Stratosphärenballon

Reinhold yeti Messner · Anmeldungsdatum: 09.12.2012 Beiträge: 2

Hallo zusammen,

Ein paar Kollegen und Ich arbeiten gerade an einer Projektarbeit wo wir unter anderem die Steig- und Sinkgeschwindigkeit berechnen wollen.

Nun haben wir eine Formel erarbeitet doch leider stimmen die gemessenen Werte nicht mit den errechneten überein (zu hoch).

Jetzt wollten wir wissen ob jemand von euch Anregungen/Verbesserungen hat?

http://img812.imageshack.us/img812/3129/image003qc.png

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http://img18.imageshack.us/img18/7549/image009f.png

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Dann haben wir alle Formeln ausgeschrieben z.B.

FW=Luftwiederstandskraft=Auftriebskraft-->

=Auftriebskraft Ballon-Gewichtskraft

http://img837.imageshack.us/img837/4692/image035el.jpg

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http://img837.imageshack.us/img837/7041/image037p.jpg

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Der einzige unbekannte Parameter ist am Schluss die Höhe, unsere Idee ist diese Formel dann in einem Koordinatensystem mit v in abhängigkeit von h darzustellen.

Ich habe leider alles in einem Worddokument und das kann ich leider nicht ins Forum laden!

Ich hoffe Ihr könnt etwas damit anfangen und vielen Dank schon im Voraus.
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Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Auf den Ballon wirken drei Kräfte ein: die Gewichtskraft, der statische Auftrieb und der Luftwiderstand. Die Summe über alle drei Kräfte muss im Gleichgewicht (konstante Geschwindigkeit) gleich Null sein.

Mit der Höhe ändern sich die Dichte der Luft, das Volumen und der Querschnitt des Ballons. Für die Dichte kann man eine Standardatmosphäre annehmen.

Am höchsten Punkt (Stillstand) sind Auftrieb und Gewichtskraft gleich gross. Um diesen Punkt zu rechnen, kann man den Luftwiderstand vernachlässigen.

Es wäre aber interessant, einen Aufstieg zu modellieren und dann mit Messungen zu vergleichen. Für den Sprung aus der Stratospähre habe ich das schon gemacht: http://www.youtube.com/watch?v=KyJCRPpe2io

Reinhold yeti Messner · Anmeldungsdatum: 09.12.2012 Beiträge: 2

Danke erstmal für die schnelle Antwort,

Nun wir haben den Ballon bereits steigen lassen und haben somit alle Werte (Geschwindigkeit, Höhe etc.).

Wenn ich das jetzt aus ihrer Beschreibung richtig entnehme, müsste ich in die Gleichung noch den Luftwiderstand miteinbeziehen?

Somit währe dann F_w=F_auf-(F_G+F_L) was dann nach einer bestimmten Beschleunigungszeit (vielleicht 5-10 sek.) =konstant sein sollte und der Ballon mit annähernd konstanter Geschwindigkeit steigen würde?

Wenn ich die Luftwiderstandskraft dazunähme habe ich das Problem, dass ich eine Geschwindigkeit brauche aber gerade diese Ausrechnen möchte.
Was dann folglich zu einem "Schwanzbeisser" führen würde.

PS: Die Luftdruckänderung, Luftdichtenänderung und die Änderung des Ballonquerschnitts sind bereits in die Formel eingearbeitet.

Interessantes Video smile