Jongens en wetenschap. Deel 1

[p. 163]

Zweefvliegen

Hebben jullie er niet allemaal eens naar verlangd in een zweefvliegtuig de zwaartekracht te overwinnen en als een vogel in de lucht te zweven? Misschien heb je al eens als passagier in een motorvliegtuig gevlogen en heb je steden, dalen en hoogten in vogelvlucht gezien. Maar het geeft toch een heel ander gevoel, in een lichtgebouwd zweefvliegtuig door de wind gedragen te worden, dan zich, met de kracht van de motor, in een gesloten cabine door de lucht te laten cirkelen. Een zweefvliegenier zou je kunnen vergelijken met een skiloper, en de piloot van een motorvliegtuig met een autobestuurder. Tussen de smalle vleugels van het zweefvliegtuig, evenals op de lange skilatten, is de mens innig met de natuur verbonden. Zijn lichaam vormt met het sportwerktuig veel meer een eenheid dan dat bij een autobestuurder of bij een motorvliegenier het geval is. Zoals een skiloper de helling en de natuurlijke bodemgesteldheid gebruikt om vooruit te komen en van richting te veranderen, zo profiteert de zweefvliegenier van de luchtstroming om in de lucht te blijven. Het is er hun geen van beiden om te doen, om vlug een bepaalde afstand af te leggen, maar wel om de ongewone ervaring van het zwevende glijden, hier in het blauw van de hemel over onzichtbare luchtkussens, daar over sneeuwbedekte hellingen en oneffen banen.

De opgroeiende jeugd heeft het niet zo makkelijk bij het leren zweefvliegen als bij het leren skilopen. De leerling-piloot moet minstens 18 jaar oud zijn; hij moet eerst een vaardigheidsproef afleggen wat vanzelfsprekend is als je bedenkt dat deze sport van de jongelui niet alleen moed en geestdrift vergt, maar vooral een reeks eigenschappen zoals b.v. goede opmerkingsgave, tegenwoordigheid van geest, vastberadenheid en zelfvertrouwen. Ook van een goed skiloper worden deze eigenschappen verlangd, maar een val in de zachte poedersneeuw is toch veel onschuldiger dan een uit de lucht.

Als voorbereiding voor de zweefvlucht bestaat er overigens voor jullie een uitstekende sport: het spel met zelfgebouwde modelvliegtuigen. Jullie leren met deze prachtige ontspanning niet alleen het wezenlijke over de bouw van het zweefvliegtuig kennen, maar je legt ook de basis voor de eigenschappen en bekwaamheid van een goed

[p. 164]

Fig. 1. De start van het zweefvliegtuig gebeurt juist als het oplaten van een gewone vlieger

piloot. In dit boek vinden beginnelingen een leidraad voor het bouwen van zo'n vliegtuig.

Nu zullen we de techniek van de zweefvliegsport wat nader gaan bekijken. De eerste vraag is wel: hoe kan het motorloze vliegtuig zich boven de grond verheffen? Aan een gewone vlieger hebben jullie een goede vergelijking. Is er geen behoorlijke wind dan houden jullie je vlieger kort aan het touw en lopen daarmee over het veld. Het hellend vlak van de vlieger wordt door de luchtstroom naar boven gedrukt tot de vlieger op een hoogte komt waar de heersende wind hem vanzelf verder laat stijgen. Hetzelfde gebeurt bij een zweefvliegtuig. Een enkel persoon kan dit evenwel niet met de vereiste snelheid achter zich aan trekken. Maar wordt het vliegtuig op sleeptouw genomen door een snelrijdende auto, dan kan de piloot zich, door het aanwenden van een touw dat lang genoeg is, met zijn vogel in de lucht verheffen. Met behulp van een uitklinkstelsel kan hij, na het bereiken van de gewenste hoogte, de kabel los maken, zodat hij verder kan vliegen. Een gunstiger manier van starten, met behulp van een automotor, is de volgende. Aan een achterwiel van de auto wordt een stalen haspel bevestigd, terwijl men de wagen aan de achterkant optilt zodat de wielen kunnen draaien zonder de bodem te raken. Het ene uiteinde van een lange stalen kabel verbind je met de boeg van het zweefvliegtuig, het andere einde met de haspel. Laat je de motor lopen dan rolt de haspel de kabel op, waardoor het vliegtuig tot op 100 meter hoogte opgetrokken kan worden.

[p. 165]

Fig. 2. Start met behulp van kabelhaspel. De kabel wordt op de haspel gerold die aan de achteras van de auto gemonteerd is. Hierdoor wordt het zweefvliegtuig, dat aan het andere uiteinde van de kabel bevestigd is, in de hoogte getrokken. De piloot klinkt de kabel uit

Een makkelijk startmiddel dat de zweefvliegenier op gewenste hoogte brengt is het slepen. Het zweefvliegtuig wordt met een ongeveer 100 m lange stalen kabel aan een motorvliegtuig gekoppeld en hierdoor tot op de gewenste hoogte getrokken. Dan laat de piloot van het zweefvliegtuig de kabel los en vliegt zelf verder.

