Techniek van een zweefvliegtuig
Onderdelen
De vleugels en het stabilo kunnen worden gedemonteerd, zodat de delen in een aanhangwagen passen. Hieronder zijn de aansluitingen van rolroeren en remkleppen te zien.
Besturing
De piloot bestuurt het vliegtuig met de stuurknuppel en de pedalen. In de landing worden met een aparte hendel de remkleppen bediend. Prestatievliegtuigen zoals de DG-600 hebben een extra hendel waarmee de flaps worden bediend, met deze kantelbare vleugel-achterlijst wordt het profiel aangepast aan de vliegsnelheid.
Stuurknuppel voor/achter: Hoogteroer bestuurt neusstand en (indirect) vliegsnelheid.
Stuurknuppel links/rechts:
Rolroeren besturen dwarshelling.
Pedalen links/rechts: Richtingsroer bestuurt de richting van de neus.
Bij het inzetten van een bocht zal de zweefvlieger gecoordineerd sturen door tegelijkertijd de stuurknuppel en de pedalen te bedienen naar de gewenste richting. Bij het beeindigen van de bocht stuurt hij zowel knuppel als pedalen in de andere richting, totdat het vliegtuig weer horizontaal vliegt.
Aerodynamica
Om te kunnen vliegen moet het gewicht van het vliegtuig (en inzittenden) worden gecompenseerd door een draagkracht, ook wel lift genoemd. Dit wordt bereikt door een combinatie van de vleugelvorm (profiel) en vliegsnelheid. Doordat de vleugel aan de bovenkant bol is, zullen de daaroverheen stromende luchtdeeltjes een hogere snelheid en lagere druk ondervinden, waardoor een resultante kracht naar boven ontstaat. Ook een vleugelprofiel dat vlak of symmetrisch in doorsnede is kan een draagkracht geven, maar alleen onder een invalshoek. Bedenk maar eens wat je voelt als je je hand uit het raam van een auto steekt, deze zal meer of minder omhoog of omlaag worden geduwd, afhankelijk van de houding en snelheid.
Wanneer de invalshoek van de vleugel zo groot wordt dat de luchtstroming te weinig snelheid (energie) heeft om de vleugel te volgen, overtrekt de vleugel. Hierdoor vermindert de draagkracht sterk. Door de stabiliteit van het vliegtuig zal de neus omlaag gaan, zodat weer snelheid aangedoken wordt om de draagkracht te herstellen.
De grote spanwijdte van een zweefvliegtuig zorgt voor een hoge draagkracht bij weinig weerstand. Hierdoor kan het vliegtuig verder zweven en beter stijgen in thermiek. De winglets, omhooggebogen vleugeltips, verbeteren deze efficiëntie en de besturing bij lage snelheid.
Constructie en bouw
Zowel romp als vleugels worden in helften gebouwd. In een mal wordt van buiten naar binnen gewerkt: eerst een laklaag, daarna een aantal lagen glas- of koolstofvezel matten geïmpregneerd met kunsthars en vervolgens de spanten, besturingssystemen en dergelijke. Wanneer de helften zijn uitgehard worden deze samengevoegd in een autoclaaf. Hierna worden de mallen verwijderd en wordt het oppervlak afgewerkt met de buitenste laklaag. Tenslotte worden instrumenten, roeren, zitting, bekleding en markeringen aangebracht.
De VCH beschikt over een team van technici die de toestellen in topconditie houden. Tijdens de winterstop voeren de leden eenvoudig onderhoud uit, zoals het waxen van de oppervlakken.
Instrumenten
De hoogtemeter (m) is in principe een barometer, geijkt in meters. Doordat de luchtdruk afneemt met de hoogte, zal het ingebouwde referentievat uitzetten. Via een mechaniek wordt deze beweging omgezet in het draaien van de wijzers.
Ook de variometer (m/s) maakt gebruik van dit drukverschil. De stijg- of daalsnelheid wordt bepaald door de stroming van lucht in of uit een fles te meten. Als het vliegtuig stijgt neemt de omgevingsdruk af, waardoor er lucht uit de fles stroomt, en vice versa.
De snelheidsmeter (km/h) is ook een mechanisch instrument en vergelijkt de druk van de aanstromende lucht met de omgevingsdruk. Dit verschil is een maat voor de luchtsnelheid van het vliegtuig.
Het piefje, een wollen draadje op de cockpitkap, geeft de stromingsrichting van de lucht om het vliegtuig aan. Wanneer het vliegtuig scheef door de lucht vliegt, slipt of schuift, neemt de luchtweerstand toe. Daarom gebruikt depiloot het piefje om gecoordineerd te vliegen met pedalen en stuurknuppel.
De vluchtcomputer is een electronisch hulpmiddel voor GPS navigatie en berekeningen aan het vliegpad. Zo kan bijvoorbeeld de wind worden bepaald, en daarmee worden berekend of de piloot direct naar huis kan zweven of dat daarvoor eerst meer hoogte gewonnen moet worden.
Overige instrumenten zijn het bolkompas, de thermometer, een radio, een transponder voor zichtbaarheid op de radar, een Flarm voor zichtbaarheid voor andere zweefvliegtuigen en een slipbal, die in functie vergelijkbaar is met het piefje.
Klapmotoren
De meeste zweefvliegtuigen hebben geen motor. In de loop der jaren is echter een aantal systemen ontwikkeld waarmee de piloot een buitenlanding kan voorkomen, of zelfs op eigen kracht kan opstijgen. Deze motoren bestaan als klapmotor, soms met opvouwbare propellor, als benzinemotor, elektromotor of als straalmotor. Een aparte categorie vormen de motorzwevers, die met een vaste propellor meer geschikt zijn voor continue motorvlucht of zelfs het opslepen van zweefvliegtuigen.
Foto's: Ventus 2cxt, HPH-304J, DG-1000T
Overlandvliegen
Op de pagina wat is zweefvliegen kun je lezen over het ontstaan van thermiek. Wanneer de zweefvlieger telkens in een bepaalde richting naar nieuwe thermiek zoekt, legt hij een afstand af en is er sprake van een overlandvlucht. Afstanden van 300 km zijn geen uitzondering, het Nederlandse record staat op iets meer dan 1000 km. De piloot zal proberen de lucht te lezen, een zo optimaal mogelijk pad onder de wolken te kiezen. Als er een flinke wind staat, zijn er in Nederland vaak wolkenstraten te zien. Hieronder kan een zweefvliegtuig lange tijd rechtuit vliegen zonder hoogte te verliezen.
In de jaren '70 heeft McCready een theorie ontwikkeld, waarmee optimaal gebruik wordt gemaakt van de thermiek. Het principe is eenvoudig: snel vliegen in dalende lucht, en langzaam in stijgende lucht. Door zo'n dolfijnvlucht bevindt het vliegtuig zich langer in stijgende lucht. Tegenwoordig kunnen de vluchtcomputers voor elk moment een optimale snelheid uitrekenen. Bij goed weer kan de massa van het vliegtuig worden vergroot met waterballast, soms wel 200 liter - bijna het leeggewicht van het vliegtuig. Hoewel de vlieger in thermiek minder snel stijgt, kan met de grotere potentiële energie sneller rechtuit worden gevlogen, wat resulteert in een hogere reissnelheid, waardoor op een dag meer afstand kan worden afgelegd.
Foto: Cumuluswolken boven Nederland van bovenaf, hier zonder straatvorming