Welchen Einfluss hat der Luftdruck aufs Flugzeug?
Welchen Einfluss hat der Luftsdruck auf das Flugzeug. Ich meine nicht den Druck in der Kabine, sondern rein Physikalisch, in Bezug auf, geschwindigkeit, max flughöhe und spritverbrauch
5 Antworten
Der Luftdruck ist eigentlich mehr ein Symptom, nicht eine Ursache. Der Luftdruck kommt dadurch zustande, dass sich in einem Volumen soundso viele Gasteilchen (Stickstoff, Sauerstoff) befinden.
Wenn sich viele Gasteilchen in einem Volumen befinden, durch das das Flugzeug fliegt...
- ... knallen viele Gasteilchen vorne gegen das Flugzeug und bewirken eine Bremsung
- ... strömen viele Gasteilchen über die Tragflächen und bewirken Auftrieb
- ... sind in jenem Teil, der in die Motoren fliegt und mit dem Treibstoff verbrannt werden soll, auch viele Sauerstoff-Teilchen, mit denen man viele Treibstoff-Teilchen verbrennen kann und dafür viel Energie bekommt.
Und dabei wird ein hoher Luftdruck angezeigt.
Wo ein hoher Luftdruck angezeigt wird, gibt es also einen hohen Luftwiderstand, aber das Flugzeug hat viel Auftrieb. Motoren, die Luft nicht irgendwie "reingedrückt" bekommen, können alles an Leistung abgeben, was sie haben.
Und wenn sich wenige Gasteilchen in dem Volumen befinden, durch das das Flugzeug fliegt...
- ... knallen wenige Gasteilchen vorne gegen das Flugzeug und bewirken eine Bremsung
- ... strömen wenige Gasteilchen über die Tragflächen und bewirken Auftrieb
- ... genehmigen sich Saugmotoren zwar einen großen "Schluck" Luft, aber viele Sauerstoff-Teilchen sind da nicht drin.
Und dabei wird ein geringer Luftdruck angezeigt.
Wenn also ein niedriger Luftdruck angezeigt wird, dann gibt es einen geringen Luftwiderstand, aber auch wenig Auftrieb. Und wenn Motoren weiterhin ihre volle Leistung abgeben sollen, muss der Mangel an Sauerstoff dadurch ausgeglichen werden, dass die Luft aktiv herein gedrückt wird.
So: Passagierflugzeuge fliegen in großer Höhe und bei niedrigem Luftdruck, weil dort der Luftwiderstand geringer ist und der geringere Auftrieb durch mehr Geschwindigkeit ausgeglichen werden kann. Und Turbinentriebwerke sind sozusagen die Endstufe des Turboladers, d.h. die Verbrennungsluft wird ordentlich unter Druck gesetzt, sodass die dünnere Luft weniger tragisch ist.
Flugzeuge mit klassischen Saugmotoren, wie sie in der Privatfliegerei weit verbreitet sind, können allein schon deshalb nicht sehr hoch fliegen, weil die Motoren in der Höhe nicht die volle Leistung bringen können.
Es kommt auf den Flugzeugtyp an. Propellerflugzeuge haben nur eine beschränkt Flughöhe.
Weniger Luftdruck bedeutet zwar weniger Widerstand, dadurch geringerer Kraftstoffverbrauch aber gleichzeitig nimmt auch die Wendigkeit ab
Der Luftdruck in der Kabine wird mit zunehmender Höhe von Normaldruck auf ca. 750hPa gesenkt. Das entspricht einen Höhendruck von ca. 2500m. Der Außendruck bei 10.000m beträgt nur 290hPa, das ist nicht mal die Hälfte. Durch den Überdruck dehnt sich das Flugzeug aus. Der Flugzeugrumpf wird länger und breiter. Eine 747 wird währendes Flugs ca. 1m länger und legt ca. um 15cm im Durchmesser zu. Bei schlechter oder falscher Wartung nicht ganz ohne Risiko ---> Japan Air 123
Die Vorteile des niedrigen Luftdruckes liegt vor Allem im niedrigen Luftwiderstand. Was das fliegen economischer macht.
Die Luftdichte nimmt mit der Entfernung zur Erde ab. Dadurch entsteht zwar auch weniger Reibung, ergo Spritverbrauch, der erforderliche Auftrieb nimmt aber ebenfalls ab. Das versucht man durch die Flügelspannweite und Geschwindigkeit zu kompensieren, wodurch wiederum mehr Treibstoff erforderlich ist. Da die Luft in dieser Höhe aber auch weniger Sauerstoff enthält, der zur Verbrennung in den Triebwerken benötigt wird, sind dem ganzen auch Grenzen gesetzt. Keine Vorteile, ohne Nachteile…