Míg a repülőgépek és a vitorlázórepülők számos tervezési, aerodinamikai és pilótatechnikai tényezőben megegyeznek, a motor hiánya alapvetően megváltoztatja a vitorlázórepülők repülési módját.
Áramvonalas törzs
Mivel a motor nem foglalja el a helyet, a vitorlázórepülőgépek méretét a szállított rakományra szabják; a törzset úgy tervezték, hogy a lehető legkisebb és legkönnyebb legyen. A legtöbb vitorlázórepülőgép kis pilótafülkéjében két személy számára van hely, a pilóták pedig hátradőlve ülnek, szemben a motoros repülőgépekkel, ahol a pilóták általában egyenesen ülnek. Miért ez a különbség? Ha hátradőlve ülnek, a pilótafülke és a kabintető áramvonalasabb lehet, így kisebb lesz a légellenállás a repülés során.
A vitorlázórepülőgépek törzsének felületét úgy tervezték, hogy a lehető legsimább legyen, így a repülőgép kis légellenállással repülhet a levegőben. A legkorábbi vitorlázórepülők vászonnal borított fából készültek; a későbbi változatok szegecselt szerkezeti alumínium héjakból készültek. Sajnos az alumíniumra jellemző varratok és szegecsek az élősködő légellenállás miatt jelentősen csökkentették a teljesítményt, ezért a vitorlázórepülők tovább alkalmazkodtak. Ma már sok fejlett vitorlázórepülőgépet varratmentes anyagokból, például üvegszálból és szénszálból építenek.
Nagy oldalarányú szárnyak
A vitorlázórepülők nagy oldalarányú szárnyakkal rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy hosszabbak és keskenyebbek, mint a normál, motoros repülőgépek szárnyai.
Az oldalarányt úgy számítják ki, hogy a szárny fesztávolságának négyzetét elosztják a szárny területével. Amint a fenti ábrán látható, a Schleicher ASH 31 vitorlázórepülőgép oldalaránya 33,5, míg a Piper Cherokee oldalaránya 5,6,
A nagy oldalarányú szárnyak kisebb indukált légellenállást eredményeznek, ami miatt olyan hatékonyak a vitorlázórepülőknél. Akkor miért nem minden repülőgépnek van nagy oldalarányú szárnya? Több különböző tényező is közrejátszik.
Először is, a nagy oldalarányú szárnyak jobban hajlanak, mint a rövidebb szárnyak, ami azt jelenti, hogy erősebb tervezési specifikációkkal kell megtervezni őket. Mivel a vitorlázórepülők könnyűek, a hajlítás nem jelent akkora problémát. De nehezebb repülőgépek, például utasszállító repülőgépek esetében egy nagy oldalarányú szárny nem lenne praktikus. Ezután a nagy oldalarányú szárnyak hajlamosabbak a szárny meggörbülésére, ha csűrőkarokat használnak. Mivel a vitorlázórepülők viszonylag lassú sebességgel repülnek, a szárnyvégtorzulás nem annyira kifejezett, de egy gyors repülőgépnél ez valódi problémát jelentene.
A manőverezhetőség egy másik fontos tényező. A nagy oldalarányú szárnyak csökkentik a manőverezhetőséget, mivel nagyobb a tehetetlenségi nyomatékuk. Gondolj úgy rá, mint egy kötéltáncosra: egy hosszú rúddal egyensúlyoznak, ami megakadályozza, hogy gyorsan balra vagy jobbra essenek. Ez nagyszerű, ha egy helyben akarsz maradni, de nem olyan nagyszerű, ha gyorsan akarsz balra vagy jobbra mozogni (vagy gurulni).
Végezetül a repülőtér mérete korlátozza a repülőgépek oldalarányát. Vegyük például a Boeing 777-est. A 777-esnek körülbelül 9-es oldalaránya van. Ha több mint 30-as oldalaránya lenne, nem tudna más repülőgépek közelében parkolni a rámpán, és a szárnyai olyan hosszúak lennének, hogy fel- és leszálláskor a gurulóutak fölé lógnának. Ez nyilvánvalóan nem lenne praktikus.
