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. Links vom Piloten bilden sich Senken, rechts Quellen 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 in Richtung der x-Achse und hat in der Flügelmitte ein Maximum von 25 kNm.
3. Die beiden in Gegenrichtung fliessenden Drehimpulsströme sind zu überlagern. Das Biegemoment, die Stromstärke des y-Drehimpulses, beträgt beim rechten Motor -2.3 kNm, steigt dann bis in die Mitte auf 22.7 kNm an und fällt auf der linken Flügelseite bis zum Motor auf -2.3 kNm ab.

Aufgabe