Drachen / Hängegleiter / Deltasegler

Ein Hängegleiter (auch Drachen oder Deltasegler genannt) ist ein motorloses Luftsportgerät, das leicht genug ist, um von seinem Piloten bei Start und Landung getragen zu werden. Technisch gehören Hängegleiter zu den Flugzeugen. In Deutschland stellen Hängegleiter luftrechtlich eine eigene Ordnung innerhalb der Luftsportgeräte dar. Die noch leichteren Gleitschirme bilden wegen ihrer deutlich unterschiedlichen Konstruktion und Steuerung eine getrennte Kategorie. Hängegleiter mit Motor sind ebenfalls Luftsportgeräte, fallen aber in die Ordnung der Ultraleichtflugzeuge.

Ein typischer Hängegleiter besteht aus einem mit Stoff bespannten Flügel mit etwa 11 m Spannweite, der durch ein stabiles Gestell aus Aluminiumrohren oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff in Form gehalten wird. Der Pilot hängt in einem speziellen Gurtzeug bäuchlings unter der Tragfläche. Da diese Konstruktion auf viele der bei Flugzeugen üblichen Komponenten wie Rumpf, Fahrwerk und Leitwerk verzichtet, wird ein geringes Gewicht von 20-30 kg erreicht. Zum Transport am Boden lässt sich der Flügel zusammen klappen und in einer langen Tasche verpacken.

Für Flüge, die über ein reines Abgleiten vom Start- zum Landeplatz hinausgehen, nutzen Hängegleiter, ähnlich wie Gleitschirme und Segelflugzeuge, dynamische Hangaufwinde und Thermik. Auf diese Weise wurden Flughöhen von über 5000 m und Distanzen von mehr als 700 km erreicht. Streckenflüge von guten Piloten bewegen sich je nach den äußeren Bedingungen typischerweise im Bereich von 25-300 km.

Deltasegler

GESCHiCHTE

Der Aerodynamiker Francis Rogallo entwickelte für die NASA einen zusammenklappbaren Flügel für die Rückkehr von Raumschiffen zur Erde. Dabei wurde ein flexibles Segel von stangenförmigen Trägern gehalten. Der Fahrtwind gab dem losen Tuch ein aerodynamisch wirksames Profil. Obwohl mit diesem Flügel lediglich zwei Vorstudien verwirklicht wurden, inspirierte das Projekt Jahre später den Bau der ersten modernern Hängegleiter. Anhand von in Zeitschriften veröffentlichten Fotos konstruierte der Amerikaner Barry Hill Palmer 1961 einen Flügel nach dem Muster von Rogallo aus Bambus und Cellophan. Er wurde damit zum ersten Drachenflieger. In den Küstenregionen der USA fanden sich weitere Anhänger dieser Luftsportart. Bei diesen frühen Hängegleitern hing der Pilot mit den Oberarmen zwischen parallel angeordneten Stangen, ähnlich wie am Barren beim Geräteturnen. Durch Verlagerung seiner Beine konnte er die Flugrichtung beeinflussen. Die Geschwindigkeit bestimmte er, indem er sich vor oder zurück bewegte.

Erst der Australier John Dickenson führte mit einer zentralen Aufhängung des Piloten und dem dreieckigen Steuerbügel die bis heute verwendete Steuerung ein. Seine Freunde Bill Moyes und Bill Bennett brachten mit Flugshows das Drachenfliegen in fast alle Erdteile. In den USA trafen die Hängegleiter mit der Verwirklichung des Traums vom Fliegen mit einfachsten technischen Mitteln den durch die Hippie-Bewegung bestimmten Geist der Zeit. Im Gegensatz dazu stießen sie damit in Europa zunächst nur auf geringes Medienecho.

Parallel dazu wollten die Brüder Reinhold und Werner Schmidt aus Oberhessen die Tradition von Otto Lilienthals Normalsegelapparat aufleben lassen und haben 1965 die ersten Hüpfer mit selbstkonstruierten Rogallodrachen aus Bambus gewagt. Wolfgang Schwarzbauer segelte ab 1971 von den Bergen rund um den Schliersee in Bayern. Sie taten dies mangels flugrechtlicher Genehmigung fernab der Öffentlichkeit. Als der Kalifornier Mike Harker mit einer spektakulären Aktion von der Zugspitze flog, erwachte das Interesse in den Medien und es fanden sich auch hier neue Anhänger. Mike Harker gründete kurz darauf in der Schweiz und in Deutschland die ersten Drachenflugschulen und wurde damit zur Keimzelle des Drachenfliegens in Europa. Schon 1976 fand die erste offizielle Weltmeisterschaft im Drachenfliegen in Kössen, Österreich, statt.
Durch verbesserte Werkstoffe und ausgefeiltere Technik wurden die Geräte immer leistungsfähiger. Schon bald wurden sie auch mit einem Motor ausgestattet, um unabhängig von Thermik Höhe gewinnen zu können. Daraus entstanden die ersten gewichtskraftgesteuerte Ultraleichtflugzeuge.
 

