Theoriefach: Aerodynamik

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Dieses Unterrichtsfach beschäftigt sich mit den "Grundlagen des Fliegens".

Angefangen von "Warum fliegt ein Flugzeug überhaupt?" bis "Was tun, damit das auch so bleibt?", wird viel Fachwissen vermittelt.

Physik ist hier allgegenwärtig. Fachbegriffe und Verhältnissmäßigkeiten werden vermittelt und müssen im Gedächtnis bleiben! 

Eine kleine Übersicht der Hauptthemen:

- Der Energiehaushalt des Flugzeugs

- Auftriebserzeugung

- Widerstandsarten

- Zusammenhang zwischen Auftrieb und Widerstand

- Kräfte in Verschiedenen Flugzuständen

- Steuerung des Flugzeugs im Raum

Man lernt, parallel zum praktischen Unterricht, die Hintergründe kennen, was genau am Flugzeug während des Fluges passiert. Auf ein Flugzeug, wirken ständig Kräfte die seine Bahn oder Lage beeinflussen. Jeder Kraft, wirkt einer anderen Kraft entgegen. 

-Damit das Flugzeug fliegt, muss dem Gewicht des Flugzeugs mit Auftrieb entgegengewirkt werden. 

-Damit sich das Flugzeug vorwärts bewegt, muss der Widerstand (z.B. per Propeller) überwunden werden usw.

Wie die meisten wissen, hat ein Flugzeug Tragflügel und genau hier spielt sich ein Großteil des Geschehens ab.

Ein Tragflügel hat meistens eine gebogene Form - auf der Oberseite etwas mehr als auf der Unterseite. Die Luft, die nun aus der Strömungsrichtung ankommt, muss sich an der Flügelspitze aufteilen. Ein Teil läuft über den Flügel, der andere Teil unter den Flügel. Dadurch, dass die oberen Luftteilchen jetzt eine längere Strecke in der gleichen Zeit als die unteren zurücklegen müssen, strömen diese Teilchen schneller. Ein schlauer Mann namens "Bernoulli" hat entdeckt, dass in einer Strömung, an Stellen höherer Geschwindigkeit, ein Unterdruck entsteht. Somit herrscht auf der Flügeloberseite zu 2/3 ein Unterdruck der den Flügel "hoch saugt" und unter dem Flügel ein Überdruck der zu 1/3 den Flügel nach oben drückt. Diese Auftriebskräfte sind je nach Flügelprofil unterschiedlich. Schnelle Flugzeuge, wie Kampfflugzeuge, haben z.B. sehr flache Tragflügel, Passagiermaschinen sehr große und dicke.

Auf dieser Grundlage, baut der ganze Unterricht auf. 

Durch ändern des Anstellwinkels, kann man ebenfalls die Kräfte beeinflussen:

Wenn man den Steuerknüppel nach hinten zieht, verstellt man dadurch ein kleines Ruder hinten am Flugzeug. Das kleine Ruder an der Höhenflosse klappt nach oben, das Flugzeug hebt die Nase um die Querachse, der Haupttragflügel erhält eine veränderte Anströmung, der Auftrieb wird größer und wirkt dem Gewicht des Flugzeugs mehr als vorher entgegen: 

Wir steigen! 

Wenn man nun immer weiter den Anstellwinkel vergrößert, kann die Luft der Oberseite nicht mehr folgen und löst sich. Dann sieht das ganze so aus: 

Was passiert? Im schlimmsten Fall- wir fallen runter! Nicht so schön.

Flügel erzeugen Auftrieb und Widerstand. Es gibt viele Widerstandsformen die man kennen lernt.  Man lernt wie sich die Kräfte im Kurvenflug und Gleitflug verhalten. Wie sie sich beeinflussen usw. Ein paar Faustformeln werden gelernt. etc. etc.

Jeder, der schon einmal Achterbahn gefahren ist, kennt die Kraft die einen in den Sitz drückt, wenn die Bahn in eine Kurve oder Senke hineinfährt. So eine Kraft, erlebt man im Flugzeug beim Kurvenflug oder beim wechsel vom Geradeausflug in den Steigflug auch. 

Wenn man z.B. eine steile Kurve fliegt, dann ändert sich die Mindestfahrt, ab der die Strömung droht abzureisen, sehr stark nach oben. Wenn man noch im Geradeausflug eine Mindestfahrt von 40 Knoten hatte, hat man bei einer 60° Kurve eine Mindestfahrt von 80 Knoten. Wenn man vor dem Kurvenflug mit 90 Knoten unterwegs war und genügend Abstand zu den 40 Knoten hatte, hat man in der Kurve nur noch 10 Knoten "Luft". Sowas kann dann schon sehr gefährlich werden. 

Im Unterricht lernt man sowas kennen, damit man in der Praxis nicht in solch gefährlichen Lagen hineingerät.