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Die verschiedenen Klavier Arten im Überblick | Superprof

• Stutz- oder Mignonflügel (Länge ca. 140 cm bis 180 cm, Gewicht ca. 280–350 kg)
• Salon-, Konservatorien- oder Studioflügel (ca. 180 cm bis 210 cm, ca. 320–450 kg)
• Halbkonzertflügel (ca. 210 cm bis 240 cm, ca. 400–500 kg)
• Konzertflügel (ca. 240 cm bis 308 cm, ca. 480–700 kg)

29.06.2021

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Insektenflügel

Die Beschäftigung mit dem Insektenflügelgehört zu den zentralen Themen der Entomologie, der Lehre von den Insekten. Das Verständnis seiner Entstehung und seiner Formenvielfalt stellt eine große Herausforderung für viele biologische Teildisziplinen dar. Für die Benennung der Adern, Zellen und Felder des Flügels existieren verschiedene Systeme. Die Evolution der Flügel ist weitgehend ungeklärt und auch bezüglich der Entwicklung während der Ontogenese(Individualentwicklung) sind noch viele Fragen unbeantwortet. Bereits im frühen Oberkarbon und damit mehr als 100 Millionen Jahre vor den Flugsauriern, den ersten flugfähigen Landwirbeltieren, die mit zu Flügeln umgebildeten Gliedmaßen zu fliegen vermochten, entwickelten die Insekten Flügel aus Ausstülpungen der Haut. Die Entwicklung der Flugfähigkeit ermöglichte die Eroberung neuer Lebensräume und die Besetzung von zahlreichen neuen ökologischen Nischen. Infolgedessen kam es zu einer umfangreichen adaptiven Radiation, wodurch die Fluginsekten heute die artenreichste Tiergruppe überhaupt sind. Der Erfolg der Insekten ist auf die Entwicklung der Flügel zurückzuführen.

Abb. 0.1 Ursprüngliche Aderung und Flügelhaltung
bei einer Großlibelle

Tragflügel

Die Tragfläche, auch Tragflügel, Flügel oder unter einem Bootsrumpf montiert Hydrofoil, ist ein Bauteil eines Fahrzeugs, dessen Hauptaufgabe in der Erzeugung von dynamischem Auftrieb besteht. Die Funktion des Tragflügels besteht darin, durch Beeinflussung der Umströmung eine ausreichend große Kraft senkrecht zur Anströmrichtung zu erzeugen. Diese Kraft ist der Auftrieb, der ein Flugzeug in der Luft hält, oder ein Tragflächenboot (oder Segelboot, Surfboard, Wakeboard oder Kiteboard) aus dem Wasser hebt.

Tragfläche eines Airbus A319-100

Die Tragflügel (Hydrofoils) eines auf der Seite liegenden Moth International Boots und ein Boot des Typs in Fahrt

An Flugzeugen sind Tragflächen meist mit Klappen ausgestattet, mit denen die Fluglage, der Auftrieb oder der Luftwiderstand beeinflusst werden kann. Bei großen Flugzeugen hängen zumeist Triebwerke daran, zudem befinden sich die Treibstofftanks in den Tragflächen. Der Abstand zwischen linker und rechter Tragflächenspitze wird als Spannweitebezeichnet.

FunktionsprinzipBearbeiten

Umströmung eines Tragflächenprofils^[1]

Beim Flug mit wenig Abstand über eine glatte Wolkendecke hinterlässt der downwash der Tragfläche eine deutliche Spur

Erzeugen von dynamischem Auftrieb Bearbeiten

→ Hauptartikel: Dynamischer Auftrieb

Voraussetzung für die Erzeugung von Auftrieb durch Tragflächen ist die Bewegung in einem geeigneten Fluid (wie zum Beispiel Luft oder Wasser), das die Eigenschaften Masse, Viskosität und zumindest in gewissem Umfang Inkompressibilität aufweist.^[2]

Tragflächen mit geeignetem Profil und Anstellwinkel lenken das anströmende Fluid um (downwash); dadurch wird eine senkrecht zur Anströmung wirkende Kraft erzeugt. Durch die Umlenkung wird dem Fluid ein Impuls übertragen. Nach dem ersten Newtonschen Gesetz erfordert diese Richtungsänderung der Strömung nach unten eine stetig wirkende Kraft. Nach dem dritten Newtonschen Gesetz (Actio und reactio) wirkt dabei eine gleiche und entgegengesetzte Kraft, der Auftrieb, auf die Tragfläche.^[2]

Parameter der Auftriebskraft Bearbeiten

Die Masse der abgelenkten Luft mLuft pro Zeitspanne t ist abhängig von ihrer Dichte, von der Größe (Fläche) der Tragflächen und von der Fluggeschwindigkeit: je schneller das Flugzeug fliegt, umso mehr Luft wird in derselben Zeit abgelenkt. Die Beschleunigung der abgelenkten Luftmasse ist abhängig von der Fluggeschwindigkeit und vom Anstellwinkel der Tragfläche.

