Segelflugzeug

Verschiedene Segelflugzeugmuster in Startposition

Ein Segelflugzeug ist ein für den Segelflug, also für motorloses Fliegen (Steigen im Aufwind beziehungsweise Gleiten mit geringem Höhenverlust) konstruiertes Luftfahrzeug. In Deutschland werden Segelflugzeuge luftrechtlich als eigene Luftfahrzeugklasse gewertet und dürfen bis zu 850 kg wiegen.

Um fliegen zu können, muss es Höhe (potentielle Energie) in Vorwärtsgeschwindigkeit (kinetische Energie) umwandeln. Im Prinzip kann jedoch jedes Flugzeug als Segelflugzeug verwendet werden (beispielsweise legte ein Airbus A330 im Air-Transat-Flug 236 eine Strecke von 120 km im Gleitflug zurück; ein weiteres Beispiel ist die Notwasserung eines Airbus auf dem Hudson River von 2009), wobei sich der Segelflug bei Motorflugzeugen in der Regel auf einen stabilen Gleitflug beschränkt. Ausnahmen hierzu bieten Motorsegler, die durch ihre spezielle Konstruktion auch die Möglichkeit reinen Segelfluges nutzen können. Auch die Raumfähre Space Shuttle landet als Gleitflugzeug, das private Raumschiff SpaceShipOne ist sogar offiziell als „nicht eigenstartfähiges Segelflugzeug mit Hilfsantrieb“ zugelassen.

Im engeren Sinne bezeichnet man aber nur solche Flugzeuge als Segelflugzeuge, bei denen ein so gutes Verhältnis zwischen im Gleitflug verbrauchter Höhe und zurückgelegter Strecke besteht, dass sie imstande sind, in den normalerweise in der Atmosphäre vorkommenden Aufwinden an Höhe zu gewinnen. Das setzt eine Gleitzahl von mehr als 1:20 voraus (in etwa - das ist kein exakter Wert), wobei aber Motorflugzeuge mit ausgefallenem Triebwerk nur in etwa auf Gleitzahlen zwischen 1:5 und 1:8 kommen.

Moderne Segelflugzeuge haben dagegen eine Gleitzahl zwischen 1:30 und 1:60, können also bei 1 km Höhenverlust in ruhiger Luft 30 bis 60 km weit fliegen. Das derzeit (2009) leistungsfähigste Segelflugzeug, die ETA, hat mit ihrer Spannweite von 30,90 m sogar eine Gleitzahl von etwa 1:70.

Mit 7867 Flugzeugen (2010) ist in Deutschland das Segelflugzeug die Luftfahrzeugklasse mit den meisten Flugzeugen. Danach folgen einmotorige Flugzeuge unter 2t (6801) und Motorsegler (3081). ^[1]

Flugeigenschaften

Segelflugzeug im Flug

Um gute Segelflugeigenschaften erbringen zu können, muss ein Segelflugzeug nach bestimmten Kriterien gebaut werden. Ein geringes Gewicht kann dabei sogar hinderlich sein: Zwar ermöglicht eine geringe Flächenbelastung ein schnelles Steigen in der Thermik, jedoch verringert sich die Fluggeschwindigkeit des optimalen Gleitens durch die geringere potentielle Energie erheblich. Viele Leistungssegelflugzeuge verfügen zusätzlich über Wassertanks (bis zu 300 l im Nimbus 4), um die eigene Masse zu vergrößern. So können die Flugeigenschaften durch Ablassen des Wasserballasts während des Fluges an die Wetterbedingungen angepasst werden: hohe Flächenbelastung und damit hohe „Reisegeschwindigkeit“ bei guter Thermik, nach Leerung der Ballasttanks niedrige Flächenbelastung für optimale Nutzung schwacher Aufwinde. Eine sichere Landung ist bei den meisten Flugzeugen nur mit leeren Ballasttanks möglich.

Da hohe Geschwindigkeit bei gutem Gleitwinkel nur mit relativ hoher Flächenbelastung möglich ist, wird bei Segelflugzeugen auf extremen Leichtbau verzichtet. Deshalb sind einsitzige Segelflugzeuge mit Hilfsmotor wesentlich schwerer als Ultraleichtflugzeuge.

