Wat is zweefvliegen?

De "uitvinder" Otto Lilienthal (1848 – 1896)

 

Otto Lilienthal portrait

Otto Lilienthal

Op deze pagina informatie over de geestelijk vader van het zweefvliegen, en wat dat betreft de gehele luchtvaart: Otto Lilienthal.

Voor 1881 waren pogingen om vliegtuigen te maken slechts sporadisch. Otto Lilienthal bracht daar verandering in. Hij was de eerste persoon in de geschiedenis die werkelijk vloog, en het daarna nog een keer kon doen… Voor Lilienthal werd het bouwen van een “zwaarder-dan-lucht-voertuig” als onmogelijk beschouwd; alleen gekken en dromers hielden zich daarmee bezig. Lilienthal bracht daar verandering in. De foto’s van Lilienthal terwijl hij vloog waren wereldwijd beroemd.

Over een periode van 5 jaar bouwde hij meer dan 18 verschillende zweefvliegtuigen. Van de 18 waren er 15 eendekkers, en 3 tweedekkers. Alle vliegtuigen werden bestuurd door het verschuiven van het gewicht van de vlieger i.p.v. door roeren. Model nummer 11 was het “standaard” Lilienthal model, een eendekker. Van dit model bouwde Lilienthal tenminste 8 vliegtuigen.

 

Lilienthal zweefvlieg heuvel

Lilienthal’s eerste model had geen staart, en was niet meer dan een paar vleugels. Dit model testte hij door van een plank af te springen. Zijn pogingen werden echter al snel serieuzer toen hij een kunstmatige heuvel liet bouwen in Lichtenfelde, vlak bij Berlijn. Vanaf deze heuvel kon hij altijd tegen de wind in starten, ongeacht uit welke hoek de wind waaide.

lilienthal glider

Inspiratie voor de gebroeders Wright…

Lilienthal heeft een vitale bijdrage geleverd aan het uitvinden van het vliegtuig. Uit uitspraken en brieven van de gebroeders Wright valt op te maken dat Lilienthal een belangrijke bron van inspiratie voor hen beiden was. In feite werden de gebroeders Wright zelfs direct door brieven van Lilienthal geinspireerd om de uitdaging van het bouwen van een vliegtuig aan te gaan. Het onderzoek dat Lilienthal had gedaan naar “de vlucht van de mensch” vormde zelfs de basis voor de gebroeders Wright.

Lilienthal zweefvliegtuig 2

Slechts weinig mensen hebben enig idee over de rol die zweefvliegtuigen in de 2e wereldoorlog hebben gespeeld. Op deze pagina enkele foto’s van het gebruik van zweefvliegtuigen in deze periode.

WWS Gliders 7soldaten meeZweefvliegtuigen werden zowel door de geällieerden als door de Duitsers en Russen gebouwd in eindeloze uitvoeringen. Zo waren er zweefvliegtuigen die troepen vervoerden, maar ook waren er zweefvliegtuigen die materiaal vervoerden of een combinatie van beiden.

De zweefvliegtuigen voor troepen vervoer werden vaak ingezet voor “heimelijke” operaties en konden slechts een beperkt aantal troepen vervoeren. Zo kon het exemplaar van de Engelse luchtmacht, 6 tot 7 personen vervoeren.

WWS Gliders geschut meeMaar er waren ook zweefvliegtuigen die gebruikt werden tijdens massale aanvallen; het exemplaar van de Amerikaanse luchtmacht kon zo’n 21 personen vervoeren. Maar dan waren er ook nog de transport-zweefvliegtuigen. Deze konden van alles vervoeren; van klein geschut tot jeeps en zelfs complete tanks gingen in de grootste transport-zweefvliegtuigen! Het grote voordeel van de zweefvliegtuigen was natuurlijk dat ze op enkele tientallen kilometer van het doel konden worden afgezet, om het restant verder geruisloos af te leggen. Ideaal voor een verrassingsaanval!

WW2 Gliders soldaten mee

WW2 Gliders tankmee

Slepen

WW2 Glider op sleepAls sleepvliegtuig werd vaak de C-47 gebruikt, de militaire variant van de DC-3 “Dakota”. Afhankelijk van het zweefvliegtuig werden er 1 of 2 zweefvliegtuigen per C-47 gesleept. Overigens hadden de sleepkabels geen breukstukjes, en waren ze ook nog aanzienlijk dikker als de kabels die we tegenwoordig gebruiken!

