Segelfliegen bzw. Segelflug

Der Segelflug hat sich seit den ersten erfolgreichen Versuchen Otto Lilienthals Ende des 19. Jahrhunderts von einer Experimentier- und Versuchsarbeit zu einer hochentwickelten Technologie entwickelt.

Das holzbespannte Holzgerippe ist heute nur noch im Museum oder an Flugtagen anzutreffen. Die Segelflugzeuge neuester Generation haben eine aalglatte Kunstoffzelle und jagen mit Geschwindigkeiten durch den Luftraum, um die sie so manches motorgetriebene Flugzeug beneidet. Das macht den Segelflug zum Hightech-Erlebnis.

Auch im Cockpit eines Segelflugzeuges mangelt es nicht an digitaler Technologie. So sind ein Navigationsgerät, Zusammenstoßwarngeräte zwischen Segelflugzeugen und weitere digitale Anzeigen nicht mehr von der Segelfliegerei wegzudenken.

Segellflug und Meteorologie

Das Wettergeschehen stellt ebenfalls nicht mehr allzu viele Geheimnisse dar. So kann man mit immer besser werdenden Wettervorhersagen einen Segelflugtag immer besser planen. Motorlose Streckenflüge bis zu 1000 Kilometer sind somit keine Seltenheit mehr. Der Streckenweltrekord von Klaus Ohlmann mit einem Segelflugzeug liegt bei über 3000 Kilometern.

Der Segelflieger hat sich aber auch mehr und mehr zum Luftfahrer entwickelt. Er muss sich den Luftraum mit vielen weiteren Luftverkehrsteilnehmern teilen. Von Gleitschirmen bis zum Verkehrsflugzeug teilt man sich einen Himmel mit den selben Regeln. So ist es natürlich auch immer wichtiger, einem Segelflieger im Laufe der Pilotenausbildung nicht nur das Handwerk „Fliegen“, sondern auch ein rücksichtsvolles und verantwortungsbewusstes Handeln in einer sensiblen Umgebung zu vermitteln.

Grundlagen des Segelflugs

Im Gegensatz zum motorgetriebenen Flugzeug führt ein reines Segelflugzeug keine Energie in Form von Treibstoff mit sich, den es mit Hilfe eines Verbrennungsmotors für einen Antrieb umsetzen könnte. Vielmehr muss der Segler seine Energie, die er zum Vorwärtskommen benötigt, von außen beziehen. Er erhält sie dadurch, dass er sich mit Hilfe eines Motorflugzeuges, einer Winde oder durch Luftströmungen in die Höhe heben lässt. Die sogenannte potenzielle Energie, die Energie der Lage, ist umso größer, je weiter man sich vom Erdboden entfernt (Kassera, 2013).

Gravitation beim Segelflug

Ein Segelflugzeug in der Luft, wie jeder andere Körper auch, hat das Bestreben zurückzufallen, weil es durch Gravitation einer beschleunigenden Kraft unterworfen ist. Durch die Tragfläche, also den Flügel, wandelt sich ein Teil der potenziellen Energie in Bewegungsenergie, kinetische Energie, um. Diese verleiht dem fliegenden Körper eine Vorwärtsbewegung. Jetzt ist aus dem senkrechten Sturz ein Gleiten entstanden. Umgekehrt wandelt sich die kinetische Energie in Lageenergie um, wenn man das Segelflugzeug steigen lässt. Im Segelflug geht es also darum, mit einer vorgegebenen Ausgangsenergie möglichst sparsam umzugehen, um durch das Gleiten möglichst weit zu kommen und in Gebiete vorzustoßen, in denen aufsteigende Luftströme die verbrauchte Lageenergie ersetzen und das Segelflugzeug wieder aufsteigen lassen. Aus 1000 Metern Höhe hat man etwa 25 Minuten Zeit, ein Aufwindfeld zu finden.

