Hier die Erklärung eines befreundeten Ingenieurs, eines Fahrzeugherstellers aus Bayern:
Man kann die Bewegungsgleichung eines Autos her nehmen:
Nur, dass beim Flugzeug ein gewünschter Abtrieb des Autos (geht als Normalkraft in den Rollwiderstand ein) eher ein Auftrieb ist und sich am Ende zu größer als die Schwerkraft steigert, so dass der Rollwiderstand zu wird aber dafür eine „Steigung“ zu überwinden ist (=Abheben, Steigflug)
1. Ohne Laufband, realer Runway: Der Antrieb (irgendwas, das in die Luft wirkt …also Propeller, Düse etc.) muss 2 Widerstände überwinden beim Rollen: Rollwiderstand und Luftwiderstand. Ist der Antrieb größer als diese 2 Widerstände, rollt das Fahrzeug los und überwindet seine träge Masse, was zu einer Beschleunigung abhängig vom Leistungsüberschuss führt. Mit steigender Geschwindigkeit, nehmen Luftwiderstand zu, Rollwiderstand ab (wegen des Auftriebs), beim Abheben ist Rollwiderstand 0 und es kommt die Steigung dazu, was die Beschleunigung horizontal nicht mehr so stark steigen lässt (abhängig von Steigwinkel und Leistungsüberschuss und Luftdichte und Flugzeugmasse).
2. Auf dem Laufband unter Annahme zum außen stehenden Betrachter bleibt das Flugzeug stehen: Antrieb, der in Luft arbeitet. Wenn der es lediglich schafft, den Rollwiderstand zu überwinden (denn nichts anderes passiert in dem skizzierten Fall mit dem Rollschuhläufer), dann ist das ein lächerlicher Antrieb, der NIE NIE NIEEEEE ein Flugzeug starten könnte. Umkehrschluss dazu: Ein realer Antrieb würde immer auch zu einem zusätzlichen Vortrieb führen. Gedankenfehler: Der skizzierte Fall kann gar nicht eintreten. Denn wenn das Flugzeug gegenüber außen stehendem Betrachter steht, gibt es weder einen Luftwiderstand (wir gehen mal nicht von Gegenwind aus, sondern Luft steht relativ zum äußeren Betrachter und damit auch zum Flugzeug), noch eine Beschleunigung (Bewegung relativ zum Laufband ist KEINE Beschleunigung). Es muss nur der Widerstand der Rollen am Laufband überwunden werden (plus die Reibungsverluste in den Lagern) und der ist eher mickrig. In so einem Fall hebt ein Flugzeug natürlich auch nie ab, wo kein Windwiderstand, da kein Auftrieb, da kein Abheben, da konstanter Rollwiderstand bei konstanter Laufbandgeschwindigkeit.
3. Realer Fall: Auf dem Laufband, aber Flugzeug bewegt sich durch Leistungsüberschuss relativ zum äußeren Betrachter auch vorwärts: Es ändert sich nichts zu Fall unter 1, außer dass der Rollwiderstand als Funktion der Laufbandgeschwindigkeit bei gegebener Rollwiderstandsbeiwert der Reifen und Lagerverlust-Kurve größer wird. Das ist aber eher eine kleine Zunahme der Fahrwiderstände, wenn das Laufband nicht grad mit 1000km/h läuft. Also Flugzeug bewegt sich, Luftwiderstand wächst, Auftrieb wächst, Rollwiderstand nimmt ab (Einfluss des Laufbandes sinkt auch wieder ab, Abheben interessiert das Laufband eh nicht mehr). Also, Flugzeug hebt ab …aber eben nur, wenn es sich relativ zum Betrachter (und der Luft) auch bewegt ….und das wird es tun mit einem zum Flugzeug passenden in die Luft arbeitenden Antrieb.
An der Stelle wird auch klar, warum ein Antrieb, der auf die Räder wirkt, ein Flugzeug nie starten lassen kann auf einer Ebene. Weil die übertragbare Leistung nämlich in dem Maße abnimmt, wie der Auftrieb zunimmt und ab Abheben 0 ist …Steigflug also unmöglich.
