Antwort zur Frage 10

Frage 10. Warum haben Sie etwas dagegen, die Strömung mit Auftrieb als Überlagerung einer Wirbelströmung und einer kräftefreien Potentialströmung zu erklären? Der Magnuseffekt eines rotierenden Zylinders ist doch ein physikalisch gut belegter Effekt.

Die Erklärung verengt die Strömungsvorgänge an der Tragfläche auf die Druckkräfte einer 2D Profilströmung. Die Zirkulation steht dabei auch gleich zu Anfang als zentrale mathematische Größe, die ich berechnen muss, damit die Hinterkante von der Potentialströmung nicht mehr umströmt wird. Auch wenn ich in meinem Artikel versucht habe, die Zirkulation als messbare und beobachtbare Größe herauszustellen (siehe auch Frage 6), so steht sie doch ganz am Ende der Beobachtungen und Erklärungen. Wozu brauche ich gleich zu Anfang den skalaren Fluss der Wirbeldichte durch eine Fläche im Nachlauf oder durch eine Fläche, die die 3D Tragfläche - dann aber genau in der Symmetrieebene - schneidet? Übrigens braucht auch der rotierende Zylinder erst einmal eine Anströmung, um einen Auftrieb zu erfahren. Ich halte den Zugang nicht für physikalisch überzeugend und der Betrachtung der Impulsübertragung nicht überlegen. Ich habe im Artikel nicht weiter diskutiert, wie der Anfahrvorgang einer Tragfläche ausssieht. Dazu hat Prandtl wunderbare Filmaufnahmen im Wasserkanal gemacht. Das ist ein eigenes didaktisches Thema.

Das Ziel jeder Erklärung müssen doch auch die Vorgänge an der Grenzfläche zwischen umströmter Oberfläche und Fluid sein. Dort muss man ansetzen!! Dort ist doch der Ort , wo Druck und Schubspannung die Kräfte und Momente des Fluids auf den Körper hervorrufen.

Lilienthal hat es schon auf den Punkt gebracht: "Alles Fliegen ist Erzeugen von Luftwiderstand." Erstaunlicherweise konzentrieren sich die Erklärungsmuster zum Fliegen immer nur auf den Auftrieb. Es ist aber erst die knifflige Rolle der Zähigkeit, die physikalisch begründet den Auftrieb liefert. Das Analogon eines stromführenden Leiters (Zirkulation=Stromstärke) an der Stelle der Bahnen der Wirbeldichte ist sicher hilfreich, aber dann muss das stationäre Magnetfeld eines stromführenden Leiters im Unterricht schon besprochen sein. Die zusätzliche Wirkung der Anströmung macht alle diese analogen Erklärungsversuche für mich sehr suspekt - und überflüssig.