Warum heben Flugzeuge ihre Nase zum Steigen?

Ein kletterndes Flugzeug braucht weniger aerodynamischen Auftrieb als im Horizontalflug, nicht mehr.

Jetzt habe ich Ihre Aufmerksamkeit, hoffe ich. Der Grund ist ganz einfach:

Auftrieb ist gleich Gewicht, und nur weil der Pilot einen anderen Flugbahnwinkel wählt, ändert sich das Gewicht des Flugzeugs nicht. Die Summe aller Auftriebskräfte muss immer noch das Gewicht ausgleichen, aber im Steigflug erhalten Sie einen kleinen Auftriebsbeitrag von den Triebwerken, da sein (ihr) Schub nach oben zeigt, genau wie der Rest der Flugzeugzelle.

Lassen Sie sich nicht von den vielen Pfeilen und griechischen Buchstaben verwirren. Um im Gleichgewicht zu sein, müssen sich Auftrieb (L, dunkelblau), Widerstand (D, rot), Schub (T, grün) und Gewicht (m⋅g, schwarz) so addieren, dass sie zu einem geschlossenen Vektorzug kombiniert werden können . Ich habe dies mit den helleren Vektoren um das Gewicht herum gemacht. Da die Flugbahn nach oben zeigt, zeigt auch der Schub, der jetzt eine kleine vertikale Komponente hat. Der Auftriebsvektor kann jetzt etwas kürzer sein.

Betrachten Sie den Extremfall des vertikalen Steigens: Jetzt stützt der gesamte Schub das Gewicht und der aerodynamische Auftrieb wird nicht mehr benötigt.

Es gibt einen zweiten, viel subtileren Effekt: Beim Steigen wird die Luft dünner und die Motorleistung nimmt proportional ab. Bei der gleichen angezeigten Fluggeschwindigkeit wird das Flugzeug seine Steiggeschwindigkeit kontinuierlich verringern, und diese Verzögerung setzt eine winzige Trägheitskraft frei, die wiederum zum Auftrieb beiträgt und dem Gewicht entgegenwirkt.

Umgekehrt muss das Flugzeug zu Beginn einer Steigphase kurzzeitig mehr Auftrieb erzeugen, um sich nach oben zu beschleunigen. Nur dann, wenn die Steiggeschwindigkeit zunimmt, muss der Auftrieb größer sein als das Gewicht, um den Trägheitseffekt zu überwinden, der in diesem Moment nach unten wirkt. Für die Supernerds: Integriert man das Auftriebsdefizit über die Zeit des oben genannten Effekts und den zusätzlichen Auftrieb über die Zeit zur Steigbeschleunigung, heben sich beide exakt auf.

Um Ihre Frage direkt zu beantworten: Zum Klettern müssen Sie überschüssige Energie erhöhen, nicht die Geschwindigkeit. Dies geschieht normalerweise durch Erhöhen der Motorleistung oder durch Trimmen des Flugzeugs bei einer niedrigeren Geschwindigkeit, bei der der Luftwiderstand geringer ist, sodass mehr Leistung zum Steigen übrig bleibt. Diese Frage enthält weitere Details darüber, wie man ein Flugzeug zum Steigen bringt. Beachten Sie insbesondere die Eimer-Analogie von @SteveV.

Wenn Sie die kinetische Energie des Flugzeugs als Schubquelle verwenden, kann der gleiche Mechanismus auf stationäre Steigflüge angewendet werden, bei denen Geschwindigkeit gegen Höhe eingetauscht wird, wie bei Segelflugzeugen.

Die Nase nach oben ist einfach das Ergebnis einer anderen Flugbahn. Da der erforderliche aerodynamische Auftrieb fast gleich sein wird, ist auch der Anstellwinkel fast gleich und das gesamte Flugzeug muss mit der Nase nach oben fliegen. Dies ist vergleichbar mit einem Auto, das die gleiche Einstellung zur Straße hat, aber wenn Sie bergauf fahren, werden sowohl das Auto als auch die Straße nach oben geneigt.

