Luftkraft

12.5.2011

Luftkraft ist eine Kraft. Kräfte sind von Newton erkannt worden. Danach ist die Entstehung einer Kraft kinetisch. In der Schule wird das nur reduziert dargestellt mit Kraft ist Masse mal Beschleunigung. Was dabei unterschlagen wird, wird im Folgenden deutlich. Für eine kinetische Entstehung von Kraft muß sich etwas massebehaftetes in Bewegung versetzt bzw. in seiner Bewegung geändert werden. Statische Kräfte wie z. B. das zusammen Pressen durch eine Schraubzwinge schließen sich für die Luftkraft aus, da Luft frei beweglich ist.

Kinetische Kräfte unterliegen somit grundsätzlich Newton´s Gesetzen. Andere Entstehungsarten gibt es nicht. Das gilt auch für die Luftkraft. Theorien für das Fliegen, die Newton´s Kraftgesetze unberücksichtigt lassen sind schon allein aus diesem Grunde falsch. Eine Sonderphysik für das Fliegen mit einer anderen Definition als für kinetische Kräfte gibt es nicht.

"Kraft" besteht immer aus zwei Teilen, was eine singuläre Darstellung eigentlich verbietet. Erstens dem Teil, zu dem "man" Kraft sagt. Das ist der Teil, für den das Interesse besteht. Zweitens dem Teil, der dem ersten entgegen steht, die Gegenkraft. Kraft und Gegenkraft sind unteilbar. Sie ensprechen z. B. den Enden einer Stange. Bei dieser sind die Enden je nach Verwendungzweck als links-rechts, vorn-hinten oder oben-unten definierbar. Die "Enden" der Kraft-Gegenkraft- "Stange" sind jedoch je nach Geschehnis von der Natur bestimmt. Sie sind heraus zu finden, dürfen also nicht nach praktischen oder logischen Gesichtspunkten definiert werden. In der Technik und dadurch auch in der Schule wird das jedoch trotzdem gemacht. Erstaunlicherweise kann die Technik damit leben, und das sogar sehr gut. Aber nur deshalb, weil der Erfolg das zuläßt. Der Erfolg ist dabei ein funktionierendes Gebilde, nicht aber eine Wahrheit der Natur. Deshalb kann das auch nicht Maßstab für die Physik sein und ist es auch nicht. Technik kann machen was sie will, der Zweck heiligt bei ihr alle Mittel. Technik ist nur erfolgsorientiert, Physik jedoch ist wahrheitsorientiert, sonst ist sie keine.

Der Leser sollte sich an dieser Stelle darüber klar werdenn, was er hier erfahren will: technische oder physikalische Auskünfte. Hier findet er nur physikalische, ungeachtet von in der Lehre üblichen technikhörigen Terminologien. Natürlich sollte eine physikalische Wahrheit auch die Technik führen und natürlich funktionieren technische Geräte auch nach Wahrheiten der Natur, nur: nach welchen? Eine mit der richtigen Wahrheit der Natur geführte Technik hat den unbezahlbaren Vorteil, daß Voraussagen möglich sind und sich der experimentelle Aufwand auf ein Minimum reduziert. Historisch ist es in der Aerodynamik leider aber nicht so gelaufen. Die heutige Flugtechnik mit ihrer physikalisch unstimmigen Theorie leidet dementsprechend auch daran, keine Voraussagen machen zu können und mit einem immensen Aufwand Milliarden von Daten sammeln zu müssen um daraus praktikable mathematische Formulierungen als Hilfe für den Flugzeugbau finden zu können. Auch das beweist, daß die Schultheorie des Fliegens, die Bernoulli-Theorie, falsch ist.