Bei konstanter Luftdichte, Tragflächengröße und gleichbleibendem Anstellwinkel ist die Auftriebskraft proportional zum Quadrat der Fluggeschwindigkeit: Sowohl die abgelenkte Luftmasse pro Zeitspanne als auch deren vertikale Beschleunigung wachsen proportional mit der Fluggeschwindigkeit. Bei doppelter Fluggeschwindigkeit und ansonsten gleicher Anströmung der Luft verdoppelt sich sowohl die nach unten beschleunigte Luftmenge als auch ihre Geschwindigkeit. Das bedeutet, der Auftrieb vervierfacht sich.

Da aber die Ablenkungsgeschwindigkeit in die dafür benötigte Antriebsleistung quadratischeingeht, ist die für die Auftriebserzeugung benötigte Leistung umgekehrt proportional zur Fluggeschwindigkeit sowie zur Größe der Tragflächen. Das bedeutet, je höher die Fluggeschwindigkeit oder je größer die Tragflächen, desto geringer die für den Auftrieb benötigte Antriebsleistung. (Diese ist jedoch kleiner als die gesamte für den Flug benötigte Antriebsleistung, siehe unten).

Strömungswiderstand

Der oben beschriebene Wirkmechanismus ist Teil des induzierten Luftwiderstandes: er entzieht dem Auftrieb liefernden Strömungssystem die dafür benötigte Energie in Form von Strömungswiderstand. Dieser Teil des induzierten Luftwiderstands lässt sich prinzipiell nicht beseitigen, da er physikalisch dem Energie- und Impulserhaltungssatz Rechnung trägt.

Eine weitere Form des induzierten Luftwiderstands wird durch Randwirbel an den Tragflächenenden verursacht: Hier entsteht ein Druckausgleich zwischen Überdruck unter dem Flügel und Unterdruck über dem Flügel. So entsteht an jeder Tragflächenspitze ein Randwirbel um die Längsachse des Flugzeugs, dessen kinetische Energie dem Auftrieb erzeugenden Strömungssystem entzogen wird und so ungenutzt verloren geht. Die Randwirbel lassen sich durch eine hohe Streckung (= Verhältnis der Spannweite zur mittleren Flügeltiefe) verringern, aber bei endlichen Tragflügeln prinzipiell nicht völlig ausschalten. Auch die Winglets an den Tragflächenenden moderner Flugzeuge dienen der Verringerung dieser Widerstandsform, indem sie den Druckausgleich quer zur Flugrichtung (und damit die Wirbelbildung) teilweise unterbinden. Dabei ist zu beachten, dass die Gesamtwirbelstärke der Randwirbel auch durch Winglets wegen des Helmholzschen Wirbelsatzes nicht beeinflusst werden kann. Eine Verminderung der Wirbelstärke würde nach dem Satz von Kutta-Joukowski auch eine Verringerung des Gesamtauftriebes des Flugzeuges bedeuten. Winglets können jedoch durch geschickte Verlagerung der Wirbel einen positiven Einfluss auf die Auftriebsverteilung haben und so den induzierten Luftwiderstand senken. Weiterhin ist es möglich, durch Winglets die Flugeigenschaften im unteren Geschwindigkeitsbereich positiv zu beeinflussen.

Neben dem induzierten Luftwiderstand erhöhen weitere Formen von Strömungswiderstand den Leistungsbedarf eines Flugzeugs:

Der Reibungswiderstand an der Oberfläche der Tragfläche bremst das Flugzeug, indem er in der Grenzschicht Bewegungsenergie in Wärmeenergie wandelt. Der Reibungswiderstand (oder Schubspannungswiderstand) ist davon abhängig, ob die anliegende Strömung laminaroder turbulent ist. Er kann durch eine hohe Oberflächengüte (Glätte) gemindert werden, wodurch die Strömung so laminar als möglich gehalten wird, der Reibungswiderstand kann aber nicht völlig ausgeschaltet werden. Auch Riblets können den Reibungswiderstand verringern.

