Windenstart
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Beim Windenstart mit Hilfe einer Seilwinde wird ein Fluggerät (Segelflugzeuge sowie Hängegleiter und Gleitschirme) über ein Seil in eine Höhe von 300 bis 400 Meter über Grund gezogen - abhängig von Schleppstrecke, Wind und Fluggerätetyp. Andere Startarten sind Flugzeugschlepp und Eigenstart.
Bei den Schleppwinden unterscheidet man Abroll- und Aufrollwinden.
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[Bearbeiten] Abrollwinden
Hierbei ist die Seilwinde an einem Fahrzeug (Auto, Motorrad, Boot) montiert. Das Seil ist auf der Trommel aufgewickelt. Am Ende des Seils wird das Fluggerät mit einer Auslöseklinke eingehängt.
Dann fährt das Fahrzeug los und die Seilwinde beginnt, Seil abzuspulen. Da man das Seil von der gebremsten Seiltrommel langsamer abrollen lässt als das Fahrzeug fährt, wird eine voreingestellte Zugkraft auf das Fluggerät ausgeübt. Daraufhin beginnt das Fluggerät aufzusteigen und gewinnt an Höhe.
Begrenzt wird die erreichbare Höhe durch die Länge des Seils und die Länge der fahrbaren Strecke, sowie durch Steigleistung des Fluggeräts und durch die Windstärke.
[Bearbeiten] Aufrollwinden
Obwohl die Schleppwinde zum Transport meist mobil ist, behält die Aufrollwinde während der ganzen Schleppaktion einen festen Standort. Die Schleppwinde besteht aus einem Motor, der über eine zugkraftregelnde Mechanik eine Seiltrommel antreibt.
Zur Startvorbereitung wird das Seil mit einem Auto oder Motorrad (in Fliegerkreisen gerne Lepo genannt) auf dem Schleppgelände ausgezogen. Am anderen Ende der zwischen 400m und 2.000m langen Strecke wird das Fluggerät mit einer Auslöseklinke eingehängt. Sobald der Windenfahrer die Winde startet und anfängt das Seil aufzurollen, wird das Fluggerät angezogen. Aufgrund dieser Zugkraft beginnt das Fluggerät aufzusteigen und gewinnt an Höhe. Diese Phase des Windenstartes verlangt vom Piloten und auch vom Windenfahrer besondere Konzentration. Die Beschleunigung liegt beim Schlepp von Segelflugzeugen bei 3-4 Sekunden bis 100 km/h.
Begrenzt wird die erreichbare Höhe durch die Länge der Schleppstrecke, sowie durch die Steigleistung des Fluggeräts und durch die Windstärke.
[Bearbeiten] Schleppvorgang
Die optimale Schleppgeschwindigkeit für ein Segelflugzeug hängt vom Flugzeugtyp ab und beträgt zwischen 70 und 120 km/h. Für einen Gleitschirm beträgt sie ca. 20 bis 25 km/h. Nach der Startphase ist die Steiggeschwindigkeit wegen des steilen Steigwinkels des Fluggerätes erheblich größer als die Aufrollgeschwindigkeit.
Den Windenstart unterteilt man in drei Phasen.
[Bearbeiten] Anschleppen und abheben
Zu Beginn strafft der Windenfahrer langsam das Seil bis es straff zwischen Segelflugzeug und der Winde liegt. Ist es straff, beschleunigt der Windenfahrer das Flugzeug auf dessen Abhebegeschwindigkeit. Nachdem nun das Segelflugzeug abgehoben ist, muss der Pilot darauf achten innerhalb der ersten hundert Meter Höhengewinn nicht zu steil aufzusteigen (maximal 30°); da er im Falle eines Startabbruchs (aufgrund des Reißen des Seils oder des Ausfallens der Winde) nur wenig Spielraum hat das Flugzeug wieder in Normalfluglage zu bringen und zu landen.
[Bearbeiten] Steigflug
Ab Erreichen der Sicherheitshöhe von etwa 100m, kann der Pilot sich stärker an das Seil "hängen", das heißt unter Beachtung der optimalen Geschwindigkeit (je nach Flugzeug zwischen 100 und 130 km/h) mit dem Höhenruder die Geschwindigkeit steuern. In der Regel steigt dann das Segelflugzeug mit 45° empor.
[Bearbeiten] Endphase, Ausklinken
In der letzten Phase des Starts lässt der Seilzug, da der Windenfahrer das Gas herausnimmt, nach. Der Pilot drückt nach um das Segeflugzeug in Normalfluglage zu bringen.
