Technik

Wieso fliegt ein Flugzeug überhaupt?

Ein Körper, der ein Medium, z.B. Luft, durchströmt, ist folgenden Kräften ausgesetzt:

Luftwiderstand, Auftrieb und Gewichtskraft (Abb1).

Beim stationären Gleitflug eines Segelflugzeuges müssen diese drei Kräfte ein Gleichgewicht bilden und zwar in vertikaler Richtung: Auftrieb = Gewichtskraft, und in horizontaler Richtung: Luftwiderstand = Vortrieb.


Ist der Auftrieb kleiner als die Gewichtskraft, so wird das vertikale Gleichgewicht nicht mehr eingehalten und das Flugzeug sinkt. Um das horizontale Gleichgewicht aufrecht zu erhalten, muss eine Antriebskraft erzeugt werden. Dies geschieht bei Motorflugzeugen durch den Motor und den Propeller, der Schub erzeugt. Da das Segelflugzeug über keinen Antrieb verfügt, kann es nur über einen abwärts gerichteten Gleitflug, bei dem der Vortrieb eine Komponente der Gewichtskraft darstelle, im stationären Gleichgewichtszustand bleiben. Die Tragflächen eines Segelflugzeuges erzeugen bei entsprechender Anströmung eine nach oben gerichtete Kraft: den Auftrieb.

Ein einfaches Denkmodell hilft dieses Phänomen zu verstehen:


Man stelle sich vor, die den Flügel anströmende Luft teilt sich an der Flügelnase in zwei Teile. Der obere Teil muss in der gleichen Zeit einen etwas längeren Weg als der untere Teil zurücklegen, an der Oberseite entsteht dadurch ein Unterdruck, an der Unterseite entsteht Überdruck. Je stärker die Anströmung, desto stärker wird der Auftrieb an den Tragflächen. Daneben wird allerdings bei steigender Geschwindigkeit des Flugzeuges auch der Luftwiderstand größer.


Wie kann ein Segelflugzeug stundenlang oben bleiben?

Wie kommen beim Segelflug Strecken von über 1000 km zustande?

Ganz einfach, indem man natürliche Aufwinde nutzt!

Bei einem Sinken des Segelflugzeuges von ca. 0,5 m pro Sekunde würde ein Aufwind von 2 m/s - und das ist keine Seltenheit - das Flugzeug innerhalb von 10 min auf eine Höhe von 900 m tragen.

Die so gewonnene Höhe kann man dann wieder abgleiten, um den nächsten Aufwind zu suchen.


Wie steuert man ein Segelflugzeug?

Gesteuert wird ein Flugzeug im wesentlichen mit den Rudern (Höhenruder, Seitenruder und Querruder, siehe rechte Grafik), die eine Auftriebsveränderungen an den Tragflächen, am Seitenleitwerk und am Höhenleitwerk bewirken. Dadurch ist es dem Piloten möglich, das Segelflugzeug um alle drei Achsen im Raum (siehe linke Grafik) drehen zu können.


Ein Pilot hat im wesentlichen zwei Bedienelemente zur Steuerung seines Flugzeuges. Zum einen den Steuerknüppel, der sowohl nach vorne (drücken) und nach hinten (ziehen) als auch nach links und rechts bewegt werden kann, und zum anderen die Pedale, die entweder mit dem linken oder dem rechten Fuß getreten werden können. Diese Steuerorgane reichen aus, um das Flugzeug um alle drei Achsen zu bewegen können. Alle anderen zusätzlichen Elemente, wie z.B. Brems- und Wölbklappen, dienen lediglich dazu, die Gleiteigenschaften des Flugzeuges zu verbessern oder zu verschlechtern, um z.B. präzisere Landungen durchführen zu können.


Welche Instrumente hat ein Segelflugzeug?

Ein kurzer Blick ins Cockpit:

Zur Standardinstrumentierung in einem Segelflugzeug gehören der Fahrtmesser, der Höhenmesser, der Kompass, das Funkgerät und der Faden. Das Variometer unterstützt den Segelflieger bei der Suche nach Thermik, indem es die Steig- oder Sinkgeschwindigkeiten anzeigt. Die Auswahl an Variometern reicht von der mechanischen Version, über das elektrische Variometer mit Sollfahrtgeber und Endanflugrechner bis hin zum Variometersystem mit GPS -Kopplung, welches Dank Satellitennavigation ständig Informationen über die momentane Position, die nächsten erreichbaren Flugplätze oder den Kurs, die Entfernung und die benötigte Höhe für einen Endanflug zum programmierten Ziel liefert. Im Wettbewerbssegelflug gehört auch das GPS inzwischen schon zur Standardausrüstung.


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