Quiz: Wie Flugzeuge fliegen
Auftrieb, Schub, Luftwiderstand und Gewichtskraft: Lies, wie ein Flugzeug in der Luft bleibt, und beantworte dann zehn Fragen.
Vier Kräfte
Auf ein fliegendes Flugzeug wirken vier Kräfte. Die Gewichtskraft zieht es nach unten. Der Auftrieb, den die Tragflächen erzeugen, drückt es nach oben. Der Schub der Triebwerke treibt es nach vorn. Der Luftwiderstand, der Druck der Luft, bremst es.
Zum Abheben braucht ein Flugzeug genug Schub, um so schnell zu werden, dass die Tragflächen mehr Auftrieb erzeugen, als das Flugzeug wiegt. Im gleichmäßigen Horizontalflug halten sich die Kräfte die Waage: Der Auftrieb ist so groß wie die Gewichtskraft und der Schub so groß wie der Luftwiderstand.
Strahltriebwerke erzeugen Schub, indem sie Luft ansaugen, verdichten, darin Kraftstoff verbrennen und sie hinten hinausblasen. Propeller schaffen das, indem ihre rotierenden Blätter Luft nach hinten drücken.
Wie Tragflächen Auftrieb erzeugen
Eine Tragfläche ist so geformt und angestellt, dass sie die vorbeiströmende Luft nach unten lenkt. Wird Luft nach unten gedrückt, wird die Tragfläche nach oben gedrückt, genau wie es Newtons drittes Gesetz sagt: Jede Kraft erzeugt eine gleich große Gegenkraft.
Dieselbe Strömung sorgt auch dafür, dass der Luftdruck über der Tragfläche niedriger ist als darunter, was sie nach oben zieht und drückt. Beides sind zwei Arten, denselben Auftrieb zu beschreiben.
Stellt man die Tragfläche etwas steiler, vergrößert man also den Anstellwinkel, entsteht mehr Auftrieb, allerdings nur bis zu einem gewissen Punkt. Ist sie zu steil, strömt die Luft nicht mehr gleichmäßig über die Oberseite, und die Strömung reißt ab.
Steuern und Reiseflug
Gesteuert wird mit beweglichen Klappen an Tragflächen und Leitwerk. Die Querruder an den Tragflächen kippen das Flugzeug in eine Links- oder Rechtskurve. Das Höhenruder am Heck hebt oder senkt die Nase. Das Seitenruder am Heck dreht die Nase nach links oder rechts.
Große Verkehrsflugzeuge fliegen in etwa 10 bis 12 km Höhe, wo die Luft dünn ist. Dünnere Luft bedeutet weniger Luftwiderstand, also verbraucht das Flugzeug weniger Kraftstoff, und es fliegt über dem meisten Wetter.
Landeklappen, die hinten aus den Tragflächen herausfahren, erzeugen bei niedriger Geschwindigkeit zusätzlichen Auftrieb. Deshalb sieht man sie bei Start und Landung ausgefahren.