Der Form- oder Druckwiderstand kommt dadurch zustande, dass der Druck auf der Vorder- und Rückseite eines umströmten Körpers unterschiedlich ist. Wo die Strömung in Turbulenz umschlägt – generell an der Hinterkante der Tragfläche, aber z. B. auch an den Kanten von Landeklappen und Querrudernetc. –, entsteht ein bremsender Sog, der dem Querschnitt des Strömungsabrisses entspricht. Der Formwiderstand kann durch eine sinnvolle Wahl und sorgfältige Ausformung des Tragflächenprofils minimiert werden.

Der Wellenwiderstand schließlich kommt im Überschallflug zum Tragen: hier induziert der überschallschnelle Aufprall der Luftteilchen auf die Vorderseite des Flugzeugs eine sich kegelförmig ausbreitende Stoßwelle(Machscher Kegel), die am Boden als Überschallknall wahrnehmbar ist.

Der Strömungswiderstand (und damit der Leistungsbedarf zu dessen Überwindung) steigt mit dem Quadrat der Fluggeschwindigkeit. Zusammen mit dem zur Fluggeschwindigkeit umgekehrt proportionalen Leistungsbedarf für die Auftriebserzeugung ergibt sich konstruktionsabhängig für jedes Flugzeug eine bestimmte Geschwindigkeit, bei der – auf die Flugzeit bezogen – der Energiebedarf für den Horizontalflug am geringsten ist. Auf die Flugstrecke bezogen liegt das Minimum des Energieverbrauchs jedoch bei einer deutlich höheren Geschwindigkeit, da das Flugzeug dann für dieselbe Strecke weniger lange in der Luft gehalten werden muss. Die Geschwindigkeit mit dem geringsten Energieverbrauch pro Strecke nennt man Reisegeschwindigkeit.

Strömungsabriss

→ Hauptartikel: Strömungsabriss

Der zur Auftriebserzeugung erforderliche Anstellwinkel steigt bei niedrigen Geschwindigkeiten: Da bei höherer Geschwindigkeit im selben Zeitraum mehr Luftmasse abgelenkt wird und der Betrag der vertikalen Beschleunigung ebenfalls steigt, genügt ein geringerer Ablenkungswinkel zur Erzeugung desselben Auftriebs. Umgekehrt muss der Anstellwinkel umso mehr erhöht werden, je langsamer das Flugzeug fliegt.

Der Coandă-Effekt kann an der Oberseite der Tragfläche nur bis zu einem bestimmten, von Profilform, Oberflächenqualität und Reynolds-Zahl abhängigen Anstellwinkel ein Anliegen der Strömung gewährleisten, welches in der Regel um 15–20° liegt. Jenseits dieses Anstellwinkels reißt die Strömung von der Oberfläche ab. Dies bewirkt eine drastische Erhöhung des Formwiderstands, gleichzeitig bricht der größere Teil des Auftriebs zusammen, da das Profil in diesem Strömungszustand den Luftstrom an der Oberseite der Tragfläche nicht mehr effektiv ablenken kann, sondern im Wesentlichen nur noch verwirbelt. Die Fluggeschwindigkeit, bei der aufgrund des gestiegenen Anstellwinkels die Strömung abreißt, nennt man Überziehgeschwindigkeitoder Stallspeed; der dabei entstehende Flugzustand, in dem das Flugzeug durchsackt und nur noch sehr eingeschränkt steuerbar ist, ist der (englisch) Stall. Die Überziehgeschwindigkeit ist somit die niedrigste Geschwindigkeit, bei der sich ein Flugzeug gerade noch in der Luft halten kann; sie ist konstruktionsabhängig und reicht in der Praxis von ca. 20 km/h (Gleitschirm) bis zu ca. 300 km/h (schnelle Strahlflugzeuge ohne aktivierte Landehilfen).

Die Überziehgeschwindigkeit ist bei einem Flugzeug vom Gewicht und vom Lastvielfachenabhängig, d. h. von der zusätzlichen Beschleunigung, die beispielsweise in Kurvenflug entsteht. Außerdem steigt die Überziehgeschwindigkeit (true air speed) bei kleinerer Luftdichte. Die angezeigte Geschwindigkeit (indicated air speed) ist jedoch dabei dieselbe, da die mechanischen Instrumente auch von der Luftdichte in gleichem Maße beeinflusst werden.