Am höchsten Punkt des Schlepps wird das Seil aus der Schleppkupplung (bei den Segelflugzeugen meist automatisch bei ca. 70°) ausgeklinkt. Der Pilot kann sie aber auch jederzeit manuell auslösen. Das Kupplungsstück am Seilende fällt dann an einem kleinen Seilfallschirm herunter, während das Seil von der Winde komplett eingezogen wird.
[Bearbeiten] Stufenschlepp
Eine erweiterte Starttechnik ist der Stufenschlepp. Hier wird das Fluggerät wie oben beschrieben mit einer Aufrollwinde in die Luft gezogen. Ist das Fluggerät über der Winde angekommen, wird nun nicht ausgeklinkt, sondern vom Windenfahrer die Zugkraft vom Seil genommen. Das Fluggerät kann nun mit angehängtem Seil und seiner gewonnenen Höhe zum Ausgangspunkt (oder weiter) zurückfliegen. Dort dreht das Fluggerät wieder in Richtung Winde und kann abermals von der Winde angezogen werden. Mit dieser Technik kann eine größere Flughöhe erreicht werden. Diese wird eigentlich nur durch die Länge des Seils begrenzt. Diese Technik ist im Segelflug nicht möglich, da der Windenfahrer angewiesen ist, wenn das Flugzeug am Seil eine Kurve fliegt, das Seil zu kappen.
[Bearbeiten] Seiltypen
Im Umfeld der Segelflieger kommen traditionell Schleppseile aus Stahl mit einer Stärke von 4-5 mm und einer Länge von 1.000-1.500 m zum Einsatz. Aktuelle Systeme verfügen heutzutage über Kunststoffseile, was zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung und damit zu einer besseren Ausklinkhöhe führt. Außerdem sind die leichteren Kunststoffseile erheblich leichter auszuziehen.
Bei den Gleitschirmen und Hängegleitern finden schon länger Kunststoffseile Anwendung, da mit geringeren Zugkräften gearbeitet wird.
Ein gerissenes Stahlseil wird während des Flugbetriebs zunächst mit speziellen Seilklemmen provisorisch geflickt ("Nagelstelle") und bei der nächsten Gelegenheit durch Spleißen dauerhaft repariert. Auch gerissene Kunststoffseile werden gespleißt. Dies ist jedoch deutlich einfacher als bei den Stahlseilen und mit wenigen Handgriffen möglich.
Ein Nachteil vom Kunststoffseil ist jedoch, dass es sich leichter an diversen Bauteilen einhaken kann und somit zu ungewollten Schäden führt. Daher muss bei einer Umstellung die komplette Seilführung überarbeitet werden. (Deluxe-Version)
[Bearbeiten] Winden
Die Konstruktion der Schleppwinde ist stets davon abhängig wofür sie später genutzt werden soll. Bei Gleitschirmen, die nur geringe Geschwindigkeitsbereiche erreichen müssen, reicht ein kleiner Windenmotor vollkommen aus, bei modernen Segelflugzeugen, mit hohen Geschwindigkeitsbereichen, sind größere Motoren nötig.
Ältere Segelflugzeugschleppwinden haben Motoren mit wesentlich weniger Leistung als heutige. Aber für die Flugzeuge, die damals zur Verfügung standen (z.B. Baby oder FES) reichte diese Leistung, denn sie wogen weniger und hoben bei geringeren Geschwindigkeiten ab. Ein Beispiel für eine solche Winde ist die auf DDR-Gebiet weit verbreitet gewesene Maybachwinde. Ihren Nachfolger in der DDR bildete die vielseitige und weitverbreitete Herkules 3.
Moderne Schleppwinden für Segelflugzeuge haben Antriebsmotoren mit über 200 kW, um auch schwere Segelflugzeuge sicher in die Höhe zu katapultieren. Für Gleitschirme sind Motoren im Einsatz, die eine Zugkraft von ca. 1-1,3 kN ausüben. Anstelle von Auto-, Mähdrescher-, Schiffs- und Motorradmotoren werden heute auch vermehrt Elektromotoren eingesetzt.
