Geschwindigkeitspolare

Unter der Geschwindigkeitspolare versteht man den Graphen, der entsteht, wenn man die Sinkgeschwindigkeit eines gleitenden Fluggerätes (zum Beispiel: Gleitschirm, Segelflugzeug) als Funktion der Fluggeschwindigkeit darstellt. Die Geschwindigkeitspolare spielt eine wichtige Rolle in der Sollfahrttheorie.

Die Gestalt und Lage der Polare ist von der Flügelform (Streckung, Profil) und der Flächenbelastung abhängig.

Neben der Geschwindigkeitspolare lässt sich die Flugleistung auch durch die Gleitzahlpolare oder die Widerstandspolare beschreiben.

Geringstes Sinken

Geringstes Sinken bezeichnet den Flugzustand, in dem ein Flugzeug die geringste Vertikal-Geschwindigkeit aufweist. Mit dem geringsten Sinken kann man am längsten fliegen. Die horizontale Geschwindigkeit bei diesem Flugzustand ist ebenfalls gering.

Näherungsfunktion

Für mathematische Berechnungen wird die Polare meist durch eine Quadratische Funktion angenähert:

$v_{e}=a\cdot v^{2}+b\cdot v+c$

Diese Gleichung beschreibt die Polare in dem für den Gleitflug relevanten Geschwindigkeitsbereich ausreichend genau. In der nachfolgenden Tabelle sind beispielhaft die Koeffizienten für einige bekannte Segelflugzeuge aufgeführt.

Flugzeugmuster	a	b	c
LS 4	−0,000178	0,0276	−1,66
ASW 19	−0,000150	0,0218	−1,39
Astir	−0,000172	0,0269	−1,70
Discus CS	−0,000156	0,0234	−1,47
Duo-Discus	−0,000155	0,0298	−2,14

Die Parameter a, b und c in obiger Tabelle sind so gewählt, dass die Fluggeschwindigkeit in km/h und die Sinkgeschwindigkeit in m/s erscheint. Die Polare gilt selbstverständlich nur für den zulässigen Geschwindigkeitsbereich des betreffenden Segelflugzeugs.

Beste Gleitzahl

Mit der Geschwindigkeitspolare kann für jede Geschwindigkeit die Gleitzahl bestimmt werden. Für obiges Beispiel ist allerdings zu beachten, dass die Maßeinheiten von Flug- und Sinkgeschwindigkeit nicht die gleichen sind. Deshalb: $E=v/(-v_{e}\cdot 3{,}6)$ . Außerdem ist zu beachten, dass in der Abbildung der Ursprung der Horizontalfahrt nicht im Nullpunkt liegt.

Die Geschwindigkeit des besten Gleitens kann graphisch ermittelt werden. Man lege eine Tangente von der entsprechenden horizontalen und vertikalen Windgeschwindigkeit (vom Nullpunkt ausgehend) an die Kurve. Über dem Berührungspunkt kann auf der X-Achse die Horizontalgeschwindigkeit abgelesen werden.

Siehe auch

Polardiagramm (Strömungslehre) (Lilienthalpolare etc.)

Basierend auf einem Artikel in:

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