Warum fliegt ein Flugzeug/Hubschrauber?  

Ein Menschheitstraum. Das Fliegen. Schwerelos durch die Luft gleiten oder eigenständig vom Erdboden abheben.
Doch wie funktioniert das eigentlich? Warum heben Flugzeuge überhaupt vom Boden ab?
Dieser Frage geht dieser Artikel genau auf den Grund.


  Überdruck / Unterdruck  
Das ganze Geheimnis des Fliegens wurde schon vor mehreren hundert Jahren entdeckt. Kein Geringerer als Leonardo da Vinci entwickelte im das erste Segelflugzeug. Allerdings war es damals nur eine Idee, die noch nicht funktioniert hatte. Erst kurz vor der Jahrhundertwende auf das 20. Jahrhundert baute Otto Lilienthal einen Gleitapparat, welcher Weltgeschichte schreiben sollte.
Da Vinci hatte schon damals die Idee des Über- und Unterdrucks, welches im Großen und Ganzen das Geheimnis ist. Der Querschnitt eines Flügels ist einfach zu beschreiben. Die untere Seite ist glatt und ohne Wölbung. Die obere Seite hingegen ist im vorderen Teil gewölbt. Somit braucht die Luft, die an der oberen Seite am Flügel vorbei strömt klar mehr Zeit als die Untere. Somit entsteht an der Oberseite des Flügels ein Unterdruck. Jener hebt den Flügel an. Je schneller die Luft am Flügel vorbei strömt, desto höher ist auch der Unterdruck, welcher die Kraft ausübt. Daher müssen Flugzeuge auch eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit erreichen, bevor sie vom Boden abheben können. Oftmals starten Flugzeuge zusätzlich noch mit ausgefahrenen Klappen, welche den Querschnitt des Flügels und somit den Auftrieb abermals vergrößern. Die Startgeschwindigkeiten sind sehr Unterschiedlich und hängen von Größe, Gewicht, und Masse der jeweiligen Maschine ab. Eine Cessna hebt bereits bei 60 Knoten, etwa 111 km/h, ab, wohingegen eine C-5 erst bei ca 300 km/h den Boden verlässt.

  Unterschiedliche Anwendungsbereiche  
Flugzeuge, die Lasten transportieren müssen, haben dicke Flügel mit großem Querschnitt, sodass der Unterdruck größter ist. Bei langsamen Flugzeugen findet man diese Eigenschaft ebenfalls wieder, da dort die Luft nicht sonderlich schnell am Flügel vorbei strömt und daher die Wölbung automatisch größer sein muss.
Flugzeuge mit schnellen Geschwindigkeiten habe flache Flügel, die zusätzlich noch nach hinten gepfeilt sind. Somit bieten sie der Luft möglichst wenig Widerstand. Doch auch hier findet man eine Wölbung an der Oberseite. Gutes Beispiel für die Eigenschaft von Flugzeugen mit schneller Geschwindigkeit ist der Tornado von Panavia. Jener verfügt über Schwenkflügel, welche den Widerstand der Flügel automatisch verkleinert. Als weiteres Beispiel für ein Flugzeug mit Schwenkflügeln ist der F-14 Tomcat von Grumman.

  Hubschrauber  
Das gleiche Prinzip machen sich Hubschrauber zu eigen. Nur wird hier eine andere Methode benutzt. Die Flügelblätter des Hubschraubers weisen den gleichen Querschnitt, wie ein Flugzeug auf. Durch das schnelle Rotieren der Rotorblätter wird ebenfalls ein Unterdruck an der Blattoberseite erzeugt, der den Hubschrauber nach Oben hebt. Durch die Rotation in horizontaler Richtung würde der Hubschrauber allerdings selber rotieren. Somit wurde am Heck des Hubschraubers ein zusätzlicher Rotor angebracht, welcher die Rotation des Hubschraubers verhindert. Fällt der Heckrotor aus, beginnt der Hubschrauber unweigerlich zu rotieren und ist außer Kontrolle. Sollte einmal der Hauptrotor ausfallen beginnt der Hubschrauber natürlich sofort an Höhe zu verlieren, da der Auftrieb durch den Rotor sekündlich weniger wird. Allerdings ist der Hubschrauber in solch einer Situation noch nicht verloren. Der Pilot bringt den Hubschrauber sofort in einen steilen Sinkflug, wodurch der Fahrtwind den Rotor ausreichend angetreibt und ihn somit auf einer geringen Drehzahl hält. Jene reicht aus um den Hubschrauber weiterhin zu kontrollieren. Kurz vor dem Boden fängt der Pilot den Hubschrauber ab, wodurch der Rotor nochmals Auftrieb erzeugt. Somit kann der Pilot den Hubschrauber sicher zu Boden bringen.

  Spezielle Hubschrauber  
Einige Hubschrauber wie einige Modelle von Kamov verzichten auf den Heckrotor indem sie einen zusätzlichen Hauptrotor besitzen, der in entgegengesetzter Richtung dreht. Somit gleicht er die Rotation aus.
Der MD900 von McDonnell Douglas verzichtet auf Heckrotor und auf einen zusätzlichen Hauptrotor. Er hat am Heck eine interne Turbine, welche Luft durch einen Schacht nach Außen befördert. Jene Luft verhindert das Rotieren und ersetzt somit den Heckrotor.