Szybowce i szybownictwo
- zasady lotu i aerodynamika
Latanie szybowcem to jedna z najpiękniejszych form obcowania z naturą. Pilot nie korzysta z głośnego silnika. Wykorzystuje jedynie ogromną wiedzę o pogodzie oraz doskonałe właściwości aerodynamiczne swojej maszyny. Choć patrząc z ziemi wydaje się, że szybowce po prostu powoli opadają, w rzeczywistości potrafią one latać z prędkościami grubo przekraczającymi dwieście kilometrów na godzinę i pokonywać ogromne dystanse.
Aby utrzymać się w powietrzu, trzeba ciągle analizować wygląd chmur, wiatr i ukształtowanie terenu. Pilot musi wlatywać w niewidzialne kolumny wznoszącego się powietrza, aby nabrać wysokości, którą później zamienia na odległość pokonywaną w locie ślizgowym.
Największa wysokość
Osiągnięta w górach Patagonii. Lot przypominał misję kosmiczną i wymagał ciśnieniowych skafandrów.
Parametr doskonałości
Oznacza, że bez żadnej pomocy prądów powietrznych statek leci na odległość siedemdziesięciu kilometrów z wysokości jednego kilometra.
Przelecony dystans
Najdłuższa na świecie trasa pokonana w jednym nieprzerwanym locie bez użycia kropelki paliwa lotniczego.
Budowa szybowca - materiały i konstrukcja
Dawniej statki powietrzne budowano z drewna, sklejki i specjalnego płótna. Dziś króluje nowoczesna chemia i inżynieria materiałowa. Kadłuby i skrzydła wylewa się w specjalnych formach, używając tkanin z włókna szklanego lub węglowego nasączanych żywicą. Dzięki temu maszyny są niezwykle lekkie, sztywne, a ich powierzchnia jest gładka jak wypolerowane lustro, co minimalizuje opór powietrza.
-
🦅Wąskie i długie skrzydła Skrzydła muszą być bardzo długie w stosunku do swojej szerokości. Taki kształt zapobiega tworzeniu się szkodliwych zawirowań powietrza na ich końcach. W skrzydłach montuje się lotki, którymi pilot steruje przechyleniem maszyny. Posiadają one również hamulce aerodynamiczne – wysuwane pionowo płyty, które niszczą siłę nośną i pomagają bezpiecznie wylądować.
-
🚀Aerodynamiczny kadłub Kadłub przypomina w kształcie kroplę wody. Kabina jest bardzo ciasna, aby cała bryła stawiała jak najmniejszy opór powietrzu w trakcie lotu. Pilot często siedzi w pozycji mocno odchylonej do tyłu. Z tyłu znajduje się ogon ze sterem kierunku (odpowiada za ruchy w prawo i w lewo) oraz sterem wysokości (odpowiada za nos maszyny w górę i w dół).
-
⚖Woda w skrzydłach Do skrzydeł często wlewa się zwykłą wodę. Dociążony w ten sposób statek potrafi lecieć znacznie szybciej, nie tracąc przy tym za dużo wysokości. Jest to bardzo przydatne, gdy pilot przelatuje między chmurami przez miejsca, gdzie powietrze mocno opada w dół. Wodę zawsze zrzuca się przez specjalne zawory przed samym lądowaniem.
Wyposażenie kabiny - przyrządy na desce rozdzielczej
W kabinie szybowcowej nie znajdziemy wskaźnika poziomu paliwa. Wszystkie tradycyjne zegary działają w oparciu o różnice ciśnienia otaczającego powietrza, bez użycia prądu. Dziś jednak wspomaga je nowoczesna elektronika zasilana z pokładowych akumulatorów.
⏱ Prędkościomierz
Pokazuje, z jaką prędkością względem otaczającego powietrza leci szybowiec. Ma na tarczy zaznaczone kolory. Zielony to normalny zakres lotu, a czerwony to prędkość, której przekroczenie grozi zniszczeniem statku w powietrzu.
🎫 Wariometr
Zdecydowanie najważniejszy zegar. Pokazuje w metrach na sekundę, czy maszyna akurat wznosi się do góry, czy opada. Często pika głośno w słuchawkach. Szybkie pikanie oznacza silny prąd wznoszący, buczenie to znak duszenia i opadania.
