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Luftfahrzeug
Ein Luftfahrzeug ist ein Gerät, das innerhalb der Erdatmosphäre fliegt oder fährt.
Obwohl die Erdatmosphäre keine scharfe obere Grenze hat, wird ab einer Flughöhe von etwa 100 km zwischen Luftfahrt und Raumfahrt unterschieden. In Deutschland werden Luftfahrzeuge in § 1 Abschnitt 2 des Luftverkehrsgesetzes definiert und in Luftfahrzeugklassen eingeteilt.
Systematik
Technisch wird zwischen Luftfahrzeugen leichter als Luft, die sich mittels statischem Auftrieb in der Luft halten, und Luftfahrzeugen schwerer als Luft, die mittels dynamischem Auftrieb fliegen, unterschieden. Auch kann man zwischen Luftfahrzeugen mit eigenem und ohne eigenen Antrieb unterscheiden:
- Luftfahrzeuge
- Luftfahrzeuge leichter als Luft
- ohne Kraftantrieb: Freiballone, Fesselballone, Heißluftballone
- mit Kraftantrieb: Luftschiffe
- Luftfahrzeuge schwerer als Luft
- ohne Kraftantrieb: Segelflugzeuge, Hängegleiter, Gleitschirme
- mit Kraftantrieb: Drehflügler, Flugzeuge
- Luftfahrzeuge leichter als Luft
Es gibt jedoch auch Luftfahrzeuge, die nicht in diese Kategorien passen, weil sie weder statischen noch dynamischen Auftrieb nutzen.
Nach Luftverkehrsgesetz sind unbemannte Fluggeräte, Rettungsfallschirme und Luftsportgeräte Luftfahrzeuge, ebenso Raumfahrzeuge, Raketen und ähnliche Flugkörper, solange sie sich im Luftraum befinden. Andererseits sind Geräte, die 30 Meter über Grund oder Wasser nicht überschreiten können (z. B. Luftkissenfahrzeuge), keine Luftfahrzeuge.[1]
Nicht alle Luftfahrzeuge sind zulassungspflichtig. Welche zulassungspflichtig sind, bestimmt die Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung, LuftVZO in § 1 und § 6.
Definitionen einzelner Untergruppen von Luftfahrzeugen sind international ähnlich, aber nicht identisch. Nationale Klassifikationen unterscheiden sich beispielsweise aufgrund von Bauvorschriften oder Gewichtsgrenzen.
Geschichte der Luftfahrzeuge
Die Möglichkeit der Luftfahrt „leichter als Luft“ war schon lange als Schweben bekannt, z. B. steigt Asche in heißer Luft auf. Auf diese Erfahrungen aufbauend, bauten die Gebrüder Montgolfier 1783 den ersten Heißluftballon.[2]. Die Luftfahrt „schwerer als Luft“ entwickelte sich erst danach. Zu ihren Beginnen gehören Gleitflüge im 19. Jahrhundert. 1811 scheiterte Albrecht Berblinger beim Überflug der Donau, wohingegen dann Otto Lilienthal ca. 100 Gleitflüge absolvierte.[3]
Leichter als Luft
Luftfahrzeuge mit einer geringeren Dichte als Luft schweben in der Luft nach dem gleichen Prinzip wie Schiffe im Wasser schwimmen. Der Grund ist ein statischer Auftrieb durch Verdrängung, was durch das Archimedische Prinzip erklärt wird. – „Leichter als Luft“ steht kurz für „leichter als die vom Fahrzeug verdrängte Luft“. Man spricht hier von „Fahren“ im Unterschied zum „Fliegen“ der „Schwerer-als-Luft“-Fahrzeuge.
Die Luft wird durch ein weniger dichtes (spezifisch leichteres) Traggas wie Helium, Wasserstoff oder Heißluft verdrängt. Der Auftrieb entsteht aus dem Unterschied zwischen dem Gewicht des ganzen Fahrzeugs und demjenigen der durch dieses verdrängten Luft.
Gasballons und Heißluftballons haben keinen Antrieb und treiben mit dem Wind. Luftschiffe sind aerodynamisch geformt, mit Motoren und Propellern ausgestattet und dadurch steuerbar. Prallluftschiffe (auch Blimps genannt) sind meist geringfügig schwerer als Luft und benötigen einen kleinen Teil ihrer Propellerleistung für die verbleibende Auftriebskomponente.
