Jak létají kluzáky a čím se liší od motorových letadel

Ačkoli letadla a kluzáky sdílejí mnoho konstrukčních, aerodynamických a pilotních faktorů, absence motoru zásadně mění způsob letu kluzáku.

Zjednodušený trup

Protože kluzák nemá žádný motor, který by zabíral místo, je jeho velikost přizpůsobena přepravovanému nákladu; trup je navržen tak, aby byl co nejmenší a nejlehčí. Většina kluzáků má v malém kokpitu sedadla pro dvě osoby, přičemž piloti sedí v nakloněné poloze, oproti motorovým letadlům, kde piloti obvykle sedí vzpřímeně. Proč takový rozdíl? Díky tomu, že pilot sedí v nakloněné poloze, může být kokpit a vrchlík více zefektivněn, což vytváří menší odpor vzduchu při letu.

Povrch trupu kluzáku je navržen tak, aby byl co nejhladší, což umožňuje letadlu letět vzduchem s malým parazitním odporem. Nejstarší kluzáky byly konstruovány ze dřeva potaženého plátnem, pozdější verze byly vyrobeny z nýtovaných konstrukčních hliníkových potahů. Bohužel švy a nýty typické pro hliník výrazně snižovaly výkony kvůli parazitnímu odporu, takže se kluzáky nadále přizpůsobovaly. Dnes je mnoho pokročilých kluzáků konstruováno z bezešvých materiálů, jako je sklolaminát a uhlíková vlákna.

Křídla s vysokým poměrem stran

Kluzáky mají křídla s vysokým poměrem stran, což znamená, že jsou delší a užší než křídla běžných motorových letadel.

Poměr stran se vypočítá vydělením čtverce rozpětí křídla plochou křídla. Jak vidíte na obrázku výše, křídlo kluzáku Schleicher ASH 31 má poměr stran 33,5, zatímco křídlo Piper Cherokee má poměr stran 5,6.

Křídla s vysokým poměrem stran vytvářejí menší indukovaný odpor, a proto jsou na kluzácích tak účinná. Proč tedy nemají všechna letadla křídla s vysokým poměrem stran? Existuje několik různých faktorů.

První je, že křídla s vysokým poměrem stran se ohýbají více než křídla kratší, což znamená, že musí být navržena s pevnějšími konstrukčními specifikacemi. Vzhledem k tomu, že kluzáky jsou lehké, není ohýbání takový problém. Ale u těžších letadel, jako jsou dopravní letadla, by křídlo s vysokým poměrem stran bylo nepraktické. Dále jsou křídla s vysokým poměrem stran náchylnější k deformaci křídla při použití křidélek. Protože kluzáky létají relativně nízkou rychlostí, není deformace křídla tak výrazná, ale u rychlých letadel by to byl skutečný problém.

Manévrovatelnost je dalším důležitým faktorem. Křídla s vysokým poměrem stran snižují ovladatelnost, protože mají vyšší moment setrvačnosti. Představte si to jako provazochodce: nosí dlouhou tyč, aby udržel rovnováhu a zabránil rychlému pádu doleva nebo doprava. To je skvělé, pokud chcete zůstat na jednom místě, ale už ne tak skvělé, pokud se chcete rychle pohybovat (nebo se přetočit) doleva nebo doprava.

Nakonec, velikost letiště omezuje poměr stran, který může letadlo mít. Vezměme si například Boeing 777. Letadlo 777 má poměr stran přibližně 9. Kdyby měl poměr stran 30+, nemohl by zaparkovat v blízkosti jiných letadel na rampě a jeho křídla by byla tak dlouhá, že by při vzletu a přistání visela nad pojížděcími drahami. To by samozřejmě nebylo praktické.

Řídicí plochy

Stejně jako většina letadel používají kluzáky k letu křidélka, směrovku a výškovku. Na kluzácích jsou namontovány klapky, které slouží k řízení rychlosti klesání tím, že vytvářejí odpor a zvyšují vztlak. Mnoho moderních kluzáků používá také vzduchové brzdy nebo spoilery, které při použití drasticky narušují proudění vzduchu nad křídlem, čímž zvyšují odpor a snižují vztlak.

Dalším významným rozdílem mezi motorovými letadly a kluzáky je, že kluzáky mají obvykle pouze jeden podvozek, umístěný přímo pod pilotem. Tím, že máte pouze jeden podvozek, ušetříte spoustu hmotnosti, ale co se děje s křídly při vzletu a přistání, když máte pouze jeden podvozek? Konce křídel jsou chráněny ližinami nebo malými kolečky, a když kluzák přistává, dosedá na hlavní podvozek a jeden z konců křídel.

Vzlet kluzáku

Protože kluzáky nemají motory, používají obvykle k odlepení od země jeden ze dvou způsobů:

1) Aerovlek: Motorové letadlo vytahuje kluzák do vzduchu pomocí dlouhého lana. Uvnitř kokpitu pilot kluzáku pomocí rychloupínacího mechanismu uvolní vlečné lano. Jakmile je kluzák v požadované výšce, lano se uvolní a kluzák a vlečné letadlo se otočí opačným směrem.

2) Vypouštění navijákem: Motor na zemi pohání naviják, který je připojen k lanovému vypouštěcímu systému. Lano je pak připevněno ke spodní části kluzáku. Po aktivaci navijáku je kluzák velkou rychlostí tažen po zemi směrem k navijáku a vzlétne. Během tohoto procesu kluzák v krátké době nabere značnou výšku a před pokračováním v letu uvolní lano navijáku.