Flugphysik beim Segelfliegen

Wie bei jedem gewöhnlichen Flugzeug ist auch hier die Flugphysik keine andere. Es wird lediglich versucht, die Kräfte, die auf ein Objekt wirken, das sich in der Luft aufhält, möglichst ideal so einzusetzen, dass man mit Hilfe von aerodynamischen Flügelprofilen eine höchstmögliche Gleitzahl bekommt. Die Aerodynamik gilt beim Segelfliegen genauso wie bei Verkehrsflugzeugen (Kassera (Amazon Link), 2013).

Hierbei findet man auch beim Segelfliegen unterschiedliche Flügelprofile, die je nach Zweck bei verschiedenen Segelflugzeugen eingesetzt werden. Schaut man sich ein modernes Verkehrsflugzeug an, so stellt man fest, dass die Flügel- und Profilform einem Segelflugzeug sehr ähnelt (Kassera (Link zu Amazon), 2013).

Technik des Segelfliegens

Bei der Technik des Fliegens geht es darum, sich in die dreidimensionale Bewegung hineinzudenken, sowie das Segelflugzeug in den verschiedenen Flugphasen kontrollieren zu können. Im Rahmen der Segelflugausbildung werden eine Reihe von Flugmanövern mit steigendem Schwierigkeitsgrad gelehrt. Dieser Text befasst sich mit den wichtigsten Flugphasen.

Wie bereits angesprochen, kann ein reines Segelflugzeug ohne Hilfsmotor nicht ohne fremde Hilfe in die Luft kommen. Hier gibt es verschiede Startmöglichkeiten, auf die man zurückgreifen kann.

Startmöglichkeiten beim Segelflug

Der Start an der Winde ist relativ kostengünstig und lässt eine rasche Startfolge zu, daher wird er oft anderen Startarten bevorzugt. Hierbei wird an der Kupplung am Flugzeug das Windenseil eingeklinkt. Das Seil ist ausgerollt über die ganze Startstrecke ausgelegt. Sobald das Segelflugzeug startklar ist, wird das Seil von der Winde eingezogen und das daran hängende Segelflugzeug kommt in Bewegung. Nach Erreichen der Mindestfluggeschwindigkeit hebt der Segler ab. Ein Ziehen am Steuerknüppel ist meist nicht erforderlich oder sogar gefährlich, da sich das Segelflugzeug aufbäumen könnte (Kassera (Amazon-Link), 2013).

„Der Anfangssteigflug erfolgt flach und wird mit zunehmender Höhe in einem weichen Bogen steiler. Erst ab der Sicherheitshöhe von etwa 50 Metern darf die volle Steigfluglage eingenommen werden. Auf diese Weise hat meine eine Mindesthöhenreserve, falls das Windenseil reißt, um das Segelflugzeug in Normallage zu bringen. Ein Seilriss (…) bei voller Steigfluglage, (…) hat in der Regel katastrophale Folgen“ (Kassera, 2013: 105).

Kurz vor Erreichen der Ausklinkhöhe wird der Steigflug flacher, bis die Ausklinkautomatik das Windenseil von dem Segelflugzeug löst. Sollbruchstellen am Seil verhindern eine Überbelastung der Zelle des startenden Segelfliegers (Kassera, 2013).

Anfangsbeschleunigung

Während beim Windenstart eine relativ hohe Anfangsbeschleunigung auftritt, dauert der Anschleppvorgang bis zum Erreichen der sicheren Fluggeschwindigkeit im Flugzeugschlepp erheblich länger. Es ist für den Segelflugpiloten anspruchsvoller, die Richtung bei Anrollen zu halten. Auch hebt das Segelflugzeug im Normalfall früher ab, was wiederum bedeutet, dass er die Höhe bei maximal 2 Metern Höhe halten soll, bis sich das Schleppflugzeug auch in die Luft bewegt und mit dem Steigen beginnt (Kassera (Amazon-Link), 2013).

