Wie fliegt ein Flugzeug?

Ein Flugzeug fliegt, weil seine Flügel die vorbeiströmende Luft nach unten lenken. Dafür sind sie gewölbt und leicht schräg gestellt. Über dem Flügel strömt die Luft schneller und ihr Druck sinkt, darunter ist er etwas höher. So entsteht Auftrieb, der das Gewicht trägt. Die Triebwerke sorgen mit ihrem Schub für das nötige Tempo.

Unterwegs

Flugzeug zum Drehen und Durchschauen

Was drinnen passiert

1Triebwerke geben Schub

Der Fan vorn im Triebwerk ist rund 2 m breit. Er saugt Luft an und drückt sie nach hinten. Ein kleiner Teil strömt durch den Kern: Dort verbrennt Kerosin und treibt den Fan an. Die nach hinten gedrückte Luft schiebt das Flugzeug nach vorn.
2Klappen raus

Für den Start fahren vorn die Vorflügel und hinten die Landeklappen aus. Die Landeklappen gleiten auf Schienen nach hinten und unten. Der Flügel wird größer und stärker gewölbt. So trägt er schon bei kleinerem Tempo.
3Luft strömt um den Flügel

Bei etwa 250 bis 290 km/h strömt viel Luft am Flügel vorbei. Oben wird sie schneller und ihr Druck sinkt, unten ist er etwas höher. Hinter dem Flügel strömt die Luft schräg nach unten. Die Luft oben kommt sogar zuerst hinten an.
4Abheben

Die Pilotin zieht am Steuerknüppel. Das Höhenruder am Heck klappt hoch, das Heck geht nach unten und die Nase hebt sich um etwa 10 Grad. Der schräger stehende Flügel lenkt noch mehr Luft nach unten. Der Auftrieb wird größer als das Gewicht.
5Reiseflug

Fahrwerk und Klappen fahren ein. In rund 11 km Höhe fliegt das Flugzeug etwa 830 km/h schnell. Jetzt sind die Kräfte im Gleichgewicht: Der Auftrieb trägt das Gewicht von bis zu 79 t, der Schub gleicht den Luftwiderstand aus.

Die wichtigsten Teile

Tragfläche: Der gewölbte, leicht schräg gestellte Flügel lenkt die Luft nach unten und erzeugt so den Auftrieb.
Vorflügel: Schmale Teile an der Flügelvorderkante, die beim Start und bei der Landung nach vorn und unten ausfahren.
Landeklappe: Klappe an der Flügelhinterkante, die auf Schienen nach hinten und unten fährt und den Flügel größer und gewölbter macht.
Fan: Das große Schaufelrad vorn im Triebwerk, das den größten Teil der Luft nach hinten schiebt.
Brennkammer: Hier verbrennt Kerosin in zusammengepresster Luft; die heißen Gase treiben über Turbinen den Fan an.
Höhenruder: Bewegliche Klappe am hinteren Leitwerk, mit der die Pilotin die Nase hebt oder senkt.

So erklärst du es deinem Kind

4–6 Jahre: Wenn du die Hand aus dem Autofenster hältst und vorn ein bisschen hochkippst, drückt der Wind sie nach oben. Genauso drückt die Luft die Flügel nach oben, wenn das Flugzeug ganz schnell fährt.
7–9 Jahre: Der Flügel schaufelt Luft nach unten, ein bisschen wie ein Paddel das Wasser. Weil er die Luft nach unten drückt, drückt die Luft ihn nach oben. Die Triebwerke pusten dafür kräftig Luft nach hinten, damit das Flugzeug schnell genug wird.
ab 10 Jahren: Vier Kräfte wirken: Auftrieb nach oben, Gewicht nach unten, Schub nach vorn, Luftwiderstand nach hinten. Der gewölbte, schräg gestellte Flügel lenkt die Luft nach unten, und über ihm ist der Luftdruck niedriger als darunter. Beides gehört zusammen und ergibt den Auftrieb.

Ein Papierstreifen fliegt

Schneide einen Papierstreifen, etwa 4 cm breit und 20 cm lang. Halte ein Ende knapp unter die Unterlippe, sodass der Streifen nach vorn herunterhängt. Puste kräftig geradeaus darüber. Der Streifen hebt sich: Die Luft folgt seiner Wölbung und wird nach unten gelenkt, darüber sinkt der Druck. Wie am Flügel.

Sicherheit

Die Hand aus dem Autofenster nur als Mitfahrer, bei langsamer Fahrt auf ruhigen Straßen und mit einem Erwachsenen: Arm nicht weit hinausstrecken, nichts loslassen.

Häufige Fragen

Stimmt es, dass die Luft oben einen längeren Weg hat und deshalb schneller ist?

Nein, das ist ein verbreiteter Irrtum. Die Luft oben und unten muss nicht gleichzeitig an der Hinterkante ankommen; die obere ist sogar früher dort. Richtig ist: Oben ist die Luft schneller und der Druck niedriger, weil der Flügel die Strömung nach unten umlenkt. Auch flache Papierflieger fliegen deshalb.

Wie fliegt ein Flugzeug eine Kurve?

Mit den Querrudern an den Flügelenden: Eins geht hoch, das andere runter, und das Flugzeug legt sich zur Seite. Dann zeigt der Auftrieb etwas schräg und zieht das Flugzeug in die Kurve. Das Seitenruder hilft nur mit.

Wie schnell muss ein Flugzeug zum Abheben sein?

Ein Airbus A320 hebt je nach Gewicht bei ungefähr 250 bis 290 km/h ab. Schwere Flugzeuge brauchen mehr Tempo, der große Airbus A380 etwa 300 km/h. Ausgefahrene Klappen senken die nötige Geschwindigkeit.

Warum fliegt ein Flugzeug so hoch?

In 10 bis 12 km Höhe ist die Luft viel dünner. Dort ist der Luftwiderstand kleiner, das Flugzeug braucht weniger Treibstoff und kommt schneller voran. Noch höher wird die Luft zu dünn, dann tragen die Flügel nicht mehr gut.

Wie funktioniert ein Flugzeug-Triebwerk?

Moderne Verkehrsflugzeuge haben Mantelstrom-Triebwerke. Vorn saugt ein großer Fan Luft an; der größte Teil strömt außen am Kern vorbei nach hinten. Im Kern wird Luft zusammengepresst, mit Kerosin verbrannt, und die heißen Gase treiben Turbinen an, die den Fan drehen.