Heißluftballon. Vogel. 1 Luftballon

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Ralf Schmitt
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1 Luftballon Streng genommen ist der Luftballon gar kein FLUGOBJEKT. Denn wenn ihr einen Ballon mit Luft aufpustet, steigt er nicht auf. Er fällt einfach runter - weil er zu schwer ist.

Er saust nach oben - fast wie ein Ball, den ihr unter Wasser drückt und dann loslasst. HELIUMBALLONS können höher steigen als Flugzeuge.

Damit ein Flugzeug fliegen kann, sind starke Kräfte notwendig. Die Kraft, die es in der Luft hält, nennt sich AUFTRIEB. Sie entsteht ganz automatisch, wenn Luft nach unten abgelenkt wird.

1 1 Luftballon Streng genommen ist der Luftballon gar kein FLUGOBJEKT. Denn wenn ihr einen Ballon mit Luft aufpustet, steigt er nicht auf. Er fällt einfach runter - weil er zu schwer ist. Das ändert sich allerdings, wenn ihr die GUMMIHÜLLE mit Helium füllt. Weil dieses Gas leichter ist als Luft, erfährt der Ballon jetzt einen Auftrieb. Er saust nach oben - fast wie ein Ball, den ihr unter Wasser drückt und dann loslasst. HELIUMBALLONS können höher steigen als Flugzeuge. Wetterforscher setzen sie deshalb ein, um Messgeräte in die Atmosphäre zu befördern. Erst in etwa 30 Kilometer Höhe ist für die meisten Schluss. Damit ein Flugzeug fliegen kann, sind starke Kräfte notwendig. Die Kraft, die es in der Luft hält, nennt sich AUFTRIEB. Sie entsteht ganz automatisch, wenn Luft nach unten abgelenkt wird. Ihr könnt das selbst ausprobieren! Haltet eure Hand schräg (mit dem Handrücken nach oben) aus dem fahrenden Auto. Der anströmende Fahrtwind wird nach unten abgelenkt, die Hand nach oben gedrückt. Ähnlich funktioniert das auch bei der Tragfläche eines von Düsen oder Propellern angetriebenen Flugzeugs. Die Tragfläche hat eine ganz spezielle FORM. Die Luft, die waagerecht darauf trifft, wird nach unten abgeleitet. Die GEGENKRAFT (Bild 0, roter Pfeil), der sogenannte dynamische Auftrieb, hebt das Flugzeug in die Höhe. Allerdings funktioniert das nur bis zu einem bestimmten WINKEL: Steht der Flügel zu schräg, verliert die Luftströmung beim Aufprall auf die Tragfläche zu viel Schwung. Sie kann der Biegung an der Oberseite des Flügels nicht mehr folgen und verwirbelt (Bild t}). Die Folge: Der Auftrieb wird schwächer, und das Flugzeug sackt nach unten. Wenn so ein STRÖMUNGSABRISS eintritt, muss der Pilot die Maschine schnell wieder nach vorn kippen, sonst kann sie abstürzen. Heißluftballon Sie sehen aus wie gigantische Gasballons - und tatsächlich schweben Heißluftballons durch das gleiche Prinzip: Ihre FÜLLUNG ist leichter als die Luft drum herum. Allerdings heben die Riesenkugeln nicht durch ein leichteres Spezialgas wie Helium ab, sondern durch einen BRENNER. Dieser erhitzt die Luft im Ballon, daher der Name. Sie dehnt sich aus - und ein Teil von ihr wird dabei aus der Hülle gepresst, sonst würde diese ja platzen. Die erhitzte Luft, die im Ballon zurückbleibt, hat eine geringere DICHTE und ist darum leichter. Sie steigt auf und mit ihr der Ballon. Nebenbei bemerkt: Die Piloten von Heißluftballons legen Wert darauf, dass diese nicht fliegen, sondern - fahren. Vogel Vögel nutzen gleich eine ganze Reihe verschiedener Flugtricks: Ihre FLÜGEL sind wie bei Flugzeugen speziell geformt. Sie lenken dadurch die anströmende Luft nach unten um, sodass die Gegenkraft die Tiere nach oben hebt. Wenn das - etwa beim START - nicht ausreicht, verstärken sie den Effekt, indem sie Luft mit den Flügeln schlagen. Viele Vögel nutzen zudem natürliche AUFWINDE. Sie breiten ihre Schwingen aus und lassen sich dann wie Segelflugzeuge nach oben tragen.

Es eht ufwärts! Eigentlich ist es ja so: Alles, was leichter ist als Luft, steigt nach oben. Alles, was schwerer ist, fällt zu Boden. Warum kann trotzdem etwas fliegen, das schwerer ist als Luft?

Rakete Starten wir mit einem Gedankenexperiment: Stellt euch vor, ihr steht in Schlittschuhen auf dem Eis und schmeißt einen schweren Stein nach vorn. Was geschieht?

- als Gas aus einer Düse. Der Rückstoß treibt den Flieger nach oben.

