Die Auftriebskraft
Die Grundlage dafür, dass Segelflugzeuge fliegen können, bildet die Auftriebskraft. Sie entsteht, wenn ein entsprechend geformter Körper, der den Luftstrom nach unten ablenkt, durch die Luft bewegt wird. Beim Segelflugzeug wird diese Funktion in erster Linie von den Tragflächen übernommen.
Die Auftriebskraft wirkt immer senkrecht zur Anströmrichtung, im Geradeausflug also näherungsweise senkrecht nach oben.
Die Formel zur Berechnung der Auftriebskraft lautet:
Die Auftriebskraft wird also größer, wenn der Auftriebsbeiwert C
A steigt, der durch die Form des Flügels bestimmt wird, das Flugzeug schneller fliegt oder die Flügelfläche größer wird.
Die Widerstandskraft
Eine weitere Kraft, die immer auftritt, wenn ein Körper durch die Luft bewegt wird, ist die Widerstandskraft. Sie wird ebenfalls durch die Form des Köpers beeinflusst und wirkt entgegen der Bewegungsrichtung des Körpers, also in Anströmrichtung der Luft und somit senkrecht zur Auftriebskraft. Um diese Kraft gering zu halten, versucht man Segelflugzeuge möglichst stromlinienförmig zu bauen.
Die Formel zur Berechnung der Widerstandskraft lautet:
Beim Motorflugzeug wird sowohl die Beschleunigung als auch das Ausgleichen der Widerstandskraft mit Hilfe des Motors erreicht. Beim Segelflugzeug kommt dagegen ein anderes physikalisches Prinzip zum Einsatz: Um den Segelflieger zu beschleunigen, wird potentielle Energie, also Höhenenergie, in kinetische Energie, also Bewegungsenergie umgewandelt. Anders gesagt bedeutet das, dass ein Segelflugzeug ständig Höhe verliert, um die Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten. Soll das Segelflugzeug sogar beschleunigt werden, verliert es noch schneller Höhe als vorher, wo durch den Höhenverlust nur die Widerstandskraft ausgeglichen werden musste.
Dieser Höhenverlust kann beim Segelflugzeug nur dadurch kompensiert werden, indem es ich in einer Luftmasse bewegt, die schneller nach oben steigt, als sich das Segelflugzeug nach unten bewegt. Eine solche vertikale Luftmassenbewegung wird Thermik genannt.
Der Steuervorgang
Die Steuerung des Flugzeugs hängt mit der Auftriebskraft zusammen: Soll sich das Flugzeug beispielsweise um seine Längsachse drehen, muss die eine Tragfläche mehr Auftrieb erzeugen, während auf der anderen Seite der Auftrieb verringert wird. Das wird durch die Querruder erreicht.
Nach dieser kleinen Einführung in die Thematik sind nun die wichtigsten Grundprinzipien bekannt, die beim Segelfliegen eine Rolle spielen. Wenn man die Funktionsweise eines Segelflugzeugs noch genauer verstehen will, empfiehlt sich folgendes Buch heranzuziehen:
Flug ohne Motor: Das Lehrbuch für Segelflieger
von Winfried Kassera.
Darin werden nahezu alle theoretisch und praktisch relevanten Dinge im Bereich des Segelflugs behandelt.
