Att efterlikna fåglarnas flykt

”Jag vill flyga såsom fågeln, sväva under den blå himlen och vidröra de vita molnen.” Är detta fantasier från svunna dagar? Kanske. Människans dröm om att kunna flyga går tillbaka till den gamla grekiska myten om uppfinnaren Daidalos. Han förfärdigade vingar av fjädrar och vax, med hjälp av vilka han och hans son Ikaros kunde flyga som fåglar. Men på grund av att solens hetta smälte vingarna störtade Ikaros och slog ihjäl sig.

Från ”Vakna!”:s korrespondent i Japan

ÅR 1680 upptäckte man emellertid det omöjliga i att flyga på detta sätt. Den italienske matematikern Giovanni A. Borellis beräkningar visade att om människan skulle lita på sin armstyrka för att flyga som en fågel, skulle hon aldrig kunna lyfta från marken.

Det var inte förrän år 1783 som två fransmän kunde njuta av att se jorden i fågelperspektiv. De färdades över Paris i en tygballong. Många år senare ledde experiment med drakar och segelflygplan till motorflygplanets underverk.

I dag är det vanligt att jetplan fraktar nästan 500 passagerare eller 90 ton last och färdas med omkring 1.000 kilometer i timmen. Man har satt hastighetsrekord som överstigit 3.000 kilometer i timmen och gjort nonstopflygningar på över 15.000 kilometer. Även om många är förundrade över dessa framsteg inom flygningen, finner andra stor glädje och förnöjelse i att flyga ljudlöst och med låg fart på 600 till 900 meters höjd. Detta är segelflygningens värld.

Hur man använder segelflygplan

Segelflygplan användes först för flygexperiment och har sedan utnyttjats för träning, transporter, tävlingar, forskning och sport. Segelflygsporten är mycket populär i USA, Tyskland och Australien, där rekord i segelflyg har satts. Höjdvärldsrekordet är till exempel 14.102 meter och sattes år 1961 i USA; längdrekordet utan mellanlandning lyder på 1.460,8 kilometer och uppnåddes i Tyskland; och hastighetsrekordet runt en triangulär bana på 500 kilometer uppnåddes i Australien och lyder på 140,7 kilometer i timmen.

I Japan finns det närmare 3.000 segelflygentusiaster, av vilka hälften är studerande. Enligt en tidningsartikel från år 1975 tränade två erfarna piloter för att kunna starta ett segelflygplan av avancerad modell från toppen av det 3.776 meter höga berget Fuji för att flyga över Stilla havet. En del tror att om man kunde föra med sig tillräckligt med syrgas och mat och om man kunde nå tillräckligt högt, skulle det teoretiskt sett vara möjligt att flyga över Stilla havet. Man har emellertid övergett planerna på en sådan flygning. Eftersom regeringen begränsat flyghöjden till omkring 450 meter, sätts inga världsrekord här. Inte desto mindre fortsätter man att göra övnings- och nöjesflygningar vid segelflygplatsen i Kambara, ett litet fiskeläge som ligger inbäddat mellan bergen och havet nära foten av berget Fuji. Skulle du i fantasin vilja förflytta dig till denna segelflygplats och ta reda på hur dessa motorlösa plan fortsätter att vara det närmaste människan kan komma i fråga om att efterlikna fåglarna?

Ett besök vid segelflygplatsen

När vi första gången tittar in i hangaren, ser vi två enmotoriga flygplan, som används för att dra upp segelflygplanen i luften, och två motorsegelflygplan, som vart och ett har en liten 25-hästkrafters motor som kan stängas av när planet bärs upp av luften. Var finns de andra segelflygplanen? Vi sträcker oss fram, när andra våningens dörrar öppnas och vi kan se planen uppställda där inne. På grund av att de bara väger 250 till 350 kilo vardera kan de lyftas upp och sänkas ner till marken med hjälp av hissanordningar. De dras till startbanan för hand. För någon som är van vid larmet och jäktet på en modern storstadsflygplats kanske denna segelflygplats inte verkar alltför imponerande. Den smala startbanan är grusbelagd, och radiotornet är uppbyggt på taket av en bil som körs till startplatsområdet. Men det spännande ögonblicket då man beger sig upp i luften, precis som fåglarna, inger minst samma känsla, på grund av att man njuter av segelflygningens spänningsmoment under tystnad.

När vi ser oss omkring lägger vi märke till segelflygplan av olika form. En del ser ganska klumpiga ut, medan andra är glatta, jämna och mjukt strömlinjeformade. Vad är förklaringen till skillnaderna? De enklaste segelflygplanen är rätt och slätt glidflygplan. De har större vingytor, men deras form och vikt gör att de bara kan glida tillbaka till jorden när de en gång har släppt kontakten med bogseringsplanet. De högvärdiga segelflygplanen är emellertid gjorda för att kunna segla och stiga högre och högre. Det betyder att de kan utnyttja bergssluttningarnas uppvindar såväl som stigande pelare av varm luft, så kallad termik, för att vinna höjd. Det är denna typ av segelflygplan som kan tillryggalägga långa sträckor och förbli i luften flera timmar åt gången.