Fluggeräte

Beim Flugsportgerät 'Hängegleiter' unterscheidet man im Wesentlichen zwischen so genannten Starrflüglern und den klassischen Drachen (auch Flexis genannt).

Klassische Drachen

Diese flexiblen Fluggeräte werden aus Polyester-Tuch und Rohren aus Aluminium oder kohlefaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Das Segel besteht entweder nur aus einem Obersegel (sog. Einfachsegler, als Einstiegsklasse für Anfänger und Gelegenheitsflieger) oder aus Ober- und Untersegel (sog. Doppelsegler, für ambitionierte Piloten, wobei Flugleistung aber auch das Gewicht zunehmen). Die Obersegel werden durch gebogene Segellatten in eine Auftrieb erzeugende Form gebracht, ein bei Doppelseglern vorhandenes Untersegel wird durch gerade Latten gespannt.

Der Nasenwinkel kann bei manchen Geräten vom Pilot im Flug mittels eines Flaschenzuges verändert werden (variable Geometrie, VG), um für das Fliegen in der Thermik und beim Gleiten jeweils optimale Flugeigenschaften zu erreichen (Veränderung der Segelspannung und des Profils).

Für den Transport klappt man den Drachen ähnlich wie einen Regenschirm zusammen, wobei hier die Segellatten vor dem Zusammenklappen entfernt werden müssen. Das Segel bleibt dabei auf dem Gestell und es entsteht eine 5-6m lange Rolle, die üblicherweise auf dem Autodach transportiert wird. Bei Bedarf kann man bei den meisten Drachen ein etwa zwei Meter langes Stück der Flügelrohres abziehen und kann so die Länge auf etwa 4m verkürzen. Einige spezielle Modelle erlauben eine weitere Faltung des Gestänges. Sie erreichen mit 2m Länge ein Packmaß, mit dem der Drachen beim Bergsteigen wie ein Rucksack getragen werden kann.

Turmlose Drachen

Eine Weiterentwicklung der klassischen Drachen sind die Turmlosen Drachen. Der Unterschied dieser Fluggeräte zu den klassischen Drachen besteht darin, dass die Verspannung oberhalb der Tragfläche mit dem zugehörigen Turm fehlt. Der dadurch verringerte Luftwiderstand wirkt sich positiv auf die Gleitleistung und die Vorwärtsgeschwindigkeit aus. Die Funktion der fehlenden Verspannung wird durch eine selbsttragende Konstruktion aus Aluminium oder Carbon übernommen. Die Sicherheit im Sinne von selbstabfangenden Flugeigenschaften wird durch innenliegende oder innenabgespannte Schränkungsanschläge gewährleistet.

Starrflügler

Bei Starrflüglern wird die Tragfläche nicht durch die Tuchspannung zwischen den Flügelrohren in Form gehalten, sondern ist von sich aus stabil. Der dafür notwendige steife Holm besteht oft aus Faserverbundwerkstoffen. Dieses Konstruktionsprinzip erlaubt eine höhere Streckung des Flügels. Die Steuerung dieser Fluggeräte erfolgt durch Störklappen auf der Flügeloberseite, die bei Bedarf einseitig bremsen. Manche Starrflügler verfügen auch über Querruder, die ähnlich wie bei Segelflugzeugen den Auftrieb der jeweiligen Flügelseite beeinflussen. Anders als bei Segelflugzeugen werden Störklappen und Querruder nicht mit einem Steuerknüppel bewegt, sondern über Seilzüge vom Steuerbügel zum Flügel, die gespannt werden, wenn sich der Pilot zur Seite schiebt. Auf diese Weise sind die zur Einleitung einer Kurve nötigen Bewegungen sehr ähnlich zu der Gewichtssteuerung von flexiblen Hängegleitern.

In der Gleitleistung und der Handhabung am Boden sind Starrflügler zwischen klassischen Drachen und Segelflugzeugen angesiedelt. Sie haben gegenüber flexiblen Hängegleitern den Vorteil einer wesentlich besseren Gleitleistung, sind aber beim Transport zur Startstelle umständlicher zu handhaben.

