Kräftegleichgewicht im geraden Flug

Zusammenfassung

Wir betrachten ein Flugzeug in ungestörtem, gleichmäßigem, geradeaus gerichtetem Fluge; wir haben also keine Beschleunigungen und Massenkräfte zu berücksichtigen. Auf das Flugzeug wirken die Luftkräfte an Flügeln, Leitwerk und sonstigen Teilen, ferner der Schraubenzug und die Schwerkraft. Die Bewegung des Flugzeugschwerpunktes verläuft in der Symmetrieebene des Flugzeugs. Das Gleichgewicht erfordert die Erfüllung dreier Beziehungen: Die Kräfte in zwei zueinander senkrechten Richtungen und die Drehmomente in der Bewegungsebene müssen ausgeglichen sein. Dann wird das Flugzeug nach keiner Richtung beschleunigt, insbesondere bleiben seine Bahngeschwindigkeit und seine Steiggeschwindigkeit unverändert; auch behält es seine Lage im Raum, mithin seine Orientierung gegen die Bewegungsrichtung unverändert bei. Diese drei Größen bestimmen aber die ganze Bewegung des Flugzeugs; sie sind die Unbekannten unseres Gleichungssystems. Das Problem erhält seinen bestimmten Charakter durch die Abhängigkeit der Kräfte von den Unbekannten, die im allgemeinen nicht analytisch, sondern rein empirisch gegeben ist. Die Luftkiäfte sind dem Quadrat der Geschwindigkeit proportional, hängen aber vom Anstellwinkel in komplizierter Weise ab; der Schraubenzug hängt von der Drehzahl und von der Geschwindigkeit des Flugzeugs in einer rein empirisch gegebenen Weise ab; die Drehzahl wiederum ist nicht unmittelbar gegeben, sondern wird durch die zur Verfügung stehende Motorleistung bestimmt. Außerdem stehen die Luftkräfte und der Schraubenzug ceteris paribus in linearer Abhängigkeit von der Luftdichte, welche bei gegebener Druck- und Temperaturverteilung in der Atmosphäre mit der Höhe und somit auch mit der Steiggeschwindigkeit in Beziehung steht.