2 Es eht ufwärts! Eigentlich ist es ja so: Alles, was leichter ist als Luft, steigt nach oben. Alles, was schwerer ist, fällt zu Boden. Warum kann trotzdem etwas fliegen, das schwerer ist als Luft? Eine Rakete oder ein tonnenschweres Flugzeug? Wir stellen euch die tollen TRICKS der Flieger vor! Rakete Starten wir mit einem Gedankenexperiment: Stellt euch vor, ihr steht in Schlittschuhen auf dem Eis und schmeißt einen schweren Stein nach vorn. Was geschieht? Ihr saust durch den RÜCKSTOSS nach hinten! Den gleichen Effekt nutzen Raketen: Die sind randvoll mit TREIBSTOFF gefüllt, zum Beispiel mit flüssigem Sauerstoff. Der verbrennt und schießt - wusch! - als Gas aus einer Düse. Der Rückstoß treibt den Flieger nach oben. Raketen sind bis heute superteuer, denn ihr ENERGIEBEDARF ist gigantisch: Allein beim Start verbrauchen manche 1 S Tonnen Treibstoff - pro Sekunde! Doch die Geschosse haben gegenüber anderen Fliegern einen unschätzbaren Vorteil: Sie brauchen zum Fliegen keine Luft, weil sie sich an ihrem eigenen Treibstoff abstoßen. Sie können deshalb auch im nahezu luftleeren Weltraum herumdüsen und dort etwa Satelliten aussetzen. Hubschrauber Hubschrauber sind laut und machen jede Menge Wind. Kein Wunder: Ihre ROTORBLÄTTER drehen sich mit enormer Geschwindigkeit und schlagen dabei die Luft nach unten weg. Der Rückstoß schiebt den Flieger nach oben. Hubschrauber nutzen also einen ähnlichen Flugtrick wie Raketen {rechts) - allerdings mit einem Unterschied: Sie drücken keinen Treibstoff weg, sondern die LUFT, die sie umgibt. Deshalb können die meisten auch nicht höher als fünf Kilometer aufsteigen. Dort oben wird die Luft zu dünn. Die Propeller finden nicht mehr genug WIDERSTAND, um sich abzustoßen.

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5 s D Einblick: Die künstlichen Knochen für das SKELETT von Smartblrd haben die Ingenieure erst am Reißbrett entworfen und dann mit einer computergesteuerten Fräse zugeschnitten. Dabei verwendeten sie besonders leichte Kohlefaser - schließlich zählt jedes eingesparte Gramm 56 I GEOllno extra

Fl 1 G 1 I :u Von der federleichten Libelle bis zum 0 e - a e Tl e majestätische~ Alb~tros: D~s Fliegen Q beherrschen viele Tiere - mit ganz verschiedenen Flügeln und FLUGTECHNIKEN.

Millimeter: Er gehört der SILBERMÖWE, dem Vorbild für den bot r ogel. Das st t Auf- und Abschlag n der Möwe und vieler anderer Vogelarten wird Sch gflug gen nnt (si he Seite 55).

Das Insekt kann rasant beschleunigen,dann wi der abrupt abbremsen und die Richtung wechseln Denn: D" Libelle ist in der Lage, ihre zwei hauchdünnen Flügelpaare unabhängig voneinander zu beweg n.

6 Fl 1 G 1 I :u Von der federleichten Libelle bis zum 0 e - a e Tl e majestätische~ Alb~tros: D~s Fliegen Q beherrschen viele Tiere - mit ganz verschiedenen Flügeln und FLUGTECHNIKEN. Manche müssen beim Start erst mühsam Anlauf nehmen, andere trägt die Luft fast von allein davon und lässt sie zu wahren Flugakrobaten werden Von di s m Flug 1 kennen die artb1rd-frfind r Jeden Millimeter: Er gehört der SILBERMÖWE, dem Vorbild für den bot r ogel. Das st t Auf- und Abschlag n der Möwe und vieler anderer Vogelarten wird Sch gflug gen nnt (si he Seite 55). Die LIBELLE beherrscht waghalsige Flugmanöver. Das Insekt kann rasant beschleunigen,dann wi der abrupt abbremsen und die Richtung wechseln Denn: D" Libelle ist in der Lage, ihre zwei hauchdünnen Flügelpaare unabhängig voneinander zu beweg n. Schwirrflug nennt sich die Flugtechnik des KOLIBRI. Er kann dadurch auf der Stelle oder sogar ruckwärts fliegen. Dabei schlagen seine Flugel bis zu SO-mal pro Sekunde auf und ab - viel zu schnell flir das menschliche Auge. Die Bewegung kann man darum nur in Zeitlupe b obachten. ist dem Schlagflu9 der Silbermöwe recht ähnlich. Nur dass das Säugetier keine Flügel, sondern Flughäute nutzt.die spannen sich zwischen den zierlichen Knochen. Er besitzt die größten Flügel von allen: der ALBATROS. Seine Spannweite: bis zu 3,SO Meter! Mit diesen Riesenschwingen nutzt er geschickt Windströmungen und segelt elegant durch die Luft. Bloß um erst einmal abzuheben, braucht er einen langen Anlauf - und oft einen zweiten oder dritten Startversuch. Der SCHMETTERLING ist ein Akrobat der Lüfte. Mit seinen Doppelflügeln erreicht manch ein Falter Geschwindigkeiten von bis zu SO Kilometer pro Stunde. Dazu kann er auf der Stelle fliegen, um etwa den Nektar aus einer Blüte zu saugen. eisen, wird es gefährlich! Erstens, weil die EI sc.hicht schwer ist und das Flugzeug nach unten drücken kann. Zweitens, weil sie die Form der Flügel und damit deren Aerodynamik verändert. Und drittens, weil bewegliche Teile festfrieren und so das Steuern schwierig wird. Vor dem Start werden daher die Tragflächen mit einer Mischung aus Alkohol und Wasser eingesprüht, was das Eis zum Schmelzen bringt. In der Luft wird die Abwärme der Triebwerke durch die Flügel geleitet, damit diese erst gar nicht vereisen.

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