Diese Analogie bricht zusammen, wenn Sie die Geschwindigkeit ändern - das Fliegen mit niedrigerer Geschwindigkeit erfordert einen größeren Anstellwinkel, um immer noch den gleichen Auftrieb zu erzeugen, und diese Änderung der Nase nach oben wird zu Ihrem Flugwinkel hinzugefügt.

Berücksichtigen Sie den relativen Luftstrom. Wenn ein Flugzeug nicht im Steigflug ist, ist die relative Luftströmung horizontal, und daher wird der Winkel, in dem die Luft auf die Flügel trifft, dh der Anstellwinkel, vom Horizont aus gemessen (Fall A in der Abbildung). Wenn jedoch ein Flugzeug steigt, wird der relative Wind durch die Steigkomponente der Geschwindigkeit des Flugzeugs nach unten geneigt. Wenn das Flugzeug die Nase nicht nach oben neigen würde, würde der Anstellwinkel mit zunehmender Steiggeschwindigkeit gegen Null gehen, was den Auftrieb und die Effizienz verringert (Fall B), sodass das Flugzeug die Nase nach oben neigen muss, um den Anstellwinkel beizubehalten eine effiziente Reichweite (Fall C). !

Während die Antwort von @Peter Kämpf wahr und vernünftig ist, denke ich, dass sie einen Punkt verfehlt und die Hauptfrage des OP nicht wirklich beantwortet.

Stimmt es, dass ein Flugzeug im Grunde nur beschleunigen muss, um zu steigen?

Ja das ist grundsätzlich richtig. Eine höhere horizontale Geschwindigkeit erzeugt mehr Auftrieb, sodass das Flugzeug steigt. https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/WindTunnel/Activities/lift_formula.html

Aber es ist nicht die einzige Möglichkeit, ein Flugzeug zum Steigen zu bringen. Das Erhöhen der Tonhöhe (während gleichzeitig mehr Schub gegeben wird) ist die andere und wurde von Peter erklärt.

Was ist effizienter? Ein Flugzeug ist für optimale Effizienz bei Reisegeschwindigkeit und Horizontalflug ausgelegt. Daher sollten Sie Ihre Geschwindigkeit in einem engen Bereich um dieses Optimum herum halten. Eine Erhöhung der Fluggeschwindigkeit erhöht auch den Luftwiderstand (auf das Quadrat von v), siehe https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/drageq.html Der Luftwiderstand ist das, was Sie unbedingt minimieren möchten, da es sich um Energie handelt vollständig verloren (in Wärme umgewandelt).

Aus diesem Grund ist es besser, Pitch/AoA zu erhöhen, während die Fluggeschwindigkeit konstant bleibt. Auf diese Weise bleibt der Luftwiderstand ungefähr gleich. Natürlich müssen Sie immer noch mehr Schub (also Energie) bereitstellen, da jetzt ein Teil Ihres Schubs nach unten gerichtet ist (und ein Teil Ihres Auftriebs nach hinten), aber Sie wandeln diese Energie direkter in Höhe um, wodurch der Luftwiderstandsverlust eliminiert wird.

Um Ihre Frage zu beantworten: Ja, es ist möglich, durch Erhöhen der Fluggeschwindigkeit in einer streng horizontalen Haltung zu steigen, aber es ist energieeffizienter, durch Erhöhen der Steigung zu steigen. (Schub wird in beide Richtungen erhöht)

Diese Frage können Sie empirisch beantworten.

Trimmen Sie Ihr Flugzeug für geraden und waagerechten Flug und stellen Sie die Leistung auf Vy ein. Schauen Sie auf die KI oder den visuellen Horizont und notieren Sie die Neigungseinstellung.

Stellen Sie nun die Leistung auf die Vy-Steigflugeinstellung und konfigurieren Sie das Flugzeug (Kugel, Motorhaubenklappen, Gemisch, Propeller usw.) für die Steigflugkonfiguration, aber trimmen Sie das Höhenruder nicht erneut. Stellen Sie die Querruder ein, um einen geraden Flug beizubehalten.