„Der Traum vom Fliegen“- Reisen mit einem Gleitschirm mit Motor

Ein exklusiver Abenteuer-Blog Wer kennt nicht das Problem bei Regenwetter drinnen zu hocken und sich mit den hochkomplexen technischen Möglichkeiten des Computers abzulenken. Unsere Hauptperson, Maurizio, lebt in Bern . Er würde gerne mehr fliegen doch er hat im Moment wenig Übung. Deshalb dürfte er sich eigentlich gar nicht erfahrener Pilot nennen, denn er kann sich nicht überwinden, mehr Zeit zu investieren und doch träumt er davon. Aufwachen und sich nicht dem Tagträumen hinzugeben empfiehlt das Konzept des Meditierens. Nicht-handeln-wollen und Nur-aufmerksam-sein gehören dazu. Zielgerichtetes Denken ist aber schon Handeln. Die Zeit geht wie im Flug dahin. Das Denken ist meistens nur Ablenkung und das innige Sein, das heisst das Erleben kommt zu kurz.

Der Ruf zum Abenteuer mit Flugsimulatoren und Google-earth über die 3D-Landschaft

Eine neue Herausforderung ergibt sich für Maurizio, weil eine Erlebnis-Chalenge angekündigt wird. Der Gewinner darf eine weitere Ausbildung zum Segelflugpiloten absolvieren und gewinnt dazu ein hohes Preisgeld. – Soll Maurizio diesen Flug canceln? Verpasst er da nicht etwas? Maurizio würde gerne an diesem Wettbewerb teilnehmen, doch er hat nicht genug Mut. Was, wenn er versagt? Ist ein Wettbewerb nicht ein Schritt zu groß, um mit dem Start zu beginnen? -Ein neuer Kollege kommt in den Alltag. Er hat bereits im Militär bei den Fallschirmspringern gelernt und kann zuverlässig und genau an einem Abhang landen, Als Flughelfer und Startplatzcoach ist er in der Flugschule angefragt worden und macht das aber nicht hauptberuflich. Maurizio und der Kollege freunden sich an. Er motiviert ihn weiterzumachen und gibt ihm Tipps, unter anderem zum Thema Meteorologie und Startplatzwahl in den Bergen.

Was müsste die Wetterfee ändern, damit sich Maurizio doch noch wohl fühlen würde in den windigen Thermikverhältnissen?

Maurizio überwindet auf dem Weg seinen Schatten und seine Befürchtungen und stellt sich den Herausforderungen. Doch warum sollte er so etwas tun wollen? Er meldet sich bei Flug-Challenge an. Wie bei „Amy und die Wildgänse“ fehlt ihm hier eigentlich eine natürliche und ungefährliche Notwendigkeit zur Rettung der Umwelt, damit nicht unnötig zuviel Zeit, Kosten und Energie verbraucht werden. -Wird das fliegerische Können des Piloten ausreichen? Stimmt jedes Detail der Flugvorbereitung? Könnte nicht in letzter Minute etwas einen Strich durch die Rechnung machen? Eine gute Vorbereitung ist notwendig!

Der Wettbewerb beginnt. Es gibt mehrere Flüge. Maurizio beginnt, sich mit den anderen angemeldeten Teilnehmern und Teilnehmerinnen zu messen. Er bekommt Unterstützung von seinen Freunden. -Nachdem die Jurie die MitstreiterInnen getestet und bewertet hat, verkündet sie den Gewinner in einer Live-Show. Wird der Autor gewinnen?- Maurizio kämpft hart und gewinnt souverän den Wettbewerb in der Luft und am Boden. Er ist überglücklich. -Maurizio gewinnt das hohe Preisgeld. -Er geht nach Hause und erzählt es seinen Freunden. Und er geht zurück auf seine Arbeit um es dem Kollegen zu berichten. -Maurizio weiß, dass er seine Ängste überwunden hat, deshalb fühlt er sich stärker als je zuvor. Er kann nicht mehr aufhören, zu fliegen, flattern und piepsen. -Maurizio kündigt seinen Job und widmet sich ausschließlich dem Gleitschirmfliegen. Er hat viel gelernt und kann nun tun, was er liebt.

