Frage von JoGy89, 212

Startet das Flugzeug?

Hallo,

ich habe gerade eine Frage aufgegriffen und würde gerne Eure Meinungen dazu hören:

"Ein Flugzeug steht auf einem 3000m langem Laufband, so groß und breit wie eine Startbahn.

Eine Geschwindigkeits-Steuerung setzt das Laufband automatisch in Bewegung sobald sich die Räder des Flugzeugs zu drehen anfangen. Und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, in der sich die Räder drehen, nur in die entgegengesetzte Richtung.

Das Flugzeug versucht zu starten. Was passiert? Wird es abheben?"

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von ramay1418, Community-Experte für Flugzeug, 83

Die Antwort auf die Fragestellung ist vergleichbar mit der zu einem Laufband in einem Sportstudio. Dort bewegt sich das Band in entgegengesetzter Richtung zum Läufer, d. h., er steht in Bezug zu einem Punkt im Studio still. 

Beim Flugzeug wäre es das gleiche, wenn die Räder angetrieben würden (Beim Läufer sind es die Beine, die den Antrieb/Vortrieb liefern). 

Aber alle Motorflugzeuge der Welt werden durch eine "äußere" Kraft angetrieben, die von den Rädern entkoppelt ist, also durch den Vortrieb durch ein Propeller- oder ein Strahltriebwerk, sprich, durch eine beschleunigte Luftmasse. 

Daher hebt das Flugzeug ab. 

Siehe auch das Mythbusters-Video auf YT nach Eingabe von "hebt flugzeug von einem laufband ab": 

https://www.youtube.com/watch?v=

und dann: kbnNpEqYIgs 

oder: 2R2tB75gOpM

Kommentar von Luftkutscher ,

Mittlerweile deckt sich die Anzahl der richtigen und der falschen Antworten mit der Gauss'schen Normalverteilung der Intelligenz einer Bevölkerung. Die eine Hälfte hat einen IQ von unter hundert und die andere Hälfte einen IQ von über hundert. :-)

Kommentar von ramay1418 ,

Ok, und wozu gehöre ich? Ich hoffe, ich stehe auf der richtigen Seite, denn eine gewisse Grundintelligenz glaube ich bei mir durchaus feststellen zu können ;-) 

Kommentar von Luftkutscher ,

Du konntest das Problem sofort und schlüssig klären. Also dürftest Du zweifelsohne zur intelligenteren Häfte der Bevölkerung gehören :-)

Antwort
von SpitfireMKIIFan, 112

Wird es. Ein Flugzeug wird nicht über die Räder angetrieben, deren Bewegung ist also für das Flugzeug irrelevant.Wichtig ist die Geschwindigkeit in Bezug zur umströmenden Luft, und die ist unabhängig vom Boden.

Kommentar von HDXFTGHF ,

Das ist Falsch denn das Flugzeug steht ja relativ zu Umgebung still (auch zur Luft) Also kann es nicht fliegen.

Kommentar von Luftkutscher ,

Weshalb soll die Antwort falsch sein? Setze einfach Dein logisches Denkvermögen ein, dann wirst Du feststellen, dass die Antwort richtig war.

Kommentar von Papabaer29 ,

So isses!

Falsch ist nur der Komentar von HDX...

Kommentar von SpitfireMKIIFan ,

Das würde es, wenn die Räder angetrieben wären, was aber nicht der Fall ist. Wäre das Flugzeug ein Auto, würde es sich logischerweise nicht von der Stelle bewegen. Das Flugzeug nutzt aber wie gesagt eine Antriebsquelle, die sich die umgebende Luft und nicht den Boden zunutze macht.

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 68

Was bedeutet hier "entgegengesetzte Richtung"? Sorgt das Laufband dafür, dass die Räder sich überhaupt nicht drehen (wenn das Flugzeug durch die Triebwerke angetrieben wird), oder sorgt es dafür, dass das Flugzeug gegenüber dem Tower an derselben Stelle bleibt (wenn es über die Räder angetrieben wird)?

Kommentar von JoGy89 ,

Entgegengesetzte Richtung heißt, in die entgegengesetzte Richtung, wie das Flugzeug versucht zu starten. LG JoGy

Kommentar von Luftkutscher ,

Wenn das Flugzeug durch das Triebwerk in Bewegung gesetzt wird, dann drehen sich die Räder natürlich. Weshalb sollten sie still stehen? 

Kommentar von PWolff ,

Wenn das Band sich mit dem Flugzeug mitbewegt, drehen sich die Räder nicht.

Antwort
von Tarsia, 77

Ein Flugzeug wird nicht durch die Räder angetrieben, sondern durch die Düsen oder Propeller. Die Räder haben nur den Zweck, die Reibung mit dem Boden zu minimieren, über sie wird keine für den Start relevante Kraft übertragen.

