Die Flugbahn - eine Frage der Energie
Segelflugzeuge gleiten immer auf einer geneigten Bahn, sie verlieren also
permanent Lageenergie (innewohnende Energie). In Thermik, d.h. aufsteigender
Luft, kann ein Segelflugzeug Höhe gewinnen also Lageenergie hinzugewinnen.
Die Flugbahn innerhalb der Thermik ist aber nach wie vor eine nach unten
geneigte Bahn. Das Betrachtungssystem Luft als Ganzes ist bei Thermik in Bewegung
(vertikal). Nach dem Energieerhaltungsgesetz wird die Lageenergie des fliegenden
Segelflugzeugs permanent umgewandelt, ein Großteil wirkt mit Hilfe des Flügels
nach oben (Auftrieb) ein kleiner Teil wird zur Überwindung des horizontalen
Widerstands benötigt. Das Verhältnis dieser beiden Kräfte beschreibt den
bekannten Gleitwinkel. Um vergleichbare Angaben zwischen den Gleitwinkeln
verschiedener Flugzeuge zu erhalten, müssen gleiche Bedingungen vorausgesetzt
werden, z. B. Testflüge in ruhender Luftmasse. Die Gleitwinkelangaben errechnen
sich aus dem Sinken des Flugzeugs bei der dazugehörigen Fluggeschwindigkeit.
Dies wird üblicherweise in Diagrammen grafisch dargestellt.Motorflugzeuge, Vögel und sonstiges Fluggerät können nur auf nach unten geneigten Bahnen fliegen wenn sie keine zusätzliche Energie aufwenden. Diese zusätzliche Energie (nicht die potentielle Lageenergie) kann zum Beispiel der Treibstoff eines laufenden Motors sein oder die Muskelkraft der Vögel bzw. Insekten. Wird keine zusätzliche Energie aufgewendet ist der Gleitflug nach unten geneigt. Wird mehr Energie aufgewendet als für einen Horizontalflug notwendig ist, kann das Flugzeug steigen, der Gleitwinkel ist dann nach oben geneigt, und/oder die Fluggeschwindigkeit erhöht sich.
Motorflugzeuge stürzen nicht unbedingt unkontrolliert ab wenn der Motor ausfällt, wie ein Segelflugzeug können sie nach unten gleiten, natürlich ist der Gleitwinkel deutlich schlechter als bei einem Segelflugzeug. Auch Motorflugzeuge können im kraftlosen Flug Thermik nutzen um ihr absolutes Sinken in Bezug zur Erdoberfläche zu verbessern, Höhengewinn ist in der Regel bei üblichen Thermikstärken aber nicht möglich. Reisemotorsegler sind konstruktiv zwischen Segelflugzeug und Motorflugzeug angesiedelt, mit diesen gelingt es auch Thermik für einen Segel-Streckenflug zu nutzen.
Durch die feste Verbindung eines Schleppverbandes (Motorflug-Schlepp oder
Windenschlepp) ist dieser Verband als Einheit zu sehen, die zugeführte Energie
wird entweder vom Motorflugzeug oder von der Winde aufgewendet.Um den Energiehaushalt des Flugzeugs im Flug stabil zu halten (d.h. die innewohnende Energie auf stabilem Niveau zu halten) und damit einen permanenten horizontalen Flug zu ermöglichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Segelflugzeuge tanken Lageenergie durch Nutzen der Thermik (falls vorhanden - zeitlich begrenzt durch den Sonnenstand), einige Militärflugzeuge können während des Fluges betankt werden, einige Flugzeuge nutzen im Flug Sonnenenergie um damit Antriebsbatterien aufzuladen, selbst einige Vögel können im Flug Nahrung aufnehmen.
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