Wie ist die wahre Physik der Luftkraft?
Luftkraft ist die Kraft, mit der Luft auf Körper wirkt. Um eine Luftkraft zu erzeugen, muß aber erst auf die Luft eingewirkt werden. Sie muß aus ihrem zuvorigen Zustand verändernd bewegt werden (welcher das auch sei: ruhend, bewegt, sogar beschleunigt). Das machen bei Wind Regenschirme wie Häuser und ohne Wind fahrende Autos und natürlich auch Flugzeuge.
Wie entsteht Luftkraft beim Fliegen?
Ein Flugzeug muß so auf die Luft einwirken, daß diese mit einer Gegenkraft reagiert, die auf das Flugzeug so zurück wirkt, daß es sich oben hält. Ein Flugzeug bewegt Luft durch die rein mechanische Anstellung seiner Flügelflächen mit beliebigen Profilen nach unten, ob im Normal- oder Rücken- sowie Unterschall- oder Überschallflug. Aus den Luftmassen erteilten Bewegungen entsteht nach Newton´s Gesetzen die Luftkraft als Gegen(Rückstoß)kraft nach oben (kinetischer Auftrieb).
Dabei ist zu beachten: Das Flugzeug bewegt sich, nicht die Luft! Das im Windkanal zu vertauschen, hat den technischen Vorteil, daß man nicht mit dem Flugzeug mit rennen muß, um an ihm zu messen. Physikalisch ist es aber eine unzulässige Vertauschung von Ursache und Wirkung. Ursächlich aus dieser Vertauschung entstand die falsche Bernoullitheorie, weil sich dabei der Fahrtwind, also die normal stehende Luft, als Strömung präsentiert.

Kraft ist bei Luftkraft z. B. das auf die Luft einwirkende Gewicht eines Flugzeugs.
Gegenkraft ist bei Luftkraft die, die z. B. durch ein Flugzeug abwärts beschleunigte Luftmasse entsteht.

Ein Flugzeug drückt indirekt durch seine Vorwärtsbewegung mittelbar durch die angestellten Flügelflächen nach dem Prinzip der schiefen Ebene Luft nach unten. Ludwig Prandtl, der "Vater der Aerodynamik", drückte das als "Luft abwärts schleudern" aus. Insekten und Vögel können Luft auch direkt auf der Stelle nach unten "schlagen". Die Luftkraft als Auftrieb entsteht auch dabei durch die Rückstoßkraft (Gegenkraft) aus der abwärts beschleunigten Luftmasse.

Das physikalische Prinzip der Luftkraftentstehung, Luftmasse in ihrem Bewegungszustand zu verändern, gilt allgemein. Wird mit einem Fächer Luft bewegt, so entsteht auf den Fächer eine Luftkraft. Wird auf Luft während ihres Strömens (Wind) mit einer ruhenden Fläche eingewirkt, so werden Teile von ihr in ihren Bewegungen verändert, was eine Luftkraft auf die Fläche erzeugt. Eine Hausfläche ist solch eine Fläche. Daß aus der normalen Perspektive die Luft auf die Hauswand prallt, ist physikalisch nicht maßgebend. Die Hauswand, die sich am Erdboden festhält, wirkt ursächlich auf die Luft ein. Nicht die Luft macht was mit dem Haus, wie es umgangssprachlich gesagt wird und auch logisch erscheint, sondern das Haus wirkt auf die Luft ein, obwohl es feststeht! Kann es die dazu nötige Kraft nicht aufbringen, verliert es und fällt um oder verliert sein Dach und andere Teile. Der Vorgang ist identisch mit dem, was eine aus dem Auto heraus gehaltende Hand macht. Auch sie wirkt auf die Luft ein, wodurch eine Luftkraft entsteht, die auf die Hand zurück wirkt. Luftkraft ist immer die Rückwirkung aus einer Einwirkung auf die Luft. Ob sich aus unserer Optik dabei ein Körper gegenüber der Luft oder die Luft gegenüber dem Körper bewegt, ist grundsätzlich ohne Belang. Die physikalische Ursache-Wirk-Richtung ist immer vom Körper zur Luft. Das "immer" stellt die grundsätzliche Wahrheit der Natur über die Luftkraft dar. Auch, wenn das massiv gegen unser Gefühl verstößt. Unser Gefühl ist nicht der Maßstab für die Physik.

Luftkraft ist die Gegenkraft aus kinetischer Einwirkung auf Luftmasse


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