Die Grundtheorie des Fliegens

Stand 22.3.2011

Fliegen ist immer noch mehr ein Phänomen anstatt ein erkanntes Naturgeschehen, dessen Theorie von jedem Interessierten verstanden werden könnte. "Fliegen ist komplex", so die Aussagen von studierten Aerodynamikern. Man hat es ihnen auch komplex beigebracht. Wenn aber schon Fliegen komplex ist, wie soll dann jemals ein einziges Welt-Prinzip für alles der Natur gefunden werden können? Die Natur ist Gott sei Dank einfach strukturiert: nach Ursache-Wirk-Prinzipien. Diese sind z. T. sogar so trivial, daß sie manchmal hinter Fremdworten versteckt werden um nicht naiv zu wirken. Auch die wahre Ursache des Fliegens ist eine einfachste!

Richtige Theorien müssen bestimmte Kriterien erfüllen. Eine Theorie für ein Naturgeschehen darf z. B. aus nur einem Koordinatensystem stammen. Dieses muß auch noch ein ganz bestimmtes, nämlich das natürliche, sein. Nur in diesem liegen die ursächlichen physikalischen Größen explizit vor und sind nicht mit fiktiven Erscheinungen, wie beim Fliegen z. B. mit dem Fahrtwind, gemischt, der nur die Bewegung des Flugzeugs und nicht der Luft ist. Fahrtwind als tatsächliche Luftströmung miß zu verstehen führte in der Vergangenheit zur falschen Bernoullitheorie. Weiter muß die Theorie für ein Naturgeschehen ein ursächliches Grund-Prinzip besitzen, und zwar nur eines, das den dem Geschehen zugrunde liegenden Ursache-Wirkungsablauf aufzeigt. Abschließend muß eine richtige Theorie aus diesem einen Grundprinzip heraus direkt alle Fragen beantworten können, die zum Geschehen selbst und den sekundären an seiner Peripherie gehören. Nur das sind die physikalischen Kriterein, die eine Theorie bestätigen können. Zu richtigen Berechnungen führen auch falsche Theorien, für die Gravitation allein fünf, siehe kosmosphysik.de

Nach der Regel, daß Naturgeschehen von außen nach innen bzw. vom obersten Grundprinzip nach unten zu erschlüsseln sind, zeigt folgendes Bild "das Ganze". Ein Flugzeug befindet sich in einem durch die Würfelflächen abgegrenzten Luftvolumen. An allen Würfelseiten bis auf die bildlich frontale bestehen keine Luftverschiebungen zwischen inner- und außerhalb des gedachten Luftwürfels. Der Würfel ist genau dafür in seiner Größe bestimmt.
Der Würfel stellt das Ausschneiden eines Naturgeschehnisses aus seiner Umgebung dar. An den Schnittflächen zur Umgebung läßt sich dadurch feststellen, welche Erscheinungen des ausgeschnittenen Geschehens gegenüber der Umgebung vorliegen. Aus ihnen läßt sich wesentliches über die Mechanismen des untersuchten Geschehnisses erkennen. Ausschneiden und damit Trennen von der Umgebung ist eine der erfolgreichsten Such-Methodiken der Wissenschaft.



Nur an der vorderen Würfelfläche zeigen sich Luftbewegungen, die auch nur vom Flugzeug verursacht werden konnten. Diese vordere Würfelfläche stellt gleichzeitig einen Schnitt durch die Flugbahn dar. Es ist zu erkennen, daß sich Luft in zwei gegensinnig drehenden Wirbeln bewegt die gleichzeitig, durch die blaue Einrahmung mit Pfeil nach unten gekennzeichnet, abwärts fließen. Die vom Flugzeug auf seiner Spannweite ursächlich erzeugte Luftbewegung nach unten, die den Impuls für das abwärts fließen auch der Wirbel stellt, wird von den fünf blauen Pfeile dargestellt. Dieser vom Flugzeug ursächlich erzugte Luftstrom läßt in zwingender Folge die dargestellten großen Wirbel entstehen. Das Ergebnis des Ausschneidens des Fliegens in der Luft ist: hinter einem Flugzeug bewegt sich eine große Luftmasse rotierend nach unten.