🧦 Zwykła nitka
Najtańszy wskaźnik lotniczy świata. Kawałek czerwonej wełny przyklejony taśmą od zewnątrz na owiewce. Gdy nitka leży równo pośrodku szyby w stronę pilota, szybowiec leci bez oporów. Kiedy ucieka na bok, pilot musi użyć pedałów, by to poprawić.
🚨 FLARM - system bezpieczeństwa
Niewielkie pudełko na desce rozdzielczej. Oblicza pozycję naszą i innych maszyn na niebie na podstawie satelitów GPS. Jeśli dwóch pilotów leci prosto na siebie pod chmurą, system włącza bardzo głośny alarm i pokazuje migającą diodą, w którą stronę należy uciekać, aby uniknąć zderzenia w powietrzu. To urządzenie uratowało życie wielu osobom.
Metody startu - w jaki sposób wzbić się w niebo
Szybowiec musi nabrać początkowej prędkości i wysokości, aby zacząć w ogóle latać. W tym celu korzysta się z pomocy sprzętu naziemnego lub samolotów silnikowych. Od niedawna popularne stają się także małe, wspomagające silniki elektryczne chowane w kadłubie.
🚜 Wyciągarka szybowcowa
Do szybowca przypina się stalową lub polimerową linę rozciągniętą przez całą długość lotniska. Na drugim końcu znajduje się potężny silnik, który gwałtownie zwija linę. Start jest bardzo dynamiczny, maszyna stromo pnie się w górę jak puszczany na wietrze latawiec. W kilkadziesiąt sekund jest się trzysta metrów nad ziemią, lina odpada i zaczyna się lot swobodny. Jest to metoda bardzo tania i popularna podczas pierwszych etapów szkolenia.
✈ Samolot holujący
Do przodu szybowca dopina się linę, która ciągnięta jest przez mały samolot silnikowy. Obie maszyny ruszają z trawy i powoli wznoszą się w niebo. Pilot szybowca musi cały czas uważnie lecieć dokładnie za samolotem. Ogromnym plusem tego rozwiązania jest to, że samolot może zaholować ucznia od razu w miejsce, gdzie aktualnie powstaje chmura dająca noszenie, a sam wyczep może nastąpić bardzo wysoko, nawet kilometr nad ziemią.
Mechanika lotu - ukryte wiatry i noszenia
Szybowiec podlega prawu grawitacji. Zawsze powoli opada w stronę ziemi. Cały sens tego sportu opiera się na umiejętnym znajdowaniu masy powietrza, która unosi się pionowo w górę szybciej, niż maszyna opada w dół. Mamy na to trzy naturalne sposoby.
Komin termiczny – nagrzane słońcem powietrze
Słońce nagrzewa powierzchnię ziemi. Pola uprawne, suche łąki czy miasteczka nagrzewają się dużo szybciej niż zacieniony las czy woda w jeziorze. Powietrze nagrzane od ziemi staje się cieplejsze i lżejsze. Gdy nagrzeje się odpowiednio mocno, w formie bąbla odrywa się od ziemi i mknie pionowo w górę. Tworzy się tak zwany niewidzialny komin termiczny.
Gdy to nagrzane powietrze dotrze na dużą wysokość, ochładza się i jego wilgoć zamienia się w chmurę. Pilot podlatuje pod taką piękną, białą chmurę, pochyla maszynę w głęboki zakręt i zaczyna krążyć jak drapieżny ptak, łapiąc wiatr w skrzydła. Krążąc cały czas we wznoszącym powietrzu, szybowiec kręci się w miejscu na mapie, ale zyskuje setki metrów do góry.
Meteorologia lotnicza - pogoda okiem szybownika
To nie instrukcja obsługi drążka czyni pilota dobrym, lecz dogłębne rozumienie pogody. Szybownicy przed lotem spędzają dużo czasu nad mapami synoptycznymi i specjalnymi serwisami sprawdzając fronty i układy ciśnień.
Wpływ układów ciśnienia
Ogólnie rzecz ujmując, najlepsza pogoda dla lotnictwa bezsilnikowego występuje na skraju układów wysokiego ciśnienia. Niże baryczne przynoszą zachmurzenie całkowite i opady deszczu, które blokują promieniowanie słońca, co uniemożliwia powstawanie kominów. Kiedy ziemia jest mokra, słońce traci energię na parowanie wody, zamiast na podgrzewanie powietrza.
