Stromlinienform: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 23. Februar 2022, 12:56 Uhr

Stromlinienverlauf um stromlinienförmiges Tragflügel profil

Die Stromlinienform ist die ideale Form eines Körpers, die sich durch einen möglichst geringen Strömungswiderstand gegenüber dem umströmenden Medium, zumeist Luft oder Wasser, auszeichnet. Ein quantitatives Maß für die Stromlinienförmigkeit ist der Strömungswiderstandskoeffizient $C_{w}$ ; dieser ist in erster Näherung nur von der Form, nicht der Größe des umströmten Körpers abhängig. Je niedriger sein $C_{w}$ -Wert, umso stromlinienförmiger der Körper. Qualitativ ablesbar ist Stromlinienform an einem glatten, weitestgehend wirbelfreien Verlauf der Stromlinien, die in numerischen Simulationen oder Windkanalexperimenten sichtbar gemacht werden können.

Fahr- und Flugzeuge, Schiffe und U-Boote werden meist nach den Regeln der Fluiddynamik entworfen, um möglichst stromlinienförmig zu sein.

Die Natur zeigt bei einigen Tieren die Stromlinienform. So sind schnell schwimmende Fische, Wale und Pinguine stromlinienförmig, nutzen die Hydrodynamik. Vögel sind gut an die Regeln der Aerodynamik angepasst.

Ziel ist es sowohl in der Technik wie in der Natur, sich mit möglichst wenig Energieaufwand durch ein Medium zu bewegen oder (bei Gebäuden) strömenden Medien möglichst wenig Widerstand entgegenzusetzen.

Geschichte

Modell eines Luftschiffkörpers für den Windkanal der Modellversuchsanstalt in Göttingen, 1908

Der Begriff Stromlinienform wurde Anfang des 20. Jahrhunderts im Zuge der immer höheren Geschwindigkeiten motorisierter Luft- und Landfahrzeuge und deren mit der Geschwindigkeit stark steigenden Luftwiderstandes geprägt, als man systematische Strömungsversuche unternahm. Bereits 1907/08 wurde von Ludwig Prandtl in Göttingen die spätere Aerodynamische Versuchsanstalt als „Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft“ errichtet und in Betrieb genommen, um die „beste“ Luftschiffform zu entwickeln.^[1] So wurden Luftschiffe von Zeppelin und Schütte-Lanz zu einem Synonym für die Stromlinienform und des technischen Fortschritts. Viele wissenschaftliche aerodynamische Grundlagen stammen aus dieser Zeit.

Im Windkanal entwickelte strömungsgünstige Fahrzeuge wie der Tropfenwagen von Edmund Rumpler vom Herbst 1921 mit einem $C_{w}$ von nur 0,28 scheiterten am Markt. In Europa in den dreißiger Jahren am erfolgreichsten waren der Tatra 77 und seine Nachfolger. Forschungen von Paul Jaray, Wunibald Kamm und Karl Schlör von Westhofen-Dirmstein (Schlörwagen) wurden wenig beachtet und später vom Zweiten Weltkrieg unterbrochen.

Rumpler-Tropfenwagen, 1921
Replika eines Auto Union Stromlinien-konzepts (Paul Jaray), 1923
Schlörwagen, 1939

Design

Berühmt sind die Stromlinienformen älterer Autos, die sich durch besonders geschwungene Linien zeigten. Da sich die Stromlinienform aber meist auf Andeutungen beschränkte und kaum im Windkanal geforscht wurde, war der tatsächliche Widerstandsbeiwert nicht unbedingt niedrig. Fahrzeuge wie der Chrysler Airflow von 1934 oder der Bendix SWC scheiterten am Markt oder gingen nicht in die Serienfertigung. In Europa in den dreißiger Jahren am erfolgreichsten waren der Tatra 77 und seine Nachfolger.

Chrysler Airflow, 1934
Studebaker Bendix, 1934
Tatra 77, 1934

Erwähnenswert sind auch die Stromlinienlokomotiven. Beispielhaft dafür ist die deutsche DR-Baureihe 03.10 oder die DR-Baureihe 05 (Weltrekord 1935 mit 200,4 km/h), die Stromlinienausführungen der US-amerikanischen Hudson-Lokomotiven und die englische Lokomotive Mallard (bis heute bestehender Weltrekord für Dampflokomotiven mit 201,2 km/h). Parallel dazu wurden ganze Stromlinienzüge entwickelt, beginnend mit dem dieselelektrischen Fliegenden Hamburger und dem dampfbetriebenen Henschel-Wegmann-Zug. Seit den 1930er Jahren stellten diese Züge den Premium-Service des Eisenbahnverkehrs. Sie bildeten auch die Grundlage für die heutigen Hochgeschwindigkeitszüge.

