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Warum Hubschrauber nicht viel schneller fliegen können

Beim Vorwärtsflug trifft das Rotorblatt, das sich in Flugrichtung bewegt, auf viel schnellere Luft als das zurücklaufende Blatt. Bei sehr hoher Geschwindigkeit bekommt das zurücklaufende Blatt fast keine Anströmung mehr, der Auftrieb wird stark ungleich und der Rotor erreicht seine Grenze bei etwa 400 km/h.

Auf dem Bild

  1. Vorlaufendes Blatt: Blattspitzengeschwindigkeit plus Fluggeschwindigkeit, also sehr schnelle Luft
  2. Rücklaufendes Blatt: Blattspitzengeschwindigkeit minus Fluggeschwindigkeit, also sehr langsame Luft
  3. Zone fast ohne Anströmung auf der rücklaufenden Seite, in der das Blatt kaum Auftrieb erzeugt
  4. Flugrichtung: Je schneller der Hubschrauber fliegt, desto größer wird der Unterschied zwischen den Blättern

Beispiele

  • Wer mit dem Rad gegen den Wind fährt, spürt starken Gegenwind, wer mit dem Wind fährt, spürt kaum etwas.
  • Ein sich drehendes Karussell, das über ein Feld gezogen wird: Eine Seite bewegt sich schneller als der Boden, die andere kaum.

Quiz: Warum Hubschrauber nicht viel schneller fliegen können (Alter 16)

  1. Wenn ein Hubschrauber vorwärts fliegt, was passiert mit der Luftgeschwindigkeit am Rotorblatt, das sich in Flugrichtung bewegt?

    • Sie sinkt, weil die Vorwärtsgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit des Blatts abgezogen wird
    • Sie bleibt gleich, weil sich der Rotor immer gleich schnell dreht
    • Sie steigt, weil sich die Vorwärtsgeschwindigkeit zur Eigengeschwindigkeit des Blatts addiert
  2. Warum erzeugt das Blatt, das sich gegen die Flugrichtung bewegt, bei sehr hoher Vorwärtsgeschwindigkeit fast keinen Auftrieb?

    • Die Luft um das Blatt wird zu dünn, um irgendetwas zu tragen
    • Die Vorwärtsgeschwindigkeit hebt den größten Teil seiner Geschwindigkeit auf, sodass es kaum angeströmt wird
    • Der Motor kann dieses Blatt nicht so schnell drehen wie das andere
  3. Was begrenzt letztlich die Geschwindigkeit eines Hubschraubers bei etwa 400 km/h?

    • Der Auftrieb wird zwischen den beiden Seiten des Rotors stark unausgeglichen
    • Der Rumpf des Hubschraubers kann nicht schneller durch die Luft schneiden
    • Dem Motor geht die Leistung aus, um den Hubschrauber schneller voranzutreiben

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Physik, Alter 16