Warum können Flugzeuge über Kopf fliegen?
Ein Flugzeug fliegt durch Auftrieb, weil die Flügel asymmetrisch geformt sind. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Dynamischer_Auftrieb
Doch wie ist es möglich, dass ein Flugzeug auf dem Kopf fliegt? (siehe Foto)
Sollte durch die Form der Flügel nicht ein negativer Auftrieb entstehen, der das Flugzeug Richtung Boden zieht?
10 Antworten
Ja, bei einem "normalen" Flügel entsteht der Auftrieb natürlich nach unten. Da steuert man einfach mit dem Knüppel gegen, also drücken statt ziehen.
Kunstflugmaschinen haben darüber hinaus oft ein symmetrisches Flügelprofil, sind als mit den "normalen" Flugzeugen nicht zu vergleichen.
Bei einer symmetrischen Tragfläche entsteht erst einmal kein Auftrieb, weil die Kräfte auf Ober- und Unterseite gleich groß sind.
Jetzt kann ich entweder den Anstellwinkel ändern (mit Hilfe des Steuerknüppels) oder ich habe (etwas) Auftrieb, weil der Einstellwinkel, also der feste Winkel zwischen Flugzeug- und Tragflächenlängsachse eine Rolle spielt.
Nein. Er ist nur nicht ganz so optimal und stark, was bei entsprechender Übermotorisierung aber nicht weiter ins Gewicht fällt.
Kann ich theoretisch auch mit einem Airbus A380 über Kopf fliegen?
Das funktioniert über den sogenannten „Anstellwinkel“.
Dadurch wird der Weg der Luft über die Tragflächenunterseite, die jetzt oben ist, wieder länger und so entsteht auf der eigentlichen Unterseite ein Unterdruck.
Der Auftrieb kommt zustande durch das asymmetrische Profil UND den Anstellwinkel. Darum sind viele Antworten ein bisschen richtig aber berücksichtigen nicht beide Apekte.
Es gibt Flugzeuge speziell für Kunstflug, mit symmetrischem Profil, es geht aber auch bei normalen Flugzeugen wir bei dem Doppeldecker richtig beobachtet wurde.
Asymmentrisches Profil wirkt sich im Rückenflug natürlich negativ aus, erzeugt also einen Abtrieb, dem muss man mit einem steileren Anstellwinkel entgegensteuern, was natürlich extrem unwirtschaftlich ist. Folge .. man braucht starke Motoren ! Mit ensprechender Leistung kann man auch Bretter als Tragflächen verwenden, was Überschalljets im Unterschallflug ja vom Prinzip beweisen ...
"Asymmentrisches Profil wirkt sich im Rückenflug natürlich negativ aus, erzeugt also einen Abtrieb, dem muss man mit einem steileren Anstellwinkel entgegensteuern, [...]"
Das möge nun bitte keiner in dem Sinne mißverstehen, als entstünden da zwei separate einander entgegen gerichtete vertikale Kräfte, eines durch das Profil und eines durch den Winkel. (Wir sollten durch das populäre Mißverständnis gewarnt sein, wonach beim Satelliten Schwerkraft und Radialkraft einander "aufheben", während sie tatsächlich miteinander identisch sind.)
Das asymmetrische Profil würde im Rückenflug dann einen Abtrieb erzeugen, wenn es nicht so steil gestellt würde, daß es doch einen Auftrieb erzeugt - freilich um den Preis eines höheren Widerstandsbeiwerts, was mehr Treibstoffverbrauch bedeutet. Auf einen Blick ablesen kann man das am Polardiagramm des Profils, das ja auch zur CW-Achse asymmetrisch ist, wenn es sich um ein asymmetrisches Profil handelt.
Die Form des Flügelprofils ist es eben nicht allein für den Auftrieb verantwortlich. Der Anstellwinkel spielt dabei die entscheidende Rolle (wie man auch an jedem Papierdrachen sehen kann, der gar kein Profil, aber dennoch ordentlich Auftrieb hat).
"...the important thing about an aerofoil (say an aircraft wing) is not so much that its upper surface is humped and its lower surface is nearly flat, but simply that it moves through the air at an angle. This also avoids the otherwise difficult paradox that an aircraft can fly upside down!" N. H. Fletcher Mechanics of Flight Physics Education July
Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_(force)#cite_note-43
Genauer sehen kann man den Zusammenhang an den Polardiagrammen der Profile. Je nach Anstellwinkel wird der Auftriebsbeiwert ein und desselben Profils mehr oder weniger groß, kann sogar mehr als doppelt so groß sein wie mit Anstellwinkel null, aber er kann auch negativ werden. Je nach Flugmanöver ist ein anderer Anstellwinkel optimal.
https://de.wikipedia.org/wiki/Polardiagramm_(Str%C3%B6mungslehre)
https://pawn.physik.uni-wuerzburg.de/video2/alpha/FluidDynamik/node26_mn.html