Inwersja temperatury
Z zasady im wyżej, tym zimniej. Jednak czasem w atmosferze pojawia się warstwa cieplejszego powietrza zablokowana wyżej. Zjawisko to nazywamy inwersją. Działa ona jak niewidzialna pokrywka od garnka. Komin termiczny wznosi się, uderza w inwersję i zatrzymuje. Jeśli pokrywka leży zbyt nisko, szybowce nie mogą nabrać wystarczającej wysokości do wykonania bezpiecznego przeskoku na odległość.
Taktyka przelotowa - sztuka czytania nieba w drodze
Zrozumienie krążenia w jednym kominie to dopiero wstęp. Latanie w trasę to wielogodzinny sprawdzian taktyki i przewidywania. Pilot wyznacza sobie trasę, punkty orientacyjne i leci tam i z powrotem. Jeśli popełni błąd - będzie musiał wylądować w polu ziemniaków.
Lot delfinem w szlakach chmur
W bardzo sprzyjające dni chmury ustawiają się w rzędy równe jak od linijki, zgodnie z wiatrem. To szlaki. Lotnik przestaje wtedy kręcić żmudne kółka. Zwalnia mocno wlatując pod chmurę, aby nabrać tam darmowej wysokości, a przyspiesza ile sił oddając drążek, gdy mija błękitną przerwę i obszar duszeń. Szybowiec płynnie skacze góra-dół lecąc cały czas na wprost, jak wyskakujący z oceanu delfin.
Ocena wieku chmury
Chmura ma cykl życia około dwudziestu minut. Błędem początkujących jest celowanie lotu pod wielką, piękną, majestatyczną chmurę, którą widać z dziesięciu kilometrów. Nim do niej dolecą, pod chmurą nie ma już wznoszenia, lecz rozpad i deszcz. Sztuką jest wypatrywanie na horyzoncie małych strzępków pary. To chmura nowa, w której sercu wciąż pnie się do góry zdrowy, mocny komin termiczny.
Lądowanie w terenie przygodnym - potocznie "w polu"
Późnym popołudniem słabnące słońce wyłącza silnik pogodowy. Jeśli maszyna jest na przelocie wiele kilometrów od portu macierzystego, pilot powoli zaczyna tracić wysokość. Ustala się żelazną barierę decyzyjną (np. trzysta metrów nad ziemią). Jeśli lotnik spadnie poniżej niej, absolutnie rzuca poszukiwania noszeń. Jego cała uwaga kieruje się na pola uprawne. Wybiera równe, długie, skoszone pole pod wiatr, weryfikuje brak rowów melioracyjnych, braki słupów wysokiego napięcia w poprzek lotu i wykonuje poprawne, miękkie lądowanie. Jest to codzienność tego sportu. Pilot wyciąga książkę lotów, siada na trawie i czeka aż koledzy przyjadą z przyczepą na haku samochodu, by rozebrać szybowiec na części i zabrać do hangaru.
Osiągi i aerodynamika - postęp doskonałości
To, jak efektywnie szybowiec przetwarza posiadaną wysokość na długość przelotu nazywamy doskonałością. Liczba "40" na wykresie znaczy, że z kilometra wysokości poszybujemy przed siebie równe czterdzieści kilometrów w spokojnym wietrze. Wykres w świetny sposób obrazuje technologiczną rewolucję i przepaść między drewnem, sklejkowym rzemiosłem minionych stuleci, a wyrobem opartym o węgiel i włókno.
Sport szybowcowy - zmagania mistrzów nad naszymi głowami
Kiedy uczniowi uda się zrobić licencję, otwiera się droga wyczynowa. Zawody polegają na oblatywaniu zadanego z rana trójkąta (lub wieloboku) połączonego z punktami GPS na mapie terenowej w jak najkrótszym czasie.
Klasa Klub
Miejsce dla prostych i tańszych statków. Zawodnicy latają bez tankowania wody balastowej do wnętrza płatów. Ponieważ sprzęt różni się od siebie osiągami u każdego startującego, czas ukończenia mnoży się przez przypisany statkowi wskaźnik korekcyjny.
Klasa Standard
Wysoki poziom rywalizacji. Prawo regulaminu rygorystycznie obcina wielkość maszyny do rozpiętości piętnastu metrów i zakazuje stosowania dodatkowych klap aerodynamicznych. Piloci leją pełno wody balastowej by pędzić szybko podczas przeskoków.