Gleitleistung

Die Gleitzahl von Hängegleitern liegt zwischen etwa 10 und 15 für die flexible Version bzw. bei 16-19 für die Starrflügler. Das heißt in stiller Luft kann ein Hängegleiter für jeweils 100 m Höhe etwa 1-2 km weit gleiten. Damit hat ein solches Sportgerät im Vergleich zu Gleitschirmen in ähnlichen Piloten-Anforderungsklassen eine etwa doppelt so hohe Gleitleistung, liegt aber deutlich unter der von Segelflugzeugen.

Start

Da Hängegleiter über keinen eigenen Antrieb verfügen, können sie nicht wie Flugzeuge aus eigener Kraft von einer ebenen Startbahn aus starten. Es werden unterschiedliche Techniken benutzt, um trotzdem in die Luft zu gelangen.

Hangstart

Beim Hangstart läuft der Pilot mit dem aufgebauten Gerät einen steilen Hang hinab und beschleunigt, bis ihn der Flügel trägt und von den Füßen hebt. Anschließend begibt er sich in die für Hängegleiter charakteristische, liegende Position. Für einen erfolgreichen Start muss der Pilot gegenüber der Luft die Stallgeschwindigkeit von etwa 30 km/h überschreiten. Dabei hilft die Hangneigung, so dass die nötige Startgeschwindigkeit problemlos erreicht werden kann. Ein mäßiger Gegenwind ist ebenfalls hilfreich, während Rückenwind den Start unmöglich macht. Um den Startlauf auf unebenem Gelände und an Hängen mit zu geringer Neigung zu erleichtern, sind in vielen Gebieten Startrampen angelegt. Diese Holzkonstruktionen sind meist etwa 2 m breit und 10-20 m lang.

Windenstart

Bei dieser Starttechnik wird der Hängegleiter wie ein Fesseldrachen an einer Leine empor gezogen. Am höchsten Punkt löst der Pilot die Leine mit einer Klinke und fliegt frei weiter. Die Höhe, in der der Pilot ausklinkt und seinen eigentlichen Flug beginnt, liegt bei einigen hundert Metern. Auf diese Weise kann auch im Flachland ohne Berge gestartet werden. Es werden zwei Varianten des Windenstarts unterschieden. Bei der ersten ist das Seil zu Beginn ganz ausgerollt und wird dann mit einer stationären Aufrollwinde eingeholt. Eine Alternative ist der Start mit einer im Heck eines Autos montierten Abrollwinde. Dabei schleppt das eine gerade Strecke fahrende Auto den Hängegleiter an einem zunächst kurzen Seil. Eine geeignete Mechanik gibt bei genügend Zug das Seil nach und der Hängegleiter kann höher steigen. Im Notfall, wenn die Gefahr besteht, dass das Seil den Hängegleiter zu Boden zieht, kann das Seil gekappt werden. Bei einer in Australien verbreiteten Sonderform verfügt das Schleppfahrzeug über eine große Plattform, auf der der Pilot zunächst steht und mit fährt. Er hebt ab, sobald das Schleppfahrzeug schnell genug ist.

UL-Schlepp

Diese Startvariante ähnelt dem beim Segelfliegen verbreiteten Flugzeugschlepp. Der Hängegleiter wird an einem vergleichsweise kurzen Seil (60 m) hinter einem motorisierten Fluggerät in die Höhe gezogen. In der gewünschten Flughöhe trennt der Hängegleiter wie beim Windenschlepp die Verbindung zum Seil und fliegt frei weiter. Das schleppende Flugzeug darf nicht schneller als die zulässige Geschwindigkeit des Hängegleiters sein. Daher werden besonders langsame Ultraleichtflugzeuge eingesetzt, von denen sich der Name dieser Startart ableitet. Beim eigentlichen Start des Gespanns liegt der Pilot meist in einem dreirädrigen Startwagen, der nach dem Abheben am Boden zurück bleibt. Mit dieser etwas aufwendigeren Startart werden problemlos Höhen von 1000 bis 2000 m über Grund erreicht. Außerdem kann ein geschickter Schlepp-Pilot den Hängegleiter direkt in einen thermischen Aufwind ziehen.

Ballonstart

Um einen Flug in großer Höhe über der Basis der Wolken zu beginnen, kann der Hängegleiter im aufgebauten Zustand unter einem Ballon senkrecht nach oben gezogen werden. Nachdem der Hängegleiter ausgeklinkt ist, verwandelt er schnell den Fall in einen Vorwärtsflug und kann dann zu einem weiten Gleitflug ansetzen. Diese sehr aufwendige und damit teure Startart wurde deswegen für spektakuläre Streckenrekorde wie den Flug über den Ärmelkanal gewählt.