DR-Baureihe 05, 1935
Super Hudson, 1937
Mallard, 1938

Bedeutenden Pioniere des auch nur kurz als Streamlining bezeichneten Stromliniendesigns waren Raymond Loewy, Norman Bel Geddes, Henry Dreyfuss und Otto Kuhler.

Weblinks

Deutsches Museum: Tropfenwagen
Wolf-Heinrich Hucho: Renaissance der Stromlinie? (PDF; 7,1 MB)
Stromlinienförmiger Bus von der Walter Vetter Karosserie- und Fahrzeugbau GmbH

Einzelnachweise

↑ Sven Grünewald: Wiege der Luftfahrtforschung. In: Regionalverband Südniedersachsen e. V. (Hrsg.): RegJo. Nr. 54. Polygo Verlag, 2010, ISSN 1615-5696, S. 24.

[Gruenewald2010_24-1] Sven Grünewald: Wiege der Luftfahrtforschung. In: Regionalverband Südniedersachsen e. V. (Hrsg.): RegJo. Nr. 54. Polygo Verlag, 2010, ISSN 1615-5696, S. 24.

[1]

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-[[Datei:Stromlinien75.gif|thumb|right|350px|Stromlinienverlauf um ein Tragflügelprofil]]
+{{Dieser Artikel|behandelt die Stromlinienform. Siehe auch [[Stromlinienfahrzeug]].}}
+[[Datei:FlowOverAerofoils W3C.svg|mini|Stromlinienverlauf um stromlinienförmiges [[Tragflügel]][[Profil (Strömungslehre)|profil]]]]
-'''Stromlinienform''' heißt die Form eines Körpers, die sich durch einen geringen [[Strömungswiderstand]] gegenüber dem umströmenden Medium, zumeist [[Luft]] oder [[Wasser]], auszeichnet. Ein quantitatives Maß für die Stromlinienförmigkeit ist der [[Strömungswiderstandskoeffizient]] C<sub>w</sub>; dieser ist in erster Näherung nur von der Form, nicht der Größe des umströmten Körpers abhängig. Je niedriger sein C<sub>w</sub>-Wert, umso stromlinienförmiger ist der Körper. Qualitativ ablesbar ist Stromlinienform an einem glatten, weitestgehend wirbelfreien Verlauf der [[Stromlinie]]n, die in numerischen Simulationen oder Windkanalexperimenten sichtbar gemacht werden können.
+Die '''Stromlinienform''' ist die ideale Form eines Körpers, die sich durch einen möglichst geringen [[Strömungswiderstand]] gegenüber dem umströmenden [[Ausbreitungsmedium|Medium]], zumeist [[Luft]] oder [[Wasser]], auszeichnet. Ein quantitatives Maß für die Stromlinienförmigkeit ist der [[Strömungswiderstandskoeffizient]] <math>C_w</math>; dieser ist in erster Näherung nur von der Form, nicht der Größe des umströmten Körpers abhängig. Je niedriger sein <math>C_w</math>-Wert, umso stromlinienförmiger der Körper. Qualitativ ablesbar ist Stromlinienform an einem glatten, weitestgehend [[Wirbel (Strömungslehre)|wirbel]]<nowiki/>freien Verlauf der [[Stromlinie]]n, die in [[numerische Simulation|numerischen Simulationen]] oder [[Windkanal]]<nowiki/>experimenten sichtbar gemacht werden können.
-Fahr- und Flugzeuge, [[Schiff]]e und U-Boote werden meist nach den Regeln der [[Strömungslehre|Fluiddynamik]] entworfen, um möglichst stromlinienförmig zu sein.
+Fahr- und Flugzeuge, [[Schiff]]e und [[U-Boot]]e werden meist nach den Regeln der [[Strömungslehre|Fluiddynamik]] entworfen, um möglichst stromlinienförmig zu sein.
-Auch die Natur zeigt bei einigen Tieren eine besondere Stromlinienform. So sind speziell Fische, Wale und Pinguine besonders stromlinienförmig. Vögel haben eine besonders gute Anpassung an die Regeln der Aerodynamik.
-Ziel ist es, sich mit möglichst wenig Energieaufwand durch ein Medium zu bewegen.
-Der Begriff Stromlinienform wurde Anfang des 20. Jahrhunderts im Zuge der immer höheren Geschwindigkeiten von motorisierten Luft- und Landfahrzeugen und der aufkommenden Problematik des Luftwiderstandes geprägt. Nicht zuletzt [[Luftschiff]]e, allen voran [[Zeppelin]]e, wurde zu einem Synonym für die Stromlinienform und des technischen Fortschritts, obwohl der Zeppelin-Konkurrent [[Schütte-Lanz]] diese Form bei Luftschiffen eingeführt hatte. Viele wissenschaftliche aerodynamische Grundlagen stammen aus dieser Zeit.