Das Flugzeug wird von selbst in seine Vy-Steigfluglage aufsteigen.

Ich denke schon, dass man hier auf den Flugzeugtyp achten muss! Wenn ich ein heißer neuer F-22-Pilot mit einem widerlichen Schub-zu-Gewicht-Verhältnis bin, der versucht, einige Bösewichte abzufangen, und ich schnell Höhe erreichen muss, können Sie darauf wetten, dass ich die Nase hochrecke und wie eine Rakete losgehe.

Aber eigentlich dreht sich alles um Geschwindigkeitsvektoren. Wenn du hoch willst, dann reise hoch! Die Triebwerke treiben in Richtung Nase. (Es sei denn, Sie sind der heiße F-22-Pilot von früher). Bedenken Sie auch, dass Flugzeuge unter bestimmten Höhen Geschwindigkeitsbegrenzungen haben, und bedenken Sie auch, dass der alte Bernoulli nicht der einzige Grund ist, warum Flugzeuge fliegen, Mr. Newton hat auch etwas dazu zu sagen.

Denn der meiste Auftrieb kommt vom Anstellwinkel (AoA) der Flügel. Höherer AoA bedeutet mehr Auftrieb (bis zu einem gewissen Punkt).

Auch die meisten Flugzeuge neigen sich, wenn sie die Geschwindigkeit aufgrund des Designs erhöhen.

Als allgemeine Faustregel und ohne langwierige technische Erklärung, wie und warum, hier eine einfache Antwort, die mein 8-jähriger Sohn verstehen könnte. Wenn Sie im Geradeaus- und Horizontalflug die Leistung reduzieren, ohne die Fluglage des Flugzeugs zu ändern, sinkt das Flugzeug, wenn Sie umgekehrt die Leistung des Flugzeugs erhöhen, steigt es. Jetzt wird das gleiche Flugzeug, ohne seine Leistungseinstellungen zu ändern, wenn Sie seine Einstellung ändern, indem Sie die Nase anheben, langsamer werden, daher wird das Flugzeug mit denselben Leistungseinstellungen, wenn Sie die Nase senken, seine Geschwindigkeit erhöhen. Deine Faustregel lautet also „Kraft gleich Höhe“ und „Haltung gleich Geschwindigkeit“. Gehen Sie und nehmen Sie eine Flugstunde und versuchen Sie es, und Sie werden sehen, was ich meine.

Normalerweise ändern Sie in einem Flugzeug Ihre Höhe mit der Kraft. Wenn Sie die Leistung erhöhen, erhöht sich Ihre Höhe. Wenn Sie die Leistung reduzieren, sinkt das Flugzeug. In beiden Fällen befindet sich das Flugzeug normalerweise in einem annähernd ebenen Nickwinkel.

Der Grund für dieses Verhalten ist, dass der Flügel permanent um einen bestimmten Betrag nach oben geneigt ist, der als "Sehnenwinkel" oder "Einfallswinkel" bezeichnet wird. Der Winkel ist so gewählt, dass das Flugzeug unter normalen Bedingungen bei mittlerer Leistung auf der gleichen Höhe bleibt. Wenn die Flügel flach wären, würde das Flugzeug dazu neigen, ständig abzusinken.

Die wichtigste Ausnahme zu den oben genannten Punkten ist, wenn Sie abheben und aus Sicherheitsgründen schnell an Höhe gewinnen möchten. In diesem Fall wird der Knüppel oder das Joch zurückgezogen und das Flugzeug neigt sich nach oben und steigt schnell. Ursache dafür ist das Höhenleitwerk (oder Höhenleitwerk), das sich am Heck des Flugzeugs befindet:

Das Höhenruder ermöglicht es dem Piloten, die Neigung der Flügel zu ändern. Je mehr Flügelfläche der Luft ausgesetzt ist, desto größer ist die Auftriebskraft. Sie können dies selbst demonstrieren, indem Sie Ihre Hand aus dem Fenster eines schnell fahrenden Autos halten. Wenn Sie Ihre Hand gerade halten und dann die Vorderkante nach oben neigen, wird Ihre Hand durch den Wind nach oben gezwungen und umgekehrt. Wenn Sie die Vorderkante Ihrer Hand nach unten neigen, wird Ihre Hand vom Wind nach unten gedrückt. Dasselbe passiert mit einem Flugzeug.

