Der Geek-Atlas (German Edition)

Luftgeschwindigkeit
     über der Tragfläche wesentlich höher als unter der Tragfläche. Die Bernoulli-Gleichung zeigt, dass der Geschwindigkeitsunterschied
     zu einem höheren Druck unter der Tragfläche führt. Dadurch wird der Auftrieb erzeugt.
    Allerdings muss man nicht unbedingt Bernoulli zitieren, um den Auftrieb zu erklären. Dafür reichen auch Newtons Gesetze aus.
     Die Luft über der Tragfläche fließt schneller als die Luft darunter. Aus Newtons Gleichung F = ma kann man ableiten, dass
     die Auftriebskraft von der Masse m abhängt, die die Tragfläche mit einer Geschwindigkeit V oben und v unten in einer bestimmten
     Zeit t umströmt (siehe Gleichung 116.3 ).
    Gleichung 116.3. Berechnung des Auftriebs mittels Newtonscher Gesetze
    Da die Luft abgelenkt wird, wirken zwei Kräfte auf die Tragfläche ein (eine über der Tragfläche, die andere darunter). Die
     Gesamtkraft wirkt nach oben, weil die Luftgeschwindigkeit über der Tragfläche höher ist.
    ----

Kapitel 117. Evergreen Aviation & Space Museum, McMinnville, OR
    45° 12′ 15″ N, 123° 8′ 40″ W

    Die Spruce Goose
    Es gibt viele Luftfahrtmuseen, doch nur eines besitzt Howard Hughes’ gigantisches Flugboot, die Hercules H-4 (besser bekannt
     als die Spruce Goose). Das Flugzeug besteht fast vollständig aus Holz, absolvierte 1947 einen einzigen Flug und wurde dann
     bis zu Hughes’ Tod im Jahr 1976 in flugbereitem Zustand gehalten.
    Während des Zweiten Weltkriegs verloren die USA im Atlantik aufgrund deutscher U-Boote viele Schiffe, große Mengen an Material
     und zahlreiche Menschen. 1942 waren die Verluste der Alliierten mit 1600 gesunkenen Schiffen auf dem Höhepunkt angelangt.
     Im Juli desselben Jahres vergab die US-Regierung einen 18-Millionen-Dollar-Auftrag an die neu gegründete Hughes Kaiser Corporation,
     der vorsah, ein Flugboot zu entwickeln, das bis zu 750 Soldaten über die U-Boote hinweg transportieren sollte.
    Da sehr viel Metall für den Krieg benötigt wurde, entschied sich Hughes für ein Design aus laminiertem Holz (hauptsächlich
     Birke, nicht Fichte, engl. spruce). Rahmen und Rippen der Spruce Goose bestanden aus Holz. Dann wurden laminierte Holzteile
     zu dünnen Platten geformt und über dem Rahmen verklebt.
    Da das Flugzeug so riesig war, erfand Hughes auch eine spezielle Flugsteuerung, die dem Piloten das Gefühl gab, ein kleines
     Flugzeug zu fliegen. Der Pilot musste nur wenig Kraft aufbringen, um die riesigen Heck- und Querruder zu bewegen.
    Das Flugzeug wurde von acht Pratt & Whitney-Motoren angetrieben. Das Museum stellt einen teilweise zerlegten Motor aus.
    Hughes setzte die Arbeiten an dem Projekt bis 1947 fort. Während einer Untersuchung des US-Senats zur angeblichen Unterschlagung
     von Staatsmitteln führte Hughes Rolltests mit der H-4 in Long Beach Harbor durch. Zur Überraschung aller drehte Hughes die
     Klappen beim dritten Test auf 15° und das riesige Flugzeug erhob sich in die Luft. Hughes flog etwa eine Minute 20 Meter über
     dem Wasser.
    ----
    Der Bodeneffekt
    Einige Kritiker der Spruce Goose behaupteten, dass sie niemals hätte höher fliegen können als bei Hughes’ einzigem Testflug.
     Diese Behauptung basiert auf der Möglichkeit, dass die Spruce Goose nur aufgrund des Bodeneffekts flog, dem alle Flugzeuge
     in der Nähe des Bodens (oder des Meeres) ausgesetzt sind.
    Wenn ein Flugzeug fliegt, erzeugen die Tragflächen Auftrieb, weil die Luft auf der oberen Seite der Tragfläche einen niedrigeren
     Druck aufweist als die Luft darunter. An den Tragflächenspitzen versucht die Luft mit dem höheren Druck unter der Tragfläche
     sich nach oben zu bewegen, wo der Druck niedriger ist. Dies führt an den Tragflächenspitzen zu Wirbeln, die sich in entgegengesetzten
     Richtungen drehen ( Abbildung 117.1 ).
    Abbildung 117.1 Wirbel an den Tragflächenspitzen
    Durch diesen Luft- und Druckverlust unter der Tragfläche wird der erzeugte Auftrieb während des Fluges reduziert. Nahe am
     Boden werden diese Wirbel aber komprimiert. Dadurch wird der negative Effekt für den Auftrieb reduziert, d.h. das Flugzeug
     erfährt einen höheren Auftrieb.
    Der Bodeneffekt – die Erhöhung des Auftriebs in Bodennähe durch die Reduktion der Wirbel – tritt dann auf, wenn die Flughöhe
     maximal der halben Tragflächenspannweite entspricht. Bei einer Spannweite von 97 Metern und einer maximalen Flughöhe von 20
     Metern hat die Spruce Goose während ihres einmaligen Fluges daher natürlich vom Bodeneffekt