+Die Natur zeigt bei einigen Tieren die Stromlinienform. So sind schnell schwimmende Fische, [[Wale]] und [[Pinguin]]e stromlinienförmig, nutzen die [[Hydrodynamik]]. Vögel sind gut an die Regeln der [[Aerodynamik]] angepasst.
-Berühmt sind z.&nbsp;B. die Stromlinienformen älterer Autos, die sich durch besonders geschwungene Linien darstellten. Da sich die Stromlinienform aber meist auf Andeutungen beschränkte und kaum im Windkanal geforscht wurde, war der tatsächliche Widerstandsbeiwert sehr schlecht. Strömungsgünstige Fahrzeuge wie der [[Rumpler-Tropfenwagen|Tropfenwagen]] von Edmund Rumpler vom Herbst 1921 mit einem C<sub>w</sub> von nur 0,28 und der [[Chrysler Airflow]] von 1934 scheiterten am Markt. In Europa in den dreißiger Jahren am erfolgreichsten waren der [[Tatra 77]] und seine Nachfolger. Forschungen von [[Paul Jaray]] und [[Wunibald Kamm]] wurden wenig beachtet und später vom Zweiten Weltkrieg unterbrochen.
+Ziel ist es sowohl in der Technik wie in der Natur, sich mit möglichst wenig Energieaufwand durch ein Medium zu bewegen oder (bei Gebäuden) strömenden Medien möglichst wenig Widerstand entgegenzusetzen.
-Erwähnenswert sind auch die [[Stromlinienlokomotive]]n. Beispielhaft dafür ist z.&nbsp;B. die deutsche [[DR-Baureihe 03.10]] oder die [[DR-Baureihe 05]] (Weltrekord 1935 mit 200,4 km/h), die Stromlinienausführungen der US-amerikanischen [[Hudson (Lokomotive)|Hudson]]-Lokomotiven und die englische Lokomotive [[LNER-Klasse A4|''Mallard'']] (bis heute bestehender Weltrekord für Dampflokomotiven mit 201,2 km/h). Parallel dazu wurden ganze [[Stromlinienzug|Stromlinienzüge]] entwickelt, beginnend mit dem dieselelektrischen [[DR 877|Fliegenden Hamburger]] und dem dampfbetriebenen [[Henschel-Wegmann-Zug]]. Seit den [[1930er]] Jahren stellten diese Züge den Premium-Service des Eisenbahnverkehrs. Sie bildeten auch die Grundlage für die heutigen [[Hochgeschwindigkeitszug|Hochgeschwindigkeitszüge]].
+== Geschichte ==
+[[Datei:ModellEinesLuftschiffkoerpers OttoKreutz1908.jpg |mini |hochkant |Modell eines Luftschiffkörpers für den Windkanal der [[Aerodynamische Versuchsanstalt|Modellversuchsanstalt]] in Göttingen, 1908]]
+Der Begriff Stromlinienform wurde Anfang des 20.&nbsp;Jahrhunderts im Zuge der immer höheren Geschwindigkeiten motorisierter Luft- und Landfahrzeuge und deren mit der Geschwindigkeit stark steigenden Luftwiderstandes geprägt, als man systematische Strömungsversuche unternahm. Bereits 1907/08 wurde von [[Ludwig Prandtl]] in Göttingen die spätere [[Aerodynamische Versuchsanstalt]] als „Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft“ errichtet und in Betrieb genommen, um die „beste“ Luftschiffform zu entwickeln.<ref name="Gruenewald2010_24" /> So wurden [[Luftschiff]]e von [[Zeppelin]] und [[Schütte-Lanz]] zu einem Synonym für die Stromlinienform und des technischen Fortschritts. Viele wissenschaftliche aerodynamische Grundlagen stammen aus dieser Zeit.
+Im Windkanal entwickelte strömungsgünstige Fahrzeuge wie der [[Rumpler-Tropfenwagen|Tropfenwagen]] von Edmund Rumpler vom Herbst&nbsp;1921 mit einem <math>C_w</math> von nur&nbsp;0,28 scheiterten am Markt. In Europa in den dreißiger Jahren am erfolgreichsten waren der [[Tatra 77]] und seine Nachfolger. Forschungen von [[Paul Jaray]], [[Wunibald Kamm]] und [[Karl Schlör von Westhofen-Dirmstein|Karl Schlör]] von Westhofen-Dirmstein ([[Schlörwagen]]) wurden wenig beachtet und später vom Zweiten Weltkrieg unterbrochen.
