Was ist ein Tragflügel?

Ein Tragflügel ist eine spezielle Form, die insbesondere in Flugzeugflügeln verwendet wird, die hilft, Auftrieb zu erzeugen. Neben Flugzeugflügeln, den bekanntesten Tragflächen, haben auch Ventilatoren, Propeller und einige Stabilisatoren die Form eines Tragflügels. In der Natur ist die Tragfläche eine sehr häufige Form, die in Pflanzen und in Lebewesen vorkommt, die durch die Luft fliegen oder durch das Wasser schwimmen.

Das Grundprinzip, nach dem ein Tragflügel arbeitet, wird als Auftrieb bezeichnet. Die Form eines Tragflügels ist so, dass Wind sowohl über als auch unter ihm passieren kann. Die Form der Oberseite ist so gestaltet, dass sie beim Überströmen von Luft beschleunigt und der Luftdruck in diesem Bereich nach dem Bernoulli-Prinzip verringert wird. Luft unter dem Flügel wird nicht beeinflusst, daher ist ihre Geschwindigkeit dieselbe wie beim ersten Kontakt mit dem Flügel.

Luft mit einem höheren Druck neigt dazu, sich in Richtung Luft mit einem niedrigeren Druck zu bewegen, und dieser Druckunterschied bewirkt, dass unter dem Schaufelblatt eine Kraft ausgeübt wird, die Auftrieb erzeugt. Je schneller sich die Luft bewegt – oder je schneller sich das Flugzeug durch die Luft bewegt – desto größer ist der Luftdruckunterschied und desto größer der ausgeübte Druck. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit wird so viel Kraft ausgeübt, dass ein Objekt – beispielsweise ein Flugzeug – die Schwerkraft überwindet und vom Boden abhebt.

Ein Tragflügel kann auch verwendet werden, um Auftrieb in Abwärtsrichtung zu erzeugen, indem seine Form geändert wird. In diesem Fall wird ein Objekt nicht beim Überwinden der Schwerkraft unterstützt, sondern die nach unten gerichtete Kraft erhöht, um andere nach oben gerichtete Kräfte zu kompensieren. Ein gutes Beispiel dafür sind die Kotflügel oder „Spoiler“ einiger Autos, die dazu beitragen, die Traktion des Autos bei hohen Geschwindigkeiten zu erhöhen, damit das Auto gut auf dem Boden bleibt.

Ein Tragflügel kann viele verschiedene Formen haben, abhängig von dem Zweck, für den es bestimmt ist. Die Auslegung von Tragflächen für spezifische Aufgaben ist einer der Schwerpunkte der Aerodynamik, und es werden immer wieder neue und verbesserte Tragflächenkonstruktionen geschaffen. Einige Tragflächenformen, wie sie für Flugzeuge gedacht sind, die unterhalb der Schallgeschwindigkeit fliegen, sind an einem Ende abgerundet, das sich zu einem Punkt nach unten biegt. Andere, wie sie für Überschallflugzeuge gedacht sind, haben eine viel schärfere Form.

Bestimmte Strömungsprofilformen können gewählt werden, um den Luftwiderstand zu verringern und eine höhere Gesamtgeschwindigkeit zu ermöglichen, um den Luftwiderstand zu erhöhen, um das Fahrzeug zu verlangsamen, oder um auf verschiedene Arten von Strömungen zu reagieren. Einige Tragflächenkonstruktionen sind symmetrisch mit einer runden Kurve auf beiden Seiten, damit ein Flugzeug beim Geradeaus- oder Rückenflug gleichermaßen gut funktionieren kann.