Was ist Bodeneffekt?

Es ist unmöglich, eine korrekte UND einfache Erklärung zu geben, denke ich. Ich würde es so erklären, wenn ich gefragt würde:

Der Abwind von den Flügeln und die nach unten gerichtete Komponente der Flügelspitzenwirbel erzeugen einen Bereich mit höherem Druck als normal unter den Flügeln, da die Luft auf den Boden trifft und nicht "entweichen" kann, wodurch der Auftrieb erhöht wird.

Der induzierte Luftwiderstand wird reduziert, da sich Flügelspitzenwirbel (die Luftwiderstand verursachen) in Bodennähe nicht vollständig entwickeln können.

Für eine einfache und korrekte Antwort müssen Sie zuerst den induzierten Widerstand verstehen.

Bitte lesen Sie diese Antwort, wenn Sie sich unsicher fühlen.

Kurzversion: Der Flügel erzeugt Auftrieb, indem er Luft nach unten ablenkt. Ein induzierter Widerstand ist die Folge dieser Auslenkung, weil die resultierende Kraft dieses Auslenkungsvorgangs um den halben Auslenkungswinkel nach hinten geneigt ist. Aufgrund der Rückwärtsneigung hat die Kraft eine horizontale Komponente, die nach hinten zeigt. Dies ist induzierter Widerstand.

Der Bodeneffekt wird verhindern, dass sich dieses Strömungsfeld vollständig entwickelt, da keine Luft in den Boden strömen kann. Folglich ist der Ablenkwinkel geringer und auch seine horizontale Komponente, dh der Luftwiderstand.

Dasselbe passiert vor dem Flügel, wo die Aufwärtsbewegung der Luft vor dem Staupunkt ebenfalls eingeschränkt ist. Eine weitere Folge davon ist eine reduzierte Steigung der Auftriebskurve im Bodeneffekt.

Der Auftrieb ist relativ zum induzierten Widerstand im Vergleich zum Fall mit freier Strömung höher, da der Flügel den Luftausfluss an der Hinterkante etwas blockiert, und dies führt zu einem höheren Druck auf der Unterseite des Flügels im Vergleich zum Fall mit freier Strömung.

Diese "Kisseneffekt"-Erklärung ist eigentlich ganz richtig. Der Druck, der das Flugzeug anhebt, entsteht nicht nur durch nach unten beschleunigte Luft, sondern auch durch Staudruck. Dieser Effekt verschwindet, sobald der Flügel weit genug vom Boden entfernt ist.

Der Boden wirkt wie ein aerodynamischer Spiegel. Wenn sich der Flügel der Oberfläche nähert, ist es, als ob ein umgekehrter Flügel von unten kommt. Ihre Hochdruckbereiche verstärken sich gegenseitig, erhöhen den Wirkungsgrad und reduzieren dadurch den Luftwiderstand.

Hier ist meine Vereinfachung, es ist nicht die ganze Geschichte, aber es deckt das Wesentliche ab.

Auftrieb: Wenn Sie sich im freien Raum befinden, entweicht der hohe Druck unter Ihrem Flügel in die Umgebungsluft. Wenn Sie sich im Bodeneffekt befinden, trifft der hohe Druck unter dem Flügel auf einen nicht komprimierbaren Feststoff und kann sich daher nicht so schnell auflösen, was zu einem höheren Druck unter dem Flügel und damit zu mehr Auftrieb führt.

Luftwiderstand: Wenn Sie sich im freien Raum befinden, löst sich die Nachströmung (Turbulenzen, niedriger Druck) hinter Ihrem Flugzeug ungehindert auf, bis sie mit der umgebenden Atmosphäre gleichförmig wird. Wenn Sie sich im Bodeneffekt befinden, absorbiert die Luft in Bodennähe diese Dissipation schneller, da sie gegen den Boden scheren muss (mehr Reibung als Luft im freien Raum). Außerdem treffen Flügelspitzenwirbel auf den Boden und lösen sich viel schneller auf als im freien Raum.

Ich vermute, der Grund, warum GE an die Flügellänge gebunden ist, liegt darin, dass je länger Ihr Flügel ist, desto stärker Ihre Flügelspitzenwirbel sind und desto weiter Luft seitlich strömen muss, um die Hochdruckzone unter dem Flügel zu verlassen.

Einfache Erklärung:

Außerhalb des Bodeneffekts hat die Luft an der Unterseite des Flügels viel Platz, um sich zu bewegen. Im Bodeneffekt kann sich die Luft an der Unterseite des Flügels nicht annähernd so gut bewegen und drückt daher das Flugzeug nach oben, um zu versuchen, mehr Platz zu schaffen.

im normalen flug hoch über dem boden erzeugen flügel auftrieb, indem sie einen luftstrom nach unten ablenken. Dies ist in Bodennähe nicht möglich: Luft strömt nicht durch die Bodenoberfläche.

Stellen Sie sich vor, wie der nach unten gerichtete Luftstrom zurückprallt und den Druck unter dem Flügel erhöht. Dies geschieht teilweise am Flügel, nicht nur dahinter, da bei Unterschallgeschwindigkeit die Luft vor dem Flügel geteilt wird.

Beim Bodeneffekt wird also Auftrieb erzeugt, indem Luft nach unten gedrückt und der statische Druck unter dem Flügel erhöht wird, wie bei einem Luftkissenfahrzeug. Und der erhöhte Druck geht nicht mit einer induzierten Widerstandsstrafe einher. Und das ist der Hauptunterschied: Der Gesamtwiderstand ist im Bodeneffekt geringer als im normalen Flug.

Der Flügel drückt Luft nach unten.

Im Flug drückt diese Luft auf andere Luft, die sich bewegt.

Beim Bodeneffekt drückt diese Luft auf den Boden, der sich nicht bewegt.

Dinge zu schieben, die sich bewegen, ist schwieriger als Dinge zu schieben, die sich nicht bewegen. Wie das Gehen auf Sand vs. das Gehen auf dem Bürgersteig.

Was hinter der Hinterkante passiert, ist sicherlich irrelevant.

Der Flügel hat einen Einfallswinkel zum Boden, so dass darunter ein Keileffekt entsteht, der vermutlich den Druck unter dem vorderen Teil der Sehne erhöht und weniger unter dem hinteren Teil aufgrund von Venturi-Effekten.

Sieht für mich nach einem Kisseneffekt aus und der Luftstrom über dem Flügel wird abgelenkt und der Druck reduziert, wie es in der Höhe der Fall wäre.

Werfen Sie einen Blick auf Pelikane im Flug und Sie können sehen, wie der „Bodeneffekt“ hart arbeitet! Nicht kompliziert und am leichtesten über Wasser und nicht über Terra Firma zu beobachten. Für tolle YouTube-Videos googeln Sie einfach „Bodeneffektfahrzeug“ und insbesondere die fantastische Schöpfung der UdSSR während des Kalten Krieges (1948-1989). "Bodeneffekt" ist Auftrieb ... und tatsächlich Vorwärtsgeschwindigkeit ..., die beim "Segeln" direkt über einer vorzugsweise wässrigen Oberfläche erzielt wird. In nautischen Begriffen ist es als "Verdrängung" (im Gegensatz zu Auftrieb) bekannt, aber Sie verdrängen tatsächlich die Luft direkt über dem Wasser, anstatt sich auf oder in dieser physischen Oberfläche zu befinden. Es gibt viele endliche und interessante Realitäten, die auch in diesem "Raum" existieren.

In Bodennähe kann der Boden das Flugzeug nach oben drücken und ihm mehr Auftrieb verleihen.