Ein neues Jahr bedeutet neue Inhalte! Wir freuen uns einerseits darüber, euch eine Vielzahl brandneuer Spielinhalte, an denen ihr euch in World of Warplanes während des ganzen Jahres 2014 erfreuen könnt, vorstellen zu können, aber auch darüber, euch eine neue Serie namens „Technischer Fokus“ zu präsentieren.
Wolltet ihr schon immer wissen, wie ein Flugzeug eigentlich funktioniert und fliegt, aber euch haben die komplexe Fachsprache und die vielen mathematischen Formeln abgeschreckt? In dieser unregelmäßig erscheinenden Artikelserie erklären wir euch alles in einfacher Sprache und ihr werdet im Nu zu Experten!
In diesem ersten Artikel werfen wir einen Blick auf…
Die meisten Flugzeuge bei World of Warplanes werden von Propellern angetrieben. Tatsächlich waren Propeller bis zur Erfindung des Düsenantriebs gegen Ende des Zweiten Weltkriegs die einzig verfügbare Technologie, um ein Flugzeug vorwärts zu bewegen.
Die Propeller des Zweiten Weltkriegs und aus der Zeit davor sind so ziemlich die gleichen Propeller, die heutzutage bei Leichtflugzeugen verwendet werden. Vielleicht seid ihr schon in einem Flugzeug dieses Typs durch Europa gereist:
Bombardier Dash 8 - Ein Turboprop-Flugzeug mittlerer Reichweite, das bei vielen kleinen europäischen Fluglinien im Einsatz ist. Der Antrieb ist zwar unterschiedlich, der eigentliche Propeller ist aber größtenteils derselbe.
Propeller sind auch nach wie vor der Hauptantrieb bei Schiffen und Booten aller Größen, von kleinen Schnellbooten bis hin zu riesigen Schlachtschiffen.
Es ist unklar, wann der Propeller erfunden wurde. Propellervarianten existieren seit der Zeit des Archimedes (Griechenland, ungefähr 250 Jahre v. Chr.). Er entwarf ein Schraubenkonzept, um Wasser zu Bewässerungszwecken zu fördern.
Archimedes beabsichtigte, Wasser mithilfe der Schraube von einem Ort zu einem anderen zu transportieren. Das Prinzip funktioniert jedoch auch in umgekehrter Richtung, d h. das Wasser ruht und die Schraube wird bewegt. Dieses Prinzip kann ganz einfach anhand eines handelsüblichen Haushaltsgeräts verdeutlicht werden: dem Korkenzieher!
Sobald der Korken aus einer Flasche mittels eines Korkenziehers entfernt wurde, bleibt er an der Schraube stecken. Haltet den Korken fest und dreht am Griff, dann bewegt sich der Korkenzieher selbst, da er mit Gewalt aus dem Korken entfernt wird. Stellt euch nun vor, dass euer Korkenzieher Archimedes' Schraube im Bild darstellt, und der Korken ist das Wasser. Wenn Wasser wie ein einziges, großes, ruhendes Objekt (z. B. ein Ozean) behandelt wird, dann ist es die Schraube, die zur Bewegung gezwungen wird, da sie gedreht wird und dabei alles, was an ihr befestigt ist, sich mit ihr bewegt. |
Während Archimedes dieses Prinzip nur auf Wasser anwandte, wurde das Konzept unter Bezug auf die gleiche Grundidee für den Flug von Fahrzeugen durch die Luft von einem anderen bekannten historischen Denker herangezogen:
Leonardo da Vincis Propeller-Projekt: Diese Skizze stammt aus dem 15. Jahrhundert. Die Ähnlichkeit zu Archimedes' Korkenzieher ist offensichtlich.
Wie kommen wir also von einer Schraube zu einem Propeller? Die Antwort liegt in der gekrümmten Art der Propellerflügel.
Ein typischer Schiffspropeller. Dieser besteht aus Bronze. Schiffspropeller bestehen üblicherweise aus drei bis sechs Flügeln und ihr Durchmesser kann wenige Zentimeter bis mehrere Meter betragen.
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Die Krümmung der Flügel ahmt das Gewinde der Schraube nach. Während der Propeller sich dreht, drängt die Krümmung das Wasser nach hinten, wobei eine „entgegengesetzte und gleichmäßige“, nach vorne ausgerichtete Kraft entsteht, die auf den Propeller einwirkt und Schub genannt wird, genau wie beim Korkenzieher. Dieser Schub verursacht bei dem am Propeller befestigten Objekt eine Vorwärtsbewegung.