Gründe, warum unabhängiges Fliegen mit einem Motorschirm in der Theorie gut funktioniert aber in der Praxis eine längere Anreise erfordert

-In der Theorie ist es eine flexible und bergbahnunabhängige Art zu reisen. -In der Theorie spart man Zeit, weil man unterwegs mit einem Flike (Liegeradtrike) an einer normalen Tankstelle tanken und auf dem nächsten freien Feld mit der Bewilligung des Eigentümers starten könnte. (zumindest in Frankreich) – In der Praxis gibt es oft Wartezeiten durch Staus auf dem Anfahrtsweg mit dem Auto und durch den Unterhalt des Motores. – Man benötigt in der Praxis ein Startfeld, das in der aktuellen Windrichtung fliegbar ist. – Im Falle von Wetteränderungen muss es möglich sein auf Überlandwegen wieder nach Hause zurückzukehren .- Schlechtes Wetter beeinträchtigt häufig die Sicht und erschwert die Navigation im Luftraum, was zu Verzögerung oder Abweichung vom Kurs führen kann. – Der Traum, zuhause starten zu können, ist nur möglich, wenn man unterwegs campieren kann.

 

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Frage ans iGing: haben oder sein?

Die Entwicklung bezeichnet den Prozeß, wie wir in schwierigen Lagen, die unser Schicksal ausmachen, Fortschritte erzielen. Allmählicher Fortschritt ist das Mittel, um den ungünstigen Verlauf der Ereignisse, der durch unkorrekte Haltungen hervorgerufen wurde, zu verändern. Er ist das Mittel, um sowohl die kleinen wie die großen Probleme des Lebens zu lösen. Er geht notwendigerweise langsam vor sich, da Wachstum ein organischer Prozeß ist, von innen nach außen. Er verlangt Beharrlichkeit und Treue. Das Bild, das das ganze Hexagramm durchzieht, ist das der Wildgans, die ihrem Partner treu bleibt. Ihr Vorbild findet seinen höchsten Ausdruck in »Wolkenhöhen«. Selbst dort verläßt sie nicht den Zug, sondern bleibt an ihrem Platz. Diese Standfestigkeit ist die Eigenschaft, die für eine Lebensgemeinschaft erforderlich ist. Die Linien bezeichnen die Wandlungen, Gefahren und Mißverständnisse, die drohen, aber durch Standfestigkeit überwunden werden.

Durch das gesamte I Ging hindurch ist Standfestigkeit die Eigenschaft, die alle Angriffe der negativen Kräfte überwindet. Die Radachse als feststehender Punkt, um den andere Dinge kreisen, ist in der Lage, schwere Lasten zu bewegen. Die Sterne bleiben auf ihrem Platz, ebenso der Weise. Beständigkeit übt die höchste Kraftwirkung aus.

Beständigkeit trägt wesentlich zur Entwicklung des Charakters bei. Die entwickelte Persönlichkeit gleicht einem Baum, dem Ergebnis eines langsamen, organischen Wachstums. Seine Statur und stille Würde zeugen vom Ergebnis der Entwicklung. Zuerst drängt der Keimling durch Anstrengung und Anpassungsfähigkeit empor. Während dieser Zeit ist er Gefahren ausgeliefert; doch wenn der Baum ausgereift ist, steht er gut im Gleichgewicht, im Einklang mit sich und seiner Umgebung.

Das Thema des ganzen Hexagramms ist, daß wir lernen müssen, die Notwendigkeit zur Entwicklung des Selbst anzunehmen, daß wir die Entscheidung treffen müssen, uns dieser Entwicklung zu widmen, und lernen müssen, mit der Zeit zu fließen anstatt uns ihr entgegenzustellen. Wir bekommen dieses Hexagramm besonders, wenn wir ungeduldig sind.

Es ist ein Hinweis, uns zu überlegen, warum wir es so eilig haben, und uns von dem Druck unseres Ego zu befreien, das uns so ungeduldig werden läßt. In Eile zu sein bedeutet, daß wir mit dem Schicksal noch nicht im Reinen sind; wir mißtrauen ihm, wo es uns wohl hinführen wird, oder glauben, in einer schwierigen, hoffnungslosen Lage zu sein, die nirgendwo hinführt, und daß es kein anderes Mittel gibt, als daß wir uns anstrengen und uns selbst irgendwohin steuern. Dabei handelt es sich in Wirklichkeit um eine Wahrnehmung unseres Ego, das alles tun würde, um nur ja nicht nichts zu tun. Allmählicher Fortschritt heißt aber, daß wir die Zeit arbeiten lassen sollten, anstatt uns ihr entgegenzustellen. Diese Haltung ist im Einklang mit dem Schicksal.