Theoriefragen Flashcards

(39 cards)

1
Q

Wie viele Freiheitsgrade besitzt ein als starr angenommenes Flugzeug?

A

3 translatorische & 3 rotatorische

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Q

Ordnen Sie die rotatorischen Bewegungen um die Flugzeugachsen zu.

A

a) Rollen - p - rot. um x-Achse (Längsachse) - Querruder
b) Nicken - q - rot. um y-Achse (Querachse) - Höhenruder
c) Gieren - r - rot. um z-Achse - Seitenruder

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3
Q

Welche Kräfte greifen am Flugzeug an?

A

Schub, Auftrieb, Widerstand, Gewicht, Querkraft

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4
Q

Ordnen sie die Komponenten des Luftkraftvektors R^A_a im aerodynamischen Koordinatensystem zu!

A

-W
Q
-A

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Q

Die x-Achse des flugzeugfesten Koordinatensystems zeigt in Richtung (?) . Die y-Achse dieses Koordinatensystems zeigt zur (?) . Das (?) Koordinatensystem ist maßgeblich für die Luftkräfte. In diesem Koordinatensystem zeigt die x-Achse in Richtung (?) . Das Koordinatensystem, das seinen Schwerpunkt im Flugzeugschwerpunkt hat und dessen Ausrichtung sich an der Erde orientiert ist das (?) Koordinatensystem. Dabei zeigt die x-Achse in Richtung (?) , die y-Achse in Richtung (?) und die z-Achse in Richtung (?) .

A

Die x-Achse des flugzeugfesten Koordinatensystems zeigt in Richtung (der Flugzeugnase) . Die y-Achse dieses Koordinatensystems zeigt zur (rechten Flügelfläche) . Das (aerodynamische) Koordinatensystem ist maßgeblich für die Luftkräfte. In diesem Koordinatensystem zeigt die x-Achse in Richtung (der Translationsgeschw. des Flughzeugs gegenüber der Luft) . Das Koordinatensystem, das seinen Schwerpunkt im Flugzeugschwerpunkt hat und dessen Ausrichtung sich an der Erde orientiert ist das (geodätische) Koordinatensystem. Dabei zeigt die x-Achse in Richtung (Norden) , die y-Achse in Richtung (Osten) und die z-Achse in Richtung (Erdmittelpunkt) .

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6
Q
Wie lautet die korrekte Drehreihenfolge der Transformationsmatrix 
T_fg aus (Transformation vom geodätischen zum flugzeugfesten Koordinatensystem).
A

T_fg := Psi -> Theta -> Phi

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7
Q

Ordnen Sie die Komponenten der Drehmatrix
T_Θ
(Teildrehung der T_fg Transformationsmatrix) richtig zu!

Um welche Achse wird gedreht?

A

cos Θ | 0 | -sin Θ
0 | 1 | 0
sin Θ | 0 | cos Θ

Drehung um Querachse!

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8
Q

Ordnen Sie die Komponenten der Drehmatrix
T_β (Teildrehung der Transformationsmatrix vom flugzeugfesten in das aerodynamische Koordinatensystem) richtig zu!

Um welche Achse wird gedreht?

A

cos β | sin β | 0
-sin β | cos β | 0
0 | 0 | 1

Drehung um Hochachse!

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9
Q

Wie lautet der korrekte Zusammenhang zwischen Höhenänderung und der Z-Komponente der Bahngeschwindigkeit?

A

Hdot = -w_kg

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10
Q

Was beschreibt der Schubeinstellwinkel?

A

Winkel zwischen Schubwirkungslinie und Flugzeuglängsachse

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11
Q

Wahr oder Falsch?

Bei der Flugleistungsuntersuchung kann die Impulsänderung infolge des Treibstoffverbrauchs vernachlässigt werden.

A

Wahr

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12
Q

Sie wollen die Bewegungsgleichung für ein Flugzeug als Massenpunkt aufstellen um Flugleistungsbetrachtungen durchzuführen (Welches KS?). Welche Transformationsmatrize wird zur Transformation der jeweiligen Kräften genutzt? Gehen sie davon aus, dass die Kräfte jeweils in ihrem üblichen Koordinatensystem aufgestellt sind.

a) Massekraft
b) Schub
c) Gewichtskraft
d) Luftkraft

A
  • > f-KS bei Flugleistungsbetrachtungen
    a) keine, da bereits in f-KS (Ann. kleiner Schubeinstellwinkel)
    b) T_kf
    c) T_kg
    d) T_ka
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13
Q

Wählen sie das für die Untersuchung des jeweiligen Problems am besten geeignete Koordinatensystem aus!

a) Flugdynamische Untersuchungen
b) Flugleistungsuntersuchungen

A

a) f-KS

b) k-KS

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14
Q

Betrachten wir den Sonderfall, dass alle x- und z-Achsen der Koordinatensysteme in der Flugzeugsymmetrieebene liegen. Welcher Zusammenhang gilt bei Windstille für die entsprechenden Euler-, Bahn- und Anströmwinkel?

