Die dubiose Dämpfung

Viele Drachenflieger und sogar eine Hand voll Hersteller haben eine Ahnung von dem, was wir "Pitch" nennen. Bei der aerodynamischen Nickdämpfung sind die Vorstellungen dagegen sehr wage. Dabei ist diese Dämpfung wesentlich einfacher zu verstehen als die Sache mit dem Pitch. Die Dämpfung ist eine Bremse, sie bremst die Drehbewegung wie eine Trommelbremse das Rad an einem Auto. Wenn sich das Rad nicht dreht hat die Bremse nichts zum Bremsen, sie wird wirkungslos (beziehungsweise verkommt zur Standbremse). Genau so wirkungslos ist die aerodynamische Dämpfung, wenn der fliegende Schlitten nicht rotiert.

Ohne hier auf die Ableitung einzugehen können wir für die Dämpfung 4 wesentliche Einflussgrößen festhalten: Die Dämpfung ist (neben anderen Faktoren, die hier zu weit führen würden) abhängig von der Drehgeschwindigkeit, von der Flächengröße von der Flächenform und von der Schwerpunktlage.

Die Dämpfung ist abhängig vom Quadrat der Drehgeschwindigkeit

Praktisch bedeutet dies, je schneller der Flügel rotiert, desto höher ist die Dämpfung. Dreht er von der horizontalen Lagen in den senkrechten Sturzflug in einer halben Sekunde, so ist die Dämpfung 4mal so hoch, wie bei einer solchen Lageänderung innerhalb von einer Sekunde. 

Leider gilt für diese Erkenntnis auch die umgekehrte Schlussfolgerung: Je langsamer die Drehbewegung, desto geringer die Dämpfung. Dreht der Vogel überhaupt nicht mehr, sondern strebt nur noch in Richtung Erdmittelpunkt, so ist keine Dämpfung mehr da. Dämpfung allein hilft deshalb nicht. Sie bremst aber die Drehbewegung ab, so dass das Pitch zum einen nicht die ganze Arbeit leisten muss, zum anderen mehr Zeit bekommt, um den Vogel wieder in eine manierliche Fluglage zu manövrieren. 

Die Dämpfung steigt bei geometrisch ähnlichen Flächen in der fünften Potenz mit der Spannweite

Um dies anschaulich darzustellen entwerfen wir zuerst einen "Einheitsdrachen", der in etwa einem der heute gebauten flexiblen Gleiter entspricht. Bild 9 zeigt dieses "Standardmodell".

Die Dämpfung für diesen Einheitsvogel sei 100%. Alle weiteren Dämpfungswerte werden wir an diesem Gerät messen und in % der Dämpfung unseres Standardmodells angeben. 

Verkleinern oder vergrößern wir unseren Standarddrachen maßstäblich und unterstellen wir für den Vergleich immer die gleiche Drehgeschwindigkeit, so zeigen sich die Änderungen der Dämpfung mit der Tragflächengröße. Diese Änderungen sind wirklich dramatisch. Bei einer maßstäblichen Verkleinerung von 14 auf 12 qm, also einer Verkleinerung der Fläche von nur etwa 15%, fällt bereits rund ein Drittel der Dämpfung weg. Wird die Fläche um rund 30% verkleinert bleibt nur noch weniger als die Hälfte der Dämpfung übrig. Eigentlich ist das ganz einleuchtend, ein Hochseedampfer fällt ja auch nicht so leicht um wie ein Ruderboot.

Die Konsequenz daraus ist, dass kleine Flächen mehr Pitch benötigen als große. Die Regelung des DHV, die nicht den sogenannten cm-Wert, sondern das absolute Drehmoment für die Beurteilung der Flächen zugrundelegt, berücksichtigt wenigstens zum Teil diesen Zusammenhang.

Die Dämpfung ist abhängig von der Flächenform.

Neben der Rotationsgeschwindigkeit und der Flächengröße spielt auch die Flächenform eine Rolle. Natürlich denkt hier jeder sofort an die schlanken Starrflügel, die mit einem sehr stumpfen Nasenwinkel anscheinend nur eine geringe Fläche "hinten" haben und deshalb nur weniger Dämpfung aufweisen. 

Damit der Vergleich mit unserer Standardfläche fair abläuft wurde hier ein Starrer gezeichnet, der zwar einen stumpfen Nasenwinkel, aber ansonsten gleiche Daten wie unser Standardgleiter hat. Beide Flächen haben 14 qm, 10 m Spannweite und zwischen dem Hangpoint und dem Flächenschwerpunkt 300 mm Abstand. Trotz dem flachen Nasenwinkel hat der Starrflügel nahezu die gleichen Dämpfungswerte wie die Standardfläche. (Die 3% Unterschied sollten nicht zu hoch bewertet werden, wäre die Flächenform der Standardfläche nur geringfügig anders gezeichnet worden würden diese 3% verschwinden.) Natürlich lassen sich Starrflügel leichter mit langen, schlanken Flächen konstruieren als Flexible und natürlich haben solche Flächen dann auch geringere Dämpfungswerte. Der hier angestellte Vergleich soll nur zeigen, dass nicht automatisch mit dem stumpfen Nasenwinkel die Dämpfung in den Keller gehen muss. 