Im Flug

Im Gegensatz zum Flugzeug mit seiner Vielzahl von Klappen wird ein klassischer Hängegleiter durch Gewichtsverlagerung gesteuert, indem sich der Pilot an der Trapezstange relativ zum Flügel in die eine oder andere Richtung schiebt. Man hält sich also nicht an der Trapezstange fest, sondern benutzt sie wie ein Steuerrad.

Geschwindigkeit

Der Pilot ist deutlich schwerer als der Flügel. Seine Position bestimmt daher den Schwerpunkt. Durch die bewegliche Aufhängung kann er die Trimmung des Fluggeräts und damit die Geschwindigkeit beeinflussen. Die Geschwindigkeit des Drachen wird erhöht, wenn man sich an der Trapezstange nach vorne zieht. Dadurch kommt der Drachen nicht nur schneller voran, sondern er sinkt auch schneller. Bei höheren Geschwindigkeiten sinkt er sogar überproportional schneller und der Gleitwinkel wird schlechter. Umgekehrt vermindert sich die Geschwindigkeit, wenn man sich an der Trapezstange nach hinten drückt. Unterhalb einer für das jeweilige Gerät typischen Minimal-Geschwindigkeit (v_min) kommt es zum Strömungsabriss und der Flügel erzeugt nur noch sehr wenig Auftrieb. Er beginnt zu fallen, kippt mit der Nase nach unten und nimmt wieder Geschwindigkeit auf. Anschließend befindet sich das Gerät wieder im regulären Flugzustand.

Richtung

Um eine Links-Kurve zu fliegen, wird die Trapezstange nach rechts gedrückt. Dadurch verlagert der Pilot den Schwerpunkt des Fluggeräts zum linken Flügel. Dieser Flügel senkt sich und der nun schräg in der Luft liegende Drachen leitet eine Kurve ein. Die Umsetzung der Gewichtsverlagerung in eine Schräglage wird durch die flexible Bauweise traditioneller Drachen unterstützt. Das Profil des höher belasteten linken Flügels beult sich auf Kosten des weniger belasteten rechten Flügels aus. Dadurch steht das rechte Profil steiler im Fahrtwind, erzeugt mehr Auftrieb und hebt sich, während der linke Flügel sich senkt.

Durch ihre feste Konstruktion fehlt den Starrflüglern diese Unterstützung des Kurvenflugs. Als Ersatz verfügen viele Modelle über Bremsklappen, die durch eine seitliche Bewegung der Trapezstange den Luftwiderstand eines Flügels erhöhen. Der einseitig erhöhte Widerstand bewirkt dann den gewünschten Kurvenflug.

Oben bleiben

Ein typischer, klassischer Hängegleiter hat eine minimale Sinkrate von etwa 1 m/s. Das heißt, aus 300 m Höhe ist er in ruhiger Luft nach fünf Minuten wieder am Boden. Wenn die Luft nicht ruhig ist, besteht die Möglichkeit, diese Zeit zu verlängern. Der Trick besteht darin, dort zu fliegen, wo die Luft mit mehr als 1 m/s nach oben steigt. Dies ist zum Beispiel an Küsten-Dünen der Fall, die vom Seewind quer überstrichen werden. Direkt vor der Düne strömt die Luft schräg nach oben. In einem schmalen Bereich vor einer ausreichend hohen Düne bei ausreichend starkem Wind sinkt ein Hängegleiter nicht zu Boden, sondern steigt sogar. Mit lang gezogenen achtförmigen Flugbewegungen kann er sich dadurch so lange in der Luft halten, wie der Wind weht. Diese Soaring genannte Technik wurde schon früh an den Küsten von Hawaii und Kalifornien genutzt.

Eine anderer für Hängegleiter nutzbarer Aufwind tritt auf, wenn die Sonne den Boden erhitzt und dieser seine Wärme an die Luft abgibt. Die aufsteigende, erwärmte Luft hat die Tendenz sich wie ein Fluss zu sammeln und an bestimmten Stellen in größerem Maßstab nach oben zu strömen. Die Herausforderung für den Piloten besteht nun darin, diese Thermik zu finden und sich anschließend in engen Kreisen von ihr nach oben tragen zu lassen.