+<gallery class="center">
+Rumpler Tropfenwagen.jpg | [[Rumpler-Tropfenwagen]], 1921
+File:Auto Union streamliner concept 1923 - replica - front.jpg | Replika eines Auto Union Stromlinien-konzepts ([[Paul Jaray]]), 1923
+Schlörwagen.jpg | [[Schlörwagen]], 1939
+</gallery>
+== Design ==
+Berühmt sind die Stromlinienformen älterer Autos, die sich durch besonders geschwungene Linien zeigten. Da sich die Stromlinienform aber meist auf Andeutungen beschränkte und kaum im Windkanal geforscht wurde, war der tatsächliche Widerstandsbeiwert nicht unbedingt niedrig. Fahrzeuge wie der [[Chrysler Airflow]] von&nbsp;1934 oder der [[Bendix SWC]] scheiterten am Markt oder gingen nicht in die Serienfertigung. In Europa in den dreißiger Jahren am erfolgreichsten waren der [[Tatra 77]] und seine Nachfolger.
+<gallery class="center">
+Chrysler Imperial CL.jpg | [[Chrysler Airflow (1934)|Chrysler Airflow]], 1934
+Studebaker National Museum May 2014 054 (1934 Bendix).jpg | Studebaker Bendix, 1934
+Tatra 77A dutch licence registration AM-44-01 pic01.JPG | [[Tatra 77]], 1934
+</gallery>
+Erwähnenswert sind auch die [[Stromlinienlokomotive]]n. Beispielhaft dafür ist die deutsche [[DR-Baureihe 03.10]] oder die [[DR-Baureihe 05]] (Weltrekord 1935 mit 200,4&nbsp;km/h), die Stromlinienausführungen der US-amerikanischen [[Hudson (Lokomotive)|Hudson]]-Lokomotiven und die englische Lokomotive [[LNER-Klasse A4|''Mallard'']] (bis heute bestehender Weltrekord für Dampflokomotiven mit 201,2&nbsp;km/h). Parallel dazu wurden ganze [[Stromlinienzug|Stromlinienzüge]] entwickelt, beginnend mit dem [[dieselelektrisch]]en [[DR 877|Fliegenden Hamburger]] und dem dampfbetriebenen [[Henschel-Wegmann-Zug]]. Seit den [[1930er]] Jahren stellten diese Züge den Premium-Service des Eisenbahnverkehrs. Sie bildeten auch die Grundlage für die heutigen [[Hochgeschwindigkeitszug|Hochgeschwindigkeitszüge]].
+<gallery class="center">
+Dampflokomotive der Baureihe 05 Der neue Brockhaus 1938.jpg | [[DR-Baureihe 05]], 1935
+Hudson locomotive for the New York Central.jpg | [[Hudson (Lokomotive)|''Super Hudson'']], 1937
+Number 4468 Mallard in York.jpg | [[LNER-Klasse A4|''Mallard'']], 1938
+</gallery>
 Bedeutenden Pioniere des auch nur kurz als ''Streamlining'' bezeichneten [[Streamline-Moderne|Stromliniendesigns]] waren [[Raymond Loewy]], [[Norman Bel Geddes]], [[Henry Dreyfuss]] und [[Otto Kuhler]].
@@ Zeile 17: / Zeile 43: @@
 == Weblinks ==
 *[http://www.deutsches-museum.de/sammlungen/meisterwerke/meisterwerke-iii/tropfenwagen/ Deutsches Museum: Tropfenwagen]
-*[http://www.deutsches-museum.de/fileadmin/Content/data/Insel/Information/KT/heftarchiv/1990/14-1-22.pdf Wolf-Heinrich Hucho: ''Renaissance der Stromlinie?''] (PDF; 7,08&nbsp;MB)
+*[http://www.deutsches-museum.de/fileadmin/Content/data/Insel/Information/KT/heftarchiv/1990/14-1-22.pdf Wolf-Heinrich Hucho: ''Renaissance der Stromlinie?''] (PDF; 7,1&nbsp;MB)
 *[http://www.omnibusarchiv.de/include.php?path=content/articles.php&contentid=247 Stromlinienförmiger Bus] von der [[Walter Vetter Karosserie- und Fahrzeugbau]] GmbH
+== Einzelnachweise ==
+<references>
+<ref name="Gruenewald2010_24">
+{{Literatur
+ |Autor=Sven Grünewald
+ |Hrsg=Regionalverband Südniedersachsen e.&nbsp;V.
+ |Titel=Wiege der Luftfahrtforschung
+ |Sammelwerk=RegJo
+ |Nummer=54
+ |Verlag=Polygo Verlag
+ |Ort=Göttingen
+ |Datum=2010
+ |ISSN=1615-5696
+ |Seiten=24}}
+</ref>
+</references>
 [[Kategorie:Strömungsmechanik]]
 [[Kategorie:Industriedesign]]
 [[Kategorie:Automobildesign]]