Wie Flugzeuge funktionieren

Lass einen Stein in den Ozean fallen und er wird in die Tiefe sinken. Chuck einen Stein von der Seite eines Berges und es wird auch sinken. Sicher, Stahlschiffe können schweben und sogar sehr schwere Flugzeuge können fliegen, aber um den Flug zu erreichen, müssen Sie die vier aerodynamischen Grundkräfte nutzen: Auftrieb, Gewicht, Schub und Luftwiderstand. Man kann sie sich als vier Arme vorstellen, die das Flugzeug in der Luft halten und jeweils aus einer anderen Richtung drücken.

Lassen Sie uns zuerst Schub und Widerstand untersuchen. Schub, ob durch einen Propeller oder ein Strahltriebwerk verursacht, ist die aerodynamische Kraft, die das Flugzeug durch den Weltraum nach vorne drückt oder zieht. Die entgegengesetzte aerodynamische Kraft ist der Luftwiderstand oder die Reibung, die der Bewegung eines Objekts widersteht, das sich durch eine Flüssigkeit bewegt (oder in einer sich bewegenden Flüssigkeit unbeweglich ist, wie dies beim Drachenfliegen der Fall ist).

Wenn Sie Ihre Hand während der Fahrt aus einem Autofenster halten, erleben Sie eine sehr einfache Demonstration des Widerstands bei der Arbeit. Die Menge an Widerstand, die Ihre Hand erzeugt, hängt von einigen Faktoren ab, wie der Größe Ihrer Hand, der Geschwindigkeit des Autos und der Dichte der Luft. Wenn Sie langsamer würden, würden Sie feststellen, dass der Widerstand an Ihrer Hand abnehmen würde.

Wir sehen ein weiteres Beispiel für die Reduzierung des Luftwiderstands, wenn wir Skifahrer bei den Olympischen Spielen beobachten. Wann immer sie die Chance bekommen, werden sie sich in eine enge Hocke drücken. Indem sie sich „kleiner“ machen, verringern sie den Widerstand, den sie erzeugen, wodurch sie schneller den Hügel hinunterrutschen können.

Ein Passagierjet zieht sein Fahrwerk nach dem Start immer aus einem ähnlichen Grund ein: um den Luftwiderstand zu reduzieren. Genau wie der Skifahrer möchte der Pilot das Flugzeug so klein wie möglich machen. Der Widerstand, den das Fahrwerk eines Jets erzeugt, ist so groß, dass das Fahrwerk bei Reisegeschwindigkeiten direkt aus dem Flugzeug gerissen wird.

Damit der Flug stattfinden kann, muss der Schub gleich oder größer als der Widerstand sein. Wenn aus irgendeinem Grund der Luftwiderstand größer wird als der Schub, verlangsamt sich das Flugzeug. Wenn der Schub so erhöht wird, dass er größer als der Widerstand ist, beschleunigt sich das Flugzeug.

Auf der nächsten Seite besprechen wir Gewicht und Heben.