Ich verstehe nicht,warum ein Flugzeug nicht sofort nach dem Start auf die endgültige Flughöhe steigen kann.
Ganz platt: Weil die Luft da oben zu dünn ist, um das Flugzeug mit seiner noch hohen Masse tragen zu können. Es muss erst etwas leichter werden, um bei so einer geringen Dichte fliegen zu können.
du steigst also bis deine Auftriebskraft (bedingt durch den mit der Höhe fallenden statischen Druck) wieder gleich deiner Gewichtskraft ist.
Nicht wirklich. Mutter Natur (unter Mithilfe findiger Flugzeugbauingenieure) sorgt dafür, dass Auftrieb und Gewicht
immer (im stationären Geradeausflug) gleich sind. Eines der unverstandenen Grundprinzipien der Flugmechanik.
Was du als Pilot beeinflussen kannst, ist die Luftdichte (über Wahl der Flughöhe) die Geschwindigkeit, den Anstellwinkel und den Schub. Dabei muss die Dreiergruppe Dichte, Geschwindigkeit und Anstellwinkel (direkt mit dem Auftriebsbeiwert verknüpft) so zueinander passen, das Auftrieb = Gewicht sind, das macht Mutter Natur ganz automatisch indem sie den dritten Parameter festlegt, sobald du zwei gewählt hast. Wählen kannst du im Prinzip nur Anstellwinkel (über die Wahl des Höhenruderausschlags / der Höhenflossenstellung), und in Grenzen Luftdichte durch Wahl der Flughöhe. Die Geschwindigkeit ergibt sich dann zwangsläufig. Willst du zu viel Auftrieb produzieren (zu viel Gewicht tragen), fällt die Geschwindigkeit unter die Mindestgeschwindigkeit und du fällst vom Himmel. Schon deutlich vorher fliegst du zwar noch, aber sehr unwirtschaftlich.
Es gibt also immer eine wirtschaftliche und eine absolute Grenze deiner Flughöhe.
Erschwerend kommt hinzu, dass du ab einer bestimmten Höhe (einer bestimmten damit hohen Geschwindigkeit) bereits vor erreichen des Maximalen Auftriebsbeiwerts auf der Profiloberseite Überschallströmung hast, die dann den Maximalen Auftriebsbeiwert weiter reduziert (die Strömung verliert sehr viel Energie, wenn sie mit einem Verdichtungsstoß wieder auf Unterschall verzögert, und schafft es dann nicht mehr bis zur Hinterkante).
Etwas OT, aber dieses Bild hier zeigt einen Verdichtungsstoß (bzw. seinen Schatten) auf einem 747 Flügel.