Die Steuerung erfolgt meist manuell, wobei sich auch vereinzelt automatische Steuerungen etabliert haben. So hat u.a. die Segelfluggruppe SFG-Wershofen eine eigene SPS-basierte Motorsteuerung entwickelt, die es erlaubt, jeden Start identisch zu gestalten. Der Windenfahrer wird somit entlastet und braucht nur zur Beobachtung im Führerhaus der Winde zu sitzen. Vor dem Start wird eine gespeicherte Einstellung für verschiedene Flugzeugtypen gewählt und der Wind eingestellt, danach wird der Schleppvorgang eingeleitet und die Steuerung übernimmt bis zum Ausklinken die Kontrolle.
Damit der Windenfahrer das Schleppseil nach dem Ausklinkvorgang schlaufenfrei auf die Seiltrommel aufspulen kann, wird es von einem Seilfallschirm beim Herabfallen abgebremst und dadurch auf Spannung gehalten. Der Seilfallschirm öffnet sich nach dem Ausklinken selbsttätig durch den Fahrtwind, während er während des Startvorgangs durch den Zug am Seil straffgezogen wird, und nicht aufgehen kann.
[Bearbeiten] Flugsicherheit
Die Sicherheit des Windenschlepps hängt von der Erfahrung des Windenfahrers, des Piloten und vom verwendeten System ab.
- Ausfälle der Winde sind selten zu verzeichnen. Die Zugkraft lässt nach und das Fluggerät kann keine weitere Höhe gewinnen. Bei geringer Flughöhe bleibt dem Piloten nur wenig Zeit, das Fluggerät zu stabilisieren und wieder einzulanden.
- Ein mögliches Problem ist das Verhängen des Seils in der Trommel. Bei der Aufrollwinde führt dies zu einem Stopp der Zugkraft. Somit bleibt auch einem unerfahrenen Pilot genügend Zeit, um die Auslöseklinke zu betätigen und sich vom Schleppseil zu trennen. Bei der Abrollwinde hingegen kann ein Verhängen des Seils in der Trommel zur erhöhten Zugkraft und in Folge dessen zu einem sog. Lockout führen, bei dem schnellste Reaktion vom Piloten wie vom Windenfahrer verlangt wird. Das Seil muss sofort ausgeklinkt bzw. gekappt werden.
- Ein weiteres mögliches Ereignis ist das Verhängen des Seils am Boden. Das Fluggerät wird Richtung Boden gezogen. Hier sind Abrollwinden im Vorteil, da bedeutend weniger Seil am Boden liegt.
- Häufiger treten Seilrisse auf, gelegentlich kann es auch zu einem Bruch der Sollbruchstelle kommen, die in jedes Windenseil eingebaut ist, um Überlastungen des Fluggerätes zu verhindern. Zu hohe Zugkräfte können zu einem Strömungsabriss oder gar Bruch des Fluggeräts führen.
- Fluggeräte, die zu weit aus der Flugbahn Richtung Winde fliegen, können in einen Lockout geraten. Hierbei dreht sich das Fluggerät weiter zur Seite, ohne dass der Pilot noch gegensteuern kann. Beide stürzen mit hoher Geschwindigkeit zu Boden. Als sofortige Gegenmaßnahme hilft nur eine Reduzierung der Zugkraft bzw. das Ausklinken oder Kappen des Schleppseils.
[Bearbeiten] Startvorgang
In der Regel erfolgt die Kommunikation zwischen Start und Winde per Telefon oder Funk. Ein übliches Gespräch zwischen diesen Stellen würde lauten: Start: Ein (Flugzeugtyp) (Ein-/oder Doppelsitzig) am ~seil Startklar; Seil anziehen. Winde: Ein (Flugzeugtyp) (Ein-/oder Doppelsitzig) am ~seil ; Seil läuft. Start: Seil straff, Seil fertig. Winde: Straff, Fertig - Windenfahrer leitet Startvorgang ein. Start: frei (Wenn das Flugzeug abgehoben hat) Winde: frei. Start: Seil ab, ende. (Wenn das Flugzeug ausgeklinkt hat) Winde: Seil ab, ende. (Ende des Gesprächs, Windenfahrer zieht das Seil ein)
Wichtig: Es sollte NIE versucht werden, ein Fluggerät mit einem Seil an einer fixen Stelle (z.B. einem Baum) zu befestigen. Durch den 'Lockout-Effekt' besteht Lebensgefahr für den Piloten! Das Fluggerät wird bei zu starker Zugkraft (z.B. durch Windböen verursacht) seitlich ausbrechen und zu Boden stürzen. Fluggeräte wie Gleitschirme oder Hängegleiter sind keine Lenkdrachen und zeigen an einem fixen Seil ein komplett anderes Flugverhalten.
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