Können Flugzeuge/Raumschiffe "aus der Kurve fliegen"?
Hallo zusammen,
ich beschäftige mich gerade mit der Zentripetalkraft und bin gerade drauf gestoßen, dass ein Auto ja aus einer Kurve "fliegt" wenn die Zentripetalkraft größer als die Haftkraft der Räder ist. Nun zu meiner Frage: Kann ein Flugzeug auch "aus der Kurve rutschen"? Und wenn ja ist dies dann auch im Weltall möglich? Sonst wären dort ja Kreisbewegungen mit sehr großer Geschwindigkeit und sehr kleinen Radien möglich.
Vielen Dank schonmal!
4 Antworten
Beim Flugzeug ja; das nennt man eine "Schiebekurve". Zu jeder Kurve gehört eine bestimmte Schräglage, die von der Fluggeschwindigkeit und der Drehgeschwindigkeit abhängig ist.
Bei einer "Schiebekurve" (skid) ist die Schräglage zu gering, damit schiebt da Flugzeug nach außen.
Das Gegenteil ist die "Schmierkurve" (slip), bei der die Schräglage zu stark bzw. die Geschwindigkeit zu gering ist. Dann schmiert das Flugzeug ab, nimmt die Nase runter und gerät ins Trudeln.
Bei einem Raumflugkörper, z. B. einem Satelliten oder einer Raumsonde, ist eine Änderung der Umlaufbahn nur durch einen aktiven Impuls möglich, also z. B. durch eine Steuerdüse oder durch Zündung eines Triebwerks oder auch durch Lichtdruck.
Wird die Bahngeschwindigkeit aber nicht erreicht, überwiegt die Anziehungskraft und der Satellit stürzt auf das Objekt (Planet, Mond, in die Sonne). Ist die Bahngeschwindigkeit zu groß, verschwindet die Sonde im All und unterliegt dann den Gesetzen der Himmelsmechanik in Bezug auf die Sonne oder was ihr an größeren Massen in den Weg kommt.
Bei Straßenfahrzeugen gründet sich die Steuerung auf die Haftreibung zwischen Reifen und Straßenbelag. Wenn hier ein Fahrzeug "aus der Kurve fliegt", dann reicht die Haftreibung nicht aus zur Aufnahme der jeweiligen Beschleunigungskraft, das Fahrzeug weicht von der regulären Fahrspur ab.
Bei Raumschiffen kann sich die Steuerung mangels jeglicher Haftreibung nirgends abstützen, deshalb kann das Raumschiff auch nicht in dem Sinne "aus der Kurve fliegen". Die Steuerung geschieht hier allein durch die räumliche Ausrichtung und die Leistung des Triebwerkes. Dabei sind kleine Kurvenradien in der Raumfahrt energetisch sehr unwirtschaftlich und zugleich praktisch völlig sinnlos in schier grenzenlosen Räumen. Aus einer vorgegebenen Fahrspur kann das Raumschiff nicht ausbrechen, weil es im Weltraum keine Fahrspuren gibt.
Bei Düsenflugzeugen haben wir es bei der Steuerung mit einer Mischung aus Rückstoßprinzip wie bei Raumschiffen zu tun und einer Abstützung an der umgebenden Luft mittels der Tragflächen. Enge Kurvenradien sind hier gelegentlich gefordert. Bei technischem oder menschlichem Versagen kann die Kurve hier von der beabsichtigten Bahn abweichen.
Im Vakuum des Weltalls funktioniert Lenkung ganz anders als im Auto, Boot oder Flugzeug, da lenkbare Räder oder Steuerruder aufgrund der fehlenden Reibung nicht funktionieren. Das kennen Autofahrer vom Aqua-Panning. Raketen, Sateliten u.Ä. haben Steuerdüsen, sie seitlichen Schub erzeugen und so das Gefährt ablenken. Dem seitlichen Schub wirkt die Zentrifugalkraft entgegen, d.h. wenn seitlicher Schub und Zentrifugalkraft gleich groß sind, gibt es keine Ablenkung mehr. Somit ist der Kurvenradius im Weltall begrenzt. Wenn man einen kleinen Radius brauch, muss man also mit geringerer Geschwindigkeit fliegen, um die Zentrifugalkraft gering zu halten.
Beim Flugzeug kann es zu einen Strömungs-abriss kommen.
In der Raumfahrt kenne Ich mich nicht aus.