des Airbus A320-200. 

Das bedeutet, dass das Konzept des Nurflügels unter den im Versuch vorherrschenden Bedingungen energetisch günstiger ist als heutige Verkehrsflugzeuge."


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