Polardiagramm

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Polardiagramm

Das Polardiagramm stammt von Otto Lilienthal (* 23. Mai 1848 in Anklam, Provinz Pommern; † 10. August 1896 in Berlin). Das Diagramm dient der graphischen Darstellung des dynamischen Auftriebs zum Strömungswiderstand. Im Polardiagramm werden der Widerstandsbeiwert cW als Abszisse (horizontale Achse) und der Auftriebsbeiwert cA als Ordinate (vertikale Achse) dargestellt. Die Kurve, die Polare, ist mit dem jeweiligen Anstellwinkel parametrisiert. Diese Darstellung hat den Vorteil, dass die Verbindung des Nullpunkts des Diagramms mit einem Kurvenpunkt die Richtung der (dynamischen) Gesamtkraft der Luft auf das Flugzeug zur Anströmung angibt. Der Winkel zwischen der Linie und der cA-Achse ist der Gleitwinkel.

Jedes Tragflächenprofil hat für eine gegebene Reynolds-Zahl eine charakteristische Polare. Aus der Polare können wesentliche Flugeigenschaften und Werte entnommen werden:

  • den Anstellwinkel mit dem geringsten Widerstand: Punkt am weitesten links auf der Polare (αcW, min)
  • den Anstellwinkel mit dem kleinsten Gleitwinkel: Tangente vom Nullpunkts des Diagramms an die Polare legen (αGünstig).
  • Anstellwinkel mit dem maximalen Auftriebsbeiwert: höchste Punkt des Graphen mit maximalem dynamischen Auftrieb (αcA, max).
  • Kritischer Anstellwinkel: grösstmögliche Anstellwinkel (αkrit), bei dem die Strömung noch anliegt und einen zuverlässig Auftrieb erzeugt. Die Überschreitung dieses Winkel führt zu einem Strömungsabriss und damit zum völligen Zusammenbruch der Auftriebs.

Am Verlauf des abfallenden Astes der Polare lässt sich das „Abreissverhalten“, also das Verhalten des Flugzeuges im überzogenen Flugzustand, erkennen. Ein relativ flacher Verlauf kennzeichnet ein „gutmütiges“ Abreissverhalten, während eine steil nach unten verlaufende Kurve auf ein kritisches Abreissverhalten mit schnellem Verlust von Auftrieb und Steuerfähigkeit hinweist.