Darum fliegt ein Flugzeug
Wird ein Flugzeug in Bewegung versetzt (Motor oder Verlust an Lageenergie),
dann bewirken deren Flügel duch ihren Anstellwinkel eine Beschleunigung von
Luft nach unten. Dadurch entstehen unter dem Flügel ein Druckpolster (Überdruck)
und oberhalb ein Druckdefizit (Unterdruck). Aus der Druckdifferenz entsteht eine
aufwärts gerichtete Kraft (Auftrieb). Wenn genügend Geschwindigkeit und ein
passender Anstellwinkel vorliegen, dann ist die so entstandene Kraft groß genug
ein Flugzeug zu tragen. Durch die Eigenschaften der Luft ist das Entstehen von
räumlich begrenzten Druckbereichen erst möglich.
Die vorliegende Erklärung ist in einfachen Worten verfasst. Physik muss nicht kompliziert dargestellt werden. Auch mit einfachen Worten kann man sie richtig darlegen. Lesen Sie alle nachfolgenden Seiten, um der Argumentation folgen zu können.
Zum Schluss gibt es das Highlight, den Strömungsabriss (stall).
Um Physik zu verstehen, bedarf es keiner Mathematik. Mathematik kann physikalische Zusammenhänge berechnen aber nicht erklären. Deshalb wurde bewußt darauf verzichtet. Impuls versteht man sofort, wenn es um feste Körper wie das Newton-Pendel geht. Anders, wenn es um Fluids (Flüssigkeiten und Gase) geht, das kann man nicht gleich sehen - es ist aber das gleiche Prinzip.
Das "Druckdefizit" wird nicht von einer Strömung gebildet die durch die längere Laufstrecke des Profilrückens bedingt wäre. Das "Druckdefizit" bildet sich im Wesentlichen durch die geometrische Raumöffnung des angestellten Flügels (Anstellwinkel). In der kurzen Zeit des Durcheilens (Fluggeschwindigkeit und Trägheit/Viskosität der Luft) kann sich die Raumöffnung nicht vollständig (Defizit) auffüllen. Ein Flügel bzw. ein Flügelquerschnitt ist optimiert um die benötigten Druckbereiche am effektivsten zu schaffen und ein beherrschbares Flugverhalten zu erreichen.
Ein Flugzeug bewegt sich, die Luft steht im Wesentlichen. Beim Beschleunigen von Luft (Anstellwinkel) wird diese Hauptsächlich nach unten und oben (vertikal) abgelenkt und fließt nach dem Durcheilen des Flügels auch gleich wieder zurück. Strömung suggeriert eine Bewegung der Luft entlang der Körperoberfläche (horizontal) die es beim Fliegen so nicht gibt. Bei der Betrachtung von Stromlinien wird das Inertialsystem des Körpers genommen, nicht das der Luft welches zu den bekannten falschen Schlussfolgerungen führt.
Es ist irreführend, bei der Erklärung des dynamischen Auftriebs die Begriffe wie Bernoulli, Zirkulation oder andere Phänomene, als Ursache zu bezeichnen - sie sind nur Effekte und nicht im Sinne der klassischen Mechanik ursächlich. Um nicht zu verwirren sollten diese Begriffe bei Erklärungsversuchen besser erst gar nicht erwähnt werden.
Vor allem empfiehlt es sich aber, das aus der Fluiddynamik stammende allgemeine Wort "Strömung", nicht zu verwenden wenn man vom dynamischen Auftrieb spricht. Der Kunstgriff "instationäre Strömung" wird zwar auf die Bewegung der verdrängten Luftteilchen am Anfang der Bewegung angewandt, jedoch nicht auf den eigentlichen Flugzustand.
Da Druck mit den Impulsen der Luftmoleküle definiert werden kann, kann man die
physikalische Ursache des Auftriebs zusammenfassend mit dem Reaktionsgesetz
erklären (actio-reactio), welches Newton schon definiert hat.
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