Warum fliegt ein Flugzeug?

Die meisten Passagierflugzeuge wiegen Zehntausende von Kilos und transportieren Hunderte von Menschen durch die Luft. Wie kann es sein, dass ein so ein schweres Flugzeug hoch in der Luft fliegen kann und nicht einfach wie ein Stein vom Himmel fällt?

Der Traum vom Fliegen.

Schon immer träumen die Menschen vom Fliegen. Seit Jahrhunderten versuchen sie, wie die Vögel durch die Lüfte zu gleiten. Geschichten über Ikarus, der mit Flügeln aus Vogelfedern fliegen wollte, hast du vielleicht schon gehört. Und die Zeichnungen von den Flugmaschinen, die sich Leonardo da Vinci schon um das Jahr 1500 ausgedacht hat, hast du vielleicht auch schon mal gesehen. Fliegen konnte man damit aber nicht.

Abbildung einer Flugmaschine von Leonardo da Vinci
Da Vinci Flugmaschine

Im Jahr 1903 schafften es die ersten Menschen, mit einem Flugzeug durch die Luft zu fliegen. Es waren zwei Brüder in Amerika: Wilbur und Orville Wright. Der erste motorisierte Flug der beiden dauerte zwar nur 12 Sekunden, aber er war trotzdem eine Sensation. Die Gebrüder Wright waren die ersten, die es geschafft hatten, die zum Fliegen unverzichtbare Kraft zu erzeugen: den Auftrieb.

Antikes Fluggerät aus Holz in Wüstenumgebung
Flüggerät der Wright Brüder

Zum Fliegen braucht man Auftrieb.

Auf ein Flugzeug, das durch die Luft fliegt, wirken verschiedene Kräfte ein. Die großen Triebwerke des Flugzeuges erzeugen den Schub oder auch Vortrieb. Er sorgt dafür, dass sich das Flugzeug nach vorne bewegt.

Wenn sich das Flugzeug mit großer Geschwindigkeit nach vorne bewegt, entsteht Luftwiderstand. Die Luftteilchen bremsen das Flugzeug also ein bisschen ab. Nun kommt noch die Erdanziehung dazu. Das Flugzeug ist schwer und wird von der Erdanziehung nach unten gezogen. Der Auftrieb wirkt der Schwerkraft entgegen und zieht das Flugzeug nach oben. Das ist ganz schön kompliziert. Am besten schaust du dir das zuerst im Video an.

Fritz Fuchs von Löwenzahn hat das mal in einem Video erklärt:

Was ist Auftrieb?

Wie du im Video sehen konntest, entsteht Auftrieb durch die besondere Form der Flugzeugflügel. An der Unterseite sind sie ganz grade und an der Oberseite gewölbt. Wenn das Flugzeug schnell durch die Luft bewegt, strömt die Luft um den Flügel herum. Wenn die Luft auf beiden Seiten am Flügel entlang strömt, nennt man das Parallelströmung.

Durch den Schub nach vorne entstehen Luftwirbel hinten am Flügel. Sie heißen Anfahrtwirbel. Sie entstehen immer paarweise nach oben und nach unten. Entscheidend für das Fliegen in einem Flugzeug ist der untere Wirbel. Er bremst die Strömung unter dem Flügel. So strömt die Luft über dem Flügel viel schneller, als die Luft unter dem Flügel. Wegen der langsamen Strömung unter dem Flügel sammeln sich dort ganz viele Luftteilchen an. Es entsteht ein Überdruck. Dieser Überdruck drückt den Flügel nach oben und macht damit etwa ein Drittel des Auftriebes aus.

Ausblick aus dem Flugzeug auf die Tragfläche in mitten von Wolken
Ausblick aus dem Flugzeug im Himmel

Der größte Teil des Auftriebs entsteht über dem Flügel. Hier strömt die Luft sehr schnell entlang, sodass hier nur ganz wenige Luftmoleküle sind. Über dem Flügel herrscht ein Unterdruck, der einen Sog bildet und den Flugzeugflügel nach oben zieht.

Die beiden Strömungen am Flügel, die den Auftrieb erzeugen, bilden sich durch die hohe Geschwindigkeit des Flugzeuges. Wenn du schon einmal geflogen bist, hast du bestimmt gemerkt, dass das Flugzeug beim Start ganz schnell über die Startbahn fährt. Es fährt immer schneller und schneller, bis man richtig in seinen Sitz gedrückt wird. Erst wenn das Flugzeug die richtige Geschwindigkeit erreicht hat, entstehen die Strömungen unter und über den Flügeln und das Flugzeug hebt ab – und fliegt dich und deine Familie in den Sommerurlaub.

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