Vezérlőfelületek
A legtöbb repülőgéphez hasonlóan a vitorlázórepülőgépek is csűrőkarokat, kormánylapátot és magassági kormányt használnak a repüléshez. A vitorlázórepülőkre fékszárnyakat szerelnek, hogy a légellenállás előállításával és a felhajtóerő növelésével szabályozzák a süllyedési sebességet. Sok modern vitorlázórepülőgép légfékeket vagy spoilereket is használ, amelyek használatukkor drasztikusan megzavarják a szárny feletti légáramlást, növelve a légellenállást és csökkentve a felhajtóerőt.
A másik jelentős különbség a motoros repülőgépek és a vitorlázórepülők között, hogy a vitorlázórepülők általában csak egy futóművel rendelkeznek, amely közvetlenül a pilóta alatt helyezkedik el. Azzal, hogy csak egy futómű van, sok súlyt lehet megtakarítani, de mi történik a szárnyakkal fel- és leszálláskor, ha csak egy futómű van? A szárnycsúcsokat csúszkák vagy kis kerekek védik, és amikor a siklóernyő leszáll, a fő futóművön és az egyik szárnycsúcson áll meg.
Siklóernyős felszállás
Mivel nincs motorjuk, a siklóernyők általában két módszer egyikét használják a földről való felszálláshoz:
1) Aero-Tow: A siklóernyőt egy motoros repülőgép egy hosszú kötél segítségével a levegőbe vontatja. A pilótafülkében a siklóernyő pilótája egy gyorskioldó mechanizmussal oldja ki a vontatókötelet. Amint a siklóernyő elérte a kívánt magasságot, a kötelet elengedik, és a siklóernyő és a vontató repülőgép ellentétes irányba fordul.
2) Csörlős indítás: Egy földi motor hajt egy csörlőt, amely egy kábeles indítórendszerhez csatlakozik. A kábelt ezután a siklóernyő aljához rögzítik. Amint a csörlő működésbe lép, a siklóernyő nagy sebességgel húzódik a talaj mentén a csörlő felé, és felszáll. A siklóernyő e folyamat során rövid idő alatt jelentős magasságot nyer, majd a csörlőkötelet elengedve folytatja a repülést.
A repülésben
A siklószám a repülőgép siklóteljesítményét méri; sok modern siklóernyőnek jobb a siklószáma, mint 60:1. Ez azt jelenti, hogy ha 1 mérföldes magasságból indulsz, akkor 60 mérföldet tudsz siklani. Összehasonlításképpen, egy Boeing 747-esnek 15:1 a siklási aránya.
De ha a siklási arány lenne az egyetlen dolog, ami a vitorlázórepülőket a levegőben tartaná, akkor nem repülnének túl sokáig. Akkor hogyan maradnak a levegőben? A siklóernyős pilóták a felszálló levegő 3 fő típusát használják:
1) A termikek a Föld felszínének felmelegedése által létrehozott felszálló légoszlopok. A talajközeli levegő kitágul és felemelkedik, ahogy a Föld felszíne felmelegszik. Bizonyos típusú tereptárgyak gyorsabban elnyelik a napfényt, mint mások, mint például: aszfaltos parkolók, sötét mezők, sziklás terep stb. Ezek a foltok elnyelik a hőt, és felmelegítik a felettük lévő levegőt, termikus légáramlatokat létrehozva.
Az újonnan kialakuló gomolyfelhők, vagy a szárnycsapás nélkül szárnyaló madarak tipikusan a termikus aktivitás jelei. Amikor egy vitorlázórepülő pilóta “termikusan” repül, akkor ezeket a termikus oszlopokat találja meg és lovagolja meg. És mivel a termik gyakran csak egy kis területet fedhet le, a termikus repülés gyakran szoros fordulóval jár, hogy az emelkedő levegő zsebében maradjon.
2) A gerincfelhajtóerőt a hegyek, dombok vagy más hegygerincek ellen fújó szél hozza létre. A hegy szél felőli oldala mentén egy felhajtóerő sáv alakul ki, ahol a levegőt a domborzat felfelé tereli. A gerincfelhajtóerő általában csak néhány száz méterrel magasabbra terjed, mint az azt előidéző terep. A pilótákról ismert, hogy a hegyláncok mentén több ezer mérföldes “gerinces szárnyalást” végeznek.
