|
Kräfte rund um das Flugzeug und das Fliegen - Referat
Gliederung:
1. Unterschiedliche Flugzeugtypen
2. Aufbau
3. Kräfte die auf das Flugzeug wirken 3.1 Auftrieb
3.2 Vortrieb
4. Achsen
1. Unterschiedliche Flugzeugtypen
Starrflügelflugzeuge:
Auftrieb wird durch Luftströmung an den Tragflächen erzeugt. Es bildet sich dabei über den Tragflächen durch den Verdrängungsimpuls ein Wirbelansatz, welcher über der Tragfläche einen Unterdruck verursacht und somit eine nach oben gerichtete Auftriebskraft erzeugt.
Starrflügelflugzeuge werden heute am häufigsten genutzt. Die normalen Passagierflugzeuge sind auch Starrflügelflugzeuge.
Schwingenflugzeuge:
Auftrieb und Vortrieb durch Bewegung der Tragflächen wie beim Vogel. In den ersten Jahren der Entwicklungsphase der Flugzeuge wurde versucht, Schwingenflugzeuge nach dem Vorbild der Natur zu bauen. Allerdings wurde nie ein menschentragendes Modell dieses Flugzeugtypen hergestellt, sondern nur ferngesteuerte Modelle.
Rotorflugzeuge:
Auftrieb durch rotierende Zylinder, da keine Tragflächen vorhanden sind. Zur Zeit haben die Rotorflugzeuge keine Bedeutung.
Drehflügler:
Es gibt auch noch Drehflügler, dies sind dann aber keine Flugzeuge mehr sondern Hubschrauber, Tragschrauber oder Flugschrauber.
2. Aufbau
Jedes Motorflugzeug besteht aus Rumpf, Tragfläche, Triebwerk, Cockpit, Leitwerk und Fahrwerk. Diese Teile sind nötig, um eine Maschine sicher und stabil in der Luft zu halten.
Erklärung:
Cockpit: Dort sitzen die Piloten, welche zuständig für die Steuerung des Flugzeuges sind. Fahrwerk: Sind die Räder auf welchen sich das Flugzeug auf dem Boden fortbewegt, sowie beschleunigt und aufkommt. Während dem Flug werden die Räder in einer Klappe im Flugzeugbauch verstaut.
Tragflächen: Sind für den Auftrieb zuständig (siehe unten).
Landeklappen (Startklappen): Die Lande-/Startklappen verbreitern die Tragflächen und erhöhen damit den Auftrieb. Das bewirkt einen höheren Auftrieb bei geringerer Startgeschwindigkeit.
Rumpf: Raum des Flugzeuges in dem sich Passagiere, Gepäck oder Ähnliches befindet.
Leitwerk: Zusammenfassender Begriff für die feststehenden Flächen, die das Flugzeug während des Fluges um seine Hauptachsen stabilisieren. Außerdem ist es für die Steuerung zuständig.
Seitenflosse: Teil des Leiwerkes.
Querruder: Die Querruder bewirken eine Richtungsänderung um die Längsachse.
Höhenruder: Das Höhenruder am Heckleitwerk bewirkt eine Richtungsänderung um die Querachse.
Seitenruder: Das Seitenruder bewirkt eine Richtungsänderung um die vertikale Achse. Trimmruder: Dienen der Höhentrimmung.
3. Kräfte die auf das Flugzeug wirken
Während des Fluges wirken vier Kräfte auf das Flugzeug ein: Gewicht, Auftrieb, Vortrieb und Luftwiederstand. Das Gewicht des Flugzeuges ist die Kraft, die es ständig nach unten zieht. Damit das Flugzeug nicht abstürzt, muss der Auftrieb, die entgegengesetzte Kraft, genauso groß sein. Gleichen sich also diese beiden Kräfte aus, so schwebt das Flugzeug. Da die Auftriebskraft aber nur erzeugt werden kann, wenn das Flugzeug eine gewisse Mindestgeschwindigkeit fliegt, muss eine dritte Kraft her, die es vorantreibt. Diese Kraft wird von den Motoren geliefert. Die Flieger nennen sie Schub.
3.1 Auftrieb
Für den Auftrieb ist eine Tragfläche und ein Luftstrom nötig. Ist die Fläche asymmetrisch geformt oder angekippt, so verändert sich der Luftstrom um sie herum. Der Auftrieb ist abhängig von der Form des Flügels, aber auch von dem Winkel zwischen der anströmenden Luft und der Flügelebene. Durch Erhöhung des Anstellwinkels bei konstanter Fluggeschwindigkeit steigt der Auftrieb proportional, dies trifft bei der Besonderheit des Überschallfluges nicht zu. Für eine aufwärts gerichtete Kraft muss die Vorderkante der Tragfläche nach oben gekippt sein. Dann strömt die Luft auf der Oberseite der Fläche schneller als auf der Unterseite. Über der Tragfläche entsteht ein Unterdruck und unter den Tragflächen entsteht ein Überdruck.
Auftriebsformel: F=c*A*q
3.2 Vortrieb
Dem Vortrieb (Schub) steht der Luftwiderstand entgegen. Je schneller also ein Flugzeug fliegt, desto größer wird der Luftwiderstand. Schließlich steigt bei weiterer Beschleunigung der Widerstand der Luft so stark an, dass auch weiteres Gasgeben des Piloten nichts mehr nützt. Dann gleichen sich Luftwiderstand und Schubkraft aus.
4. Achsen (Flugsteuerung)
Im Gegensatz zu Autos oder sonstigen Landfahrzeugen werden Flugzeuge um drei Achsen gesteuert: Das waagrechte Höhenruder am Heck sorgt für die Bewegung um die Querachse, das ebenfalls am Heck untergebrachte senkrechte Seitenruder für die Bewegung um die vertikale Achse. Und die Querruder an den Tragflüchen sind für die Bewegung um die Längsachse verantwortlich. Das Seitenruder wird vom Piloten mit Hilfe der Ruderpedale betätigt, Quer- und Höhenruder über den Steuerknüppel. Obwohl natürlich jeweils nur einer der beiden Piloten das Flugzeug fliegt, sind Pedale und Steuerknüppel im Cockpit immer doppelt vorhanden.
Quellen:
http://www.wdr.de/tv/quarks/sendungsbeitraege/2003/1209/002_fliegen.jsp
http://de.wikipedia.org/wiki/Flugzeug
http://www.erklaert.de/fliegen/auftrieb
http://www.blinde-kuh.de/bksearch.cgi?sid=7AD6F8EB72CABB42C15BB16993D8978255&input=result+searchbox&query=Flugzeug+Auftrieb
http://www.flugleiter.de/flaechenmodelle/allgemein/warumfliegteinflugzeug
http://www.suite101.de/content/die-steuerung-von-flugzeugen-a61604
Buch: Was ist was? Band 10, Fliegerei und Luftfahrt
Kommentare zum Referat Kräfte rund um das Flugzeug und das Fliegen:
|