Der Einfachheit halber nehmen wir an, diese Reibung sei gleich null. Dem Flugzeug ist es dann völlig egal, was unter seinen Rädern passiert. Durch seinen mächtigen Antrieb wird es relativ zur Umgebung beschleunigt und hebt genauso gut ab wie von einer normalen Startbahn.

Kritiker dieser Erklärung verweisen auf die geheimnisvolle Steuerung, die die Geschwindigkeit des Laufbands immer an die der Räder anpasse – also könne sich das Flugzeug nicht bewegen. Aber eine solche Steuerung kann es nicht geben. Da die Räder durch den Schub von Düsen oder Propeller immer schneller sind als das Band, müsste dieses immer weiter beschleunigen, theoretisch würde es unendlich schnell – ohne dass von ihm irgendeine Bremswirkung ausgeht.

Antwort
von dompfeifer, 30

Zunächst ist das Szenario sehr unrealistisch, weil Flugzeugräder nicht intern angetrieben werden. Die rollen nur mit bei Start und Landung, weil sie von der Rollbahn angetrieben werden. Aber nun nehmen hier wir spaßeshalber einmal an, die Flugzeugräder würden angetrieben wie Autoräder oder eben umgekehrt, dass die Flugzeugräder vom Laufband angetrieben werden.

Das Flugzeug hebt nur ab, wenn die Tragflächen hinreichend von vorne umströmt werden. Dazu braucht es (theoretisch) einen hinreichenden Gegenwind oder (praktisch) eine entsprechende eigene Geschwindigkeit gegen die Luft. Das Laufband hat darauf gar keinen Einfluss. Mit einem riesigen Ventilator wäre es theoretisch zu schaffen, das Flugzeug abheben zu lassen.

Antwort
von Luftkutscher, 70

Diese Frage ist sehr interessant, denn damit lässt sich sehr leicht die Intelligenz eines Menschen testen. Um die Frage zu beantworten bedarf es keiner Bildung oder sonstiges angelerntes Schulwissen, sondern einfach nur logisches Denkvermögen.

Da das Flugzeug nicht durch die Räder, sondern durch Propeller oder ein Düsentriebwerk angetrieben wird, ist es dem Flugzeug egal, ob sich unter ihm die Bahn wegbewegt. Es wird einfach beschleunigen und abheben, wenn es seine Abhebegeschwindigkeit erreicht hat. Lediglich die Räder werden sich schneller drehen, da sich die Vorwärtsgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit der wegfahrenden Bahn addieren. Ein Auto oder ein Motorrad hingegen kämen tatsächlich nicht von der Stelle.

Kommentar von JoGy89 ,

Hallo, als ich die Frage gestellt habe, habe ich ja nicht gesagt, dass ich die Antwort nicht wüsste, sondern lediglich nach Euren Meinungen gefragt. LG JoGy

Kommentar von Luftkutscher ,

Bist Du jetzt schockiert, weil die meisten hier die Frage nicht richtig beantworten konnten? 

Kommentar von JoGy89 ,

Nicht unbedingt, aber es ist halt interessant, wie du schon sagtest. Vielleicht könnte man auch sagen: ich hätte nicht gefragt "Startet das Flugzeug?", sondern, "Wer schafft es, klar und logisch zu denken?", ohne jetzt jemanden nahe treten zu wollen. LG JoGy

Antwort
von Karl37, 32

Nein das Flugzeug könnte nicht abheben.

Ein Flugzeug fliegt wenn ein dynamischer Auftrieb erzeugt wird. Dieser Auftrieb wird durch die strömende Luftmasse um den Flügel erzeugt. Er entsteht wenn entweder die Luft ruht und das Flugzeug sich in Startrichtung bewegt oder wenn das Flugzeug steht und die Luft das Flugzeug entsprechend anströmt.

Beides ist in deinem Gedankenexperiment nicht gegeben.

Kommentar von Luftkutscher ,

Wenn sich das Flugzeug in Bewegung setzt, die umgebende Luftmasse aber ruht, dann entsteht doch zwangsläufig eine Anströmung. Dadurch entsteht Auftrieb und irgendwann ist die Abhebegeschwindigkeit erreicht. Weshalb also sollte das Flugzeug nicht abheben?

Kommentar von Karl37 ,

Die Räder bewegen sich entsprechend der Laufbandgeschwindigkeit, das Flugzeug ist in Ruhe. Der FS sagte ja ausdrücklich, Radbewegung und Laufbandrichtung sind entgegen gesetzt.

Antwort
von BurgN, 12

Hallo,

zunächst einmal werden die Räder des Flugzeuges nicht angetrieben. Ein Flugzeug wird durch den Rückstoß der Propeller oder der Turbinen vorwärtsgetrieben.