Buiten landen

WW2 Gliders horsa

WWS Gliders_ buitenlandingJe kan je waarschijnlijk wel voorstellen dat een buitenlanding met een zweefvliegtuig zoals je hierboven ziet staan, geen pretje geweest zou zijn.Echt remmen wil zo’n ding met een tank van een paar ton natuurlijk niet echt, om maar niet te spreken van de nachtelijke operaties (en dus buitenlandingen). Daarbij komt nog eens dat er ook vaak een enorme hoeveelheid aan kisten in hetzelfde veld moesten komen te staan; dat resulteerde vaak in nogal hectische toestanden…

Ophalen

WWS Gliders pickupDe zweefvliegtuigen die zo’n massa-landing hadden doorstaan werden later verzameld en opgepikt door de C-47’s. De methode die daarvoor gebruikt werd is vergelijkbaar aan de methode die men tegenwoordig gebruikt voor het oppikken van een reclame-sleep. De C-47’s waren uitgerust met een specialen haak en scheerden laag en hard over het buitenlandingsveld om dit kisten op te pikken.

Lierstart zonsondergang

Een lierstart is de meest gebruikte methode in Nederland voor het starten van zweefvliegtuigen. Aan de bovenwindse kant van de startbaan, die meestal rond de 1000 meter lang is, staat de lier. Tussen de lier en het zweefvliegtuig zit een staalkabel of kunststof kabel, welke door de lier “ingelierd” wordt. De lierstart wordt het meest gebruikt omdat hij snel, efficiënt en goedkoop is. Een normale lierstart duurt rond de 50 seconden en in die tijd bereikt de vlieger meestal een hoogte van rond de 400 tot 500 meter. Een moderne lier gebruikt per start slechts 0,5 liter diesel.

lierstart

Hoe ervaar je een lierstart?

De acceleratie van de lier is in het begin enorm snel. Je wordt in je stoel gedrukt en binnen 3 seconden vliegt het zweefvliegtuig rond de 100 km/h. Het begin van de start zal het vliegtuig onder een “vrij vlakke” hoek opstijgen waarna op een hoogte van rond de 50 meter het vliegtuig een steilere klimstand zal aannemen. Naarmate het vliegtuig nog hoger komt zal vervolgens de hoek weer afnemen. Boven de lier aangekomen zal de vlieger de kabel loskoppelen en zelf verder vliegen.

Hoe ziet een lier eruit?

busio lier

Dit is een voertuig dat meestal gebouwd is op het chassis van een vrachtwagen. De lier heeft een aantal kabelrollen waarop elk zo’n 1200 meter staalkabel zit. De kabelrollen, ook wel “trommels” genoemd, kunnen onafhankelijk worden aangedreven door de eigen motor van de lier.

JD kabel trekker

Voor een start zullen eerst de kabels naar het vliegtuig gebracht moeten worden, dit “uitrijden” doet men meestal met een tractor. Als de staalkabel is uitgereden zal de kabel aan het vliegtuig vastgemaakt moeten worden. Elk vliegtuig heeft hiervoor een “starthaak” onder in de romp zitten. Deze starthaak kan door de vlieger geopend en gesloten worden.

kabel shute

De eerste 50 meter van het uiteinde van de kabel dat aan het vliegtuig wordt vastgemaakt is uit verschillende delen samengesteld. Zo zit er helemaal aan het uiteinde als eerste een paar ringen. Deze ringen passen precies in de starthaak. Na de ringen zit het “breukstuk”. Het breukstuk is een dubbele staalkabel met in zijn constructie een klein stuk metaal dat een vaste breeksterkte heeft. Mocht deze breeksterkte overschreden worden in de start, dan zal het metaal breken. Dit is ter beveiliging van de constructie van het zweefvliegtuig. Na het “breukstuk” zit een stuk touw van ongeveer 30 meter parachute. Dit touw zorgt voor een beetje afstand tussen het vliegtuig en de parachute van de lierkabel. Deze parachute gaat open als de vlieger de kabel ontkoppeld, en zorgt ervoor dat de kabel rustig naar beneden komt. Na de parachute begint de staalkabel, deze loopt door tot de lier.

De sleepstart is een methode van starten die naast de lierstart wordt gebruikt. Bij de sleepstart zit het zweefvliegtuig middels een kabel van 50 meter lang verbonden aan een motorvliegtuig.

