Flughöhe
Tiere, Technik
Basiswissen
Die Wahl der optimalen Flughöhe, entweder gemessen über dem Meeresspiegel oder über dem Boden, spielt sowohl in der Flugtechnik als auch für Tiere eine oft wichtige Rolle. Das ist hier mit einigen Beispiel kurz vorgestellt.
Propellerflugzeuge
Propellerflugzeuge werden üblicherweise mit Verbrennungsmotoren betrieben. Hier ist eine Grenze für die Flughöhe nach oben der fehlende Sauerstoff, der für die Verbrennungsprozesse nötig ist. Typische maximale Flughöhen von Propellerflugzeugen liegen bei etwa 4000 Metern. Nach unten wird die Flughöhe oft aus Sicherheits- und Lärmschutzgründen begrenzt, etwa über bewohnten Gebiet.
Düsenflugzeuge
30 bis 36 Tausend Fuß ist eine typische Flughöhe für ein Düsenverkehrsflugzeug: Die Höhe in Fuß geteilt durch 3 gibt dann die Höhe in Metern. Düsenflugzeuge versuchen möglichst oberhalb des Wettergeschehens, in der unteren Stratosphäre zu fliegen. Dort ist auch die Luft so dünn, dass der Luftwiderstand sehr niedrig ist. Bei sehr großen Flughöhen hingegen lassen sich die Flugzeuge immer schlechter aerodynamisch steuern, bis hin zur Grenze zum Weltraum bei 80 oder 100 km Höhe. Das Instrument für die Flughöhe ist das sogenannte Altimeter. Wie schnell ein Flugzeug nach dem Start an Höhe gewinnt nennt man die Steigrate. Siehe auch Flughöhen ↗
Vögel
Die Wahl der optimalen Flughöhe hängt auch bei Vögeln von sehr vielen verschiedenen möglichen Faktoren ab.[3][4] Von Seevögeln wie dem Kormoran oder Pelikanen zum Beispiel ist bekannt, dass sie bei Gegenwind oft dicht über der Wasseroberfläche fliegen. Dort ist die Windstärke oft deutlich geringer als in größeren Höhen. So kann in 15 Metern über der Wasseroberfläche die Windstärke durchaus 8 Beaufort betragen (Sturm), direkt über der Wasseroberfläche aber nur 4 Beaufort betragen.[1]
Kormornae fliegen sehr niedrig über den Wellen oder Nordsee und über den ruhige Kanal der Ems bei Lingen.
Zu einer großen Flughöhe aber werden Zugvögel gezwungen, wenn sie Gebirge wie den Himalaya überqueren wollen. So wurde für eine Streifengans zum Beispiel Flughöhe von 7750 Metern gemessen, was in die Nähe des höchsten Berges der Welt kommt. Die Vögel lassen sich dabei aufwärts von Aufwinden tragen.[2]
Vorteile einer großen Flughöhe
- Weniger Luftwiderstand
- Weniger Lärmbelästigung (Flugzeuge)
- Sicherheit vor Angreifern, Beschuss
- Mehr Übersicht (Spionage, Mäusejagd)
- Kein Wettereinfluss mehr Stratosphäre ↗
Vorteile einer kleinen Flughöhe
- Weniger Luftwiderstand von Winden Vogelzug [von Wasservögeln] ↗
- Mehr aerodynamischer Auftrieb (z. B. Streifengänse)
- Bessere aerodynamische Steuerbarkeit Dienstgipfelhöhe ↗
- Mehr Detailsicht auf den Boden
Fußnoten
- [1] Der Formationsflug und die optimale Flughöhe von Vögeln ist mit seine Vorteilen (Nutzen) und Nachteilen (Kosten) ausführlich beschrieben in: Peter Südbeck, Franz Bairlein, Reno Lottmann (Herausgeber): Zugvögel im Wattenmeer. Faszination und Verantwortung. Brune-Mettcker Druck- und Verlags-GmbH. Wilhelmshaven, Wittmund. 2018. Dort das Kapitel 2 "Von großen Keilen, langen Linien und leuchtenden Wolken", verfasst von Thorsten Krüger. Seite 23 bis 43.
- [2] Streifengänse folgen den Relief des Gebirges, bis in große Höhen, denn: "Nahe am Hang herrschen die verlässlichsten Aufwinde, von denen sich die Gänse nach oben tragen lassen. Das ist viel einfacher, als in konstanter Höhe ein Tal zu überqueren." Und: "Eine der beobachteten Gänse stieg beispielsweise für einen Nettohöhengewinn von nur 1390 Metern zuerst 6340 Meter auf und sank dann wieder um 4950 Meter nach unten." Der Grund für das Absinken ist darin zu sehen, dass die Tiere weiter unten wegen der höheren Luftdichte weniger Flügelschläge und damit weniger Energie benötigen: "Schon wenn die Flügelschlagfrequenz nur um fünf Prozent zunimmt, steigt die Herzschlagrate um 19 Prozent und der Energieverbrauch schnellt um ganze 41 Prozent nach oben." In: Achterbahn über den Himalaya. Streifengänse (Anser indicus) folgen bei ihrem Flug über den Himalaya dem Relief des Gebirges. Max-Planck-Gesellschaft. Newsroom. Aus den Instituten. 15. JUNI 2015. Online: https://www.mpg.de/13703385/achterbahn-ueber-den-himalaya
- [3] Hedenström, A., Alerstam, T., Green, M. and Gudmundsson, G. A.: Adaptive variation of airspeed in relation to wind, altitude and climb rate by migrating birds in the Arctic. Behav. Ecol. Sociobiol. 52, 308-317. 2002. Online: https://doi.org/10.1007/s00265-002-0504-0
- [4] Ainley, D. G., Porzig, E., Zajanc, D. and Spear, L. B.: Seabird flight behavior and height in response to altered wind strength and direction. Mar. Ornithol. 43, 25-36. 2015.