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Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie hoch Flugzeuge fliegen? Die Antwort ist leicht zu verstehen, wenn Sie sich daran erinnern, wie der Flug für Flugzeuge funktioniert. Das erste, was Sie wissen müssen, ist, dass Luft wie Wasser eine Flüssigkeit ist. Es funktioniert also nach den gleichen Regeln. Jedes Objekt, das sich in einer Flüssigkeit bewegt, steht unter dem Einfluss von vier Kräften: Widerstand, Auftrieb, 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 Dichte der Luft ab. Daher ist es in höheren Lagen einfacher, den idealen Auftrieb und Schub zu erreichen als in niedrigeren Lagen. Wie hoch ein Flugzeug fliegt, ist also nicht festgelegt, abgesehen von der Grenze des Weltraumvakuums, bei der die Atmosphäre zu dünn wird, um die Aerodynamik zu funktionieren.
Auftrieb und Schub sind die Hauptkräfte, die das Fliegen ermöglichen. Solange sie größer als das Gewicht oder der Luftwiderstand sind, fliegt das Flugzeug. Schub ist die Vorwärtsbeschleunigung, die von einem Flugzeugmotor erzeugt wird. Je weniger dicht die Luft ist, desto mehr Schub muss ein Flugzeug erzeugen, um den erforderlichen Auftrieb zu erzeugen. Die vollständige Erklärung ist ziemlich kompliziert, aber die beste Formulierung ist, dass jedes Flugzeug eine maximale Flugbedingung hat. Dieses Maximum ist die bestmögliche Kombination aus Dichte, Geschwindigkeit und Auftrieb, um das Flugzeug zu fliegen. Aus diesem Grund kann die Höhe, die ein Flugzeug fliegen kann, so stark variieren. Es hängt von den Bedürfnissen des Flugzeugs ab.
Ein gutes Beispiel sind kommerzielle Turbojets. Turbojets fliegen unter Schallgeschwindigkeit. Die wiegen auch viel. Um optimale Flugbedingungen zu erreichen und mit Geschwindigkeiten zu fliegen, die bequem genug sind, um Flugreisen rentabel zu machen, fliegen die meisten Verkehrsflugzeuge in einer Höhe von 30.000 Fuß. Dies ist hoch genug, dass ein Flugzeug den geringsten Luftwiderstand hat und die Höchstgeschwindigkeit erreichen kann, die seine Motoren sicher produzieren können. Überschallfahrzeuge wie Kampfjets und Spionageflugzeuge können viel höher fliegen. Dies liegt daran, dass die Konstruktion des Flugzeugs es dem Flugzeug erleichtert, dem Widerstand zu widerstehen und einen größeren Schub zu erzeugen, um die dünnere Luft auszugleichen.
Wir sehen also, dass die Flughöhe eines Flugzeugs durch seine Nutzung, den Luftwiderstand, den Auftrieb, den Schub und das Gewicht bestimmt wird. Wir wissen auch, dass die absolute Grenze eines Flugzeugs dort liegt, wo Luft zu dünn wird, um sich wie eine Flüssigkeit zu verhalten, die die oberste Ebene der Atmosphäre ist. Im Moment versuchen Wissenschaftler, diese obere Ebene der Atmosphäre zu nutzen, um Flugzeuge noch schneller zu fliegen. Es gibt jedoch noch Hindernisse wie Reibung und Motorkonstruktion.
Wir haben viele Artikel über Flugzeuge für Universe Today geschrieben. Hier ist ein Artikel über das größte Flugzeug, und hier ist ein Artikel über Bilder von Flugzeugen.
Weitere Informationen zu Flugzeugen finden Sie in diesen Artikeln von Wie Dinge funktionieren . Hier ist ein Artikel über Wie Flugzeuge fliegen .
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast all GPS Navigation aufgenommen. Hör zu, Folge 212: GPS-Navigation .
Quellen:
NASA
Wie Dinge funktionieren