Op de grond trekt het motorvliegtuig eerst de kabel langzaam strak. Wanneer de kabel strak is stijgen zowel het motorvliegtuig als het zweefvliegtuig op. De motorvlieger brengt het zweefvliegtuig dan naar een tevoren afgesproken plaats en hoogte, alwaar de zweefvlieger de kabel ontkoppeld.

sleep in de ASK21

Vroeger kwam het motorvliegtuig dan in een steile duikvlucht naar beneden om de kabel af te werpen en vervolgens te landen (het motorvliegtuig mag niet landen met de kabel er nog aan..). Dit betekende voor de vlieger dat hij na het afwerpen nog een extra rondje moest maken.

Husky sleepvliegtuigTegenwoordig zijn enkele sleepvliegtuigen voorzien van een kleine lier; na het ontkoppelen van het zweefvliegtuig liert het motorvliegtuig de kabel in (tijdens de duikvlucht); hierdoor kan het motorvliegtuig direct landen.

Thermiek is een ander woord voor warme, stijgende lucht. Thermiek komt vooral voor in het onderste deel van de atmosfeer.

thermiek tekening

Thermiek ontstaat doordat de zon de aarde verwarmt. De aarde verwarmt op zijn beurt weer de lucht net boven de aarde. Deze luchtlaag, grofweg de eerste 10 meter, noemen we de “grenslaag”. De grenslaag wordt door de verwarming t.o.v. de bovenliggende lucht aanzienlijk warmer, maar blijft toch op zijn plaats (net boven het oppervlak) liggen.

Voor het begrip; warme lucht is lichter als koude lucht, en wil daarom in principe stijgen.

De verwarmde grenslaag blijft tegen het aardoppervlak liggen als gevolg van “adhesie” (aantrekkingskracht van onderling verschillende moleculen); net als een druppel water aan het plafond van de kelder kan blijven hangen.

thermiek2

Wanneer nu echter energie of een werveling wordt toegevoerd aan de grenslaag zal het mogelijk zijn dat de adhesie hierdoor niet voldoende sterk meer is; en de warme lucht gaat stijgen. We hebben nu warme stijgende lucht! Overigens kan zo’n impuls van alles zijn; van een fietser die door de luchtlaag fietst tot een trein, maar ook bijvoorbeeld een enkele boom die midden in een weiland een werveling veroorzaakt.

Hoe kunnen zweefvliegers thermiek vinden? Om te beginnen hebben zweefvliegers op het instrumentenpaneel zogenoemde “variometers” zitten. Een variometer geeft aan of de lucht waarin het vliegtuig vliegt stijgt of daalt. Door op dit instrument te kijken kunnen zweefvliegers zien of zij zich in thermiek bevinden. Zweefvliegers ontwikkelen in de loop der jaren ook een gevoel voor thermiek; ervaren zweefvliegers kunnen vaak al aan een duwtje onder de kont voelen dat ze een thermiekbel invliegen, nog voordat de instrumenten dit aangeven. Men zegt daarom ook wel eens dat het gevoel van de zweefvlieger “in de kont” zit.

cockpit view

Verder zijn er ook een hoop andere factoren die kunnen duiden op de aanwezigheid van thermiek. Zo kijken zweefvliegers bijvoorbeeld naar het landschap onder hen; op zoek naar plekken waar de aarde warm is (zandafgravingen, heide, fabrieksterreinen) en waar een “impulsfactor” aanwezig is (net gepasseerde trein, snelweg, ect.). De hoeveelheid aan factoren die invloed hebben op de thermiek is eindeloos.

cumulus klein

Er is echter nog een heel duidelijke aanwijzing voor de aanwezigheid van thermiek; schapewolkjes. Zo’n schapewolkje kan namelijk alleen maar ontstaan door warme stijgende lucht dat condenseert. Dit is te zien aan het draaien van de schapewolk. Een zweefvlieger zal dus weten dat onder een schapewolk thermiek zit. Dit proces is overigens goed te zien bij grote koeltorens van een kerncentrale of een andere centrale.

Hoe sterk is thermiek?

Snelheden van thermiek worden uitgedrukt in meters per seconde. Een meter per seconde is ongeveer 3,6 kilometer per uur. Gemiddelde snelheden in Nederland liggen rond de 2 m/s, maar waarden van 5 m/s worden ook vrij regelmatig gehaald. De thermiek afkomstig vanaf centrales of, zoals in Frankrijk, graanvelden die men in de brand steekt, kan sterkten bereiken van wel 15 m/s (54 km/h)!