Klasa Otwarta
Są to kolosy, które mogą mieć skrzydła o długości ponad trzydziestu metrów. Inżynierowie wrzucają tu wszystkie możliwe najnowsze i bardzo kosztowne rozwiązania z włókna. Lot tym potworem po dwanaście godzin trasy potwornie obciąża ramiona pilota sterującego powolnymi lotkami na boki.
Fizjologia lotu - co dzieje się z ciałem pilota
Szybownictwo jest wyzwaniem nie tylko intelektualnym, ale również mocno fizycznym. Kabina często na słońcu zmienia się w rozgrzaną szklarnię, a lot trwa bez wysiadania osiem godzin.
-
💧
Odwodnienie organizmu Słońce świecące przez owiewkę podgrzewa środek do czterdziestu stopni. Mimo nawiewu szybownik stale poci się, a w związku z wiatrem nie zawsze czuje pragnienie. Złotą regułą są systemy hydratacyjne. Rurka poprowadzona koło ust umożliwia popijanie wody bez wypuszczania z dłoni sterownicy.
-
⚠
Przeciążenia obciążające krew Pół godziny wyczerpującego krążenia w wąskim kominie przy przechyleniu czterdziestu pięciu stopni wciska ciało głęboko w fotel. Dodatkowe siły grawitacji (przeciążenia G) męczą nieprzygotowane mięśnie rąk trzymających drążek i kark podtrzymujący obracającą się ciągle na boki głowę.
-
☁
Hipoksja czyli brak tlenu Wzloty wysoko w chmury lub na noszeniach w górach przypominają wyprawy himalaistów. Z upływem wysokości zmniejsza się gęstość i ciśnienie gazów w płucach człowieka. Dochodzi do niebezpiecznego niedotlenienia. Osiągnięcie trzech kilometrów często jest bezpieczną granicą, powyżej zjawia się senność, ból i spowolnione ruchy. W tych przypadkach zawsze zakłada się sprzęt butli tlenowych.
Szkolenie i koszty - jak zostać lotnikiem
Droga do latania wydaje się początkowo niedostępna ze względów prawnych czy budżetowych, ale wcale taka nie jest. Szybownictwo aeroklubowe w dużej mierze oparte jest na współpracy klubowiczów pracujących dobrowolnie, bez pensji, by koszty latających zmalały i umożliwiły start w to rzemiosło.
Pierwsze formalności przed badaniami
Szkolenie można podjąć nie posiadając dowodu osobistego – sztywna ramy mówią o zaledwie nastoletnim wieku. Należy bezdyskusyjnie pojechać do punktu medycznego i odbyć pełen, parogodzinny zestaw dogłębnego sprawdzania serca EKG, błędnika koordynacyjnego krzesła i oczu z dnem włącznie. Otrzymanie zgody uwiarygodnia zdolności fizyczne organizmu pilota.
Sala lekcyjna i test państwowy
Lotnictwo to matematyka. Kilkadziesiąt godzin zimowych teorii obejmuje potężny kawałek pogody i atmosfery, sztywnych zasad poruszania się w powietrznej aglomeracji z poszanowaniem podziałów państwowych oraz trudnej łączności radiowej bez strachu przed wciśnięciem mikrofonu słuchawek.
🕹 Praca dla klubu oraz system spadochronowy
Aerokluby cechuje specyficzny klimat. Skuteczność organizacji taniego lotnictwa wynika z ogromnego faktu, iż szybownictwa nie da rady w żadnym stopniu zrealizować samotnie samemu sobie. Potrzebny jest pan ściągający powoli linę, kierowca potężnej wyciągarki w ciężarówce z mocnym bębnem i osoba biegająca wzdłuż asfaltu za opadającym wolno skrzydłem oblatanej maszyny by odstawić sprzęt sprawnie w róg postojowy. Osoby biorące udział w tych akcjach pomagają innym w zamian za późniejsze przysługi względem ich osoby w procesie układania i przygotowania kolejki startowej ich sprzętu u brzegu pasa.
Instytucjonalna reguła bezpieczeństwa to absolutna świętość. Kiedy lotnik z uśmiechem idzie pod statek trzyma w garści duży plecak. To starannie spakowany u rzemieślnika awaryjny zespół spadochronu ratunkowego, do którego lotnik dopinany jest bez taryfy ulgowej. Uczniowie mają wyrobiony nawyk przeglądu sprzętu z pominięciem jakiejkolwiek szybkiej rutyny szukając przed pierwszym wyciągnięciem najdrobniejszej krzywizny na zawleczce w stery.