Jan Peter Apel

Bernoulli - Tacheles

15.7.2011

Ein Flugzeug fliegt durch die Luft. Die Luft ist in Ruhe. Um am Flugzeug, ohne mit laufen zu müssen, messen zu können, wurde eine Kopie, eine Simulation, erfunden, der Windkanal. Die kinetischen Verhältnisse kehren sich darin um: das Flugzeug ist in Ruhe und die Luft bewegt sich. Da der Vorgang Fliegen relativ ist, ist das für die Kräfte, die gemessen werden, egal. Diese Kräfte sind Grundlage für die Konstruktion von Flugzeugen. Konstrukteure halten sich dabei geistig in nur eng begrenzten lokalen Zusammenhängen auf. Die übergeordnete physikalische Grundtheorie des Fliegens ist ihnen egal. Da die Kräftemessungen und Flugzeugkonstruktionen so wunderbar funktionierten, führte das dann dazu, daß der Windkanal Grundlage allen Denkens wurde. Eine Betrachtung der Originalverhältnisse wurde für nicht mehr nötig erachtet. Aus der Interpretation des in der Kopie, dem Windkanal, Gesehenen entstand eine Theorie des Fliegens, die Bernoullitheorie.

Nun muß doch gestattet sein bzw. sogar gefordert werden, diese Theorie aus der Kopie, dem Windkanal, auch an den Originalverhältnissen zu überprüfen. Das Ergebnis: es geht gar nicht! Die der Bernoullitheorie zu Grunde liegende "Strömung" ist im Original gar nicht da! Da bewegt sich ja das Flugzeug und nicht die Luft. Die "Strömung" im Windkanal ist keine invariante, sondern eine variante Größe, abhängig vom Koordinatensystem. Sie ist nur der Fahrtwind, nur am Windkanal- und Pilotenfenster als fiktive Strömung vorhanden. Fahrtwind stellt nur die Bewegung eines Körpers wie Radfahrer oder Auto oder Flugzeug dar und nicht eine der Luft.

Die Bernoullitheorie besteht die Prüfung in der Realität nicht!

Schon dadurch ist sie falsch. Es ist also doch nicht egal, ob sich das Flugzeug durch die Luft bewegt oder die Luft am Flugzeug vorbei "strömt". Egal ist es nur für die Werte der Kräfte zwischen beiden, nicht aber für die Theoriefindung der Kräfteentstehungen und die Ursache-Wirk-Energieflüsse: Ursache und Wirkung können nie getauscht werden!

Eine Theorie darf physikalische Größen aus nur einem Koordinatensystem verwenden. Die Bernoullitheorie stammt aus dem Koordinatensystem des Flugzeuges. So weit, so gut. Andererseits muß eine Theorie aber auch in allen beliebig anderen Koordinatensystemen "funktionieren"! Tut sie das nicht, ist sie falsch. Das heißt, für die Bernoullitheorie stellt sich durch das Nichtfunktionieren schon in nur einem anderen Koordinatensystemen heraus, daß sie dadurch falsch ist, weil sie in einem falschen Koordinatensystem erstellt wurde. Das für eine Theoriebildung geeignetste Koordinatensystem ist das, in dem die für ein Naturgeschehen ursächlichen physikalischen Größen explizit vorliegen. Das nennt sich das natürliche Koordinatensystem. Das erkennt man meist aber erst hinterher. Deshalb ist physikalische Forschung ja auch so schwierig. Explizit heißt, nicht mit anderen Größen gemischt. Z. B. stecken in der schrägen Abwärtsbewegung der Stromlinien hinter dem angestellten Flügel zwei Dinge: die scheinbare (variante) Bewegung der Luft gegen die Flugbahnrichtung (Fahrtwind) und die absolute (invariante) Bewegung der Luft weg von der Unterseite des angestellten Flügels. Für den Vorgang Fliegen ist aber nur diese Querbewegung nach unten ursächlich und nicht auch die Vorwärtsbewegung des Flugzeugs an sich. Allerdings entsteht die Querbewegung der Luft nach unten indirekt aus der Vorwärtsbewegung des Flugzeugs, nach dem Wirkrinzip der schiefen Ebene. Die Bernoullitheorie benutzt die physikalische Größe Luftgeschwindigkeit aber ursächlich, obwohl sie nur im Koordiantensystem des Flugzeugs erscheint. Die variante (vom Koordinatensystem abhängige) Größe Luftgeschwindigkeit im Koordinatensystem Windkanal ist im Koordinatensystem Luft (ersatzweise bei Windstille der Erdboden) null.

Variante Größen können grundsätzlich keine für Naturgeschehen ursächliche Größen sein.

Die richtige Flugtheorie, die hier vorgestellte Rückstoßtheorie, ist in der Lage, in allen Koordinatensystemen, damit auch in dem des Flugzeugs und dem der Luft, den Funktionismus des Fliegens darzustellen: ein Flugobjekt beschleunigt, nach Ludwig Prandtl (der Vater der Aerodynamik) "schleudert", Luftmasse abwärts und erhält dadurch eine Rückstoßkraft, deren vertikal nach oben gerichtete Komponente den Auftrieb darstellt. Das gilt für Flugzeuge im Unter- wie Überschallflug, Vögel, Hubschrauber und für alle Insekten wie auch die Hummel. Die Bernoullitheorie hängt an nur eingeschränkter Sicht und erfüllt damit auch nicht ein weiteres altbekanntes Kriterium für physikalische Theorien:

Theorien müssen allgemeingültig sein.