Damit ein Flugzeug abhebt benötigt es allerdings eine Luftströmung um die Tragflächen. Diese entsteht wenn es sich immer an einer Stelle im Raum, wenn auch mit rollenden Rädern, befindet nicht oder bei Gegenwind nicht ausreichend um das Flugzeug zum abheben zu bringen.

Schöne Grüße

Antwort
von Rolf42, 94

Nein.

Ohne die entsprechende Luftströmung an den Tragflächen gibt es keinen Auftrieb.

Kommentar von Rolf42 ,

Mittlerweile ist mir ein grundsätzliches Problem in diesem Gedankenexperiment aufgefallen, und zwar in diesem Satz:

Und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, in der sich die Räder drehen, nur in die entgegengesetzte Richtung.

Was ist in diesem Fall mit "entgegengesetzer Richtung" gemeint?

Wenn damit die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die Bewegung des Flugzeugs gemeint ist, müsste das Band nach hinten laufen, was aber dazu führen würde, dass sich die Räder noch schneller drehen, wodurch das Band noch schneller laufen müsste und das ganze System in kurzer Zeit mechanisch kollabieren würde.

Wenn dagegen damit die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die Drehrichtung der Räder gemeint ist, müsste das Band nach vorne laufen, die Räder würden somit stillstehen und das ganze Flugzeug mit dem Band gemeinsam nach vorne beschleunigen und abheben.

Kommentar von Luftkutscher ,

Weshalb sollte das System kollabieren? Nehmen wir an, das Flugzeug benötigt eine Geschwindigkeit von 250 km/h, um abzuheben. Dies entspricht ca. 70 Meter pro Sekunde. Ein Reifen mit einem Durchmesser von 1 Meter hat einen Umfang von 3,14 Metern und müsste deshalb 22 Umdrehungen in der Sekunde machen, damit das Flugzeug abhebt. Wird jetzt die Bahn nach hinten gezogen, wenn sich das rad anfängt zu drehen, dann muss das Rad eben 44 mal pro Sekunde rotieren bis die Kiste abhebt.. 

Kommentar von Rolf42 ,

Weil in diesem hypothetischen System zwischen den Rädern und dem Laufband eine Rückkopplung besteht.

Sobald die Räder anfangen, sich zu drehen, soll sich das Laufband mit derselben Geschwindigkeit nach hinten bewegen. Diese Bewegung treibt aber die Räder zusätzlich an, worauf das Band mit einer weiteren Beschleunigung reagieren müsste usw.

Dadurch würden die Räder in kurzer Zeit eine Rotationsgeschwindigkeit erreichen, die alle realistischen Belastungsgrenzen überschreitet (sofern das Laufband überhaupt funktioniert).

In dem Mythbusters-Versuch fehlt es dagegen an der Forderung, dass sich das Band mit gleicher Geschwindigkeit wie die Räder bewegen muss, und es findet auch keine Rückkopplung statt, sondern das Band wird anscheinend nach der Beschleunigung mit gleichbleibender Geschwindigkeit gezogen.

Kommentar von Karl37 ,

So ist es. Der Rückstoßimpuls, der durch das Aktio - Reaktio Prinzip Vortrieb erzeugen soll, geht ins Leere, da der Vortrieb der Räder durch das rückläufige Laufband kompensiert wird.

Die konstante Beschleunigung durch die Triebwerke steht aber nur eine kurze Zeit an, da jetzt die Kühlung wegen fehlendem Staudruck fehlt.

Antwort
von HDXFTGHF, 94

Nein, der Auftrieb ensteht ja durch die Geschwindigkeit des Windes unter und über den Flügeln. (unten schneller oben langsamer). Da das Flugzeug aber praktisch stillsteht hebt es nicht ab. 

Kommentar von Luftkutscher ,

Wenn das Flugzeug beschleunigt, dann entsteht Fahrtwind und irgendwann ist der Auftrieb so gross, dass das Flugzeug abhebt. Wo ist da das Problem und warum sollte das Flugzeug still stehen? Es wird doch durch das Triebwerk beschleunigt.

Kommentar von Karl37 ,

Man kann tatsächlich erkennen, wer die Gesetze der Logik beherrscht - Du gehörst nicht dazu.

Der Vortrieb kommt nicht auf der Startbahn an, da sich diese entsprechend nach hinten bewegt. Für einen außenstehenden Beobachter drehen sich zwar die Räder, nicht aber das Flugzeug zeigt Bewegung. Daher kann kein Auftrieb erzeugt werden.

Kommentar von Luftkutscher ,

Unsinn! Streng doch einfach Dein Hirn etwas an, dann kommst vielleicht auch Du auf die Lösung. 

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