Was ist ein Schaufelblatt?
Ein Schaufelblatt ist eine bestimmte Form, insbesondere diejenige, die in Flugzeugflügeln verwendet wird, um Auftrieb zu erzeugen. Neben den Flugzeugflügeln, den bekanntesten Tragflügeln, haben Lüfter, Propeller und einige Stabilisatoren auch die Form eines Tragflügels. In der Natur ist das Flügelprofil eine sehr verbreitete Form, die in Pflanzen und in Lebewesen vorkommt, die durch die Luft fliegen oder durch das Wasser schwimmen.
Das Grundprinzip, nach dem ein Tragflügel arbeitet, wird als Auftrieb bezeichnet . Die Form eines Schaufelblatts ist so, dass der Wind sowohl darüber als auch darunter strömen kann. Die Form des Verdecks ist so konzipiert, dass es beim Überströmen mit Luft schneller wird und den Luftdruck in diesem Bereich nach dem Bernoulli-Prinzip verringert. Luft unterhalb des Schaufelblatts wird nicht beeinflusst, daher ist ihre Geschwindigkeit dieselbe wie beim ersten Kontakt mit dem Schaufelblatt.
Luft mit einem höheren Druck tendiert dazu, sich zu Luft mit einem niedrigeren Druck zu bewegen, und dieser Druckunterschied bewirkt, dass eine Kraft unter dem Schaufelblatt ausgeübt wird, die einen Auftrieb erzeugt. Je schneller sich die Luft bewegt - oder je schneller sich das Flugzeug durch die Luft bewegt -, desto größer ist der Luftdruckunterschied und damit der ausgeübte Druck. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit wird eine ausreichende Kraft ausgeübt, damit ein Objekt - beispielsweise ein Flugzeug - die Schwerkraft überwinden und vom Boden abheben kann.
Ein Schaufelblatt kann auch verwendet werden, um Auftrieb nach unten zu erzeugen, indem seine Form geändert wird. In diesem Fall wird nicht angehoben, um ein Objekt bei der Überwindung der Schwerkraft zu unterstützen, sondern die nach unten gerichtete Kraft erhöht, um andere nach oben gerichtete Kräfte auszugleichen. Ein gutes Beispiel dafür sind die Flügel oder „Spoiler“ einiger Autos, die dazu beitragen, die Traktion des Autos bei hohen Geschwindigkeiten zu erhöhen, damit das Auto gut auf dem Boden sitzt.
Ein Schaufelblatt kann je nach dem Zweck, für den es vorgesehen ist, viele verschiedene Formen haben. Die Konstruktion von Tragflügeln für bestimmte Aufgaben ist einer der Hauptschwerpunkte der Aerodynamik, und es werden weiterhin neue und verbesserte Tragflügelkonstruktionen geschaffen. Einige Tragflächenformen, z. B. für Flugzeuge, die unter Schallgeschwindigkeit fliegen, sind an einem Ende abgerundet und biegen sich zu einem Punkt ab. Andere, wie zum Beispiel für Überschallflugzeuge, haben eine viel schärfere Form.
Bestimmte Schaufelblattformen können gewählt werden, um den Luftwiderstand zu verringern und eine größere Gesamtgeschwindigkeit zu ermöglichen, den Luftwiderstand zu erhöhen, um das Fahrzeug zu verlangsamen, oder um auf verschiedene Arten von Strömen zu reagieren. Einige Tragflächenkonstruktionen sind symmetrisch mit einer runden Kurve auf beiden Seiten, damit ein Flugzeug beim Geradeausflug oder beim Umkehren gleich gut funktioniert.