Flächen mit einer hoher Streckung und damit geringer Dämpfung sind bei den Starrflügeln heute Stand der Technik. Sie werden allerdings häufig mit einer Flosse ausgerüstet. Solche Flossen erhöhen die Dämpfung beachtlich. 

Um dies zu zeigen haben wir in Bild 11 an den in Bild 10 gezeigten Starren eine Flosse gehängt. Die Dämpfung erhöht sich durch dieses Bauteil um kräftig mehr als 10%. Dabei wurde die Fläche nur um etwa 3,6% vergrößert, aber diese 3,6% sitzen an der richtigen Stelle, nämlich weit hinten.

Was kannst Du als Pilot gegen den Tuck tun?

Wenn sich Dein Vogel überschlagen will, lege den Schwerpunkt nach vorne,

anders ausgedrückt, mach den Vogel schnell, ziehe den Bügel nach hinten was da Zeug hält. Nicht nur die hohe Fluggeschwindigkeit oder ein dubioses Stabilitätsmaß vermindern dabei die Überschlagsneigung, sondern hauptsächlich die gewaltig erhöhte Nickdämpfung.

Die geringste Nickdämpfung (bei festliegender Tragflächenform und gleichbleibender Rotationsgeschwindigkeit) ergibt sich, wenn der Massenschwerpunkt genau im geometrischen Schwerpunkt der Tragfläche liegt. Wird der Schwerpunkt (der bei einer reinen Betrachtung der Längsachse im Normalflug am Hangpoint, also vor dem geometrischen Schwerpunkt, angenommen werden kann) nach vorne verschoben, so steigt die Nickdämpfung dramatisch. Wird der Schwerpunkt vom Hangpoint nach hinten verschoben, so sinkt die Nickdämpfung. In der nebenstehenden Tabelle sind diese Verhältnisse für unseren Standardgleiter aufgezeichnet. Wenn Du Deinen A... etwas mehr als 30 cm nach vorne bringst verdoppelst Du die Nickdämpfung.

Fliege nur ein Gerät, das sich in "Gütesiegelzustand" befindet.

Die Pitch-Werte, die im Zulassungsverfahren des DHV verlangt werden, sind absolute Mindestwerte. Auch wenn Die irgend ein selbsternannter Experte erklärt, er könne Deinen Drachen sogar ohne erneute Flugmechanikmessung "besser" einstellen, glaube dem Pfuscher nicht. Eine Blinddarmoperation lässt Du ja auch nicht von von einem pensionierten polnischen Panzerfahrer durchführen.

Natürlich kannst Du auch in einem gepflegten Krankenhaus bei einer Blinddarmoperation über den Jordan schaukeln und natürlich kannst Du Dich auch mit einem Gerät in Gütesiegelzustand überschlagen. Ich vermute aber, dass Dir beim Blinddarm eine deutsche Universitätsklinik lieber ist als der Panzerfahrer. Warum trotzdem viele Drachenflieger ihre Geräte von irgendeinem langzeitarbeitslosen Rasputin verschlimmbessern lassen ist mir schleierhaft.

Wenn Dein Drachen in den Rückenflug kommt, bleibe unter allen Umständen am Trapez.

Solange Du Dich am Trapez halten kannst besteht die Chance, dass der Gleiter wieder in eine normale Fluglage zurückfindet. Typisch sind hierfür die Fotos 3a bis 3d der letzten Folge. Der Pilot ist auf diesen Bildern unterwegs in Richtung auf das Segel, das bedeutet Rückenflug. Ausreichendes Pitch kann dem Piloten in dieser Lage immer noch helfen, vorausgesetzt er bleibt am Trapez und fällt nicht in das Segel. Tatsächlich zeigen die Bilder ja auch, dass der Drachen wieder in den Normalflug kommt.

Fliege nur bei vernünftigen meteorologischen Verhältnissen

Es gibt Piloten, die glauben wirklich, ihr Drachen (ihr Segelflugzeug, ihre einmotorige Maschine, ihr Ultraleichter etc.) würde jedes Wetter verkraften. Es gibt auf unserem blauen Planeten meteorologische Zustände, bei denen meterdicke Bäume umgeworfen werden und Hausdächer den Überschlag probieren. Wer ernsthaft glaubt, sein Fluggerät sei allen meteorologischen Bedingung gewachsen, ist blind (oder in der Verdrängung der Flugangst so weit fortgeschritten, dass er zu keiner logischen Schlussfolgerungen mehr fähig ist). Bereits ein ganz winzigkleines Gewitterleinchen reicht aus, unsere ganzen Flugsportgeräte, Segelflugzeuge, Motorsegler etc. unbrauchbar zu machen.

Wer dies anzweifelt sollte unsere großartigen Vorbilder beobachten, die Vögel. Ich habe jahrelang systematisch den Dohlen zugeschaut und ich betrachte gerne und neidvoll die Mauersegler. Verglichen mit diesen Meistern der Fliegekunst sind wir alle totale Stümper. Trotzdem, wenn es richtig windig wird, bei einem Gewitter oder in ausgeprägten Leeturbulenzen habe ich noch nie einen Vogel fliegen sehen. Da gehen sogar diese Luftakrobaten lieber zu Fuß. Piloten, die in Föhnturbulenzen einfliegen oder ihre Überlebenschancen in Gewitterböen austesten sind meiner Meinung nach keine großen Piloten, sondern ganz große Idioten.