„Der verhängnisvollste Fehler besteht darin, das Segelflugzeug mit zunehmender Fahrt über das Motorflugzeug steigen zu lassen (…)“ (Kassera (Link zu Amazon), 2013: 106). Der Motorpilot kann somit das Motorflugzeug nicht abheben und kann in den Boden gesteuert werden. „Beide Piloten müssen deswegen stets die Hand in der Nähe des Ausklinkknopfs haben, um sofort reagieren zu können“ (Kassera (Amazon-Link), 2013: 106).

Im weiteren Steigverlauf fliegt das Segelflugzeug dicht über oder unter den Propellerböen des Schleppflugzeuges, bis die gewünschte Höhe erreicht wurde. Dann klingt sich das Segelflugzeug aus und fliegt im Gleitflug weiter (Kassera (Amazon-Link), 2013).

Landung beim Segelfliegen

Kommen wir nun zu einer Flugphase, die besonders viel Aufmerksamkeit erfordert und sich auch von motorgetriebenen Flugzeugen unterscheidet, die Landung. Da es bei einer Segelfluglandung keine Option des Durchstartens gibt, muss die Landung beim ersten Versuch erfolgreich sein. Die Voraussetzung für eine sichere Landung ist eine gute Landeeinteilung. Der Pilot sucht eine Position querab vom Aufsetzpunkt. Die Höhe beträgt hierbei ungefähr 150 bis 200 Meter. Die Fluggeschwindigkeit wird circa 10 % über die Normalgeschwindigkeit erhöht. Die einzelnen Anflugsegmente werden nun so eingeteilt, dass er im Endanflug die ideale Flughöhe zum Aufsetzpunkt besitzt.

Die letzte Kurve sollte idealerweise bei 100 Metern beendet sein. Mit Hilfe der Störklappen, auch Bremsklappen genannt, kann der Pilot den Auftriebsüberschuss an der Tragfläche reduzieren und das Flugzeug kontrolliert nach unten zum Aufsetzpunkt steuern. Kurz vor dem Aufsetzen schwebt man aus und reduziert die Geschwindigkeit, sodass das Segelflugzeug sanft aufsetzen kann. Die Landegeschwindigkeit eines modernen Segelflugzeuges liegt etwa bei 100 km/h, die Aufsetzgeschwindigkeit bei ungefähr 70 bis 75 km/h (Kassera (Link zu Amazon), 2013).

Thermik für Segelflugzeuge

Viele Menschen denken bis heute noch, dass Segelflugzeuge Wind benötigen, um in der Luft zu bleiben. Allerdings braucht ein Segelflugzeug die Thermik, um länger in der Luft zu bleiben als die reine Gleitphase.

„Thermischer Aufwind: Die durch den Boden erwärmte Luft steigt als Thermikblase oder in einem Thermikbart nach oben. Diese Aufwinde werden bis Mittag immer ausgeprägter und hochreichender, bis sie im weiteren Tagesverlauf wieder nachlassen. Die hochgestiegene Luft kühlt ab und kondensiert schließlich in Form einer weißen Cumuluswolke. Diese Cumuli können den Untergrund überschatten und sich dadurch selbst die Existenzgrundlage entziehen, weshalb sie sich meist gegen Mittag auflösen, um am Nachmittag neu zu entstehen“ (Kerschhofer, 2008).

Diesen thermischen Aufwind nutzen Segelflieger, um stundenlange Flüge zu absolvieren. Die Flugpraxis besteht dann darin, dass man mit Kreisbewegungen versucht, möglichst in der Aufwindzone zu bleiben, um die maximale Flughöhe zu erreichen, um dann die Höhe in Strecke umzusetzen (Kassera (Amazon-Link), 2013).

Streckensegelflug

Die Grundidee des Streckensegelfluges wurde bereits erwähnt- Man versucht über thermische Aufwinde eine maximale Höhe zu erreichen, um diese dann im Gleitflug in Strecke umzusetzen.

