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Flugzustände

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Flugzustände

Kurvenflug

Kräfteverhältnisse in der Kurve aus Sicht des erdfesten BeobachtersFür eine Kurve muss das Luftfahrzeug aus seiner gleichförmigen Bewegung gelöst werden. Beim Kurvenflug ändert sich die Flugrichtung des Flugzeuges fortwährend, somit ist er eine beschleunigte Bewegung; zu dieser ist eine Kraft notwendig.

Für die Betrachtung des Kräftegleichgewichtes in der Kurve ist die Berücksichtigung sowohl des erdfesten als auch des luftfahrzeugfesten Bezugssystems hilfreich.
Aus Sicht des Beobachters im erdfesten Bezugssystem gibt es eine Kraft, die das Flugzeug in die Kurve zwingt. Diese so genannte Zentripetalkraft entsteht durch die Neigung des Auftriebsvektors zur Seite, in der nebenstehenden Grafik durch eine Schräglage nach links. Der Auftrieb lässt sich damit im erdfesten System in die beiden Teilkräfte zerlegen: FA,Y (vertikale Komponente des Auftriebs) und FZ(Zentripetalkraft). Für den Ausgleich des Flugzeuggewichtes ist allein die vertikale Komponente des Auftrieb FA,Y verantwortlich. Diese ist gegenüber dem Horizontalflug unverändert, denn auch das Gewicht selbst ändert sich nicht. Der Gesamtauftrieb muss infolge der Neigung des Auftriebsvektors größer als zum Ausgleich des Flugzeuggewichtes notwendig - andernfalls verliert das Flugzeug in der Kurve an Höhe. Der Gesamtauftrieb wird über eine höhere Geschwindigkeit und/oder größeren Anstellwinkel erzielt, was also in jedem Falle mehr Energie (Antriebsleistung) kostet. Im Falle eines Segelfliegers ist, da kein Triebwerk vorhanden ist, zwangsläufig mit einem größeren Höhenverlust gegenüber dem Horizontalflug zu rechnen.

Kräfteverhältnisse in der Linkskurve aus der Sicht des PilotenFür den Insassen im Flugzeug wirken andere Kräfte, denn er beobachtet in seinem eigenen Bezugssystem. Dass sich sein Bezugssystem Flugzeug um ihn herum in einer Kurve bewegt, muss ihm nicht zwangsläufig bewusst sein. 
Der Beobachter verspürt neben seinem Gewicht eine Kraft, die ihn entgegen der Kurvenrichtung nach außen zieht: die Zentrifugalkraft. Sie ist Ausdruck dafür, dass sich der Körper des Beobachters gegen die Richtungsänderung wehrt, also in seinem jetzigen Bewegungszustand verharren möchte. Sie ist betragsmäßig gleich mit der Zentripetalkraft, hat jedoch entgegengesetzten Richtungssinn. Dennoch dürfen beide nicht miteinander vermengt oder gemeinsam dargestellt werden, da sie aus zwei unterschiedlichen Bezugssystemen stammen. 
Die Zentrifugalkraft addiert sich mit dem Gewicht vektoriell; die resultierende Kraft in Richtung Flugzeugboden wirkt als das scheinbare Gewicht, dass um so größer wird, je größer die Schräglage ist. Das Verhältnis dieses scheinbaren Gewichtes zum tatsächlichen ist das Lastvielfache: FR=FG / cosγ. Je größer die Schräglage, desto größer die Belastung für den Insassen und auch das Flugzeug.

Einige Lastvielfachenwerte in Abhängigkeit von der Schräglage
Schräglage 15° 30° 45° 60° 70°
nY 1.03 1.15 1.4 2 2.9