Eine hohe Wendigkeit ist nötig, da die Aufwindströme mitunter lokal eng begrenzt sind, das heißt, dass das Flugzeug einen engen Kreis fliegen muss, damit der Aufwind effektiv genutzt werden kann. Moderne Segelflugzeuge sind so konstruiert, dass sie in einem großen Geschwindigkeitsbereich stabil und sicher fliegen. Geschwindigkeiten von 60 km/h bis 280 km/h sind mittlerweile die Regel.

Mückenputzer an einem Ventus 2

Ein geringer Luftwiderstand ist nötig, da andernfalls zu viel Energie durch Reibung verloren geht. Bei modernen Segelflugzeugen gehört deshalb ein Einziehfahrwerk zur Grundausstattung. Auf längeren Strecken kommen oft „Mückenputzer“ zum Einsatz, die die Flügelvorderkante während des Fluges von den Überresten toter Insekten befreien (Bild rechts). Um den erforderlichen Auftrieb bei geringstmöglichem induzierten Widerstand zu gewährleisten, haben die Flügel von Segelflugzeugen im Vergleich zu Motorflugzeugen eine hohe Spannweite und eine geringe Profiltiefe (hohe Flügelstreckung). Aus Gründen der Festigkeit und Oberflächengüte werden sowohl die Flügel als auch Rumpf und Leitwerk moderner Segelflugzeuge aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebaut. Nicht nur wegen der hohen Belastung im Flug müssen Segelflugzeuge stabil gebaut sein; auch eine Außenlandung, etwa auf Äckern und ungeerntetem Getreide, muss das Flugzeug aushalten und dabei dem Piloten bestmöglichen Schutz bieten. Im Falle einer Außenlandung ist es nicht möglich, das Flugzeug wieder zu starten. Es wird „abgerüstet“ (die Tragflächen und das Höhenleitwerk werden abgebaut) und das Flugzeug wird in einem Transportanhänger zu einem Flugplatz gebracht. Segelflugzeuge sind in der Regel so konstruiert, dass sie sich in wenigen Minuten in ihre Bestandteile (Flügel, Rumpf, Leitwerke) zerlegen lassen.

Startarten

Segelflugzeug im Flugzeugschlepp

• Flugzeugschlepp – Beim Flugzeugschlepp wird das Segelflugzeug von einem motorisierten Leichtflugzeug (dem Schleppflugzeug), Ultraleichtflugzeug oder Motorsegler in die Luft gezogen. Das Schleppseil wird normalerweise an der Bugkupplung oder in seltenen Fällen auch an der Schwerpunktkupplung an der Unterseite des Segelflugzeugs eingeklinkt. Die Höhe, bei der das Segelflugzeug ausklinkt, liegt üblicherweise zwischen 500 m und 1500 m. Nach dem Ausklinken zieht das Schleppflugzeug das Schleppseil entweder auf eine im Rumpf befindliche Haspel ein oder wirft es vor der Landung über der Startstelle ab.

• Windenstart – Beim Windenstart wird ein langes Stahl- oder Kunststoffseil mit (durch den Windenfahrer) kontrollierter Geschwindigkeit eingezogen, während der Pilot den Steigflugwinkel steuert. Bei einer gewissen Schlepphöhe erreicht das Seil einen konstruktiv vorgegebenen Winkel zur Flugzeug-Längsachse, bei dem es aus der Schleppkupplung herausfällt, ohne dass der Pilot manuell ausklinken muss. Bei Längen der Schleppstrecke von 800 m bis 3000 m sind Ausklinkhöhen von 300 m bis 1300 m erreichbar (u. a. abhängig von Wind und Flugzeugtyp). Moderne, leichte Kunststoffseile ermöglichen bei langen Schleppstrecken signifikant größere Ausklinkhöhen.

• Eigenstart – Motorsegler besitzen einen Motor, mit dem sie zumeist in der Lage sind, alleine zu starten (Eigenstart). Es gibt auch Motorsegler, die mit einem schwächeren Motor ausgerüstet sind (so genannte Heimkehrhilfe, unter Segelfliegern auch Flautenschieber genannt), mit dem sie nicht alleine starten können, sondern der nur eingesetzt wird, um Gebiete mit zu geringer Thermik ohne Höhenverlust durchfliegen zu können, um eine Außenlandung zu vermeiden. Diese Antriebe sind bei modernen Segelflugzeugen in der Regel als Klapptriebwerk ausgeführt, bei denen ein Propellerturm aus dem Rumpfrücken hinter den Tragflächen herausklappt. Der Motor ist dann entweder an diesem Turm befestigt oder er verbleibt im Rumpf. In diesem Fall wird der Propeller dann über einen Zahnriemen mit entsprechender Untersetzung angetrieben.