Schwerer als Luft
Luftfahrzeuge mit einer höheren Dichte als Luft können nicht allein durch den statischen Auftrieb fliegen. Der zusätzlich nötige Auftrieb wird meist beim Fliegen durch Vorwärtsbewegung in der Luft erzeugt: Es bilden sich Luftströmungen um die Tragflächen, die einen dynamischen Auftrieb bewirken. Es gibt verschiedene Bauarten, wie beispielsweise Senkrechtstarter, die als Kippflügelflugzeug oder Kipprotorflugzeug auch eine Mischform mit den Hubschraubern darstellen können. Des Weiteren findet man unter anderem Muskelkraft-Flugzeuge, Segelflugzeuge und Gleitschirme. Schwerer als Luft, aber nicht mit dynamischem Auftrieb fliegend, sind zum Beispiel Raketen und Geschosse.
Hubschrauber haben mindestens einen Rotor (Drehflügel), der sowohl den Auftrieb als auch die Vortriebskraft liefert. Tragschrauber haben ebenfalls einen Rotor, der jedoch passiv durch den Fahrtwind in Rotation versetzt wird und brauchen daher für den Vortrieb ein gesondertes Triebwerk oder eine Schleppvorrichtung. Unter den Hubschraubern mit mehr als einem Rotor ist vor allem der Quadrocopter zunehmend Gegenstand der Betrachtung, insbesondere in Modellbau und Robotik.
Raketen, Raketenrucksäcke und Raketenflugzeuge verfügen über einen Rückstoßantrieb; Raketenflugzeuge fliegen im Allgemeinen jedoch mittels dynamischem Auftrieb. Raketen können auch im Vakuum aktiv fliegen. Ein Geschoss bewegt sich ohne Antrieb auf einer ballistischen Bahn durch den Raum. Es erhält seine Geschwindigkeit in der Startphase, entweder in einem Katapult, in einem Rohr, in dem wie bei der Kanone mittels einer Treibladung eine schnell expandierende Gasmenge erzeugt wird, oder auch durch eine elektromagnetische Beschleunigungsvorrichtung. Andere Körper fallen ohne Auftrieb durch den Luftraum, zum Beispiel Wiedereintrittskörper, Fallschirmspringer (mit Rundkappenfallschirm) oder (Lenk-) Bomben.
Luftfahrzeugbestand in Deutschland
Mit Stand 31. Dezember 2013 gab es in Deutschland insgesamt 21.462[4] beim Luftfahrt-Bundesamt zugelassene zivile Luftfahrzeuge, sowie 3.839 Aerodynamisch gesteuerte Ultraleichtflugzeuge und 516 Tragschrauber[5], die bei den Luftsportverbänden Deutscher Aero Club und Deutscher Ultraleichtflugverband eingetragen sind.
| Kennzeichenklasse | Beschreibung | Zulassungen 2011 |
|---|---|---|
| A | Flugzeuge > 20 t | 758 |
| B | Flugzeuge 14 – 20 t | 34 |
| C | Flugzeuge 5,7 – 14 t | 199 |
| E | einmotorige Flugzeuge < 2 t | 6.733 |
| F | einmotorige Flugzeuge 2 – 5,7 t | 155 |
| G | mehrmotorige Flugzeuge < 2 t | 240 |
| I | mehrmotorige Flugzeuge 2 – 5,7 t | 403 |
| H | Drehflügler | 769 |
| K | Motorsegler | 3.263 |
| L | Luftschiffe | 3 |
| M | Ultraleichtflugzeuge | 4.355 |
| O | Ballone | 1.201 |
| – | Segelflugzeuge | 7.704 |
| Gesamt | 25.817 |
Luftfahrzeugbestand in der Schweiz
Nach Angaben des Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) es gab es am 23. November 2013 insgesamt 3.630 in der Schweiz zugelassene zivile Luftfahrzeuge:[6]
| Kennzeichenklasse | Beschreibung | Zulassungen 2013 |
|---|---|---|
| A | Zweimotorige Turboprops von 5.7 bis 15 Tonnen | 23 |
| B | Ballone (Heißluft und Gas) | 67 |
| C | Einmotorige Cessna unter 5.7 Tonnen (C150 bis C210) | 189 |
| D | Andere einmotorige unter 5.7 Tonnen | 75 |
| E | Auf Antrag für Beech und Robin | 132 |