Der Pilot wählt einen anderen Flugweg. Diese neue Flugbahn geht höher in die Höhe und verändert dadurch die potentielle Energie. Masse * Schwerkraft * 9,81 * Delta Höhe. Wir müssen langsamer mit einem geringeren Luftwiderstand fliegen und die zusätzliche Energie zum Steigen verwenden, oder wir müssen die Leistung des Propellers erhöhen, um die Änderung der potenziellen Energie zu überwinden. Wenn sich die Höhe ändert, müssen wir wegen der geringeren Luftdichte auch die Geschwindigkeit erhöhen. Die geringere Luftdichte wirkt sich auf den Auftrieb und das Vertrauen aus, das der Propeller bei gegebener Drehzahl liefern kann

Wir können das Vertrauen berechnen, indem wir uns die Kraftvektoren Auftrieb und Gewicht ansehen. Wenn das Flugzeug den Kurs ändert, befinden sich der Auftriebsvektor und der Gewichtsvektor, die in entgegengesetzter Richtung waren, in einem Steigweg, der unter einem kleinen Winkel, der Steigrate, arbeitet. Um dem Gewicht entgegenzuwirken, müssen wir den Auftrieb von Auftrieb r1 auf einen Auftrieb r2 erhöhen. Das Ergebnis ist aber auch ein Vektorwiderstand r1. Dieser Widerstandsvektor wird dem Widerstand im Horizontalflug hinzugefügt. Als Fazit können wir sagen, dass wir das Vertrauen erhöhen müssen, um den zusätzlichen Luftwiderstand zu überwinden, und wir müssen den Auftrieb erhöhen, um dem Gewicht entgegenzuwirken.

ein größerer Auftrieb führt zu einem Höhengewinn

Hier haben Sie sich zum ersten Mal verirrt. Der Auftrieb ist bei einem anhaltenden linearen Aufstieg tatsächlich geringer als das Gewicht. Die grundlegende Sache, die einen anhaltenden Steady-State-Steigvorgang ermöglicht, ist, dass der Thrust-Vektor nach oben und nicht horizontal zeigt, was nur zutrifft, wenn Thrust größer als Drag ist . Wir werden später in dieser Antwort auf diesen Punkt zurückkommen.

Aber warum steigen Flugzeuge, indem sie „mit der Nase nach oben zeigen“ ?

Unabhängig davon, ob wir uns entscheiden, 1) mit einem hohen (aber konstanten) Anstellwinkel und einer niedrigeren Fluggeschwindigkeit zu steigen oder 2) auf eine höhere Fluggeschwindigkeit zu beschleunigen und mit einem niedrigen (aber konstanten) Angriff zu steigen, das Flugzeug wird es sein im Steigflug etwas nasenhoch, da die Flugbahn nach oben gerichtet ist und die Nicklage des Rumpfes die Summe aus Steigwinkel der Flugbahn plus Anstellwinkel des Flügels minus Einfallswinkel ist (dh der "Rigging-Winkel" des Flügels relativ zum Rumpf).

Eine dritte Möglichkeit zum Steigen wäre, die gleiche Nicklage beizubehalten, die das Flugzeug im Horizontalflug (konstante Höhe) hatte, aber dies würde den Anstellwinkel darauf beschränken, sehr niedrig zu bleiben - je höher die Steigrate und desto steiler je höher der Steigweg, desto niedriger wäre der Anstellwinkel. Dies ist nicht die Art von Rückkopplungsschleife, die zu einer hohen Steiggeschwindigkeit führt!