„Beim Streckensegelflug geht es entweder darum, eine möglichst große Strecke zurückzulegen oder eine gegebene Strecke in möglichst kurzer Zeit zu absolvieren. Die Flugrouten und zu nutzenden Aufwinde müssen vom Pilot während des gesamten Fluges aktiv ausgewählt werden, was hohe Anforderungen an Konzentration und Ausdauer stellt. Für die Nutzung der Aufwinde stehen unterschiedliche Strategien zur Verfügung. Der Pilot kann die Thermik bis zur größtmöglichen Höhe ausnutzen und sich dann bei moderater Vorfluggeschwindigkeit einen neuen Aufwind suchen. Schnellere Fluggeschwindigkeiten kann der Pilot erreichen, wenn er die stärksten Aufwindgebiete auswählt und sie nur bis zur Maximierung des Tempos nutzt, um dann zur nächsten Thermik weiterzufliegen; dies birgt das höhere Risiko einer frühen Landung. Erfahrene Piloten nutzen eine Mischung aus diesen beiden Strategien, je nach den Wetterverhältnissen“ (Baden-Württembergischer Luftfahrtverband e. V., 2013).

Der sportliche Gedanke beim Segelflug ist entstanden und es finden zahlreiche Wettbewerbe auf nationaler wie internationaler Ebene statt. Piloten bekommen eine Tagesaufgabe, eine bestimmte Strecke vorgegeben und müssen diese mit Hilfe ihrer motorlosen Flugzeuge in kürzester Zeit abfliegen.

Luftrecht für den Segelflug

Segelflugzeuge sind ebenso Luftverkehrsteilnehmer wie alle anderen Luftfahrzeuge, die mit einem Motor angetrieben werden. So sind Segelflugzeuge in Deutschland dem Luftverkehrsgesetz (LuftVG) unterworfen, die Luftverkehrsordnung (LuftVO) enthält folgende Abschnitte: Pflichten der Teilnehmer am Luftverkehrsgesetz, Allgemeine Regeln, Sichtflugregeln und Bußgeld- und Schlussvorschriften (Kassera (Amazon Link), 2013).

Beim Erwerb der Segelfluglizenz geht es schon lange nicht mehr nur darum, das fliegerische Handwerk zu erlernen. Wenn man alle Voraussetzungen erfüllt und eine Segelflugausbildung beginnt, so werden an den angehenden Segelflieger viele Fähigkeiten und Kenntnisse in mehreren Ausbildungsabschnitten vermittelt. Voraussetzungen beinhalten das Mindestalter, die Tauglichkeit, die Zuverlässigkeit hinsichtlich der beabsichtigten Tätigkeit als Luftfahrer und, bei einem minderjährigen Bewerber, die Zustimmung des gesetzlichen Vertreters (Kassera (Link zu Amazon), 2013).

Die theoretische Ausbildung ist in mehrere Sachgebiete unterteilt, nach der erfolgreichen Teilnahme an der Theorieausbildung wird eine amtliche Theorieprüfung absolviert, die mit mindestens 75 % bestanden werden muss.

Theoretische Ausbildung zum Segelfliegen

Die Sachgebiete der theoretischen Ausbildung zum Segelflug umfassen das Luftrecht, menschliches Leistungsvermögen, die Meteorologie, Sprechfunkverkehr bei Flügen nach Sichtflugregeln, die Grundlagen des Fliegens, Betriebliche Verfahren (Verhalten in besonderen Fällen), die Allgemeine Luftfahrzeugkunde, Flugleistung und Flugplanung und schließlich Navigation (Kassera (Link zu Amazon), 2013).

Praktische Flugausbildung

Die praktische Ausbildung findet am Anfang in doppelsitzigen Segelflugzeugen statt. Der Flugschüler sitzt hierbei von Anfang an auf dem vorderen Sitz, dem Haupt-Pilotensitz, genauso wie er dies auch später als verantwortlicher Luftfahrzeugführer tun wird. Der Fluglehrer sitzt auf dem zweiten Sitz dahinter und hat die selben Steuerorgane zur Verfügung wie der Schüler (Kassera (Amazon Link), 2013).

