Lösung zu Drehimpulsstrom im Flügel

1. Der negativ drehende Propeller entzieht der Luft Drehimpuls, der positiv drehende entlässt den Drehimpulsstrom wieder an die Luft. Die beiden Motoren pumpen den Drehimpuls von -262 s^-1 auf 0, bzw. von 0 auf 262 s^-1. Dividiert man die Pumpleistung durch die Winkelgeschwindigkeit, die Potenzialdifferenz, erhält man eine Stromstärke von 2.3 kNm. Der y-Drehimpuls fliesst mit einer Stärke von 2.3 kNm vom linken Propeller durch den Flügel in den rechten, also gegen die x-Achse.
2. Von der Mitte her fliesst ein z-Impulsstrom von je 10 kN durch beide Flügelabschnitte. Dieser Impulsstrom wird bei den Motoren um je 8 kN verstärkt, so dass pro Rad 18 kN an den Boden abgeführt werden.
3. Links vom Piloten, auf der positiven x-Achse, bilden sich Quellen, rechts vom Piloten, auf der negativen x-Achse, Senken des y-Drehimpulsstromes. Die gesamte Quellenstärke beträgt nach dem Hebelgesetz 2.5 m * 10 kN = 25 kNm. Der zugehörige Drehimpulsstrom fliesst von den Quellen zu den Senken, also ebenfalls gegen die x-Achse, und erreicht in der Flügelmitte ein Maximum von 25 kNm.
4. Die beiden Drehimpulsströme, die beide gegen die x-Achse fliessen, sind zu überlagern. Die Geamtstromstärke des y-Drehimpulses (entspricht dem Biegemomentverlauf in den Flügeln) hat beim linken Motor, bei x = +2.5 m, eine Stärke von 2.3 kNm, steigt dann bis in die Mitte auf 27.3 kNm an, um auf der rechten Flügelseite bei x = -2.5 m wieder auf 2.3 kNm abzufallen.

Aufgabe