Um zu verstehen, warum in der künstlichen Situation, in der die Nicklage des Flugzeugs festgelegt werden muss, der Winkel des Steigpfads den Anstellwinkel des Flügels beeinflusst, müssen Sie verstehen, dass die Luftströmung oder der "relative Wind" das von einem fliegenden Flugzeug wahrgenommen wird, ist genau entgegengesetzt zur Richtung der Flugbahn des Flugzeugs durch die Luftmasse – die in diesem Fall die Steigbahn ist. (Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass es keinen Wind oder Aufwind / Abwind gibt - diese Dinge können den relativ zum Boden erreichten Steigwinkel ändern, ohne den vom Flugzeug gefühlten "relativen Wind" zu ändern, aber darum ging es bei dieser Frage nicht wirklich.)Zu verstehen, dass der von einem Flugzeug "gefühlte" relative Wind immer genau entgegengesetzt zur Flugbahn des Flugzeugs durch die Luftmasse ist, ist eines der wichtigsten Dinge, um zu verstehen, wie ein Flugzeug fliegt.

Daher wird das Flugzeug selbst in einem Flugzeug mit einem ungewöhnlich hohen Einfallswinkel wie der B-52 bei einem steilen Steigflug in Nasenhöhe sein.

Theoretisch könnte ein Flugzeug, sogar ein Flugzeug mit einem Einfallswinkel von Null, Auftrieb erzeugen, wenn der Rumpf genau horizontal ist. Wenn die Flugbahn leicht ansteigen würde, würde der Flügel in einem leicht negativen Anstellwinkel fliegen, aber ein gewölbtes Flügelprofil kann in einer solchen Situation immer noch Auftrieb erzeugen. Aber das Flugzeug würde ein viel höheres Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand erzeugen, wenn der Flügel einen höheren Anstellwinkel hätte. Obwohl der Auftrieb bei einem Aufstieg geringer ist als das Gewicht, korreliert ein hohes Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand immer noch mit einem steilen Steigwinkel. Sehen Sie sich diese verwandte ASE-Antwort an, um zu erfahren, warum: Heben Sie bei einem Aufstieg das gleiche Gewicht?

Die höchsten L/D-Verhältnisse werden bei relativ hohen Anstellwinkeln erzeugt. Das ist also der Zeitpunkt, an dem wir den steilsten Anstiegswinkel sehen werden . Die höchste Steigrate wird bei einem etwas geringeren Anstellwinkel erzielt, aber die Nase des Flugzeugs wird immer noch weit über dem Horizont geneigt sein, weil die Nicklage des Rumpfs einfach die Summe des Steigwinkels des Fluges ist Weg plus Anstellwinkel des Flügels minus Einfallswinkel des Flügels relativ zum Rumpf.

Stimmt es, dass ein Flugzeug im Grunde nur beschleunigen muss, um zu steigen?

Nein, für einen linearen Steigflug im stationären Zustand bei konstanter Fluggeschwindigkeit muss das Flugzeug auch mehr Schub als Luftwiderstand erzeugen, und es muss auch den Schubvektor nach oben zeigen .

An dieser Stelle müssen wir den Absatz, der mit „Ein dritter Weg zum Steigen beginnt, wäre es, die gleiche Nicklage beizubehalten , die das Flugzeug im Horizontalflug (konstante Höhe) hatte, noch einmal durchgehen“. Hier gibt es tatsächlich ein weiteres Problem, abgesehen davon, dass wir den Flügel zwingen würden, mit einem sehr niedrigen Anstellwinkel zu fliegen, bei dem das L/D-Verhältnis schlecht ist. Das andere Problem besteht darin, dass der Schubvektor horizontal bleibt und somit ein anhaltender Steigflug im stationären Zustand möglich ist.

(Natürlich können wir mit einem Segelflugzeug Zoom-Steigen oder sogar einen Looping ohne Schub durchführen. Beim Looping- oder Zoom-Steigflug verschwindet die Anforderung für ein enges Vektorpolygon aus Auftrieb, Gewicht, Luftwiderstand und Schub (falls vorhanden), also sind die Einschränkungen völlig anders als bei einem anhaltenden Steady-State-Steigflug.)

