Segelfliegen

glider Diese Seite soll Aufschluss darüber geben, was ein Segelflugzeug ist und warum ein Segelflugzeug fliegt. Weitere Seiten erörtern die Themen

Jedes Flächenflugzeug - und wirklich jedes Flächenflugzeug hat eine Gleiteigenschaft. Dies bedeutet, dass alle Flächenflugzeuge ohne Antriebskraft eines Motors im Gleitflug fliegen können. Segelflugzeuge können dies besser als ein Jumbojet, deswegen haben Segelflugzeuge auch keinen Motor.

illustration_flug_1 Entgegen weit verbreiteten Vorurteilen werden Segelflugzeuge also nicht vom Wind irgendwo hingeblasen. Sie werden genauso gesteuert wie alle anderen Flugzeuge auch. Die nachfolgende Abbildung zeigt die vier Kräfte, die auf ein Flugzeug im Gleitflug wirken:

  • Vortrieb
  • Luftwiderstand
  • Auftrieb
  • Gewichtskraft

Beim stationären Gleitflug eines Segelflugzeuges müssen diese vier 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 darstellt, im stationären Gleichgewichtszustand bleiben.

Die Tragflächen eines Segelflugzeuges erzeugen bei entsprechender Anströmung eine nach oben gerichtete Kraft: den Auftrieb.

Der Tragflügel wird von Luft umströmt. Aufgrund seiner Form zwingt dieser die Luft dazu, oben herum schneller zu strömen als unten herum. Nachdem schnell strömende Luft einen geringeren Statischen Druck aufweist, entsteht über dem Tragflügel ein Unterdruck und unter dem Flügel ein Überdruck. Dies hält das Flugzeug in der Luft.

Letztendlich setzt ein Segelflugzeug immer Höhe in Geschwindigkeit um (nach dem Energieerhaltungssatz). Durch Verlust von Höhe kann das Segelflugzeug Vortrieb erzeugen, und den Luftwiderstand kompensieren. Das bedeutet,

  • wenn man schneller fliegen will, muss man mehr Höhe aufgeben - und zwar mit steigender Geschwindigkeit immer mehr, weil der entstehende Luftwiderstand quadratisch mit der Geschwindigkeit ansteigt.
  • Wenn man Höhe gewinnen will (ohne Thermik) wird man zwangsläufig langsamer. Die Höhe die man "herausziehen" kann ist also durch die Mindestgeschwindigkeit begrenzt.

Idealerweise will man aus einer bestimmten Höhe möglichst weit gleiten. Die Leistung eines Segelflugzeugs läßt sich also genau dadurch charakterisieren: Zurücklegbare Strecke in ruhige Luft bei einem Höhenverlust von 1000 Metern. Diese Zahl nennt man Gleitzahl. Die Gleitzahl liegt ungefähr in der folgenden Größenordnung:

  • Oldtimer - Holzbauweise: zwischen 20 und 30
  • Clubklasse - erste Generation GfK Bauweise: 35 bis 38
  • Standardklasse - 15m, keine Wölbklappen: um die 42
  • Rennklasse - 15m, Wölbklappen: um die 48
  • 18m-Klasse - 18m, Wölbklappen: um die 50
  • Offene Klasse - beliebige Spannweite, Wölbklappen - zwischen 58 und 68, je nach Spannweite und Flugzeugtyp.

Neben der Gleitzahl besitzt jedes Flugzeug weitere bestimmte Flugeigenschaften, welche die Flugleistung charakterisieren. Dazu gehören insbesondere:

  • Mindestgeschwindigkeit: Das Segelflugzeug muss mindestens so schnell fliegen, damit die Tragflächen genug Auftrieb erzeugen, um das Flugzeug in der Luft zu halten. (liegt etwa bei 60 - 70 km/h).
  • Höchstgeschwindigkeit: Sie darf niemals überschritten werden. Bei noch höheren Geschwindigkeiten würden die Tragflächen durch die starken Luftkräfte überbelastet und abbrechen. (liegt etwa bei 200 - 300 km/h).
  • Geringstes Sinken: etwa in der Größenordnung von 60 cm pro Sekunde. (In ruhiger Luft könnte man somit aus 1000 Meter Höhe etwa 25 Minuten segeln.)

Die Mindestgeschwindigkeit ist insbesondere abhängig vom Gewicht des Segelflugzeugs und vom Profil der Tragflächen, während die Höchstgeschwindigkeit insbesondere von der Bauweise (Holz, GFK, Gemischtbauweise, etc.) abhängt. Das Gleitverhältnis und das geringste Sinken eines Segelflugzeuges sind nur vom Auftriebsbeiwert und vom Widerstandsbeiwert, und somit nur von der Bauform (Form, Oberflächenbeschaffenheit, Profil, Spannweite, etc.) abhängig.