Warum können Flugzeuge auf dem Kopf fliegen?
Man lernt ja immer wie Flügel geformt sein müssen, damit sie Auftrieb erzeugen. Das Prinzip ist ja, das die Oberseite gewölbt ist und damit eine größerer Fläche als die Unterseite besitzen. So gesehen müsste es doch ein Flugzeug nach unten ziehen, wenn es auf dem Kopf fliegt. Wie man aber auf vielen Flugshows sieht, ist das nicht der Fall... wieso?
5 Antworten
Die Sache ist im Grunde ganz einfach.
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Der normale Auftrieb kommt vom Profil. Durch dieses wirkt eine Kraft in Richtung gewölbte Seite, im Normalflug also nach oben. Wenn die Luft genau von vorne kommt, dann ist also ein Auftrieb da, der das Flugzeug oben hält.
Nun gibt es aber noch eine zweite Kraft. Sas Stichwort heißt Anstellwinkel. Wenn das Flugzeug die Nase etwas höher nimmt, dann bläst der Fahrtwind quasi schräg von unten gegen den Flügel. Wie ein Boot im Wasser wird der Flügel dann dadurch nach oben gedrückt. Man kann dies auch feststellen, wenn man die flache Hand aus dem Autofenster hält. Flach passiert nichts (es ist ja auch kein Flügelprofil da), aber etwas angewinkelt wird die Hand nach oben gedrückt.
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So - im Rückenflug würde durch das Profil im exakten Geradeausflug zwar eine Kraft nach unter erzeugen, aber wenn du genau hinschaust, dann siehst du, dass die Flugzeuge immer mit der Nase etwas nach oben fliegen. Der Fahrtwind drückt dann von unten gegen die Oberseite des Flügels und somit das Flugzeug nach oben.
Bei schnellen Düsenjägern wie Starfighter usw ist das nicht ganz so einfach, aber das Prinzip ist das gleiche.
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Ich selbst bin auch lange selbst geflogen, allerdings nicht als Kunstflieger. Bei einem befreundeten Kunstflieger hatte ich jedoch auch verschiedentlich die Möglichkeit mitzufliegen und einiges kennenzulernen.
also ich bin zwar nur flugzeugschrauber, aber ich versuchs mal zu erklären. : ) der auftrieb ist an jedem flügelprofil da, egal ob es symmetrisch oder asymmetrisch ist. somit kannst du das flugzeug auch umdrehen. der auftrieb is dann zwar nicht mehr so optimal wie wenn das flugzeug richtig herum fliegt, aber es reicht locker um die maschine in der luft zu halten. natürlich sollte die maschine schon kunstflugtauglich oder zumindestens fluglagentauglich sein. und bei kampfjets is es sowieso egal wie rum die fliegen! :D guck dir mal den guten alten starfighter an, der hatte nur ganz kleine und dünne stummelflügelchen. bei solche strahlgetriebenen flugzeugen wird das alles über den enormen rückstoß abgewickelt, die flügel dienen da weniger dem auftrieb sondern eigentlich mehr dazu um dieses geschoss zu steuern.
mit dem höhenruder wird dass flugzeug in so einer lage gesteuert, musst mal schauen die fliegen da nie ganz gerade das heck hängt meistens bischen näher zum boden.
Doch, er hat die Frage genau richtig verstanden. Er hat auch die richtige Beobachtung gemacht. Der Auftrieb im Rückenflug kommt nämlich nicht durch ein Flügelprofil sondern durch den Anstellwinkel, den man dadurch erhält, dass man das Flugzeug etwas "schräg hängen läßt", um es mal so einfach auszudrücken. So steht das übrigens auch in dem Link von dir.
Die Story, dass das Flügelprofil nach dem Bernoullischen Gesetzt (Staudruck+Fießdruck=konstant) eine Auftrieb erzeugt, lernt man in der Schule. Sie ist aber nicht richtig. Der Effekt ist zwar da, ist aber zu schwach um ein Flugzeug in die Luft zu heben. Das Flugzeug hebt ab, weil die Strömung der Luft gegen die Flügel nach dem Prinzip Kraft=Gegenkraft eine Kraft nach oben verleiht.
Wenn ich das richtig verstanden habe (auch Danke an PsychoPate für den Link), dann kommt der Auftrieb durch den Anstellwinkel zu Stande. Der Fahrt(Flug)wind drückt von unten gegen das Flugzeug und drückt damit das Flugzeug nach oben.
Nochmal nachtraeglich, um Missverstaendnisse zu vermeiden: Genau so ist es - im Rueckenflug. Im normalen Geradeausflug sorgt das Profil fuer den eigentlichen Auftrieb bzw teilweise noch die Kombination von Profil und einem leichten Anstellwinkel. Die Story, die man in der Schule lernt, ist also doch immer noch richtig.
Das ist auch nach sieben Jahren letztlich falsch. Natürlich erzeugt die Wölbung des Profils eine Verschiebung der Ca-alpha Linie in den negativen Bereich und die Bernoullische Stromfadentheorie liefert gute Vorhersagen am unendlich gestreckten Rechteckflügel dafür.
Außerdem lässt sich dieselbe aus den Navier Stokes Gleichungen ableiten, für diesen Spezialfall. Flugzeuge fliegen mit alpha = 0 im Reiseflug stabil. Schau dir den Einstellwinkel des Tragflügels am stehenden Gerät an. der ist praktisch null. Und im Reiseflug liegt der Rumpf horizontal in der Luft. Woher kommt also der Auftrieb?
hab das hier dazu gefunden, hab leider selber keine ahnung, aber finde die frage recht interessant!
Der Link ist auch nur ein Link in ein anderes Forum, wo jeder seine Meinung schreibt, was noch nicht bedeutet, dass das auch richtig ist. Als "Beweis" ist er also nicht tauglich.
Gut erklärt. Unser Flugmechanikprof sagte immer, Flächenflieger fliegen immer etwas Newton und etwas Bernoulli.