3) A hullámfelhajtóerő a gerinces felhajtóerőhöz hasonlóan akkor jön létre, amikor a szél találkozik egy hegységgel. A hullámfelhajtóerőt azonban a hegycsúcsok szélárnyékos (szél alatti) oldalán a hegy tetején áthaladó szél hozza létre. A hullámfelhő-emelkedést a lencseszerű felhőalakzatokról lehet felismerni – úgy néznek ki, mint a repülő csészealjak. A hullámfelhajtóerő több ezer láb magasra is emelkedhet, és a hullámfelhajtóerőn utazó vitorlázórepülőgépek elérhetik a több mint 35 000 láb magasságot.
A felhajtóerő és a billenés érzékelése
A pilótafülkében lévő függőleges sebességjelző jelzi, hogy emelkedsz vagy ereszkedsz. Ha siklóernyővel repülsz, és hirtelen felugrik a függőleges sebességjelző, akkor valószínűleg egy termikus oszlopba ütköztél, és meg kell próbálnod minél tovább az emelkedő levegőben maradni.
A siklóernyő akkor csúszik vagy csúszik a levegőben, ha a körülötte lévő légtömeghez képest nem közvetlenül abba az irányba mutat, amerre repül. A szélvédőn lévő zsinór jelzi a vitorlázórepülő pilótának, hogy a vitorlázórepülő egyenesen repül-e (a zsinór egyenesen áll) vagy billeg (a zsinór jobbra vagy balra áll). Általában a vitorlázórepülő pilóták igyekeznek a zsinórt egyenesen tartani, mivel a legkisebb légellenállás akkor keletkezik, ha egyenesen repül a levegőben.
Ballaszt
Néhány vitorlázórepülőgépen vízzel töltött ballaszttartály van. A nehezebb vitorlázórepülők gyorsabban süllyednek, mint a könnyebbek. A siklási arányt nem befolyásolja a súly, mert bár a nehezebb siklóernyő gyorsabban süllyed, de ezt nagyobb sebességgel teszi. A siklóernyő nagyobb súllyal gyorsabban ereszkedik le, azonos távolságot megtéve; ez ideális a tereprepüléshez. Egy nehezebb, ballaszttal teli vitorlázórepülőgép emelkedési sebessége csökken, és rövidebb a repülési kitartása, miközben felemelkedik. A vízballasztot bármikor ki lehet dobni a leeresztő szelepeken keresztül, hogy minimalizáljuk ezeket a repülési jellemzőket, és hogy lassítsunk a leszállás előtt.
Leszállás
A motoros repülőgéppel történő leszálláshoz képest van néhány alapvető különbség a vitorlázórepülőgép vezetése során. Először is, a vitorlázórepülők nem tudnak teljesítményt hozzáadni, ha nem érik el a leszállási zónát. Ez egyszerű koncepciónak tűnhet, de a siklóernyős pilótákat arra képzik ki, hogy megítéljék a megközelítésüket, hogy ne szálljanak le röviden, és mindig várjanak, amíg biztosak nem lesznek abban, hogy a pálya megvan, mielőtt a fékszárnyakon vagy spoilereken keresztül légellenállást vezetnének be.
A leszállás maga nem különbözik túlságosan bármely repülőgépétől: addig fékezel, amíg a felhajtóerő csökken, és megpróbálsz könnyedén földet érni. Mivel a vitorlázórepülőgépek egy kerékkel rendelkeznek, egy kicsit egyensúlyozni kell, hogy a szárnyak minél tovább a földön maradjanak.
A vitorlázórepülőgépek hihetetlen repülőgépek, és a megfelelő légköri körülmények között akár órákig vagy napokig is a levegőben maradhatnak. A gondos aerodinamikai tervezésnek köszönhetően ezek a madarak gyorsak és egyediek.
És ha még soha nem volt alkalmad vitorlázórepülőt vezetni, akkor javasoljuk, hogy próbáld ki.
Legyél jobb pilóta.
Iratkozz fel, hogy megkapd a legújabb videókat, cikkeket és kvízeket, amelyek okosabb és biztonságosabb pilótává tesznek.