Im zweiten Bild ist dargestellt, wie in der Vergangenheit das Fliegen "angesehen" wurde. Nicht als Ganzes, sondern in einer sehr sehr eng eingegrenzten Sicht: rote Fläche am Flugzeugabbild. In diesem Bereich tobt sich die Technik aus, sammelt z. B. Meßwerte zum Konstruieren von Flugzeugen. Zur Erkundung des Grundprizips des Fliegens ist diese Teilsicht ungeeignet und führte damit zwangsläufig zu einer falschen Theorie, der Bernoullitheorie. Aus dem im ersten Bild sichtbaren Grundprinzip des Fliegens, daß ein Flugzeug Luft runter drückt, ergibt sich z. B., daß sich die Stromlinien vor einem Tragflügel anheben. Warum? Das Runterdrücken führt zu einem Hochquellen von Luft vor dem Flügel. Die Erklärung dieses Lufthochquellens ist eine von einer Flugtheorie zwingend zu beantwortende Frage! Die Bernoullitheorie kann das nicht, was schon ausreichender Beweis für ihre Falschheit ist.



Die zwei zuvorigen Bilder mit dem Flügelprofil stellen das dar, was in dieser nur zweidimensionalen Darstellung sichtbar ist. Durch Rauchquellen vor dem Flügel werden "Strom"linien sichtbar, obwohl die Luft, durch die ein Flugzeug fliegt, in Wirklichkeit gar nicht strömt. Auch hier wird unterstellt, daß der Windkanal ein Ausschneiden des Vorgangs aus seiner Umgebung ist, an dessen Rändern keine oder nur bekannte Luftverschiebungen stattfinden. Beides ist leider nicht der Fall. Trotz der begrenzten Sicht bleibt aber das Prinzipielle des Vorgangs Fliegen immer noch sichtbar. Nur, welche Erscheinung ist es?
Es sind nicht die, die die Schullehre benutzt, also nicht die unterschiedlichen horizontalen Fahrtwind geschwindigkeiten der Luft über und unter dem Flügel. Oberhalb des Flügels ergibt sich, daß über den Fahrtwind aus der Flugzeuggeschwindigkeit als nur fiktiver Bewegung hinaus eine tatsächliche Bewegung von Luft nach hinten vorliegt. Es ist die Menge Luft, die vor dem Flügel hochquillt. Sie addiert sich mit dem Fahrtwind. Nur in dieser tatsächlichen Strömung von etwa 10% der Fluggeschwindigkeit entsteht ein Bernoullieffekt! In Summe um ein Flügelprofil herum heben sich diese bernoulliisch entstehenden Druckveränderungen aber auf. Sie tragen nicht zum Auftrieb bei! Im überschallflug quillt keine Luft mehr vor dem Flügel hoch, das Flugzeug fliegt dennoch! Auftriebskraft entsteht originär aus der Rückstoßkraft fast vertikal abwärts "geschleuderter" (Ludwig Prandtl´s Ausdruck) Luft.

Ein Flugzeugflügel bewegt Luft kinetisch geometrisch mechanisch nach dem Prinzip einer vorwärts bewegten Fläche als schiefe Ebene nach unten. An ihrer Unterseite runterdrückend wie ein Wasserski und an ihrer Oberseite runtersaugend wie die Rückfläche eines LKW´s (die "schiefe" Ebene der Rückfläche des LKW hat dabei allerdings einen Anstellwinkel von 90"). Daß der Flügel Luft abwärts drückt zeigt sich im Windkanal nur unmittelbar hinter dem Flügel an den fallenden Stromlinien. Das Fallen der Linien hört jedoch nach kurzer Entfernung wieder auf, da die Luft im Kanal ja nicht in den Boden hinein fließen kann. In der Nicht-Simulation des Fliegens, also in der Realität, hört das Absinken der vom Flugzeug nach unten in Bewegung versetzten Luftmasse hinter dem Flugzeug nicht auf.

Aus den optischen Verläufen und örtlichen Geschwindigkeiten der blau gezeichneten Stromlinien entlang des Flügelprofils wurde in der Vergangenheit die Bernoullitheorie für das Fliegen erstellt ohne die von einem Flugzeug ausgelösten dreidimensionalen großräumigen Luftbewegungen wie im ersten Bild ersichtlich zu kennen. Naturgeschehen können aber nur von oben nach unten erkannt werden, vom Ganzen zum Detail. So, wie es Johann Wolfgang von Goethe schon beschrieb: "Zur Einsicht in der geringsten Teil ist die übersicht über das Ganze nötig!

