Flugzeuge fliegen, weil vier Kräfte im Gleichgewicht bleiben: Die Tragflächen erzeugen Auftrieb, der das Gewicht nach oben hebt, während die Triebwerke Schub liefern, um den Widerstand der Luft zu überwinden. Seit dem ersten Motorflug der Wright-Brüder 1903 und dem ersten Passagierflug mit dem Benoist XIV 1914 hat sich vieles verfeinert: Klappen und Winglets helfen beim Starten und Landen, Bordcomputer halten die Maschine stabil, und doppelte Systeme sichern alles ab. In elf Kilometern Höhe sorgt eine gepresste Kabine dafür, dass wir normal atmen können, leichte Kohlefaserteile sparen Treibstoff, und neue, umweltfreundlichere Treibstoffe sollen den Klimafußabdruck weiter senken.

Wie Passagierflugzeuge fliegen – Vom Zwölf-Sekunden-Sprung zum Langstrecken-Jet

Stählerne Kolosse, die sich mühelos vom Boden lösen: Kaum ein technisches System wirkt so widersprüchlich und zugleich so selbstverständlich wie das Passagierflugzeug.

Vom Wright Flyer zum ersten Linienflug

Der Ursprung liegt in einem windumtosten Dünental an der US-Atlantikküste: Am 17. Dezember 1903 hob der hölzerne Wright Flyer in Kitty Hawk für gerade einmal zwölf Sekunden ab – genug, um den Traum vom gesteuerten Motorflug Wirklichkeit werden zu lassen. Nicht einmal elf Jahre später, am 1. Januar 1914, startete in Florida das Benoist XIV-Flugboot zur weltweit ersten planmäßigen Passagierverbindung zwischen St. Petersburg und Tampa. Flugzeit: 23 Minuten, Ticketpreis: zehn Dollar. Seither hat sich der Luftverkehr von der fragile n Pionierkunst zum globalen Massenverkehrsmittel entwickelt.

Vier Kräfte im permanenten Gleichgewicht

Jedes Verkehrsflugzeug folgt derselben simplen, doch unerbittlichen Gleichung: Auftrieb muss das Gewicht schlagen, Schub den Widerstand.

• Auftrieb entsteht an den gewölbten Tragflächen, weil die Strömung über der Oberseite schneller fließt und dort ein niedrigerer Druck herrscht als unter dem Flügel. Gleichzeitig wird Luft nach unten abgelenkt – Newtons drittes Gesetz sorgt für die Gegenkraft nach oben.

• Schub liefert beim Jet ein Mantelstrom-Turbofan: Milliarden Luftmoleküle werden nach hinten beschleunigt, das Flugzeug stößt sich gleichsam vom eigenen Abgasstrahl ab.
  Sind beide Kräftepaare ausgeglichen, gleitet der Rumpf in etwa elf Kilometern Höhe mit knapp 900 Kilometern pro Stunde scheinbar mühelos durch die Stratosphäre.

Aerodynamik: Warum die Tragfläche mehr kann als nur tragen

Der typische Verkehrsjet kombiniert einen schlanken, nach hinten gepfeilten Flügel – optimiert für sparsamen Reiseflug – mit ausfahrbaren Vorflügeln und Landeklappen. Diese „High-Lift-Devices“ vergrößern bei Start und Landung die Flügelfläche, bremsen die Strömung und verhindern den Strömungsabriss bei niedriger Geschwindigkeit. An den Spitzen sitzen häufig Winglets; sie dämpfen Wirbelschleppen und senken den Treibstoffverbrauch um mehrere Prozent.

Im Cockpit: Vom Seilzug zum digitalen Nervensystem

Die Brüder Wright lenkten noch mit verschränkten Drähten und reiner Muskelkraft. Moderne Jets wie Airbus A350 oder Boeing 787 übersetzen die Bewegungen des Sidesticks in elektronische Signale – Fly-by-Wire. Mehrere Rechner vergleichen einander, filtern Turbulenzen heraus und verhindern zu starke Ausschläge. Selbst heftige Böen korrigiert das System blitzschnell, lange bevor der Mensch reagieren könnte.

Eine Druckdose in elf Kilometern Höhe

Weil der Luftdruck draußen nur ein Viertel des Bodenwerts beträgt, wird die Kabine auf rund 75 Prozent Meeresspiegeldruck gehalten. Frische Luft kommt als so genannte „Zapfluft“ aus dem Kompressor des Triebwerks, wird gekühlt, gefiltert und alle drei Minuten vollständig ausgetauscht. So lässt sich atmen, ohne dass die Rumpfstruktur zu schwer wird.

Sicherheit durch Redundanz

Jedes wesentliche System existiert in mehrfacher Ausführung: drei Hydraulikkreise, mehrere Stromgeneratoren, ein Hilfstriebwerk im Heck, vervielfachte Fluglagen-Sensoren. Fällt ein Teil aus, übernimmt ein anderer. Diese Philosophie macht das Flugzeug zum sichersten Verkehrsmittel überhaupt – das Risiko eines tödlichen Unfalls liegt heute bei etwa einer Million Flugstunden pro Ereignis.

Materialien und Zukunft

Nach Jahrzehnten dominanter Aluminiumlegierungen halten kohlefaserverstärkte Kunststoffe Einzug: Rumpf und Flügel eines A350 bestehen schon zu mehr als 50 Prozent aus Carbon. Parallel arbeiten Hersteller an sparsameren Triebwerken, nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF) und sogar Hybrid- oder Wasserstoff-Konzepten. Das Grundprinzip bleibt dennoch unangetastet: Auftrieb siegt über Gewicht, Schub über Widerstand.