Die Grenzen der Höhe: Warum Flugzeuge und Hubschrauber nicht unendlich hoch fliegen können

Was sind die physikalischen und technischen Faktoren, die die maximale Flughöhe von Flugzeugen und Hubschraubern bestimmen?

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Die Frage nach der max․ Flughöhe ist interessant. Warum? In der Theorie könnte man annehmen: Dass die Luftfahrt unbegrenzte Höhen erreicht. Doch dem ist nicht so – zwei entscheidende Faktoren regulieren die Höhe. Luftdichte und Sauerstoffmangel beeinflussen die Leistungsfähigkeit der Triebwerke. Die Tatsache – je höher man fliegt, desto weniger Luft gibt es.


Triebwerke mit Turbo bleiben bis zu einer bestimmten Höhe leistungsstark. Ab etwa 10․000 Metern wird die Leistung von konventionellen Verbrennungsmotoren jedoch kritisch. Ihr Gemisch muss "lean" eingestellt werden. Gleichzeitig steigt der Druckverlust für die Flugzeuge. Das bedeutet: Der Flügel erzeugt nicht weiterhin genügend Auftrieb. Hier zeigt sich die Physik in vollem Umfang.


Hubschrauber haben ihre Grenzen bei rund 5․000 Metern. Aber wie spielt das bei herkömmlichen Strahltriebwerken? Diese erreichen ihre maximale Flughöhe bei etwa 30․000 Metern. Der Grund liegt in der zu geringen Luftdichte. Eine experimentelle Technologie die SRam Jet-Triebwerke, könnte theoretisch dagegen wirken. Diese Triebwerke benötigen keine Turbinen. Im Überschallbereich verdichten sie die vorhandenen Luftmoleküle selbst. Ob diese Technologie uns erschwinglich in niedrige Umlaufbahnen bringt? Ungewiss.


Die Frage ebenso wie hoch ein Flugzeug fliegen kann hängt also stark von der Sauerstoffzufuhr ab. Genug Auftrieb müssen die Triebwerke erzeugen können. In der Luftfahrt gibt es den Begriff "Coffin Corner". Er beschreibt einen Punkt, bei dem die Mindest- und Höchstgeschwindigkeit genauso viel werden. An diesem Punkt kann kein Flugzeug mehr sicher manövrieren. Ein Abdriften in größere Höhen wird unmöglich.


Luftdruck nimmt ab, je weiter man steigt. Es ist simpel – weniger Druck bedeutet, dass der Auftrieb nicht mehr ausreicht. Im Jahr 2022 habe ich persönlich eine Höhe von rund 11․000 Metern erreicht. Ein dreistündiger Flug führte uns da hoch bei etwa einer Stunde waren wir in dieser maximalen Höhe.


Zusammengefasst die optimalen Höhen die Flugzeuge und Hubschrauber erreichen können, sind technische und physikalische Grenzen unterlegen. Die moglichen Höhen sind nicht nur beeindruckend – sie sind Wissenschaft!