Das Grundsätzliche des Fliegens ist, daß sich ein Flugzeug durch abwärts beschleunigen von Luftmasse oben hält: es reitet kinetisch auf Luft! Das zeigt sich im Windkanal im schrägen abwärts gehen der Stromlinien hinter dem Tragflügel, egal ob im Normal- oder Rückenflug. Die Profilierung eines Flügels ist für die Technik und ökonomie und Flugsicherheit äußerst wichtig, mit dem physikalischen Funktionismus hat sie jedoch nichts prinzipielles zu tun.
Der aus der Luft ausgeschnittene große Würfel des ersten Bildes (bei Wind mitgehend!) stellt das natürliche, damit das richtige, Koordinatensystem des Fliegens. Die vom Flugzeug erzeugte vertikale Abwärtsbewegung der Luft als geschehenswirksame Größe liegt explizit vor. Ein Flugzeug bewegt sich in und gegenüber der Luft und nicht umgekehrt die Luft an einem Flugzeug vorbei. Es braucht dafür auch Energie, um sich durch die Luft zu" quetschen". Die Luft ist prinzipiell passiv und stellt das physikalische Bezugssystem für das Geschehen Fliegen dar.

Eine Theorie von unten aus Details wie örtliche fiktive Luftgeschwindigkeiten (Fahrtwind) und gemessenen Drücken in der roten Schnittfläche am Flugzeugflügel zu erstellen konnte nicht zu einer physikalisch richtigen Theorie des Ganzen des Fliegens führen. Der Würfel für das Ganze ist ca. 25mal größer als der Windkanal"würfel". Aus gemessenen nur örtlichen Daten im rot gekennzeichneten Feld des Windkanals kann eine funktionierende Technik, nicht aber eine richtige physikalische Theorie gewonnen werden. Technik funktioniert auch mit falschen Theorien, die Raumfahrt mit gar fünf gänzlich unterschiedlichen für die Gravitation (Anziehungskraft-, Druckkraft-, Feld-, Minimalweg- und allgemeine Relativitätstheorie), was zwingend beweist, daß Mathematik in der Physik nichts beweisen kann.

Resümmee:

Ein Flugzeug fliegt, weil es Luftmasse nach unten drückt.

Fliegen geschieht nach den kinetischen Regeln der Kinetik aus der Mechanik der Physik: nach dem Prinzip der bewegten schiefen Ebene beschleunigt ein Flügel mit Unter- wie Oberseite Luftmasse nach unten. Die daraus entstehende Rückstoßkraft ist die Auftriebskraft. Die Menge der durch einen Flügel in Bewegung versetzten Luft ergibt sich aus dem Querschnitt der abwärts bewegten Luft mit ihrer Fallgeschwindigkeit und der Fluggeschwindigkeit. Das sind bei einem Jumbo im Reiseflug bis weit über tausend Tonnen pro Sekunde, die mit nur ein paar m/s abwärts fließen. Dieses richtige Flugprinzip beantwortet alle Fragen wie z. B.: warum hebt sich die Luft vor einem Flugzeug an, warum entstehen die Riesenwirbel hinter einem Flugzeug, warum tragen zwei gleich große Flügel bei einem Doppeldecker nicht auch das Doppelte, warum gibt es einen Boden- und Deckeneffekt und auch, warum Pinguine beim Starten und Landen neben der Startbahn umfallen. Selbst ein Sportflugzeug wurde schon durch den am Boden seitlich ausweichenden Abwärtstrom eines landenden Großflugzeugs umgeworfen.
Die ohne die Kenntnis des Ganzen geschaffene Bernoullitheorie ist falsch. Sie besitzt weder ein Grundprinzip (der Bernoullieffekt ist kein physikalisches Prinzip!) das Fragen beantworten könnte noch kann in Fahrtwind ein Bernoullieffekt überhaupt entstehen. Sie führt nur mit dem Fehler eines Fahrtwindbernoullieffekts zu glaubhaften Zahlen, die als eine Bestätigung für sie angesehen wurden. Mathematisch richtige Ergebnisse sind aber, wie fünf verschiedene Theorien für die Gravitation beweisen, physikalisch vollkommen irrelevant. Eine physikalische Theorie hat Fragen zu beantworten. Nur das ist ihr grundsätzliches Kriterium für Richtigkeit. Mathematisch richtige Ergebnisse liefern auch falsche Theorien.

flugtheorie.de