Rotoren von Windkraftanlagen überhaupt drehen. Und das ist ein ähnliches Prinzip oder eigentlich das gleiche Prinzip, weshalb ein Flugzeug fliegt. Und deswegen wollen wir hier mal erklären, wie so ein Flugzeug fliegt. Und ich versuche jetzt hier einfach mal so einen Schnitt durch eine Tragfläche eines Flugzeugs zu zeichnen. Und dieses Flugzeug, das würde jetzt

quasi in diese Richtung hier fliegen. Oder bei einem Windkraftanlage würde natürlich der Rotor stillstehen und der Wind, die Luft würde von dieser Richtung her auf dieses

Tragflächenprofil strömen. Ja und jetzt ist es so, dass der Weg von der Luft oben rüber ein längerer ist, als die Luft, die hier unten lang geht. Und wenn die sich hinten wieder gemeinsam treffen sollen, dann muss die oben einfach schneller lang gehen als unten. Und...

Mensch Ingo, du alter Romantiker, die Fluideilchen treffen sich wieder hinten. Ja, davon gehe ich doch aus. Dann malen wir da mal ganz schnell ein Herzchen hier hinten rein. Die Fluideilchen treffen sich hier hinten wieder. Und dann vergessen wir das Ganze mal lieber, denn das funktioniert so leider nicht. Dann erklärst du das doch. Dann mache ich das mal. Dann machen wir das noch mal

mit dem Tragflügel mal andersrum. Also Ingo, du hattest gesagt, der Weg ist länger. Und deswegen treffen die sich hinten wieder. Das stimmt, der Weg ist länger. Aber ich muss dich enttäuschen, die Fluideilchen sind wirklich schneller da oben. Das stimmt, aber sie sind auch weiterhin schneller.

Das heißt, sie treffen sich hinter der Tragfläche leider nicht mehr. Das kann man in Windkanalaufnahmen sehr gut sehen. Das ist sowieso kein Argument, denn die ersten Flugzeuge zum Beispiel, die hatten gar nicht so ein schönes Profil, sondern die hatten so einen ganz ultra dünnen Tragflügel. Und bei diesem ultra dünnen Tragflügel zieht das Argument ja schon gar nicht

mehr, dass der Weg da länger sein kann. Denn der Weg, der ist gleich lang. Egal ob ich so rumströme oder ob ich so rumströme. Trotzdem waren die Fluideilchen hier hinten schneller als hier und trotzdem hatten auch zum Beispiel die Gebühler Wright einen Auftrieb in ihren ersten Flugzeugen. Was ist also der Grund für den Auftrieb? Das kann es schon mal nicht sein mit dem längeren Weg. Der

Grund liegt vor allen Dingen, wenn wir uns angucken, wie so ein Tragflügel umströmt wird. Und da warst du schon gar nicht falsch in deiner Betrachtung. Das ist mal so ein Bild von einem Tragflügel, wie er umströmt wird. Und man kann sehr schön sehen, dass die Fluidlinien, die Stromlinien

hier am Tragflügel anliegen. Und jetzt fragen wir uns, warum tun die das? Warum strömen die nicht einfach? Das wäre ja vielleicht der einfachste Weg hier geradeaus weiter. Ja, das tun sie auch irgendwann. Das liegt so ein bisschen danach, wie das gekrümmt ist. Aber wenn es schön umströmen wird, der Anstellwinkel nicht allzu groß ist, dann bleiben die Stromlinien hier am Tragflügel dran.

Das ist jetzt so und das nehmen wir erst mal hin, um eine Erklärung zu finden. Also wir gehen noch mal weiter hier in den Tragflügel und malen die Stromlinien noch mal auf, wie wir sie eben gesehen haben. Jetzt gucken wir uns die Stromlinien mal an und wir stellen fest, dass sie eine Krümmung haben

und dass diese Krümmung, ja der Krümmung des Tragprofils folgt. Was haben wir denn für Kräfte, wenn wir uns auf gekrümmten Linien bewegen? Die kennen sie sicherlich unter dem Namen Fliehkraft oder eben auch Zentrifugalkraft. Das heißt also, die Fluidteilchen oder die Luftpakete, die sich

hier auf den Stromlinien bewegen, werden eine Zentrifugalkraft erfahren und die Zentrifugalkraft zeigt in Richtung der Krümmung. Also nach außen, genauso hier auch, auch hier werden die nach außen gekrümmt. Das heißt auch hier gibt es eine Zentrifugalkraft. Die nimmt dann hier in der

nächsten Stromlinie ein bisschen ab, genauso wie hier. Auch da gibt es noch Zentrifugalkräfte, in Abhängigkeit davon, wie die Stromlinien gekrümmt sind. Wir kennen vom Newton nun folgende, folgenden Aussage. Es kann keine Kraft ohne eine Gegenkraft geben. Er nannte das Axio gleich Re-Axio.