Vad är det då som gör det möjligt för dessa människogjorda fåglar att sväva i skyn? Kunskap om flygningens grundläggande principer kommer att hjälpa oss att förstå.

Hur flygningens principer påverkar segelflygplan

Det finns fyra krafter som påverkar ett flygplan i luften: 1) Tyngdkraften (den naturliga kraft som verkar på planets vikt, så att det dras mot marken), 2) lyftkraften (motsatsen till tyngdkraften och som blir en följd av vingarnas utformning eller uppgående luftströmmar), 3) bromskraften (luftmotståndet som hindrar rörelsen framåt), 4) drivkraften (den framåtriktade kraften för att övervinna luftmotståndet och driva planet framåt). För att segelflygplanet skall lyfta från marken får planet den erforderliga initialkraften antingen genom att det dras av en bil eller ett flygplan eller genom att det dras med en vinsch och kabel vid slutet av startbanan. Så snart som planet är avskilt från denna kraftkälla motverkar lyftkraften och planets aerodynamiska utformning tyngdkraften och luftmotståndet och håller planet i luften. Lyftkraften åstadkoms genom 1) vingarnas svängda utformning och 2) de stigande luftströmmarna.

Genom att studera fågelvingarnas form kom människan att upptäcka att den svängda utformningen var det som åstadkom lyftkraften. Vad är det då som man måste tänka på när man konstruerar en vinge? Vingens undre yta är plan och den övre ytan böjd och smalnar av mot den bakre kanten. När ett segelflygplan står stilla, är lufttrycket på vingens över- och undersida lika starkt. Men när det rör sig framåt, är det bara lufttrycket på vingens undersida som förblir detsamma. Luften som rör sig över vingens böjda yta måste tillryggalägga en större sträcka på samma tid som det tar för luften att passera vingens undersida. Luften som passerar på översidan rör sig därför snabbare och tunnas ut, vilket gör att trycket faller. Precis som luft med högt tryck försöker fylla tomrummet i ett lågtrycksområde, försöker luften under vingen att ta sig till området med lågt lufttryck ovanför vingen. Men vingen är i vägen, och resultatet blir en lyftkraft som kommer att befinna sig på vingens undersida.

Det finns också naturliga uppvindar som segelflygplanet kan segla på. Om planet är lätt och bra utformat, behövs det inte mycket uppvind för att hålla det i luften. Vind som söker sig uppför kullar eller berg (hangvind) kan åstadkomma lyftkraft, precis som de luftströmmar (s. k. lävågor) som uppkommer på läsidan av höga berg. Om kall, tung luft rör sig in i ett varmluftsområde, tvingas den varmare luften uppåt, och dessa ”frontuppvindar” kan utnyttjas som lyftkraft. Vissa landytor, som upplöjda åkrar eller städernas asfalt och betong, magasinerar solens värme och får den varma luften att stiga. Segelflygplanens piloter håller utkik efter cirklande fåglar eller stackmoln. Dessa anger nämligen ofta att det finns ”termik”. Genom att cirkla i termikblåsan vinner piloten höjd och kan sedan bege sig av i en annan riktning för att leta efter ytterligare uppvindar.

Hur man flyger ett segelflygplan

Men vad är det som gör att segelflygplanet går att styra? Hur kan piloten manövrera sitt plan? Ett segelflygplan rör sig i tre dimensioner: 1) kring tväraxeln i loopingplanet, 2) kring längdaxeln i rollplanet och 3) kring lodaxeln i girplanet. Höjdnivån regleras av ”höjdrodren”, som sitter på bakkanten av stjärtpartiets horisontella del. Rollmanövern utförs med skevrodren, som sitter på yttervingarnas bakkanter. För att få planet att rotera åt vänster höjs det vänstra skevrodret, och det högra sänks. För att få planet att rotera åt höger får man göra precis tvärtom. För att kunna gira åt vänster eller åt höger används sidrodret, som sitter på den vertikala stjärtfenan.

Detta låter kanske invecklat, men om man tar en titt på segelflygplanets sittbrunn, ser man att operationen är ganska enkel. Med en golvspak kan man reglera planets höjd och manöver i roll. Om man för spaken framåt, tippar nosen framåt. Drar man den bakåt, blir det motsatt verkan, och planet börjar stiga. Om spaken förs åt vänster, sjunker vänstervingen och påbörjar en rollmanöver åt vänster. Och för man den åt höger, påverkas skevrodren att röra sig i motsatt riktning, och planet gör en roll åt höger. Två pedaler kontrollerar sidrodrets rörelser åt vänster och höger. Om man trycker på den vänstra, svänger segelflygplanet åt vänster; trycker man på den högra rör det sig åt höger. För att få flygplanet att vända åt vänster eller höger fordras en kombination av en rollmanöver och en sidroderrörelse i den riktning man önskar flyga.