Betrachten Sie den Fall eines Flugzeugs wie der B-52. Der Flügel ist in einem hohen Einfallswinkel zum Rumpf montiert, um das Design des "Fahrrad" -Fahrwerks aufzunehmen, indem ein Start ohne Rotation ermöglicht wird, und um den Luftwiderstand im Langstreckenflug zu verringern. Selbst wenn der Rumpf im Verhältnis zum Luftstrom eben ist, hat der Flügel einen effizienten Anstellwinkel mit einem hohen L/D-Verhältnis. Wenn das Flugzeug mehr Auftrieb als sein Gewicht erzeugt, bedeutet dies, dass es sich in einem stationären Steigflug befindet? Nein, es bedeutet, dass sich die Flugbahn nach oben krümmt oder krümmt, wodurch das Flugzeug nach oben neigt, was dem Schubvektor eine nach oben gerichtete Komponente verleiht . An diesem Punkt sinkt der Lift tatsächlich leicht auf einen kleineren Wertals das Gewicht, wenn sich das Flugzeug in einen stetigen Steigflug einpendelt, wobei der Schub größer als der Luftwiderstand ist, die Nase über den Horizont zeigt und der Schubvektor nach oben zeigt und hilft, einen Teil des Flugzeuggewichts zu tragen.

Beachten Sie, dass, wenn wir den Anstellwinkel des Flügels und das Verhältnis von Auftriebskoeffizient zu Luftwiderstandsbeiwert ändern, bei flachen bis mäßigen Steig- oder Sinkwinkeln die Fluggeschwindigkeit schließlich so reagiert, dass der Auftrieb tatsächlich fast konstant bleibt, während Der Widerstand variiert stark. Der Grund, warum wir einen optimalen Anstellwinkel zum Klettern wählen, ist wirklich nicht, den Auftrieb zu maximieren, sondern eher den Luftwiderstand zu minimieren und somit das Verhältnis von Schub zu Luftwiderstand zu maximieren. Aber unabhängig davon, ob wir einen Anstellwinkel gewählt haben, der ein hohes L/D-Verhältnis oder ein niedriges L/D-Verhältnis ergibt, wenn der Schubvektor eher horizontal als nach oben zeigt, dann steigen wir nicht – zumindest nicht nicht länger als einen kurzen Augenblick. (Dazu später mehr!)

Weitere Informationen zur Beziehung zwischen Schub, Luftwiderstand, Auftrieb und Gewicht bei einem Aufstieg finden Sie in der zugehörigen ASE-Antwort Ist das Gewicht beim Aufsteigen gleich?

Eine Schlussbemerkung – eine exotische Situation, die für den normalen freien Flug nicht charakteristisch ist (was bedeutet, dass das Flugzeug nicht durch eine Schleppleine mit einem anderen Fahrzeug verbunden ist, das die Schubkraft liefert) wurde in dieser verwandten ASE- Frage und -Antwort erörtert . Die Situation beinhaltet einen Flügel, der auf einer Stange, die an einem Wagen befestigt ist, auf und ab gleitet. In diesem Fall kann der Flügel, obwohl der Schubvektor als horizontal ausgelegt werden kann, tatsächlich langsam die Stange hinaufsteigen, während er eine konstante ebene Nicklage beibehält, aber sein Anstellwinkel relativ zum Luftstrom wird beim Steigen verringert Steigrate steigt, was einen selbstbegrenzenden Effekt auf die Steigrate verursacht, wie in der vorliegenden Antwort diskutiert.

Und jetzt eine Schlussbemerkung zur Schlussbemerkung – früher sagten wir: „Wenn der Schubvektor eher horizontal als nach oben zeigt, dann klettern wir nicht “. Wir haben auch festgestellt, dass ein Gleiter ganz ohne Schub geloopt werden kann. Ein angetriebenes Flugzeug kann auch "geklettert" werden, selbst wenn der Schub geringer als der Luftwiderstand ist, aber die Fluggeschwindigkeit wird abnehmen. Beachten Sie, dass die Schublinie während des "Zoom-Steigflugs" normalerweise immer noch nach oben zeigt.