Der Fluglehrer übernimmt zu Anfang die komplette Steuerung des Flugzeuges. Er zeigt dem Schüler in einzelnen Übungen nach und nach die Funktion der einzelnen Ruder und die Techniken des Fliegens, die der Schüler dann nachmachen und üben kann. Auf diese Art wird der Fluglehrer mit der Zeit immer weniger tun und immer mehr dem Schüler die Steuerung überlassen, bis dieser schließlich die volle Kontrolle der Maschine übernimmt und der Lehrer ihn nur noch mit Worten korrigiert. Anschließend sind Soloflüge zu absolvieren, und dem Schüler werden neue Techniken vermittelt im Umgang mit Wetter und Streckenflügen.

Auch die praktische Ausbildung endet mit einer Prüfung. In der praktischen Prüfung zum Segelflug ist festzustellen, dass der Pilto das Flugzeug in den verschiedenen Phasen und bei unterschiedlichen Manövern beherrscht. Die praktische Ausbildung umfasst mindestens 15 Flugstunden, „darunter mindestens: 10 Flugstunden mit Fluglehrer, 2 Flugstunden im Alleinflug unter Aufsicht eines Fluglehrers, 45 Starts und Landungen, 1 Allein-Überlandflug von mindestens 50 km“ (Kassera, 2013: 203).

Luftraum beim Segelfliegen

Der Luftraum in Deutschland ist unterteilt in kontrollierten und unkontrollierten Luftraum. Es gibt fünf Lufträume: C, D, E, F und G. Jeder dieser Lufträume hat besondere Bedingungen, die eingehalten werden müssen von dem Luftfahrzeugführer, zum Beispiel müssen Wetterbedingen erfüllt sein, um bestimmte Lufträume nach Sichtflugregeln benutzen zu dürfen. In anderen kontrollierten Lufträumen muss sich der Pilot eine Luftverkehrskontrollfreigabe einholen vor Einflug in den Luftraum und entsprechende Hörbereitschaft aufrechterhalten. Luftraum C ist ein kontrollierter Luftraum oberhalb 10000 ft und für Segelflug ausgeschlossen, da hierfür besondere Navigationsmittel vorausgesetzt werden. 
Alle anderen Lufträume dürfen entsprechend der Wettervoraussetzungen von Segelfliegern genutzt werden. Meist jedoch nutzen Segelflugzeuge den Luftraum G und E (Kassera, 2013).

Bedingungen für die Luftraum-Nutzung

Folgende Bedingungen müssen eingehalten werden, um diese Lufträume nutzen zu können:

Luftraum „G“ Golf: unkontrollierter Luftraum

Sichtflugmindestbedingungen: Flugsicht 1,5 Kilometer, frei von Wolken, Erdsicht muss gewährleistet sein.

Dieser Luftraum erstreckt sich meist bis 2500 Fuß, was 762 Metern entspricht (Kassera, 2013).

Luftraum „E“ Echo: kontrollierter Luftraum

Sprechfunkverkehr mit der Flugsicherung ist nicht erforderlich, allerdings sind Flugsichtbedingungen von 8 Kilometern einzuhalten, sowie Wolkenabstände horizontal 1,5 Kilometer, vertikal 300 Meter.

Dieser Luftraum hat meist eine Untergrenze von 2500 Fuß, kann aber auch entsprechend darunter liegen (Kassera (Amazon Link), 2013).

Autorenhinweis:
Dieser Text wurde von Eduard Voth aus Karlsruhe im Rahmen des Studiengangs Aviation Business an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes verfasst.

Literaturverzeichnis zum Segelflug

Baden-Württembergischer Luftfahrtverband e. V. (2013). ‚Streckensegelflug.’ Abruf am 10.01.2014. http://www.bwlv.de/de/inhalt/sparten/segelflug/informationen/streckensegelflug.html.

Kassera, W. (2013). ‚Flug ohne Motor.’ Motorbuch Verlag: Stuttgart.

Kerschhofer, S. (2008). ‚Wettersysteme.’ Abruf am 04.01.2014. http://www.kerschhofer.net/wetterkunde-paragleiter/3.htm.