I sittbrunnen ser vi också ett handtag för att lösgöra startlinan, och där finns också en spak som kontrollerar vingklaffar och dykbromsar. Vingklaffarna sitter på vingens bakre kant närmast flygkroppen och kan fällas ner för att reducera farten under landningen. Dykbromsarna används också i samband med landningen men höjer sig uppåt och sitter mitt på vingarnas översida. Ett segelflygplan har förhållandevis få instrument. Det finns en hastighetsmätare, en höjdmätare, en kompass och en variometer (som visar hur snabbt flygplanet stiger eller sjunker). De flesta segelflygplan är också utrustade med en liten radio.

Hur tryggt är det att segelflyga?

Under de senaste åren har intresset för segelflygning ökat, i synnerhet för de förhållandevis billiga, drakliknande hängglidarna. En del av segelflygplanspiloterna som vi talade med påpekade snabbt skillnaden mellan segelflygplan och hängglidare. En pilot med över 30 års erfarenhet framhöll att han inte kunde rekommendera hängflyg eller drakflygning på grund av de stora riskerna. Han förklarade att på grund av att dessa glidare saknar stabilitet och kontrolleras enbart genom pilotens kroppsrörelser, är det svårt att återvinna kontrollen när man en gång förlorat den. Hängglidarna är därför sårbara för plötsliga vindkast och för pilotens oförmåga eller oerfarenhet. Det råder ingen tvekan om att detta fortsätter att bidra till att många sådana flygare störtar.

Hur är det med de högvärdiga segelflygplanen? Hur säkra är de? Segelflygplanets form och att de är lätta att kontrollera bidrar till säkerheten. Vid en gratis endagskurs i segelflygning, som Shizuoka flygsällskap i Japan bekostade, berättade man för oss att om någon förlorar kontrollen över ett segelflygplan, är troligen det bästa han kan göra att släppa spaken och låta planet självt återvinna balansen, eftersom det är utformat för att kunna göra det. Flygsällskapets ordförande nämnde också att han kände sig säkrare i ett segelflygplan än då han körde sin bil till segelflygplatsen. Segelflygare anser att segelflygplan är säkrare än motordrivna flygplan, på grund av att de inte är beroende av en motor, som kan strejka. Naturligtvis måste en pilot, som har kommit alltför långt hemifrån och inte hittar några uppvindar, leta efter ett jämnt, öppet område som han kan landa på. Segelflygarens möjligheter att nå tillbaka till flygplatsen beror på planets glidtal, som visar hur långt planet kan gå framåt medan det sjunker en meter. Många segelflygplan rör sig framåt 30 meter för varje meter som de förlorar i höjd. En del segelflygplan har ett glidtal på över 1 till 50, medan motorflygplan kan ha ett glidtal på bara 1 till 10.

Segelflygplanspiloter får lektioner och måste förvärva en licens innan de får flyga ensamma. Dessutom bidrar gott omdöme till segelflygningens säkerhet. När vi besökte segelflygplatsen, var en tyfon i annalkande, och när vinden ökade märkbart, stoppades flygningen för dagen. Även om segelflygningen är förhållandevis säker, finns det naturligtvis vissa risker, som fallet är med all flygning. Det föreligger alltid risker i samband med svagheter i materialet, den mänskliga faktorn eller oförutsedda händelser. Det är sådant man måste överväga, om man funderar på att börja segelflyga.

Reflexioner över vårt besök

Det har varit trevligt att se dessa ”fåglar” av glasfiber och metall, när de kastar sina skuggor på marken. Det är också intressant att efter 70 års flygtekniska framgångar se hur människan fortfarande finner nöje i att flyga utan motor, som fallet var i flygets anspråkslösa begynnelse.

Vi har också lärt oss ödmjukhet, då vi har sett hur människan kan lära av fåglarna. Utformningen av segelflygplanets vingar är ingenting annat än en imitation av fågelvingen. När vi ser mot himlen och lägger märke till att segelflygplanet utnyttjar samma termikblåsa som fem vråkar, får vi en stark känsla av att människan fortfarande har mycket att lära, när det gäller att efterlikna fåglarnas flykt.

[Tabell på sidan 19]

(För formaterad text, se publikationen)

MANÖVER I ROLL

Utförs med skevrodren

MANÖVER I GIRLED

Utförs med sidrodret

MANÖVER I HÖJDLED

Utförs med höjdrodren

Sidroder

Vingklaff

Höjdroder

Dykbroms

Skevroder

SITTBRUNN

Instrument

”Tänk om jag hade vingar som duvan, så att jag kunde flyga bort och vila! Jag skulle flytta till öknarna långt borta och stanna där. Jag skulle fly till ett skydd undan denna storm.” — Ps. 55:7—9, Levande Bibeln.