7.2.2  Reisegeschwindigkeit mit Segelflugzeugen

Dieses Kapitel ist wie folgt gegliedert

• 7.2.2.1 Sollfahrt – Reisegeschwindigkeit
• 7.2.2.2 Bestimmung der theoretischen Reisegeschwindigkeit
• 7.2.2.3 Gleitzahl
• Zusammenfassung
• Anmerkung

7.2.2.1  Sollfahrt - Reisegeschwindigkeit

Vorwort

Leistungsorientiertes Fliegen mit einem MacCready-Wert entsprechend dem zu erwartenden mittleren Steigen

Beispiele unterschiedlicher Flächenbelastung

Anhand verschiedener Beispiele wird hier gezeigt, wie du die zuvor erläuterten Grundlagen zur Geschwindigkeitspolare und zum Fliegen mit unterschiedlicher Flächenbelastung (d.h. mit und ohne Wasserballast), umsetzen kannst, um eine möglichst hohe Reisegeschwindigkeit zu erzielen.

Im ersten einfachen Beispiel wird angenommen, dass eine LS 4 einmal ohne (Flächenbelastung 32,2xkg/m²) und einmal mit Wasserballast (Flächenbelastung 45xkg/m²) eine Strecke von 18xkm zurücklegt. Weiterhin wird angenommen, dass das Luftmassensinken zwischen den Aufwinden Null ist und es weder Gegen- noch Rückenwind gibt. Nach der Gleitstrecke von 18 km wird in einem Aufwind wieder auf die Ausgangshöhe zurückgestiegen. Dabei wird in einem Szenario angenommen, dass das Flugzeug im Mittel mit 1xm/s steigt und im zweiten Szenario mit 2xm/s.

Du kannst dann für beide Szenarien die insgesamt benötigte Zeit für Gleiten und Steigen und damit die erzielte Reisgeschwindigkeit vergleichen.

Die Abkürzungen bedeuten:

Aus den beiden Tabellen sind die folgenden wichtigen Punkte ersichtlich:

1. Man sieht, welch großen Einfluss die Steigwerte auf die erzielte Reisegeschwindigkeit haben. Das ist für sich genommen eine triviale Erkenntnis, zeigt aber, dass es im Sinn einer hohen Reisegeschwindigkeit wichtig ist, nicht ohne Not Zeit in schwachen Aufwinden zu vergeuden.
   Dabei ist zu beachten, dass es dabei auf das mittlere Steigen ankommt, das sich ergibt, wenn man den erzielten Höhengewinn durch die Zeit teilt, die man gebraucht hat, um diesen Höhengewinn zu erzielen. Das bedeutet, dass nicht nur die Aufwindstärke selbst dabei eine Rolle spielt, sondern auch die Zeit, die man benötigt, um den Aufwind zu finden und zu zentrieren. Das mittlere Steigen ist also immer geringer als die eigentliche Aufwindstärke.
   
2. Die kürzeste Gesamtzeit, d.h. die höchste Reisegeschwindigkeit erzielt man (zumindest in der Theorie), wenn man mit der Vorfluggeschwindigkeit fliegt, bei der der eingestellte MacCready-Wert, dem tatsächlich angetroffenen mittleren Steigen entspricht. Der Verlust an Reisegeschwindigkeit durch einen falsch gewählten MC-Wert ist nicht allzu groß, solange sich die Abweichung vom korrekten MC-Wert im Rahmen hält.
   
3. Vorflug mit einem MacCready-Wert von 0, also mit der Geschwindigkeit des besten Gleitens, ergibt nicht die höchste Reisegeschwindigkeit.
   
4. Vorfluggeschwindigkeiten unterhalb der Geschwindigkeit des besten Gleitens sind sehr ungünstig und damit nicht sinnvoll. (Anmerkung: Im Fall der LS4 mit Wasserballast liegt die Geschwindigkeit von 90 km/h bereits unterhalb der Geschwindigkeit für das geringste Sinken und in der Nähe der Mindestgeschwindigkeit. Die entsprechende Spalte in der Tabelle ist also nur als Rechenbeispiel aufzufassen).
   

Bei den Steigwerten aus dem Beispiel lohnt es sich, mit Wasserballast zu fliegen, da damit eine höhere Reisegeschwindigkeit erzielt werden kann. Allerdings ist das Beispiel diesbezüglich etwas zu stark vereinfacht, da in den Zahlen nicht berücksichtigt ist, dass ein Flugzeug mit Wasserballast schlechter steigt (siehe auch Kapitel 7.2.1).  Um das gleiche mittlere Steigen zu erzielen wie ohne Wasserballast, müsste der Aufwind also etwas stärker sein. Aber solange die mit Wasserballast mögliche höhere Vorfluggeschwindigkeit diesen Nachteil ausgleicht, lohnt sich die Mitnahme von Wasserballast. 

7.2.2.3  Bestimmung der theoretischen Reisegeschwindigkeit

Im folgenden Diagramm wird gezeigt, wie du anhand der klassischen Sollfahrttheorie eine theoretische Reisegeschwindigkeit (= zurückgelegte Flugstrecke geteilt durch insgesamt dafür benötigte Zeit) ermitteln kannst.

