Flügelung in Hamm -> ICE2 (Allgemeines Forum)

Sese, Donnerstag, 01.03.2012, 00:12 (vor 5152 Tagen) @ Felix

F_W = 6,26 + 3,92*(v / 100km/h) + 11,0*((v + delta_v) / 100 km/h). delta_v ist der Geschwindigkeitszuschlag, etwa für Wind. Die Gleichung liefert den Fahrwiderstand in kN.

Es sollte doch möglich sein, den Einfluß des Gegenwindes auch mit Schulphysik einigermaßen eingrenzen zu können, ohne eine Formel zuhilfe nehmen zu müssen, von der wir nicht nachvollziehen können, wie sie zustande kommt.

Nicht immer ist alles mit drei Schulphysik-Formeln trivial lösbar. Ich kann aber nur das Buch von Wende empfehlen, da steht auch drin, wie diese Fahrwiderstands-Formeln zustande kommen.

Nach meinem Verständnis setzt sich der Fahrwiderstand in der Ebene im Wesentlichen nur aus Rollwiderstand und Luftwiderstand zusammen und je höher die Geschwindigkeit, desto vernachlässigbarer wird der Rollwiderstand und so bleibt hauptsächlich nur der Luftwiderstand. Der steigt aber im Quadrat mit der Geschwindigkeit und deshalb habe ich Zweifel, ob die obige Formel so stimmen kann, denn dort taucht das Quadrat nicht auf.

Da hast du Recht, das Quadrat hab ich vergessen hinzuschreiben, das fehlt am letzten Glied. Und du hast auch recht damit, dass der Rollwiderstand mit zunehmender Geschwindigkeit immer geringeren Anteil hat. Im Grunde lassen sich alle Formeln in der Form A + B*v + C*v² schreiben, je nach Fahrzeug variieren die Koeffizienten A, B und C. Die kann man rechnerisch abschätzen, oder im Falle der ICE-Züge, hat man die wohl mal anhand von Simulationen oder Versuchsfahrten ermittelt.

Intuitiv scheint mir der Einfluß des Gegenwindes so zu sein, daß seine Geschwindigkeit zu der Fahrtgeschwindigkeit hinzuaddiert werden muß, wie es ja auch in Deiner Formel gemacht wird. Das heißt, bei 60 km/h Gegenwind ist es so, als müßte der Zug statt 230 km/h eine Geschwindigkeit von 290 km/h erreichen und halten.

Aus Sicht des Fahrwiderstandes korrekt, aus Sicht des Antriebs nicht, denn der muss ja nicht 290 km/h fahren, sondern nur 230 km/h. Das heißt, er hat bei 60 km/h Gegenwind die Zugkraft von 230 km/h, während er bei tatsächlichen 290 km/h eine entsprechend geringere Zugkraftentfaltung (Zugkraft nimmt mit 1/v ab) hat. Daher kann man nicht sagen, dass 60 km/h Gegenwind 1:1 dem entspricht, als würde man 290 km/h fahren wollen.

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Grüße,
Sese