Wenn das nicht wäre, dann würde die Strömung ja irgendwann gestört sein durch diese Kräfte. Da sie aber ja quasi stationär bleibt um den Tragklügel, muss es also eine Gegenkraft geben. Und diese Gegenkraft, nehme ich noch mal eine andere Farbe, vielleicht den grün, diese Gegenkraft ist die

Druckkraft oder die sogenannte Druckgradientenkraft. Die wirkt also hier dieser Zentrifugalkraft entgegen. Hier auch wirkt sie entgegen. Der Druckgradient, der sagt, wie der Druck sich ändert mit seinem Weg. Was bedeutet das jetzt für das Tragflügelprofil? Wir gehen ja mal davon aus,

dass irgendwo weit über dem Tragflügel, gehe ich mal übers Bild hinaus, ist irgendwo der Umgebungsdruck. Den nenne ich Pa. Und auch weit unter dem Tragflügel, was weiß ich ein paar Meter drunter, ist auch wieder der Umgebungsdruck. Den nenne ich hier auch Pa. Jetzt ist es so, dass die

Druckgradientenkraft immer vom hoch zum tief fließt. Das ist wie beim Wetter. Auch das Wetter, da fließt es vom hoch zum tief. Können wir mal festhalten hier, vom hoch zum tief. Das heißt also, wenn ich nach der Richtung der Pfeile gehe, vom hoch zum tief, muss ich hier ein sogenanntes

Tiefdruckgebiet, wenn wir in der Wetterbeschreibung bleiben, haben. Und hier auch vom hoch zum tief, müsste ich also auch hier wieder ein Hoch haben. Das ist also quasi dem Weg der Pfeile folgend, die wir ja setzen konnten aufgrund der Richtung der Zentrifugalkraft, die wir kennen. Was bedeutet

das jetzt also? Das bedeutet also, dass ich hier einen Druck höher habe als der Umgebungsdruck plus Delta P. Und hier oben habe ich einen Druck, der tiefer ist als der Umgebungsdruck, also minus Delta P. Und das heißt, dass ich also hier oben, mal was nochmal ein Stückchen weiter, nochmal zurück mal nochmal ein Stückchen weiter, hier oben ein großes Tiefdruckgebiet habe,

zeichne ich nach außen. Und hier unter dem Tragflügel einen positiven Druck habe. Und daraus sieht man jetzt ganz klar, dass daraus eine resultierende Kraft erfolgt, nämlich die

Auftriebskraft nach oben, die sich ergibt aus der Druckdifferenz. Positiver Druck unten, negativer Druck oben. Das Ganze ist jetzt hier in 2D gezeichnet. Wenn wir das in 3D uns aufmalen, wird das Ganze sehr viel komplexer. Ich habe schon mal hier ein Flugzeug vorbereitet. Wir haben ja

jetzt festgestellt, die Luft strömt am Tragflügel vorbei, nach unten, so vielleicht aus, auf der anderen Seite auch, so vielleicht aus. Jetzt kommt die aber ja irgendwie, kommt die ja wieder nach oben, die bleibt ja nicht da unten. Es wird ja nicht die gesamte Luftmasse irgendwie nach unten

gezogen. Das heißt, man hat hier so Wirbel, die entstehen und die bewirken dann auch nochmal eine große 3D-Bewegung. Wenn man das Flugzeug hier von vorne sehen würde, wäre das zum Beispiel diese Bewegung hier. Die müssen wir natürlich irgendwo mit berücksichtigen. In unserer ersten Analyse hier haben wir das noch nicht mit berücksichtigt. Das heißt also im Prinzip ist der Auftrieb

tatsächlich ein wirklich sehr komplexer Prozess. So ganz super beschreiben kann man ihnen nicht einfach. Wir haben ihn ingenieursmäßig im Griff, sowohl beim Flugzeug als auch beim Windrad, aber so richtig eindeutig beschreiben, das ist tatsächlich noch sehr schwer. Ja, recht herzlichen Dank. Dann

habe ich das endlich auch mal kapiert. Schön Ingo, das freut mich. Und dann können wir im nächsten Video uns weiter beschäftigen, was aber doch noch ein Unterschied zwischen einem Flugzeug und einer Windkraftanlage ist. Recht herzlichen Dank.