Technik einfach erklärt

Warum Flugzeuge abheben und nicht abstürzen

Flugzeuge bringen uns in den Urlaub und an weit entfernte Orte. Doch wie halten sich diese schweren Maschinen überhaupt in Luft?

Von Stefanie Paul (dpa)/Markus Brauer

Wie werden die Flugzeuge der Zukunft aussehen? Schlank wie Raketen, Nurflügler, angetrieben von Solarenergie, superleise, mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit?

Boeing Phantom Works, eine supergeheime Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Flugzeugbauers mit Sitz in St. Louis (US-Bundesstaat Missouri) arbeitet an alternativen Flugzeugkonzepten wie dem „Blended Wing Body“ (englisch für übergangslose Flügel-Rumpf-Verbindung).

Bekanntester Vertreter dieser Technologie ist der US-Tarnkappen-Bomber Northrop „B-2 Spirit“ – mit mehr als 700 Millionen Dollar (627 Millionen Euro, ohne Bewaffnung) das teuerste Flugzeug aller Zeiten.

Strömende Luft und Triebwerke

 Flugzeuge sind heute riesengroß und superschwer. Trotzdem fliegen sie durch die Luft. Jeden Tag kreuzen viele tausende davon an unserem Himmel. Das schwerste Flugzeug der Welt heißt Antonow. Es wiegt ungefähr 640 Tonnen. Zum Vergleich: Das ist ungefähr so viel wie 30 Linienbusse. Doch wie hält sich so ein schweres Ding in der Luft?

Andrea Beck kann das erklären. Sie ist Forscherin und beschäftigt sich unter anderem mit den Kräften, die das Fliegen möglich machen. „Damit ein Flugzeug fliegt, brauchen wir im Grunde zwei Dinge. Wir brauchen Luft, die strömt und dadurch eine Kraft erzeugt. Und wir brauchen Triebwerke, die für Geschwindigkeit sorgen.“

Ohne Auftrieb kein Fliegen

Eine besondere Rolle spielen außerdem die Flügel des Flugzeugs. Wenn man sich diese einmal genauer anschaut, erkennt man Folgendes: An der Unterseite sind die Tragflächen flach. Auf der oberen Seite aber sind sie gewölbt.

Diese Form sorgt für eine wichtige Wirkung: Wenn sich das Flugzeug nach vorn durch die Luft bewegt, strömt die Luft unterschiedlich schnell an den Tragflächen vorbei. Unten, an der flachen Seite, strömt die Luft langsamer. Oben aber, auf der gewölbten Seite, strömt die Luft schneller.

Dadurch entsteht eine Art Sog. Der zieht das ganze Flugzeug nach oben. Diese Wirkung nennt man Auftrieb. Außerdem sind die beiden Tragflächen etwas schräg gestellt. So zeigen sie leicht nach oben.

Auf die Geschwindigkeit kommt es an

Wie die Sache mit dem Auftrieb funktioniert, können Sie selbst einfach ausprobieren: WennSie das nächste Mal im Auto fährst, halten Sie Ihre Hand aus dem Fenster. „Sobald man die Hand schräg in den Fahrtwind stellt, wird sie automatisch nach oben gezogen“, erklärt Andrea Beck.

Damit ein Flugzeug wirklich durch die Luft fliegen kann, braucht es noch mehr als Auftrieb. „Sehr starke Triebwerke. Das sind die Motoren des Flugzeugs. Sie erzeugen die nötige Geschwindigkeit und damit den Fahrtwind.“ Schubkraft nennt man das auch.

Je nachdem wie groß und schwer das Flugzeug ist, braucht es eine bestimmte Geschwindigkeit. Kleinere leichtere Flugzeuge können meist langsamer fliegen. Große, schwere Flugzeuge brauchen hingegen oft eine sehr hohe Geschwindigkeit, um sich in der Luft halten zu können.

Alternative Treibstoffe

Mit dem Flugzeug zu reisen, ist ein oft praktisch. In kurzer Zeit legt man damit weite Strecken zurück. Doch Fliegen steht auch in der Kritik. Denn Flugzeuge werden mit einem speziellen Treibstoff betrieben. Er heißt Kerosin. Wird das Kerosin verbrannt, entstehen Abgase, die schlecht für das Klima sind. Es gelangt auch eine Menge Ruß in die Luft.

Deshalb forschen Fachleute an neuen und umweltfreundlicheren Antrieben. Eine Idee ist, Flugzeuge wie Autos in der Zukunft zum Beispiel mit Elektromotoren fliegen zu lassen. Eine andere ist: mit Hilfe von Wasserstoff. „Dafür müsste sich dann aber auch die Form der Flugzeuge verändern“, kosnatiert Andrea Beck.

Fachleute überlegen außerdem, wie man die Flugzeuge schneller machen kann. In der Vergangenheit sind sie zwar immer größer geworden, aber eben nicht schneller. „Die Flugzeuge, mit denen wir in den Urlaub fliegen, sind immer noch genauso schnell unterwegs wie vor etwa 60 Jahren“, erklärt die Expertin.