wie beeinflusst der Steigflug eines Flugzeuges die Maximal erreichbare Höhe?
Angenommen, wir haben folgendes Szenario:
Ein meinetwegen Segelflugzeug oder Flugzeug mit ausgeschaltetem Motor segelt auf 500 Metern Höhe mit einer Geschwindigkeit von 250 Km/h.
Nun möchte man die höchst mögliche Höhe mit diesem Flugzeug erreichen.
Ist es nun ratsam, die Nase in einem niedrigen Winkel, also mit einem leichten Steigflug zu beginnen, oder sollte man eher einen steilen Steigflug in Betracht ziehen?
Oder ist es völlig egal, da das Gewicht, die Erdanziehungskraft und Geschwindigkeit identisch sind?
5 Antworten
Würde das Flugzeug reibungsfrei fliegen, wäre der Weg in die Höhe egal. Dann würde in kdem Fall die gesamte kinetiche Energie in Höhenenergie umgewandelt werden.
Nun hat das Flugzeug aber Reibung und man muss überlegen, mit welchem Manöver man die geringsten Reibungsverluste hat, die letztlich Höhe kosten. Das ist ganz eindeutig dann der Fall, wenn man den direkten und kürzesten Weg nimmt, also genau senkrecht nach oben zieht, bis das Flugzeug zum Stehen kommt.
Das wird z.B. beim Kunstflug mit Segelflugzeugen beim sogenannten Turn gemacht. Da schießt man senkrecht nach oben, allerdings nur fast bis zum Stillstand, denn dann sonst hätte man keine Kontrolle mehr über das Flugzeug, sonder nur bis zu einer Geschwindigkeit, mit der man das Flugzeug noch kontrolliert über die Tragfläche abkippen lassen kann, sodass man anschließend senkrecht nach unten schießt und möglichst schnell wieder Geschwindigkeit aufnimmt.
Schwer zu sagen aber ich würde vermuten, am besten ist es, Extreme zu vermeiden - also das Flugzeug nicht hochzureißen, da entstehen Turbulenzen und dadurch ein höherer Energieverlust, aber auch ein sehr kleiner Steigungswinkel ist nicht günstig da aufgrund der Länge des Steigflugs ebenfalls Reibungsverluste hoch sind.
Du hast also eine gewisse Geschwindigkeit und ziehst direkt nach Motorausfall hoch. Wenn du steil hoch ziehst, dann wird sich deine Geschwindigkeit schneller reduzieren als beim langsamen Ansteigen. Dadurch sinkt auch dein Luftwiderstand schneller, da der ja zum Quadrat mit der Geschwindigkeit fällt. Damit verbrauchst du weniger Energie in kürzerer Zeit.
Gleichzeit benötigt dieser steile Aufstieg weniger Zeit um den gleichen Höhengewinn zu erzielen als ein langsamer Steigflug. Dadurch verbrauchst du ja auch weniger Energie dafür und hast mehr Zeit die du noch aufsteigen kannst.
Stell dir einfach vor du würdest sehr, sehr langsam ansteigen. Dann wird dir schnell klar, dass du eigentlich gar keinen Gewinn an Höhe erreichen wirst, da du alleine zum halten der Geschwindigkeit ja nur die Schwerkraft nutzen kannst und die zieht dich halt runter.
Also zieht die Kiste ruhig steiler hoch.
Es ist nur doof wenn dir dann dadurch plötzlich die Geschwindigkeit runter fällt . Dann geht es rückwärts durch den Strömungsabriss direkt ins Taumeln. Aber das war ja nicht die Frage.
Der optimale Anstellwinkel bzw. Steigwinkel ergibt sich aus einer Vielzahl aktueller technischer Daten.
Zum Vergleich: "In welchem Höhen- und Seitenwinkel bringt der Linksaußen am besten den Ball in das Tor?"
Das hängt von einigen Parametern ab, wie z.B. der Gleitzahl des Flugzeugs und der Geschwindigkeit des Flugzeugs beim besten Gleiten. Daher ist eine Antwort auf deine Frage nicht wirklich möglich.