Können wir uns einen wirklich erfundenen Fall einfallen lassen, in dem wir "klettern", ohne uns überhaupt aufzurichten? Ja, das können wir, aber der Aufstieg wird sehr kurz sein. Nehmen wir zum Beispiel an, dass wir aus einer Schleife herauskommen. Nehmen wir an, wir "ziehen" 4Gs - der Auftriebsvektor ist viermal so groß wie das Gewicht des Flugzeugs. Kurz bevor wir eine horizontale Nicklage erreichen, nimmt die Fluggeschwindigkeit normalerweise ab, was bedeutet, dass der Luftwiderstand größer als der Schub ist. Wenn wir weiter nach oben ziehen, wird es einen Moment geben, in dem die Nicklage genau horizontal ist, aber der Auftrieb immer noch viel größer ist als das Gewicht. Wenn wir in diesem Moment den Gegendruck lockern und den Steuerknüppel nach Bedarf nach vorne bewegen, um die Nicklage des Flugzeugs genau einzufrieren ,, bis die Aufwärtskurve der Flugbahn den Anstellwinkel des Flügels bis zu dem Punkt verringert, an dem der Auftriebsvektor gleich dem Gewichtsvektor ist, oder genauer gesagt bis zu dem Punkt, an dem der Auftriebsvektor gleich der Gewichtskomponente ist Vektor, der senkrecht zur Flugbahn wirkt. In diesem Moment ist die Zentripetalbeschleunigung Null. Die lineare Beschleunigung kann nicht null sein – da wir die Nicklage des Rumpfes weiterhin konstant halten, nimmt die Fluggeschwindigkeit ab, und dann krümmt sich die Flugbahn wieder nach unten, bis sie genau horizontal ist. Wenn der Schubvektor genau horizontal ist, ist ein stationärer Flug nur in horizontaler Richtung möglich, nicht in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung.Aus der Sicht des Piloten ist es passiert, dass wir eine ebene Nicklage erreicht haben und dann den Flügel ziemlich schnell auf einen Zustand von fast 1 G "entladen" und in einen ungefähr horizontalen Flug übergegangen sind. Die Tatsache, dass das Flugzeug sehr kurz mit genau ebenem Rumpf stieg, wäre ohne spezielle Instrumentierung wahrscheinlich nicht zu erkennen. Aber ja, technisch gesehen ist es möglich, ein sehr kurzes Intervall des Steigflugs zu erreichen, wobei der Schubvektor genau horizontal bleibt , und tatsächlich passiert fast jedes Mal, wenn wir von einem Sturzflug in eine horizontale Neigungslage übergehen, etwas Ähnliches, es sei denn, wir irgendwie gelingt es, das Gas so zu steuern, dass die Fluggeschwindigkeit im letzten Teil des Auszugs exakt konstant bleibt.

Dem Leser sollte jetzt klar sein, dass dieses sehr kurze Intervall des Steigflugs mit einer festen horizontalen Neigungslage nicht die Dynamik ist, die wir während eines stationären Steigflugs sehen.

Laut Wikipedia und meiner Erinnerung aus meinen Anfängen in der Ausbildung zum Privatpiloten:

Beziehung zwischen Anstellwinkel und Auftrieb[Bearbeiten] Eine typische Kurve des Auftriebskoeffizienten. Der Auftriebskoeffizient eines Starrflüglers variiert mit dem Anstellwinkel. Ein zunehmender Anstellwinkel ist mit einem zunehmenden Auftriebskoeffizienten bis zum maximalen Auftriebskoeffizienten verbunden, wonach der Auftriebskoeffizient abnimmt.

Mit zunehmendem Anstellwinkel steigt auch der Auftrieb. Das Überschreiten des kritischen Angriffswinkels veranschaulicht diesen Punkt weiter.