Om zich helemaal onafhankelijk te maken van de motorkracht is er een heel eenvoudige methode uitgedacht, de rubberkabelstart, die door leerlingen-piloten dikwijls toegepast wordt. Het vliegtuig bevindt zich op een helling. Voor aan de boeg zijn twee lange rubberkabels bevestigd die door 8 tot 12 man vastgehouden worden. Een andere groep helpers houdt het vliegtuig achter aan de glijder van de achterstut vast. Nu gaan de startmanschappen vooraan, met de rubberkabel in de hand in gelijke schreden vooruit de helling af, waardoor de rubberkabel aangespannen wordt. Op een bevel beginnen de mannen te lopen. De rubberkabel wordt nu heel sterk aangespannen en de groep die het vliegtuig vasthield laat op een tweede bevel de staart van het zeilvliegtuig los. Het vliegtuig snelt de lucht in en de rubberkabels worden losgehaakt. Zeker kunnen op deze wijze geen hogere sprongen dan 4 tot 6 m bereikt worden, maar als de helling sterk genoeg is kun je zo verder vliegen.

[p. 166]

Fig. 3. Het op sleeptouw nemen door het vliegtuig. De zweefvlieger klinkt, na het bereiken van de gewenste hoogte, de kabel uit. Voor de landing kan ook de piloot van het motorvliegtuig het sleeptouw boven het vliegveld uitklinken en weggooien

Door welke kracht kan het zeilvliegtuig nu verder vliegen en zelfs nog stijgen? Moet het niet volgens de wet van de zwaartekracht dadelijk weer omlaag komen?

Eigenlijk kan een motorloos vliegtuig in een kalme lucht niet opstijgen. Met verliest ononderbroken aan hoogte doordat het in rechte richting of in spiralen naar beneden glijdt, als een blad papier dat, op en neer fladderend, op de grond valt. Maar de lucht is nooit volkomen rustig. Naast de horizontale winden zijn er luchtstromingen die loodrecht naar boven of naar onder gaan, de stijgwinden en de daalwinden. Een voorbeeld van deze loodrechtlopende winden in het klein is de luchtstroming in een kamer die door een kachel verwarmd wordt. Je kunt deze met een kaarsvlam of een papieren spiraal makkelijk

Fig. 4. Start met rubberkabel. Twee rubberkabels, die vooraan aan het vliegtuig bevestigd zijn, worden door de startbediening uitgetrokken en gespannen. Als de manschappen, die het zweefvliegtuig achter vasthouden, loslaten, schiet het vliegtuig de lucht in en de rubberkabels vallen dan vanzelf neer

[p. 167]

aantonen. Boven de kachel stijgt de verwarmde lucht, die daardoor een klein soortelijk gewicht heeft, vlug omhoog (stijgwind), dan stroomt ze tegen de kamerwanden, waar ze langzaam afkoelt, zwaarder wordt en weer daalt (daalwind).

De zweefvlieger probeert gedurende

Fig. 5. Luchtstroom in een met kachel verwarmde kamer

zijn vlucht zo gunstig mogelijke winden op te sporen, zoals er in de vrije natuur verschillende soorten bestaan. Stel, dat zijn vliegtuig in een kalme lucht een meter per seconde zinkt en het gelukt hem een stijgwind te vinden, waarin de lucht 3 meter per seconde stijgt, dan zal zijn eigen stijgingsnelheid 2 meter per seconde bedragen. Er zijn echter stijgwinden, vooral bij onweer, die 6 meter en meer snelheid per seconde bereiken, zodat de zweefvlieger in korte tijd een belangrijke hoogte kan bereiken, als de opwaartse druk voldoende aanhoudt.

Laten we nu de verschillende stijgwinden onderzoeken. Er is vooreerst de bergstijgwind die ontstaat als er een sterke wind waait op een berghelling. De helling buigt die wind naar boven en kan hem enkele keren hoger brengen dan de berg zelf was.

Een thermische of ‘zonstijgwind’ vormt zich als de zon 's zomers, boven droge grond als steden, rotsachtig land, korenvelden enz., de lucht erg verwarmt. Zoals, bij het al eerder aangehaalde voorbeeld van de warme kachel, stijgt de verwarmde en lichtere lucht zolang, tot de temperatuur weer in evenwicht is.

Fig. 6. Gedwongen Stijgwind

Fig. 7. Warmtewinden boven een Stad

[p. 168]

Fig. 8. Stijgwind met wolken

De bij mooie zomerdagen snel opstijgende stapelwolken wijzen op stijgwinden die onder of in de wolken goed zichtbaar zijn.

Naderend onweer laat zeer sterke thermische stijgwinden ontstaan. De stromende koude lucht van het onweersgebied verdringt de lichtere warme lucht en jaagt ze plotseling naar boven op grote hoogte. Voor de piloot zijn zulke onweersfronten niet zonder gevaar, daar de sterke stijgwinden hem snel op grote hoogte met nevel en ijzige koude kunnen voeren, waar hij z'n orientatie kwijt kan raken.

Fig. 9. Onweerswind