A

Bahnneigungswinkel = Längslagewinkel - Anstellwinkel

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15
Q

Für welche Größen kann für einen symmetrischen Flugzustand (einer Längsbewegung) ein Wert ungleich Null angenommen werden?

A
u_Kf
w_Kf
q
α
Θ
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16
Q

Zeichnen Sie ein Flugzeug in einer reinen Längsbewegung und benennen Sie alle Winkel, Achsen und Geschwindigkeiten.

A

Siehe 2. E-TEST

17
Q

Unter welchen Bedingungen vereinfacht sich die Transformationsmatrix
T_kf zu T_kf = TγTΘ(Transponiert)TΦ(Transformiert) ?

A
  • > Ψ = χ
  • > Bahnazimut entspricht Azimut,
  • > Flugzeugnase und Bahngeschwindigkeit liegen in der gleichen Vertikalebene
18
Q

Die Eigenschaften der Atmosphäre schwanken in Abhängigkeit von (?) , und (?) .

Die Normatmosphäre (ISA) bildet die Atmosphäre über einen mittleren (?) und einen mittleren (?) ab.

A

Die Eigenschaften der Atmosphäre schwanken in Abhängigkeit von (der Jahreszeit) , und (dem geogra. Breitengrad) .

Die Normatmosphäre (ISA) bildet die Atmosphäre über einen mittleren (Temperaturverlauf) und einen mittleren (Dichteverlauf) ab.

19
Q

In welchen Höhenbereichen liegen die Schichten der Normatmosphäre und wie groß ist der jeweilige Temperaturgradient τ ?

A

Troposphäre: 0 - 1100m; τ = -0.0065K/m

Stratosphäre: 11.000 - 20000m; τ = 0 K/m

Stratosphäre: 20000-32000m; τ = +0.001 K/m

20
Q

Wie groß sind die Standardwerte von Dicht, Temp. und Druck auf Höhe des Meeresspiegels?
Welche Besonderheit weist der Verlauf der Temp. über die Höhe auf?

A

Dichte: 1,225kg/m^3
Temp.: 288,15 K = 15°C
Druck: 1013,25 hPa

Ab Tropopause: T = const. (bis oberer Bereich der Stratosphäre)

21
Q

Die unterste Schicht der Normatmosphäre wird (?) genannt. Sie ist gekennzeichnet durch eine (?) der Temperatur mit der Höhe und reicht bis etwa (?) km Höhe. Ihr schließt sich die (?) an, die etwa bis (?) km Höhe durch eine (?) Temperatur charakterisiert ist. Der obere Teil der Stratosphäre hingegen ist durch eine (?) Temperatur beschrieben.

A

Die unterste Schicht der Normatmosphäre wird (Troposphäre) genannt. Sie ist gekennzeichnet durch eine (lineare Abnahme) der Temperatur mit der Höhe und reicht bis etwa (11) km Höhe. Ihr schließt sich die (Stratosphäre) an, die etwa bis (20) km Höhe durch eine (konstante) Temperatur charakterisiert ist. Der obere Teil der Stratosphäre hingegen ist durch eine (zunehmende) Temperatur beschrieben.

22
Q

Was ist die Druckhöhe?

A
  • > Gibt Zusammenhang zw. Temp. und virtueller Flughöhe.
  • > Druckhöhe =/ tatsächliche Höhe
  • > Die Druckhöhe kann, wenn ein Flugzeug am Boden steht, abgelesen werden, indem der Höhenmesser auf 29.92 inch Quecksilbersäule (= 1013 hPa) eingestellt wird.
23
Q

Wie ist der Staudruck q definiert?

A

q = 1/2 * ρ * V^2

24
Q

Wie ist der Auftrieb definiert?