• Gummiseilstart – Der Gummiseilstart war die erste Möglichkeit ein Segelflugzeug zu starten. Er kann nur bei sehr leichten und üblicherweise alten Segelflugzeugen wie zum Beispiel dem SG38 und an einem Hang durchgeführt werden. Dabei wird ein Gummiseil vorne am Flugzeug eingehängt und gespannt während es am Heck festgehalten wird. Auf ein Kommando wird das Flugzeug losgelassen und in die Luft geschleudert.

• Autoschlepp – Beim Autoschlepp wird das Flugzeug von einem fahrenden Auto in die Luft gezogen. Es können dabei keine großen Höhen erzielt werden.

Wettbewerbsklassen

Segelflugzeuge werden in verschiedene internationale Wettbewerbsklassen eingeteilt:

• FAI-Standard-Klasse (starres Flügelprofil, 15 m Spannweite, variable Flächenbelastung, max. 525 kg Abflugmasse)
• FAI-15-m-Klasse, auch Rennklasse genannt (15 m Spannweite, Profil durch Wölbklappen veränderbar, variable Flächenbelastung, max. 525 kg Abflugmasse)
• FAI-18-m-Klasse, (18 m Spannweite, Profil durch Wölbklappen veränderbar, variable Flächenbelastung, max. 600 kg Abflugmasse)
• Offene Klasse (max. 850 kg Abflugmasse, sonst keine Einschränkungen)
• Doppelsitzerklasse (zweisitzig, maximal 20 m Spannweite)
• World Class (Einheitsflugzeug PZL PW-5)
• Club-Klasse (ältere Flugzeuge, egal welchen Typs, bis zu einem Leistungsindex von 107, konstante Flächenbelastung)

Beim Segelfliegen gibt es nationale und internationale Wettbewerbe in den Disziplinen Streckensegelflug und Segelkunstflug.

Neben diesen sog. „zentralen Wettbewerben“ (alle Teilnehmer starten vom gleichen Flugplatz) werden die „dezentralen Wettbewerbe“ immer beliebter. Der in Europa wichtigste Wettbewerb ist der Online-Contest (OLC), bei dem die Teilnehmer ihre standardisierten GPS-Logger-Dateien einreichen und in einer Einzel- sowie einer Vereinswertung gewertet werden.

Bei den zentralen Wettbewerben wird die geflogene Strecke und die dabei erreichte Schnittgeschwindigkeit in der Wertung berücksichtigt, während bei den dezentralen Wettbewerben ausschließlich die geflogene Gesamtstrecke zählt. Einen bestimmten Bonus erhält man für die vorhergehende Ansage der geflogenen Strecke und einer Streckenführung, die einem gleichseitigen Dreieck ähnelt. Um die unterschiedlichen Flugzeugtypen innerhalb der Wettbewerbsklassen vergleichbar zu machen, wurde ein Segelflug Index eingeführt.

Siehe auch

Lo-100, D-0546 & D-6212 Kamen-Heeren

• Hängegleiter
• Paraglider
• Aerodynamik
• Außenlandung
• Segelflugschein
• Sicherheitslandung
• Flächenbelastung
• Kuller
• Liste von Flugzeugtypen
• Deutsche Segelflugrekorde
• Fluginstrumente

Weblinks

 Commons: Segelflugzeuge – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wiktionary: Fliegersprache – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Der deutsche Segelflug Server - hier kann man sich sehr ausgiebig über das Segelfliegen informieren. Es gibt unter anderem eine Liste mit Segelflugvereinen in Deutschland.
• Der Server des Segelflugverbandes der Schweiz - mit vielen Links zu Clubs in der Schweiz.
• Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig - unter anderem mit einem Video des Flügelbruchversuch am Segelflugzeug SB14

Fußnoten

1. ↑ http://www.lba.de/cln_011/DE/Oeffentlichkeitsarbeit/Statistiken/Statistik_Luftfahrzeuge.html?nn=20300 Statistik des LBA]

Normdaten: SWD in der DNB: 4180683-9