Nagelsperre durch Auto zerstört

Frage: Wie schnell muss ich fahren, sodass Nagelbretter wirkungslos sind ? (Jakob Kratzmann, Klasse 12)

   Car with flat tire

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Sehr schnell.

Zuerst müssen wir festlegen, welche Rahmenbedingungen wir für unser Experiment abstecken. Da keine Rede von einem bestimmten Auto war, gehe ich von einem VW Golf 6 aus. Die vom Hersteller angegebene Höchstgeschwindigkeit liegt bei 204 km/h.[1] Der Nagelsperre wäre das egal.

Die Höchstgeschwindigkeit wird über ein Steuergerät im Motor eingehalten. Würden wir dieses Gerät ausbauen, wäre die Höchstgeschwindigkeit nur noch durch den Luftwiderstand begrenzt. Die daraus resultierende Geschwindigkeit wäre ca. 520 km/h. Da unser VW keinen Spoiler hat, würde er nur noch mit einem Drittel seines Gewichts auf die Straße drücken, wodurch Bremsung und Lenkung stark reduzierte Wirkung zeigen (Der Bremsweg läge bei über 2 km.). Außerdem würden lockere Teile des Autos (z.B. Fenster, Motorhaube, etc…) weg fliegen. Da es aber nur um die Nagelsperre geht, wollen wir einfach annehmen, dass unsere Karosserie unzerstörbar ist! Die Reifen würden wahrscheinlich auch nicht überleben. Ich empfehle daher, dass wir ab jetzt Flugzeugreifen nehmen. Die Nagelsperre ist wahrscheinlich noch eines der kleineren Probleme, aber immer noch nicht wirkungslos.

Tire and nail
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Unser Auto hat schon bei 500 km/h einen sehr hohen Auftrieb. Das kommt daher, dass normale Autos vom Querschnitt her aussehen wie Flugzeugflügel. Wie schnell müssten wir also fahren, um abzuheben? Wenn man von einem Auftriebsbeiwert von 0.32 ausgeht[2], so müssten wir mindestens 620 km/h fahren. Da der Eigenantrieb nicht dafür ausreicht, sollten wir ein Flugzeugtriebwerk einbauen.

Dummerweise liegt der Schwerpunkt unseres Autos hinter dem Auftriebszentrum, was dafür sorgen könnte, dass das Auto aerodynamisch instabil ist. Mit anderen Worten: Falls wir abheben, werden wir sehr bald danach anfangen uns zu überschlagen.

Um dieses Problem zu beheben, empfehle ich das Triebwerk möglichst weit vorn einzubauen, um den Schwerpunkt nach vorn zu verschieben.

Das Triebwerk J47-GE-25 bringt 27 kN Schub bei einem Verbrauch von 2,7 t Treibstoff pro Stunde[3]. Die höchste Zuladung könnten wir, um noch abzuheben, um das 3-fache überschreiten. Damit läge unsere Höchstgeschwindigkeit bei 1044 km/h, das sind ca. 90 % der Schallgeschwindigkeit. Mit unserer Treibstoffzuladung von 1,2 t könnten wir ca. 25 min herumfliegen (Vorausgesetzt wir finden eine Möglichkeit unser Auto in der Luft zu steuern). Außerdem könnte es ein bisschen warm werden, wenn wir neben einem Triebwerk sitzen, dass fast die Hälfte des Autos ausfüllt. Als Startplatz bietet sich die A29 beim Kreuz Ahlhorn an, diese Strecke wurde 1984 bei einer Übung der NATO als Behelfslandeplatz genutzt und ist dementsprechend geradlinig [4].

Fliegendes Auto

Wie das wohl endet…

Da wir ja vor einer Nagelsperre fliehen wollten, stört es uns auch nicht weiter, dass wir §60 des Luftverkehrsgesetzes missachten, indem wir ein nicht lizensiertes Flugzeug steuern (Darauf stehen bis zu 2 Jahre Haft oder eine Geldstrafe.)[5]. Interessanterweise würde unser Auto nicht verglühen. Normale Verkehrsflugzeuge haben eine Reisegeschwindigkeit von ca. 900km/h und erwärmen die Luft um sich herum um weniger als ein paar Grad.

Angenommen wir beschleunigen unser Auto weiter (wie auch immer wir das schaffen wollen) bis auf die Geschwindigkeit, die bei Wiedereintritt eines Spaceshuttles auftreten würde, dann erwärmt sich die Luft in der Umgebung auf ca. 1600°C. Unser Auto wäre dann zwar größtenteils ein Raketentriebwerk aber die Nagelsperren würden, wenn sie diesen Temperaturen länger ausgesetzt sind, einfach schmelzen und sind jetzt für immer wirkungslos. 

Das wäre dann endlich schnell genug.

[1]http://www.autobild.de/artikel/vw-golf-vi-gebrauchtwagen-test-3798221.html

[2] http://hpwizard.com/aerodynamics.html

[3] https://de.wikipedia.org/wiki/General_Electric_J47

[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Autobahn-Behelfsflugplatz

[5] http://www.gesetze-im-internet.de/luftvg/__60.html

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