A

A = q * S * C_A

25
Über welchen Zusammenhang wird die Geschwindigkeit im Flug ermittelt?
Bernoulli Gleichung: P_t = P_∞ + q (inkompr.) V=√[2⋅(p_t−p_∞)/ρ]
26
Bei Flügeln endlicher Spannweite entsteht an den Flügelenden ein Druckausgleich von der (?) zu der (?). Der dadurch hervorgerufene Abwind (?) den örtlichen Anstellwinkel um den (?) Anstellwinkel. Nach der Prandtlschen Traglinientheorie ist dieser für (?) Zirkulationsverteilungen direkt proportional zum Auftriebsbeiwert. Abweichungen in der Verteilung werden durch den (?) beschrieben, der stets (?) Eins ist.
Bei Flügeln endlicher Spannweite entsteht an den Flügelenden ein Druckausgleich von der (Flügelunterseite) zu der (Flügeloberseite). Der dadurch hervorgerufene Abwind (reduziert) den örtlichen Anstellwinkel um den (induzierten) Anstellwinkel. Nach der Prandtlschen Traglinientheorie ist dieser für (elliptische) Zirkulationsverteilungen direkt proportional zum Auftriebsbeiwert. Abweichungen in der Verteilung werden durch den (Oswaldfaktor) beschrieben, der stets (<=) Eins ist.
27
Woraus setzt sich der Gesamtwiderstand am Flugzeug zusammen?
W_ges = Nullw. + ind. W. + Wellenw. + Steuerw. mit Nullw. = Druckw. + Reibungsw.
28
Wie berechnet sich der ind. Widerstand?
W_i ~ [q* S* C_A^2]/[Λ*e]
29
Welchen Zusammenhang gibt die Lilienthalpolare wieder? Welche Aussagen bezüglich charakteristischer aerodynamischer Kenngrößen gelten für die ebene Platte unenedlicher Spannweite?
Auftriebsbeiwert über Widerstandsbeiwert ``` C_Aα = 2π α_0 = 0 ```
30
Wie wirken sich Hochauftriebssysteme auf den Auftriebsbeiwert aus?
Flaps: C_Amax + α_max - Slats: C_Amax + α_max + -> Kombination von beiden nutzen, damit α = const. bleibt bei Erhöhung von C_Amax
31
Es werden folgende Annahmen getroffen: ``` β=Φ=Ψ=χ=0 p=r=0 pdot=rdot=0 v=0 vdot=0 _________________ ``` Wie berechnen sich Widerstand und Auftrieb für... a) Horizontalflug b) Antriebsloser Gleitflug c) Unbeschl. Bahnneigungsflug
a) W=F A=G b) W=-G sin(γ) F=G cos(γ) c) W=-G sin(γ) + F F= G cos(γ)
32
Je größer (?) , desto kleiner ist der Betrag des (?) . Bei einer Gleitzahl von 15 kann ein Verkehrsflugzeug (?) weit fliegen während es dabei (?) sinkt.
Je größer (die Gleitzahl E) , desto kleiner ist der Betrag des (Bahnwinkels) . Bei einer Gleitzahl von 15 kann ein Verkehrsflugzeug (15km) weit fliegen während es dabei (1km) sinkt.
33
Der (?) wird aufgrund von drei-dimensionalen Strömungseffekten erzeugt. Eine Erhöhung der Flügelstreckung führt zu (?) des genannten Widerstandes. Es bilden sich (?) an (?) .
Der (ind. Widerstand) wird aufgrund von drei-dimensionalen Strömungseffekten erzeugt. Eine Erhöhung der Flügelstreckung führt zu (einer Verringerung) des genannten Widerstandes. Es bilden sich (Wirbel) an (den Flügelenden) .
34
Welche der Bewegungsgleichungen sind bei dem als reine Längsbewegung vereinfachten Flugzustand zu betrachten? X-Kraftgleichung (?) Y-Kraftgleichung (?) Z-Kraftgleichung (?) Nickmomentengleichung (?) Rollmomentengleichung (?) Giermomentengleichung (?)
X-Kraftgleichung (ja) Y-Kraftgleichung (nein) Z-Kraftgleichung (ja) Nickmomentengleichung (ja) Rollmomentengleichung (Nein) Giermomentengleichung (Nein)
35
Wie erhält man eine geom. Lösung für die max. Reichweite eines stat. Segelflugs aus der aufgelösten Polare? Wie nennt man diesen Punkt?
Berührungspunkt der Tangente aus Ursprung Punkt des Besten Gleitens
36
Wie ist das Gleitverhältnis | ε in der Flugmechanik definiert?
= CW/CA = 1/Gleitverhältnis
37
Wie verändert eine Zunahme der Flugzeugmasse die optimale Gleitzahl bei einem Segelflugzeug?
Optimale Gleitzahl bleibt gleich
38
Während eines Fluges in einem Segelflugzeug fliegen Sie plötzlich in ein Abwindfeld ein. Wie müssten Sie als Pilot die Geschwindigkeit verändern, um den Flug bei optimaler Gleitzahl fortzusetzen?
Geschwindigkeit erhöhen
39
Wie ist der induzierte Anstellwinkel bei einer Abweichung von der elliptischen Zirkulationsverteilung definiert?
αi=CA/πΛe