Aerodynamik von Windkraftanlagen: Strömungsabriß (Stall) und Luftwiderstand
Strömungsabriß (Stall)
Stroemungsabriß eines Flugzzeugfluegels Was passiert, wenn ein Flugzeug in den Steigflug geht, um an Höhe zu gewinnen? Der Auftrieb der Flügel wird stärker, weil die Neigung der Flügel zunimmt. Ab einem gewissen Winkel jedoch verläuft die Luftströmung nicht mehr entlang des Flügelprofiles, sondern löst sich davon ab, wie die Grafik zeigt. Die Luft beginnt sich unregelmäßig zu verwirbeln (ein Phänomen, das als Turbulenz bezeichnet wird), und plötzlich verschwindet auch der Auftrieb. Diese Erscheinung nennt man Strömungsabriß (Stall).
Der Strömungsabriß an einem Flugzeugflügel tritt dann auf, wenn sich das Profil entlang des Weges der Luftströmung zu schnell verjüngt. (Natürlich ändert der Flügel seine Form nicht, sondern der Winkel zwischen dem Flügel und dem Weg der Luftströmung (wird auch als Anstellwinkel bezeichnet) ist in unserer Grafik größer geworden). Beachten Sie, daß sich die Turbulenz auf der Hinterseite des Flügels in bezug auf die Luftströmung ausbildet.
Wenn die Oberfläche eines Tragflügels oder eines Rotorblattes nicht ganz glatt ist, so begünstigt das den Strömungsabriß. Ein Kerbe im Flügel oder Blatt oder auch nur ein Stück Klebeband kann ausreichen, um diese Turbulenzen auch bei einem kleinen Anstellwinkel hervorzurufen. Flugzeugkonstrukteure sind natürlich bestrebt, dem Strömungsabriß unter allen Umständen auszuweichen, weil ein Flugzeug ohne Auftrieb wie ein Stein zu Boden fällt.
Auf der Seite über Leistungsregelung kommen wir auf das Thema zurück, wie sich Windkraftingenieure bei der Konstruktion von Rotorblättern den Strömungsabriß zunutze machen.
Luftwiderstand
Luftfahrtingenieure und Konstrukteure von Rotorblättern beschäftigen sich aber nicht nur mit Auftrieb und Strömungsabriß, sie machen sich auch über den Luftwiderstand ihrer Profile Gedanken.
Der Luftwiderstand steigt normalerweise, wenn die im Wind liegende, projizierte Fläche vergrößert wird.
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Letzte Änderung 10. Mai 2003
http://www.windpower.org/de/tour/wtrb/stall.htm
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