| F | Flugzeuge aus Schweizer Produktion (Pilatus PC-6, PC-12) | 57 |
| G | Zweimotorige unter 5.7 Tonnen (BE45/50/55/58/60/65/76/90/10/20, AC60/69/85 und andere) | 26 |
| H | Einmotorige Flugzeuge aus Schweizer Produktion unter 5.7 Tonnen (DO27, FFA Bravo, Dätwyler MD, Pilatus PC-7 & PC-9 & PC-21) | 44 |
| I | Flugzeuge über 15 Tonnen (einschließlich DC-3) | 95 |
| J | Flugzeuge über 15 Tonnen, wenn HB-I aufgebraucht ist (einschließlich DC-3) | 137 |
| K | Einmotorige Flugzeuge unter 5.7 Tonnen (Beech, Robin, SOCATA, Slingsby, AC12/14, Beagle 121) | 121 |
| L | Zweimotorige Flugzeuge unter 5.7 Tonnen (PA23/24/30/31/34/42/44/60, P68, BN2, DHC6, C303/310/320/335/337/340/401/402/404/414, C421/425/441) | 80 |
| M | Kunstflugflugzeuge | 29 |
| N | Einmotorige Piper unter 5.7 Tonnen, wenn HB-P aufgebraucht ist | 19 |
| O | Auf Antrag für einmotorige Piper | 140 |
| P | Einmotorige Piper unter 5.7 Tonnen | 199 |
| Q | Ballone, wenn HB-B aufgebraucht ist | 321 |
| R | Oldtimer und spezielle | 56 |
| S | Einmotorige Zweiplätzer unter 5.7 Tonnen | 108 |
| T | Einmotorige Cessna unter 5.7 Tonnen, wenn HB-C aufgebraucht ist | 27 |
| U | Einmotorige unter 5.7 Tonnen aus deutscher, italienischer oder Ostblock-Produktion | 84 |
| V | Business-Jets unter 15 Tonnen | 43 |
| W | Ecolight | 42 |
| X | Helikopter | 75 |
| Y | Experimental | 188 |
| Z | Helikopter, wenn HB-X aufgebraucht ist | 236 |
| – | Segelflugzeuge | 763 |
| – | Motorsegler | 254 |
| Gesamt | 3.630 |
Siehe auch
Portal:Luftfahrt – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Luftfahrt
Literatur
- Ernst Götsch: Einführung in die Flugzeugtechnik. Deutscher Fachverlag, Frankfurt 1971, ISBN 3-87234-041-7.
- Ernst Götsch: Luftfahrzeugtechnik. Motorbuchverlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-613-02006-8.
- Jürgen Heermann: Warum sie oben bleiben. Insel Verlag: Frankfurt am Main und Leipzig 2000, ISBN 3-458-34320-2.
- Oskar Höfling: Physik, Band II, Teil 1, Mechanik - Wärme. 15. Auflage. Ferd. Dümmlers Verlag, Bonn 1994, ISBN 3-427-41145-1.
- Wie funktioniert das? Meyers erklärte Technik, Band 1. Bibliographisches Institut, Mannheim und Zürich 1963.
- Ashley Holt: Engineering Analysis of Flight Vehicles. Dover Publications, 2012,ISBN 9780486672137.
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Vgl. § 1 Abs. 2 Ziff. 11 LuftVG: "sonstige für die Benutzung des Luftraums bestimmte Geräte, sofern sie in Höhen von mehr als dreißig Metern über Grund oder Wasser betrieben werden können."
- ↑ Sabine Höhler: Luftfahrtforschung und Luftfahrtmythos: Wissenschaftliche Ballonfahrt in Deutschland, 1880-1910, S. 102ff, Campus Verlag 2001, ISBN 978-3-593-36840-5 (Zugriff am 8. August 2012)
- ↑ Sven Groß: Tourismus und Verkehr: Grundlagen, Marktanalyse und Strategien von Verkehrsunternehmen, S. 166ff, Oldenbourg Verlag 9. März 2011, ISBN 978-3-486-70447-1 (Zugriff am 8. August 2012)
- ↑ Bestand an Luftfahrzeugen in der Bundesrepublik Deutschland. In: lba.de. Luftfahrt Bundesamt, 24. Januar 2014, abgerufen am 10. Februar 2014.
- ↑ Patrick Holland-Moritz: UL-Zulassungen des Jahres 2013. Die Branche in Zahlen. In: aerokurier.de. 11. Januar 2014, abgerufen am 10. Februar 2014.
- ↑ Luftfahrzeugregister. In: bazl.admin.ch. Bundesamt für Zivilluftfahrt, abgerufen am 23. November 2013.
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