Haben Sie jemals gefragt, wie hoch Flugzeuge fliegen? Die Antwort ist leicht zu verstehen, wenn Sie sich daran erinnern, wie der Flug für Flugzeuge funktioniert. Jedes Objekt, das sich in einer Flüssigkeit bewegt, steht unter dem Einfluss von vier Kräften: Ziehen, Heben, Gewicht und Schub. Die Nettosumme muss positiv sein, damit der Einfluss von Schub und Auftrieb ein Flugzeug in der Luft hält. Schub und Auftrieb hängen von der Luftdichte ab. So ist es einfacher, den idealen Auftrieb und Schub in höheren Lagen als in niedrigeren Lagen zu erzielen. Wie hoch ein Flugzeug fliegt, ist also nicht festgelegt, außer an der Grenze des Raumvakuums, in dem die Atmosphäre zu dünn wird, als dass die Aerodynamik funktionieren könnte.
Auftrieb und Schub sind die Hauptkräfte, die den Flug ermöglichen. Solange sie größer als Gewicht oder Luftwiderstand sind, fliegt das Flugzeug. Schub ist die Vorwärtsbeschleunigung, die vom Triebwerk eines Flugzeugs erzeugt wird. Je weniger dicht die Luft ist, desto mehr Schub muss ein Flugzeug erzeugen, um den erforderlichen Auftrieb zu erzielen. Die vollständige Erklärung ist ziemlich kompliziert, aber der beste Weg zu sagen ist, dass jedes Flugzeug eine maximale Bedingung hat, die es zum Fliegen erreicht. Dieses Maximum ist die bestmögliche Kombination aus Dichte, Geschwindigkeit und Auftrieb, um das Flugzeug zu fliegen. Deshalb kann die Höhe, die ein Flugzeug fliegen kann, so stark variieren. Es hängt von den Bedürfnissen des Flugzeugs ab.
Ein gutes Beispiel sind kommerzielle Turbodüsen. Turbostrahlen fliegen unter der Schallgeschwindigkeit. Die wiegen auch viel. Um optimale Flugbedingungen zu erreichen und mit Geschwindigkeiten zu fliegen, die für Flugreisen rentabel sind, fliegen die meisten Verkehrsflugzeuge mit einer Höhe von 30.000 Fuß. Dies ist hoch genug, damit ein Flugzeug den geringsten Luftwiderstand aufweist und die Höchstgeschwindigkeit erreichen kann, die seine Triebwerke sicher erzeugen können. Überschallfahrzeuge wie Kampfjets und Spionageflugzeuge können viel höher fliegen. Dies liegt daran, dass die Konstruktion des Flugzeugs es dem Flugzeug erleichtert, dem Luftwiderstand zu widerstehen und einen größeren Schub zu erzeugen, um die dünnere Luft auszugleichen.
Wie hoch ein Flugzeug fliegen kann, hängt also von seiner Verwendung, dem Luftwiderstand, dem Auftrieb, dem Schub und dem Gewicht ab. Wir wissen auch, dass eine absolute Grenze für Flugzeuge darin besteht, dass Luft zu dünn wird, um wie eine Flüssigkeit zu wirken, die das oberste Niveau der Atmosphäre darstellt. Im Moment versuchen Wissenschaftler, diese obere Ebene der Atmosphäre zu nutzen, um Flugzeugen zu helfen, noch schneller zu fliegen. Es gibt jedoch immer noch Hindernisse wie Reibung und Motorkonstruktion.
Wir haben viele Artikel über Flugzeuge für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel über das größte Flugzeug und hier ein Artikel über Bilder von Flugzeugen.
Wenn Sie weitere Informationen zu Flugzeugen wünschen, lesen Sie diese Artikel unter Funktionsweise. Hier ist ein Artikel darüber, wie Flugzeuge fliegen.
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast all GPS Navigation aufgezeichnet. Hören Sie hier, Episode 212: GPS-Navigation.
Quellen:
NASA
Wie Dinge funktionieren
