Sie sind so schwer und doch in der Lage sich in die Lüfte zu erheben… Wie machen kleine Sportflugzeuge und große Passagiermaschinen das? Denn allesamt wiegen sie mehr als eine Amsel oder ein Spatz.
Dass ein Flugzeug fliegen kann, hat natürlich was mit den Flügeln zu tun und mit der Luft, die an ihnen vorbei strömt. Was das Flugzeug abheben lässt und in der Luft hält, sind unterschiedliche Druckverhältnisse über und unter den Tragflächen:
Ist die Tragfläche vorne nach oben gerichtet und oben gebogen, strömt die Luft an der Oberseite des Flügels schneller vorbei als an der Unterseite. Das liegt daran, dass der Flügel dort mehr Fläche hat als die Unterseite. Luft strömt an einer gebogenen und längeren Fläche schneller vorbei. Dadurch entsteht ein Unterdruck oberhalb des Flügels und ein Überdruck unterhalb des Flügels. Dieser Druckunterschied sorgt dafür, dass die Flügel und damit das Flugzeug nach oben gedrückt wird und fliegen kann.
Zum Vergleich: Stellt euch vor, eine schlechte Band spielt in einem Konzertsaal. Die Leute wollen natürlich so schnell wie möglich den Saal verlassen und flüchten zum nächstbesten Ausgang. Der Saal hat zwei Ausgänge: Ein Weg ist kurz und der andere Weg zum Ausgang lang. Da wo der Ausgang nicht weit entfernt ist, entsteht ein Stau, und die Leute kommen nur langsam voran. Einige haben den längeren Weg genommen und können ganz schnell den Saal verlassen, weil dort mehr Platz ist und sich kein Stau gebildet hat. Das heißt, je weiter der Abstand zwischen den Menschen ist, desto schneller kann man sich in der Menschenmasse bewegen.
Dieses Gesetz gilt nicht nur für Menschenmassen, die sich Richtung Ausgang bewegen, das gilt auch für Luftteilchen. Der Weg der Luftteilchen oberhalb des Flügels ist weiter als unterhalb des Flügels. Das bedeutet, dass sich dort die Luftteilchen schneller bewegen können. Unter dem Flügel, wo der kürzere Weg ist, strömt die Luft langsamer vorbei, weil sich die Luftteilchen dort stauen. Und da wo es sich staut, ist auch der Druck höher. Vergleichbar mit dem Stau vor dem Ausgang. Da ist wenig Platz und das Gedrängel groß. Also noch mal: Über dem Flügel herrscht ein Unterdruck, weil nur wenig Teilchen schnell strömen, und unter dem Flügel herrscht ein Überdruck, weil viele Teilchen langsam strömen. Und wenn sich die Tragflächen schnell genug bewegen, dann sind die Druckunterschiede irgendwann so groß, dass die Auftriebskraft das Flugzeug fliegen lässt. Daniel Bernoulli (*1700 - 1782) hat zum ersten Mal den Zusammenhang von Strömungsgeschwindigkeit und Luft beschrieben.
Stand: 12.11.2008, 11:18 Uhr
