Die Aerodynamik ist die Lehre von der Bewegung der Luft um Objekte.
Im Falle eines Flugzeugs bewegt sich die Luft um die Flügel, die speziell dafür ausgelegt sind, Auftrieb zu erzeugen (und auch ein bisschen um den Rumpf, aber das ist eine andere Geschichte).
Die Form und Größe der Flügel sind entscheidende Faktoren, die bestimmen, wie viel Auftrieb erzeugt wird.
Eines der wichtigsten Konzepte der Aerodynamik ist das Bernoulli-Prinzip.
Es besagt, dass mit zunehmender Geschwindigkeit einer Flüssigkeit (z. B. Luft) der von ihr ausgeübte Druck abnimmt. Das liegt daran, dass
sich die Moleküle eines Fluids mit zunehmender Geschwindigkeit stärker ausbreiten und weniger Kraft auf eine bestimmte Fläche ausüben.
Das Bernoulli-Prinzip ist der Schlüssel zum Verständnis, wie die Form des Flügels den Auftrieb erzeugt.
Die Oberseite eines Flugzeugflügels ist gekrümmt, während die Unterseite flach ist. Wenn sich das Flugzeug vorwärts bewegt, muss die Luft, die über die Oberseite des Flügels strömt, eine größere Strecke zurücklegen als die Luft, die unter dem Flügel strömt.
Nach dem Bernoulli-Prinzip bedeutet dies, dass sich die Luft, die über die Oberseite des Flügels strömt, schneller bewegen muss als die Luft, die sich unter dem Flügel bewegt. Infolgedessen nimmt der Druck auf der Oberseite des Flügels ab, wodurch ein Unterdruck entsteht. Gleichzeitig bleibt der Druck unter dem Flügel höher, wodurch ein Überdruck entsteht. Dieser Druckunterschied erzeugt den Auftrieb, der es dem Flugzeug ermöglicht, in der Luft zu bleiben.
Salopp gesagt, wird ein Flugzeug nicht von den Tragflächen „getragen“, in dem sich diese „auf der Luft abstützen“, sondern von den Tragflächen „nach oben gesaugt“.
Ein weiterer wichtiger Begriff in der Aerodynamik ist der Anstellwinkel. Damit ist der Winkel gemeint, in dem die Tragfläche auf die ankommende Luft trifft. Wenn der Anstellwinkel zu steil ist, kann die Luftströmung unterbrochen werden: Man spricht dann von einer „Ablösung“ an der Flügeloberseite. Ist die Ablösung auf der Oberseite vollständig, spricht man von einem Strömungsabriß (englisch: „stall“)
Wegen dieser Möglichkeit, mit je nach Baumuster des Flugzeugs mehr oder weniger dramatischen Folgen, müssen die Piloten darin geschult werden, den Anstellwinkel sorgfältig zu kontrollieren, um den Auftrieb und die Kontrolle über das Flugzeug zu behalten.
Neben der Form der Tragflächen und dem Anstellwinkel wirken sich auch andere Faktoren auf den von einem Flugzeug erzeugten Auftrieb aus, z. B. die Luftdichte und die Geschwindigkeit. In dünnerer Luft oder bei hohen Temperaturen, also bei niedriger Dichte des Mediums (Luft) muss ein Flugzeug unter Umständen schneller fliegen, oder mit einem höheren Anstellwinkel, um noch genügend Auftrieb zu erzeugen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis der Grundprinzipien der Aerodynamik für jeden angehenden Piloten unerlässlich und ein wichtiger Teil der theoretischen und praktischen Ausbildung ist.
