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|  |  | Flugzeug - Definition und Bedeutung |
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Im Gegensatz zu den Leichter-als-Luft-Luftfahrzeugen wie Ballonen oder Luftschiffen, die den statischen Auftrieb nutzen, entsteht der Auftrieb bei Flugzeugen erst beim Umströmen der Tragflügelprofile ( dynamischer Auftrieb). Weit verbreitet ist der Glaube, dass der Auftrieb allein durch das Flügelprofil und dem längeren Weg an der Flügeloberfläche zustande kommt. Tatsächlich spielt aber der Winkel unter der anströmenden Luft und der Flügelebene (Anstellwinkel, englisch: angle of attack) eine große Rolle. Durch diesen Winkel wird die Luft nach unten abgelenkt und das Flugzeug nach oben. Es gibt ebenso Tragflächen, deren Profil symmetrisch ist, hier versagt die gängige Erklärung über das Flügelprofil vollständig (gutes Beispiel ist ebenso ein Segel, bei dem natürlich ebenso kein Wegunterschied auftritt).
Im konstanten Reiseflug ist die Auftriebskraft gleich der Schwerkraft ( Gleichgewicht), im Steigflug hingegen überwiegt die Auftriebskraft. Zusätzlich entsteht durch die Reibung der Luft an der Flugzeugaußenhaut ein Widerstand, der durch den Antrieb überwunden werden muss. Die Tragflügelprofile werden in der Regel so ausgelegt, dass der Widerstand möglichst klein, aber der Auftrieb möglichst groß ist. Auch der Rumpf leistet einen kleinen Beitrag zum Auftrieb.
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7 Weblinks
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Zur Erzeugung des Auftriebs gibt es verschiedene grundlegende Bauweisen von Flugzeugen:
| · | Starrflügelflugzeuge (normales Flugzeug), bei denen die Luftströmung über den Tragflächen durch die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs hervorgerufen wird. Dabei zählen ebenso Schwenkflügelflugzeuge wie zum Beispiel der Tornado zu den Starrflüglern.
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| · | Drehflügelflugzeuge (Hubschrauber, Tragschrauber), bei denen die Tragflächen in Form eines horizontalen Rotors gebaut sind und bei denen die Luftströmung über den Rotorblättern größtenteils durch die Drehbewegung des Rotors erzeugt wird.
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| · | Schwingenflugzeuge, bei denen sich die Tragflächen wie ein Vogelflügel auf und ab bewegen und gleichzeitig Auftrieb sowie Vortrieb erzeugen. Besonders in der Frühzeit der Luftfahrt wurde versucht, Schwingenflugzeuge zu bauen, aber außer in kleinen Modellen ist es bis heute obendrein nicht gelungen, beziehungsweise nicht wirtschaftlich.
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Drehflügelflugzeuge werden unter Hubschrauber beziehungsweise Tragschrauber beschrieben, Schwingenflugzeuge sind nur eine experimentell ausgeführt worden. Deswegen geht es im folgenden nur um konventionelle (Starrflügel-) Flugzeuge.
Zur Erzeugung des Vortriebes gibt es verschiedene Möglichkeiten:
| · | Propeller für niedrige Geschwindigkeiten; ein Propeller kann angetrieben werden durch einen Kolbenmotor, eine Propellerturbine, oder einen Elektromotor (zum Beispiel Solarflugzeug). Eine extreme Form des Propellerantriebs stellen sog. HPA (human powered aircraft) dar, das sind Segelflugzeuge, bei denen der Pilot im Cockpit - ähnlich wie in einem Liegerad - durch eine Tretbewegung Vortrieb erzeugen kann.
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 Rotationsachsen eines Flugzeugs | · | Seitenruder für die Drehung um die Hochachse (vertikale Achse)
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| · | Querruder für die Drehung um die Längsachse
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Das Flugzeug kann simultan um eine oder mehrere dieser Achsen drehen.
Das Höhenruder ist in der Regel hinten angebracht, ebenso das Seitenruder. Querruder befinden sich an der Tragflächenhinterkante. Abweichend davon
kann die Höhensteuerung ebenso vorne platziert sein ( Entenflügel).
Querruder können durch gegenläufigen Ausschlag der Höhenruder ersetzt werden.
Höhen- und Seitenruder können ebenso kombiniert werden wie beim V-Leitwerk.
Neben den oben genannten Rudern gibt es obendrein so genannte Trimmruder, die nur zur Stabilisierung des Flugzeugs dienen. Bei modernen Flugzeugen übernimmt der Autopilot die Kontrolle der Trimmruder.
Die Landeklappen (flaps) werden beim Starten/Steigflug und zum Landeanflug benutzt. Im Gegensatz zu den Rudern werden die Klappen jederzeitsynchron an beiden Tragflügeln verwendet. Größere Flugzeuge haben meist ebenso obendrein sog. Vorflügel (Slats), die analog zu den Landeklappen, welche an der hinteren Tragflächenkante ausfahren, an der vorderen Tragflächenkante ausfahren. Durch die Klappen kann die Wölbung des Tragflügelprofils so verändert werden, dass ebenso beim langsamen Landeanflug/Steigflug der Auftrieb erhalten bleibt. Setzt das Flugzeug auf der Landebahn auf, wird der Auftrieb bewusst durch die sog. Brems-/Störklappen zerstört. Sie sind auf den Tragflächen angebracht und werden meist durch einen Automatismus, der unter anderem durch das Einfedern des Hauptfahrwerks bei der Landung eingeleitet wird, ausgefahren. Im ausgefahrenen Zustand vermindern sie den Auftrieb an den Tragflächen ( Strömungsablösung).
Abb. Flugzeug mit Klappen und Rudern.
Es gibt ebenso Steuerflächen mit mehrfachen Funktionen:
| · | Flaperons: Arbeiten wie auch als Klappen als ebenso als Querruder
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Neben der konventionellen Anordnung der Steuerflächen existieren ebenso Sonderformen:
| · | Der Nurflügel hat kein separates Höhenruder, zum Beispiel B2-Bomber
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Flugzeuge lassen sich nach Einsatzgebieten klassifizieren:
oder nach Typen:
| · | 1910 106 km/h Leon Morane, Frankreich, Bleriot XI
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| · | 1913 204 km/h Maurice Prevost, Frankreich, Deperdussin-Rennflugzeug
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| · | 1923 417 km/h Harold J.Brow, USA, Curtiss R2C-1
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| · | 1951 2028 km/h Bill Bridgeman, USA, Douglas Skyrocket
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| · | 1956 3058 km/h Frank Everest, USA, Bell 52 X-2 (Rakete)
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6 Ökologische Auswirkungen
Der Energieverbrauch variiert je nach Flugzeuggröße und Fluglänge. Besonders energieaufwändig ist der Start. Kurzstreckenflüge verbrauchen mit 10-20 l Treibstoff je 100 Sitzplatz-Kilometer ungefähr 3-10 mal so viel Treibstoff wie moderne Automobile und 10 bis 20 mal soviel Treibstoff wie moderne Reisebusse oder Eisenbahnen. Langstreckenflüge mit vollbesetzten und engbestuhlten Großraumflugzeugen liegen dagegen im Verbrauch vergleichbar mit modernen Automobilen (2-4 l / 100 km je Passagier). Im Luftfrachtbereich liegt der Energieaufwand ungefähr 20 bis 50 mal so hoch wie bei modernen LKW oder Eisenbahnen und 100 bis 200 mal so hoch wie bei Seeschiffen.
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