V letu

Klouzavost měří výkonnost letadla při klouzání; mnoho moderních kluzáků má klouzavost lepší než 60:1. To znamená, že pokud startujete ve výšce 1 míle, můžete klouzat 60 mil. Pro srovnání, Boeing 747 má klouzavost 15:1.

Pokud by však klouzavost byla jedinou věcí, která by kluzáky udržela ve vzduchu, nelétaly by příliš dlouho. Jak se tedy udrží ve vzduchu? Existují 3 hlavní typy stoupavého vzduchu, které piloti kluzáků využívají:

1) Termika jsou sloupce stoupavého vzduchu, které vznikají zahříváním zemského povrchu. Vzduch u země se při zahřívání zemského povrchu rozpíná a stoupá. Některé typy terénu pohlcují sluneční záření rychleji než jiné, například: asfaltová parkoviště, tmavá pole, skalnatý terén atd. Tato místa pohlcují teplo a ohřívají vzduch nad sebou, čímž vznikají termické vzdušné proudy.

Nově se tvořící kupovité mraky nebo ptáci vzlétající bez mávání křídly jsou typickými příznaky termické aktivity. Když pilot kluzáku „termuje“, vyhledává tyto termické sloupce a pohybuje se v nich. A protože termika může často pokrývat jen malou plochu, termické létání často zahrnuje těsnou zatáčku, aby se udržel uvnitř kapsy stoupajícího vzduchu.

2) Hřebenový vztlak je vytvářen větry vanoucími proti horám, kopcům nebo jiným hřebenům. Podél návětrné strany hory se vytvoří pásmo vztlaku, kde je vzduch terénem přesměrován vzhůru. Hřebenový vzestup obvykle sahá jen o několik set metrů výše než terén, který ho vytváří. Piloti jsou známí tím, že se „hřebenovým vztlakem“ vznášejí tisíce kilometrů podél horských řetězců.

3) Vlnový vztlak je podobný hřebenovému vztlaku v tom, že vzniká při setkání větru s horou. Vlnový vztlak však vzniká na závětrné (návětrné) straně vrcholů větrem, který prochází přes vrchol hory. Vlnový zdvih lze identifikovat podle čočkovitých oblačných útvarů – vypadají jako létající talíře. Vlnový vztlak může dosahovat výšky tisíců metrů a kluzáky jedoucí na vlnovém vztlaku mohou dosáhnout výšky přes 35 000 stop.

Detekce vztlaku a vychýlení

Ukazatel vertikální rychlosti v kokpitu vám řekne, zda stoupáte nebo klesáte. Pokud letíte s kluzákem a najednou vidíte, že ukazatel vertikální rychlosti vyskočil nahoru, pravděpodobně jste se dostali do termického sloupce a měli byste se snažit zůstat co nejdéle uvnitř stoupajícího vzduchu.

Kluzák klouže nebo se smýká vzduchem, pokud nesměřuje přímo ve směru, kterým letí, vzhledem ke vzduchové hmotě kolem něj. Šňůra na čelním skle indikuje pilotovi kluzáku, zda kluzák letí rovně (šňůra je rovně), nebo zda se vychyluje (šňůra je vpravo nebo vlevo). Obecně se piloti kluzáků snaží udržovat šňůru rovně, protože při přímém letu vzniká nejmenší odpor vzduchu.

Balast

Některé kluzáky nesou balastní nádrže naplněné vodou. Těžší kluzáky klesají rychleji než lehčí kluzáky. Klouzavost není ovlivněna hmotností, protože těžší kluzák sice klesá rychleji, ale při vyšší rychlosti. Kluzák s větší hmotností klesá rychleji a urazí stejnou vzdálenost; to je ideální pro přelety. Těžší kluzák plný zátěže má sníženou rychlost stoupání a kratší výdrž při letu ve vznosu. Vodní balast lze kdykoli vypustit pomocí výpustných ventilů, aby se tyto letové vlastnosti minimalizovaly a aby se před přistáním zpomalil.

Přistání

V porovnání s přistáním v motorovém letadle existuje při letu s kluzákem několik zásadních rozdílů. Zaprvé, kluzáky nemohou přidat výkon, pokud se nedostanou do přistávací zóny. Může se to zdát jako jednoduchý koncept, ale piloti kluzáků jsou vycvičeni k tomu, aby odhadli své přiblížení, aby nepřistáli krátce, a vždy počkají, dokud si nejsou jisti, že mají pole vytvořené, než zavedou odpor pomocí klapek nebo spoilerů.

Přistání samotné se příliš neliší od přistání v jakémkoli letadle, vzlétnete, dokud se nesníží vztlak, a snažíte se přistát lehce. Vzhledem k tomu, že kluzáky mají jedno kolo, je to trochu balancování, aby se křídla udržela co nejdéle nad zemí.

Kluzáky jsou neuvěřitelná letadla a při správných atmosférických podmínkách mohou zůstat ve vzduchu celé hodiny nebo dny. Díky pečlivé aerodynamické konstrukci, která je součástí jejich stavby, jsou tito ptáci rychlí a jedineční.

A pokud jste ještě nikdy neměli možnost letět s kluzákem, doporučujeme vám to vyzkoušet.