Die vier Kräfte
Im Flug wirken vier Hauptkräfte auf ein Flugzeug: Auftrieb (Lift) — nach oben, senkrecht zur Anströmung. Gewicht (Weight) — nach unten, zum Erdmittelpunkt. Schub (Thrust) — nach vorne, durch den Propeller erzeugt. Widerstand (Drag) — nach hinten, entgegen der Flugrichtung.
Im stabilen, geraden Horizontalflug (Cruise) sind diese Kräfte im Gleichgewicht: Auftrieb = Gewicht, Schub = Widerstand. Jede Änderung führt zu Beschleunigung, Steigen oder Sinken.
Zusammenspiel der Kräfte
Um zu steigen, muss entweder Auftrieb > Gewicht sein (kurzfristig beim Erhöhen des Anstellwinkels) oder Schub > Widerstand (Motor liefert Überschussleistung). Im stationären Steigflug: Auftrieb < Gewicht (Schubkomponente trägt einen Teil).
Im Sinkflug wird die Gewichtskomponente in Flugrichtung zum Vortrieb — Schub kann reduziert werden oder entfallen (Gleitflug). Bei Gleitflug ohne Schub: Gewichtskomponente in Flugrichtung = Widerstand.
Kräftegleichung und Auftriebsformel
Auftrieb: L = ½ × ρ × V² × S × C_L. Dabei: ρ = Luftdichte, V = Geschwindigkeit (TAS), S = Flügelfläche, C_L = Auftriebsbeiwert (abhängig vom Anstellwinkel und Profil).
Der Pilot kann C_L (durch Anstellwinkel) und V (durch Leistung) beeinflussen. ρ und S sind gegeben. Für gleichen Auftrieb bei geringerer Dichte (Höhe): höhere Geschwindigkeit oder höherer Anstellwinkel erforderlich.
- Vier Kräfte: Auftrieb, Gewicht, Schub, Widerstand
- Gleichgewicht im Horizontalflug: L = W und T = D
- Auftriebsformel: L = ½ ρ V² S C_L
- Im stationären Steigflug: Auftrieb < Gewicht
- Gleitflug: Gewichtskomponente = Widerstand, kein Schub nötig
- 1Warum ist im stationären Steigflug der Auftrieb kleiner als das Gewicht?
- 2Welche Größen in der Auftriebsformel kann der Pilot beeinflussen?
- 3Was passiert, wenn Schub größer als Widerstand ist?