Es gelten:

Für die Reisegeschwindigkeit gemäß Sollfahrttheorie ergibt sich damit die folgende Beziehung:

Fliegen nach MacCready (6)

7.2.2.4  Gleitzahl

Beispiele zur Abschätzung von Gleitstrecke bzw. ihrem Höhenverbrauch mit Hilfe der Gleitzahl

Die zu einer bestimmten Vorfluggeschwindigkeit gehörende Gleitzahl berechnet sich aus der Vorfluggeschwindigkeit (in m/s) geteilt durch die zugehörige Sinkgeschwindigkeit (in m/s), siehe auch weiter vorn in diesem Kapitel. Man kann die Gleitzahl für verschiedene Abschätzungen verwenden.

• Gleitzahlx/10 = Strecke, die mit einem Höhenverlust von 100 m zurückgelegt werden kann.
  Beispiel: Mit 700 m Höhenverlust kann man bei einer Gleitzahl von 30 in ruhiger Luft 7 x 3 = 21 km zurücklegen.
• Entfernung in m / Gleitzahl = Höhenverlust in m für eine bestimmte Gleitstrecke.
  Beispiel: Wenn man einen Flugplatz in 18 km Entfernung erreichen will und mit einer Geschwindigkeit fliegt, bei der man eine Gleitzahl von 30 erreicht, dann verbraucht man für die Gleitstrecke bis zum Flugplatz 18000:30 = 600 m an Höhe in ruhiger Luft (ohne Reservehöhe bzw. Sicherheitszuschlag).
• Höhe in km x Gleitzahl = Strecke in km, die man mit dieser Höhe zurücklegen kann:
  Beispiel: mit 1200 m Höhenverbrauch und einer Gleitzahl von 33 kann man 1,2 x 33 = 39,6 km weit gleiten.
• H/1 = 1000 / Gleitzahl = Höhenverbrauch im m für eine Gleitstrecken von 1 km. Damit kann man schnell die erforderliche Höhe bestimmen, um eine bestimmte Gleitstrecke zurücklegen zu können:
  Beispiel aus der MacCready-Tabelle für die LS 4 mit 32,2 kg/m²:
  Bei MC = 3 beträgt H/1 36 m. Um zu einem Ziel in 20 km Entfernung anzufliegen, werden also 20.x.36.m.=.720.m Höhe benötigt (ohne Sicherheitszuschlag).

Die Werte gelten nur für ruhige Luft ohne Windeinfluss und ohne meteorologisches Luftmassensinken.

Zusammenfassung

• Die Stärke der Aufwinde, in denen eingekreist wird, hat einen größeren Einfluss auf die Reisegeschwindigkeit als die optimale MC-Einstellung
• Fliegen mit einem MC-Wert von 0 m/s führt zu großen Zeitverlusten und sollte nach Möglichkeit vermieden werden. Dagegen führen geringfügige Abweichungen vom optimalen MC-Wert nur zu relativ geringen Verlusten.
• MC-Werte die grösser sind als das Steigen, das du im nächsten Aufwind erwartest, sind ungünstig. Der mit dem zu schnellen Vorflug verbundene zusätzliche Höhenverlust führt dazu, dass du im nächsten Aufwind weiter unten ankommst, wo die Steigwerte oft geringer sind als weiter oben. Außerdem verringert sich durch zu schnelles Vorfliegen die Reichweite und damit die Chance, gute Aufwinde überhaupt erreichen zu können.

Anmerkung

Die in diesem Kapitel beschriebene Sollfahrttheorie ist ein Modell einer komplexen Wirklichkeit und basiert auf vielen Annahmen, von denen einige sehr stark vereinfachend sind. Schon die vorausschauende Wahl des MacCready-Werts für das Vorfliegen zum nächsten Aufwind erweist sich in der Praxis als wesentlich schwieriger, als es die vorgestellten einfachen Beispiele suggerieren, bei denen die Aufwindstärke der nächsten Wolken ja als bekannt vorausgesetzt wird. Inzwischen gibt es verfeinerte Modelle, die unter anderem z.B. auch die Wahrscheinlichkeit berücksichtigen, einen Aufwind einer bestimmten Stärke überhaupt zu finden bzw. erreichen zu können. Die meisten erfolgreichen Leistungspiloten weichen deshalb in ihrer Flugtaktik mehr oder weniger stark von den Vorgaben der klassischen Theorie ab.
Nichtsdestotrotz bleiben die Geschwindigkeitspolare und die klassische Sollfahrtheorie die handwerklichen Grundlagen für das Verständnis dafür, wie man beim Streckenfliegen hohe Reisegeschwindigkeiten erzielt.

Anker: Sollfahrt = Reigesch0; McReady = Reigesch1; theoretische Reise = Reigesch2; Gleitzahl = Reigesch3; Zusammenfassung = Reigesch-Zus; Anmerkung = Reigesch-An

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