Die ersten richtigen mechanischen Schiffspropeller tauchten Anfang des 19. Jahrhunderts auf. Hundert Jahre später, im Jahr 1903, setzten die Gebrüder Wright ebenfalls auf dieses Prinzip und entwickelten es mit dem Ziel, ein Flugzeug zu bewegen, weiter.
Frühe Denker wie da Vinci stellten sich vor, dass ein Propeller zum Anheben eines Flugzeugs verwendet würde. Bei einem Flugzeug wird der Auftrieb jedoch durch die Tragflächenanordnung (genannt Tragflächenprofil) erzeugt, welche in einem zukünftigen Artikel behandelt wird. Das bedeutete, dass die Gebrüder Wright den Propeller lediglich benötigten, um das Flugzeug in eine Bewegung nach vorne zu versetzen, wie bei einem Schiff. Somit bestand eine der Hauptaufgaben bei der Entwicklung ihres ersten Flugzeugs darin, herauszufinden, wie man die Propelleranordnung, die bei Wasserfahrzeugen Verwendung fand, umbauen konnte, um in der Luft Schub zu erzeugen.
Bei sehr einfacher physikalischer Betrachtung sind sowohl Wasser als auch Luft Flüssigkeiten. Als Gas hat Luft eine wesentlich geringere Dichte (das Verhältnis von Masse zum Volumen) als Wasser. Das beeinflusst stark die Anforderungen, die an einen Propeller gestellt werden. Die Gebrüder Wright erkannten, dass die Rotationsgeschwindigkeit ausschlaggebend war, damit ein Flugzeugpropeller wie ein Schiffspropeller Schub entwickeln konnte. Sie fanden heraus, dass ein Flugzeugpropeller lange dünne Flügel benötigte, um schnell die Luft zu durchschneiden, im Gegensatz zu den kurzen, breiten Flügeln, die Wasser verdrängten.
Ein typischer Flugzeugpropeller. Vergleicht ihn mit dem obigen Schiffspropeller. Ihr seht, dass die Flügel lang und schmal sind, um besser die Luft zu durchschneiden und bei hoher Geschwindigkeit Schub zu erzeugen. |
Die Krümmung der Flügel ist ebenfalls sorgfältig entworfen. Die Windung im Flügel ist an der Spitze flach und verläuft zur Mitte hin tiefer. Dies stellt sicher, dass der Schub gleichmäßig auf dem Flügel verteilt ist. Dies ist wichtig, da sich die Spitze während der Rotation viel schneller bewegt als die Nase.
Dadurch zieht der Propeller das Flugzeug vorwärts durch die Luft. Die Geschwindigkeit ist dabei komplett abhängig vom Design des Propellers und der Kraft des Motors, der ihn zum Drehen bringt. Das erste Flugzeug der Gebrüder Wright flog nur mit 11 km/h – ungefähr die Geschwindigkeit, die gemächlichem Joggen entspricht. Nur wenige Jahre später übertrafen Flugzeuge dank Verbesserungen am Propeller- und Triebwerksdesign bereits 161 km/h.
In den 1950er Jahren wurden Turboprop-Triebwerke entworfen, um die Technologie der Strahlturbine mit einem Propeller zu kombinieren. Bei dieser Art von Triebwerken wird ein Düsentriebwerk verwendet, um den Propeller zu drehen, statt die Energie als Strahl auszustoßen. Sie sind bei geringeren Geschwindigkeiten viel effizienter und werden oft bei kleineren Kurz- oder Mittelstreckenflugzeugen, wie bei der oben auf dieser Seite abgebildeten Dash 8, verwendet. Nichtsdestotrotz ist die grundlegende Funktionsweise des Propellers genau die gleiche wie bei den älteren Verbrennungsmotoren, die in den Flugzeugen bei World of Warplanes zum Einsatz kommen. In den frühen Jahren der Luftfahrt (bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs) waren alle Triebwerke herkömmliche Verbrennungsmotoren, die mit Benzin oder Diesel angetrieben wurden. Die Einführung des Düsentriebwerks zum Ende des Zweiten Weltkriegs machte herkömmliche Propeller-Triebwerke sehr schnell überflüssig. Ein Düsentriebwerk verwendet überhaupt keinen Propeller - der Schub wird durch den leistungsstarken Düsenstrahl, der durch das Triebwerk ausgestoßen wird, erzeugt. Doch der Propeller verschwand nicht endgültig. |
Piloten, jetzt, da ihr wisst, wie ein Propeller funktioniert… schwingt euch in die Lüfte!