Flugzeuge | Flügelprofil?
Warum ist das Flügelprofil von Passagierflugzeugen asymmetrisch, aber die Flügeln von z.B Kampfjets oder einmotorigen Akrobatik-Flugzeugen symmetrisch?
Ja klar, ein Passagierflugzeug ist ja nicht dazu konzipiert, umgedreht zu fliegen, aber wenn man symmetrische Flügelprofile für einmotorige Propellerflugzeuge bauen kann, wieso denn nicht auch für kommerzielle bzw. grössere Flugzeuge?
3 Antworten
Das ist eine Konsequenz der Strömungsmechanik, bei Flugzeugen der Aerodynamik, also der Lehre von bewegten Gasen (oder eines Körpers, der sich in einem gasförmigen Medium bewegt).
Signore Venturi und Monsieur Bernoulli lassen grüßen.
"In einer verengten oder erweiterten Stromröhre sind die pro Zeiteinheit durchströmenden Volumina konstant."
Das bedeutet: Durch die Form der Tragfläche, auf deren Oberfläche die Auftrieb erzeugende Luft entlangströmt, wird bestimmt, wie hoch die Strömungsgeschwindigkeit ist. Die freie, unbeeinflusste Luft oberhalb der Laminarschicht stellt praktisch die Begrenzung dieser "Stromröhre" dar.
Außerdem lässt sich die Strömung noch durch Anzahl und Form der Landeklappen beeinflussen, gerade bei Langsamflug.
Dies ist der sog. "dynamische" Auftrieb.
Auch Kampfflugzeuge haben ein bestimmtes, asymmetrisches Flächenprofil. Es fällt wegen der Auslegung auch für den Überschallbereich nur nicht so auf. Und Kampfjets können wegen ihres besseren Schub-Gewichts-Verhältnisses auf dem Rücken fliegen.
Bei Kunstflugmaschinen ist es auch so, dass das starke Triebwerk den Flieger in der Luft hält, gerade bei einem symmetrischen Profil. Hier muss der Pilot dann beim Rückflug noch über den Stick Einfluss auf die Fluglage nehmen.
Dynamischer Auftrieb reduziert also die benötigte Triebwerksleistung und damit den Spritverbrauch. Eine von einem Kampfjet abgefeuerte Rakete bewegt sich auch ohne Tragflächen (die Stummel dienen nur der Steuerung) auf einer geraden Flugbahn. Das kommt vom ersten Grundgesetz der Aerodynamik:
"Auch ein Toilettenhäuschen kann fliegen, solange das Triebwerk stark genug ist!"
Weitere - und wissenschaftlich fundierte, aber doch einem Laien verständliche - Infos gibt es z. B. beim DLR:
http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10032/query=Auftrieb/
Ein symmetrisches Profil erzeugt keinen Auftrieb und muss diesen durch den Anstellwinkel erreichen, was mit erhöhtem Luftwiderstand einhergeht und eine höhere Motorleistung erfordert. Da Verkehrsflugzeuge, wie du schon richtig angedeutet hast, nicht dazu gebaut sind, auf dem Kopf zu fliegen, ist es sinnlos, dafür die Tragflächen zu optimieren. Für Verkehrsflugzeuge ergeben sich daraus nur Nachteile.
Welches Profil ist wohl ökonomischer?
Man baut so, dass sich für den gewünschte Zweck ein möglichst geringer (kostengünstiger) Verbrauch einstellt.