Dynamischer Auftrieb

Der dynamische Auftrieb ist in der Strömungsmechanik der Anteil der auf einen umströmten Körper wirkenden Kraft, der senkrecht zur Anströmrichtung steht. Der dynamische Auftrieb ist das physikalische Grundprinzip für das natürliche Fliegen von Vögeln und Fledertieren. Außerdem ist er die Grundlage für die Funktion der Tragflächen von Flugzeugen, der Propeller, der Schiffsschrauben, der Segel, der Turbinen und Auftriebsläufer-Windkraftanlagen. Effekte des dynamischen Auftriebs werden auch zur Steuerung von U-Booten und Luftschiffen genutzt.

Die Entstehung von Auftrieb durch Anströmung wird mit der Methodik der Fluiddynamik erklärt. Diese ist Teil der klassischen Mechanik und wird mit den Newtonschen Gesetzen und den daraus abgeleiteten Erhaltungssätzen (Impuls-, Drehimpuls- und Energieerhaltung) beschrieben. Bei kompressiblem Medium (Gas) ist außerdem eine thermodynamische Betrachtung der Vorgänge erforderlich.

Auftrieb entsteht bei Umströmung entsprechend geformter Körper, z. B. Tragflächen, indem Luft bei ihrer Passage nach unten beschleunigt wird, was sich in Abb. 1 als Strömungsumlenkung nach unten niederschlägt. Der abwärts gerichteten Kraft auf die Luft entspricht als Gegenkraft die aufwärts gerichtete Kraft auf die Tragfläche, der Auftrieb.^{[2]:17[3]:92f[4]} Auftriebskräfte können auch in Richtung Erdboden wirken und werden dann als Abtrieb bezeichnet. Bei Rennfahrzeugen kann so mit Hilfe von Front- und Heckflügeln Anpressdruck erzeugt werden.

1. ↑ Holger Babinsky: Flow over aerofoils. University of Cambridge, Department of Engineering, 2003, abgerufen am 7. April 2018 (englisch). 
2. ↑ Klaus Weltner: Flugphysik. Physik des Fliegens, Strömungsphysik, Raketen, Satelliten. BoD Books on Demand, Norderstedt 2016, ISBN 978-3-7412-1472-1. 
3. ↑ H. Oertel (Hrsg.): Prandtl-Führer durch die Strömungslehre. Grundlagen und Phänomene. 13. Auflage. Springer Vieweg, 2012, ISBN 978-3-8348-1918-5, S. 86 ff., 207 ff. 
4. ↑ What is lift? In: NASA – Glenn Research Center. Abgerufen am 15. Dezember 2023 („Lift occurs when a moving flow of gas is turned by a solid object. The flow is turned in one direction, and the lift is generated in the opposite direction, according to Newton's Third Law of action and reaction.“).