Das heißt: ein einziges gemeinsames Grundprinzip muß allen Flugobjekten das Fliegen ermöglichen. Die Bernoullitheorie "paßt" aber nur eingeschränkt auf einen Flugzeugflügel und das auch nur bei Unterschallgeschwindigkeit. Die Erkenntnis der Allgemeingültigkeit von Theorien gab es schon im Altertum. Damit macht auch diese physikalische Regel für Theorien die Bernoullitheorie falsch.

Die Egalität, daß bei relativen Vorgängen die Bewegungen getauscht werden können, heißt nicht, daß auch Ursache und Wirkung getauscht werden dürfen. Das Flugzeug ist eindeutig der Verursacher aerokinetischer Vorgänge, es bringt die Energie dafür auf. Das darf nicht geändert werden. Welches physikalische Gesetz würde das erlauben? Man hat es aber getan und ist wohin gekommen? Zu einer falschen Flugtheorie.
Nur die Einhaltung der Ursache-Wirkrichtung führt zum physikalisch richtigen Koordinatensystem des Fliegens. Das Flugzeug ist der aktive Partner. Es bringt durch Energieeinsatz seine Bewegung ein, die relativ gegenüber der Luft stattfindet. Nur gegenüber der Luft sind die Bewegungen, die das Flugzeug selbst und die, die es Bereichen der Luft erteilt, original, also explizit, zu sehen. Die der Luft erteilten Bewegungen gegenüber ihren zuvorigen Zuständen (ob bewegt (Wind) oder nicht) sind die, die kinetische Kräfte aus der Luftmasse gegen den Verursacher der Bewegungsänderungen, dem Flugzeug, hervorrufen.
Damit ist die Luft in ihrem zuvorigen, vom Flugzeug noch unbeeinflußten, Zustand das natürliche Koordinatensystem. In ihm tauchen keine fiktiven Größen wie Fahrtwind auf sondern nur die ursächlichen Bewegungen vom Flugzeug und die von ihm verursachte Bewegungen von Teilen der Luft. Die Änderungen der Luftbewegungen durch das Flugzeug sind die, die durch die Trägheit der Luftmasse Kräfte gegen das Flugzeug hervor rufen, Luftkräfte.

Damit ist die Bernoulllitheorie nicht nur nach einer, sondern nach allen Regeln der Physik falsch, und zwar definitiv. Wem das sachlich nicht einleuchtet, der versteht nichts von Physik. Deutsche Lehre kümmert sich aber nicht um Regeln der Physik. Theorien werden in ihr nach Glaubhaftigkeit und Meinungen sogenannter Fachpäpste bewertet. Jedes Naturgeschehen, damit auch das Fliegen, funktioniert aus sich selbst heraus mit einem für alle Flugarten grundsätzlichen, damit gemeinsam sein müssenden, Ursache-Wirk-Prinzip und nicht mit Effekten. Das Fliegen funktioniert nach dem Rückstoßkraftprinzip von Newton. Andere kinetische Kraftentstehungen gibt es nicht. Effekte sind eigene erklärungsbedürftige Naturgeschehen. Und ein Naturgeschehen mit einem anderen zu erklären ist aus vorgenanntem Grund nach der entsprechenden Regel auch verboten. (Siehe "Regeln der Physik" in www.kosmosphysik.de )

Eine jede physikalische Theorie, die das Fliegen mit einer "Strömung" gegen das Flugobjekt erklärt, ist nach allen Regeln der Physik falsch!

Der Fahrtwind wird in historisch falscher Weise aus der relativen Sicht des Piloten bzw. des Aerodynamikers am Windkanalfenster als "Strömung" bezeichnet. Luft "strömt" aber in genau gleicher nur fiktiver Weise über und unter den Flügeloberflächen vorbei wie der Sternenhimmel über der Erdoberfläche. Das Flugzeug bewegt sich und nicht die Luft oder: der Radfahrer oder das Auto oder das Flugzeug "prallen" gegen die Luft und nicht umgekehrt.

Relativ zum Flugzeug bewegt sich die Luft als scheinbare Strömung. Relativ wird in der Aero"dynamik" aber in historisch gewachsener Weise mißverstanden. Ursache: der Mensch fällt immer wieder auf seine ihm eigene und subjektive Sicht herein und nimmt seinen Standort als Bezugspunkt. Falsch:

Es gibt beim Fliegen keine Strömung!

Ein Flugzeug wird nicht von der Luft angeblasen, sondern muß sich mit erheblichem Energieaufwand durch die Luft hindurch quetschen. Nur relativ aus dem Flugzeug heraus gesehen sieht das so aus, als ob die Luft auf das Flugzeug zu kommt. Das macht die Luft in Wirklichkeit aber genau so wenig wie ein Baum, der auch nur aus der relativen Sicht des Autofahrers auf ihn zu kommt.
Für die Flugpraxis ist der Begriff "Strömung" zur Zeit noch notwendig. Mit ihm lassen sich einge Vorgänge einsichtiger darstellen wie z. B. "Strömungsabriß". Es ist aber notwendig, die Terminologie auch in der Praxis auf die physikalisch richtige Grundlage zu stellen. Das bedarf aber noch rhetorischer Neuentwicklungen.

flugtheorie.de