Bernoulli und der Energieerhaltungssatz

Foto: Julian Moos

Der Energieerhaltungssatz besagt, dass Energie nicht verloren gehen kann, aber auch nicht aus dem Nichts gewonnen werden kann. Die Bernoulli-Gleichung zeigt auf, dass die Summe der Druckenergie, potentiellen Energie und der kinetischen Energie entlang der Stromröhre konstant ist, also keine Energiezufuhr erfährt.

Aber ohne Energiezufuhr kein Fliegen. Wo kommt die Energie her? Aus der Lageenergie des Flugzeugs, und/oder hoffentlich meistens auch vom Antrieb (Kraftstoff). Beispiel: Start mit vollem Tank, Landung am Startplatz mit leerem Tank, das Flugzeug hat jetzt wieder dieselbe Lageenergie, wo ist die Energie des Treibstoffs geblieben? In der Luft in Form von Wärme, Luftbewegung (Abwind) und, eine spezielle Form der Luftbewegung, in Wirbel.

Gepulste Rauchspots im Windkanal zeigen, dass die Luftteilchen, die sich Anfangs zur selben Zeit an der Nasenleiste teilten, nicht zur selben Zeit am Ende treffen. Das zeitgleiche Ankommen der Luftteilchen wird aber gerne benutzt um die "längere Wegstrecke" und die Bernoulli Gleichung anwenden zu können.

Somit ist der Versuch einer verengten Röhre, in dem in der Engstelle ein geringerer Druck herrscht (Venturi-Rohr), am Austritt aber wieder derselbe Energiezustand herrscht, ungeeignet um die wahre Ursache des Auftriebs zu erklären. Bernoulli-Effekte kommen bei der Detailbetrachtung der Druckausgleichsbewegungen partiell um das Flügelprofil vor (Profilnase). Gesamtenergetisch liegt aber vorn und hinter der Stromröhre derselbe Zustand vor.