Gigantische Maschinen, die teilweise mehrere hundert Tonnen wiegen, scheinen schwerelos durch die Luft zu gleiten und wendige Jets jagen mit tausend Kilometern pro Stunde durch die Atmosphäre: Flugzeuge sind eine faszinierende Erfindung der jüngeren Geschichte und wie viele andere von der Natur inspiriert.
Oben schnell, unten langsam
Wie auch bei den ideengebenden Vögeln liegt der entscheidende Aspekt, um die Schwerkraft zu überwinden, in der Form der Tragflächen – und damit in der Aerodynamik. Der Querschnitt eines Flugzeugflügels zeigt, worauf es ankommt: Die Unterseite ist flach, der obere Teil gewölbt. Durch diese Form muss die Luft, die über die Tragfläche strömt, einen weiteren Weg zurücklegen als die, die unterhalb entlangfließt. Dadurch besitzt die obere Luftschicht eine höhere Geschwindigkeit.
Nach den Überlegungen des Physikers Daniel Bernoulli hängt der Druck eines Fluids, also einer Flüssigkeit oder eines Gases, von dessen Geschwindigkeit ab. Schnellere Fluide besitzen demnach einen geringeren Druck als langsamere. Aufgrund dieser Gesetzmäßigkeit entsteht an der Flugzeugtragfläche ein Druckunterschied. Die schnellere obere Luftschicht zieht durch ihren Unterdruck am Flügel, zusätzlich drückt die Luft auf der Unterseite nach oben.
Eine Frage des Anstellwinkels
Die Druckdifferenz durch die Tragflächenform ist nicht der einzige Faktor, der den Maschinen zum Fliegen verhilft. Wichtig ist auch der Winkel, den die Flügel relativ zur Flugrichtung haben. Die geneigten Tragflächen drücken die anströmende Luft nach unten und erzeugen so eine Gegenkraft, die das Flugzeug weiter anhebt. Dadurch können beispielsweise auch Kunstflugzeuge kopfüber fliegen.