Naturgemäß ist ein Aufwind als solcher unsichtbar; Merkmale am Boden oder Wolken geben nur unzuverlässige Hinweise auf seine Position. Selbst wenn man sich bereits in einem thermischen Aufwind befindet und steigt, ist dies in einigen hundert Metern Höhe nicht leicht erkennbar. Daher verwenden viele Piloten ein Vario genanntes Instrument, das die momentane Steig- oder Sinkgeschwindigkeit misst. Parallel zu einer optischen Anzeige gibt es den aktuellen Messwert durch die Tonhöhe eines deutlich hörbaren Piepen an. Der Drachenpilot fliegt also nach Gehör, um sich in den Regionen mit dem besten Auftrieb zu halten. Ein guter Pilot kann sich auf diese Weise bei günstigen Wetterbedingungen beliebig lange in der Luft halten. Erst wenn die Sonne untergeht und damit die Energiequelle für die Thermik fehlt, muss er zur Landung ansetzen.

Landung

Ähnlich wie beim Start wird auch die Landung gegen den Wind ausgeführt, um die Geschwindigkeit gegenüber dem Boden möglichst gering zu halten. Damit der Hängegleiter weder über die Landewiese hinausschießt noch zu früh den Boden erreicht, wird meist eine U-förmige Landevolte geflogen. Dieses Manöver kann nach Bedarf abgekürzt oder verlängert werden.

Eine ideale Landung mit einem Hängegleiter erfolgt stehend, wie bei einem Vogel. Dazu wird kurz vor Erreichen des Bodens bei niedriger Geschwindigkeit gezielt ein Strömungsabriss herbeigeführt, indem man den Drachen am Trapez maximal nach vorne drückt. Der auf diese Weise steil in die Luft gestellte Flügel bremst die Restgeschwindigkeit auf Null herab und der Pilot steht am Boden. Eine weniger elegante Alternative ist die mit Flugzeuglandungen vergleichbare liegende Landung. Dabei rollt der Drachen auf zwei an der Trapezstange angebrachten Rädern aus und der Pilot bremst mit dem Gurtzeug über den Boden schleifend.

Eine eindrucksvolle Variante der Landung besteht darin, die Hangneigung für die Verringerung der Geschwindigkeit auszunutzen. Dazu fliegt der Pilot mit hoher Geschwindigkeit und mit dem Wind auf eine steile Wiese zu. Erst kurz vor dem Hang drückt er den Steuerbügel nach vorn. Als Reaktion steigt er parallel zum Hang nach oben und wird dabei langsamer. Am höchsten Punkt würde der Flügel in freier Luft nach vorne kippen und nach unten beschleunigen. Stattdessen setzt der Pilot stehend auf der Wiese auf. Wegen des abrupten Halts auf einem steilen Wiesenstück wird diese Technik Fly on the Wall genannt.

Manche Hängegleiter verfügen über Landeklappen, die die Minimal-Geschwindigkeit, bei der das Gerät fliegen kann, herabsetzen und so die Landung vereinfachen. Insbesondere Starrflügler sind mit dieser Technik ausgerüstet. Eine weitere Hilfe, die von einigen Piloten genutzt wird, ist ein wenige m² großer Bremsschirm, der den Anflugwinkel steiler macht.

Tandemflug

Ein Hängegleiter kann je nach Auslegung einen zusätzlichen Passagier tragen. Ein Flug mit Passagier wird Tandemflug genannt. Der Passagier hängt neben oder über dem Piloten unter der Tragfläche. Er macht damit automatisch die gleichen Steuerbewegungen wie der Pilot. Wegen der zusätzlichen Verantwortung für den Passagier ist für den Piloten eine spezieller Tandemflugschein erforderlich. Der Hängegleiter muss für das höhere Abfluggewicht zugelassen sein. Viele Flugschulen und manche Amateurpiloten bieten Tandemflüge gegen Bezahlung an.

Seit 2003 sind in Deutschland Tandemflüge zur Schulung zugelassen. Der Schüler wird dazu in die untere Position eingehängt, der Lehrer darüber. Auf diese Weise ist für den Schüler die Situation bis auf das höhere zu bewegende Gewicht ähnlich wie beim Alleinflug. Der Lehrer kann aus seiner erhöhten Lage jederzeit eingreifen und die Kontrolle über den Drachen übernehmen. Beispielsweise steuert er bei den ersten Flügen den Drachen während Start und Landung. Außerdem kann er wie in der wie Ausbildung zum Motor- oder Segelflug direkt mit dem Schüler kommunizieren. Diese Variante der Schulung ist recht aufwendig, führt aber zu schnellen Fortschritten der Schüler, die bereits von Beginn an alle relevanten Phasen eines Fluges erleben  können.