Wie verhält es sich mit Flugzeugen und der Erdrotation? Diese interessante Frage stellt nicht nur mein Kollege. Viele Menschen fragen sich: Wenn die Erde sich ständig dreht, warum bleibt ein Flugzeug nicht einfach auf einer festen Strecke? Und sie fliegen – in die gleiche Richtung wie die Bewegung der Erde? Die Verwirrung ist verständlich denn die Physik hinter der Luftfahrt und der Erdrotation ist komplex.
Zunächst einmal müssen wir feststellen, dass die Erde sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1666⸴67 km/h dreht. Das ist beeindruckend. In 24 Stunden legt sie 40․000 km zurück. Wenn ein Flugzeug jedoch mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 800-900 km/h fliegt könnte man annehmen: Dass es mit der Rotationsgeschwindigkeit der Erde verschmilzt. Die Frage bleibt: Warum muss der Pilot dennoch eine gewisse Strecke zurücklegen?
Die Antwort auf diese Frage hängt eng mit der Bewegung der Atmosphäre zusammen. Sie bewegen sich, sowie die Erde als ebenfalls die Luftmasse, gemeinsam - zusammen. Das bedeutet: Wenn ein Flugzeug abbhebt, befindet es sich nicht in einem Vakuum; es fliegt durch die Luft die sich fast mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Erde dreht. Daher fliegt das Flugzeug nicht „ganz allein“. Die Atmosphäre ist die treibende Kraft.
Um dies weiter zu verdeutlichen: Wenn Sie ein Gewicht an einem Band haben und sich im Kreis ⭕ drehen, bleibt das Gewicht aufgrund der Zentrifugalkraft in Ihrem Einflussbereich. So ähnlich funktioniert das auch mit dem Flugzeug. Es bleibt in einem „Einflussbereich“ der sich zusammen mit der Erde bewegt. Wenn also ein Hubschrauber beispielsweise in 100 Metern Höhe eine Stunde in der Luft schwebt, bleibt er in gewisser Weise an derselben Stelle – sofern der Wind 🌬️ keine Rolle spielt.
Für die Berechnung könnte man sagen: Das Flugzeug eine Anfangsgeschwindigkeit von etwa 1670 km/h hat (Erdrotation plus Fluggeschwindigkeit). Die Idee ist, dass sich das Ziel des Flugzeugs – sagen wir einmal eine Stadt – ähnlich wie mit der Erdoberfläche bewegt. Das heißt, wenn ein Flugzeug in dieselbe Richtung fliegt wie die Erdrotation dann könnte das Ziel auf das geflogen wird, sich weiter entfernt bewegen.
Die Frage des Windes spielt ebenfalls eine Bedeutung. Die Höhe ´ in der ein Flugzeug fliegt ` beeinflusst die Windgeschwindigkeiten. Auch wenn die Atmosphäre nicht „stationär“ ist, fliegt das Flugzeug immer noch durch die bewegte Luft. Hier kommt die Massenträgheit ins Spiel. Die Luft hat ihre eigene Dynamik und bleibt nicht ruhig während man durch sie fliegt.
Um dem entgegenzuwirken: Wenn man in den Himmel schaut und den Kopf aus dem Fenster🪟 hält, könnte man ein Gefühl für die Windgeschwindigkeiten bekommen. Theoretisch müssten wir Windgeschwindigkeiten um die 1000 km/h wahrnehmen. Diese extrem hohen Geschwindigkeiten würden sich jedoch verteilen und ausgleichen.
Letztlich könnten Piloten deshalb feststellen: Dass es nicht immer sinnvoll ist direkt gegen die Drehrichtung der Erde zu fliegen. Die Verteilung der Ziele ist weltweit unregelmäßig. In den meisten Fällen werden sie mit oder gegen die Rotationsrichtung fliegen müssen. Dies sorgt für eine durchweg faszinierende Dynamik im Flug ´ die nicht auf einer simplen Rechnung basiert ` allerdings auf einem komplexen Zusammenspiel von Kräften. So bleibt die Frage sehr spannend: Wie beeinflusst die Erdrotation unser Flugverhalten? Und gibt es faszinierende Details aus der Physik die wir bisher übersehen haben?