Juni 2009 Juli 2009 Juli 2009


Zwanzig “Pilot”-Drachen fliegen Seite an Seite, stabil und gerade.

Übersetzt von Karsten Schneymann [kms]
32qm Pilot

Ja, richtig.

Anleitung für Aufbau und Einstellung von parafoilartigen Leitdrachen

Aber zuerst: Sollten sie Leitdrachen genannt werden, oder eher geringschätzig Hubdrachen?

“Leitdrachen” deutet die führende Funktion des ersten Drachens an, “Hubdrachen” lässt darauf schließen, daß der Drachen darunter nicht nur instabil ist, sondern auch mit der Schwerkraft kämpft.

Vor zwanzig Jahren gab es eine klare Trennung zwischen Drachen und Leinenschmuck, aber zwischen Top-Drachen und den Dingen unter ihnen hat sich mehr und mehr eine symbiotische Verbindung entwickelt. Heute werden Show-Drachen fast nie ohne Top-Drachen geflogen, um das Starten zu erleichtern – und sie können so niedriger geflogen werden, wodurch die optische Wirkung größer ist. Durch einen Drachen über ihnen passten sich diese Show-Drachen zwangsläufig daran an, weiter ihrer publikumswirksamen Rolle gerecht zu werden: Beeindruckende Werke aus Grafik und Bewegung, die durch einen fest zugeordneten, in allen Windverhältnissen stabilen Drachen über ihnen besser vorgeführt werden können.

Leitdrachen oder Hubdrachen also? Es sind einfach nur Namen für einen Teil des Systems, nützliche Wörter wie Arm oder Bein. Entscheiden Sie selbst; einstweilen bleibe ich bei Leitdrachen.

Was also sind wünschenswerte Eigenschaften eines Leitdrachens?

  • Stabil über einen großen Windbereich – ohne Umstellung (Oft kommt leichter Wind auf und wird dann stärker. Es muß zuverlässig vermieden werden, eine komplette Kette herunterziehen zu müssen, um einen zunehmend instabilen Leitdrachen zu trimmen.)
  • Guter Leinenwinkel
  • Große Auftriebsleistung bei leichtem Wind, die aber mit weniger als dem Quadrat der Windgeschwindigkeit zunimmt (Auto De-Power).
  • Preisgünstig, damit das Verlustrisiko die Entscheidung, an schwierigen Plätzen und bei schwierigen Windverhältnissen zu fliegen, nur wenig beeinflusst.
  • Sicherheit: Weicher Aufbau (vorzugsweise stablos) und Tendenz zur Untersteuerung statt zu zerstörerischem Kreiseln, wenn der Wind zu stark wird.
  • Leicht zu starten, mit hoher Eigenstabilisierungsfähigkeit bei Zusammenfalten durch Turbulenzen.
  • So leicht wie möglich (geringeres Gepäckgewicht) – und einfach zu packen.
  • Keine Schwänze oder Schleppanker, die sich verknoten oder insbesondere an anderen Leitdrachen hängen bleiben.

In puncto Sicherheit, Packen und Kosten sind parafoilartige Drachen offensichtlich erste Wahl – und Leinenwinkel, Leichtwindleistung und Auto De-Power sind mittlerweile ähnlich gut wie bei allen anderen Drachentypen. Aber ihre Flugstabilität und die Fähigkeit, dem Zusammenfalten zu widerstehen, entsprechen noch nicht denen von Rokkakus und Parasleds.
Davon ausgehend, daß weitere Entwicklungen vermutlich diese Lücke schließen werden, gilt Folgendes nur für parafoilartige Drachen:

16qm Pilot Der Aufbau parafoilartiger “Pilot”-Drachen erfolgt auf den Grundlagen, die ich in meinen letzten Ausführungen zur Stabilität von Einleinerdrachen beschrieb. “Pilots” sind relativ einfache Drachen, die sich weitgehend vorhersehbar verhalten. Sie reagieren deutlich auf minimalistisches Vorgehen, wodurch grundlegendere Probleme der Stabilität von Einleinern besser beleuchtet werden können. – Der Versuch, Drachen ‘ganzheitlich’ zu verstehen, ist ungefähr so nützlich, wie das Universum verstehen zu wollen – bestenfalls zerstreuende Unterhaltung für Künstler und andere Behinderte.

Die grundlegende Regel für Einleinerstabilität ist, daß der Schwerpunkt des Drachens unterhalb des Punktes wirken muß, an dem seine Auftriebskräfte ansetzen.

Grundsätzlich wahr ist auch, daß aerodynamische Auftriebskräfte Instabilität verursachen, während aerodynamische Zugkräfte stabilisierend wirken. Verstärkung von Zug relativ zu Auftrieb verbessert daher gewöhnlich die Stabilität.

Danach geraten die Dinge etwas durcheinander.

Es ist aber nicht hoffnungslos, wenn man bedenkt, daß das Verstehen der Änderungen, die einen Drachen übersteuern (in Todesspiralen übergehen) oder untersteuern (zur einen oder anderen Seite lehnen und langsam absacken) lassen, schon wesentlich größer geworden ist.

Bei “Pilot”-Parafoils kann man ziemlich genaue Aussagen machen:

  • Abhängig von ihrer Anordnung auf der Längsachse können Kiele Übersteuern verstärken oder vermindern. Grundsätzlich vermindert eine größere Gesamtkielfläche, prozentual an der Auftriebsfläche gemessen, das Übersteuern.
  • Ein höheres Streckungsverhältnis (bei einer rechteckigen Form die Breite relativ zur Länge) verringert Übersteuern.
  • Größere vordere Zellöffnungen reduzieren Übersteuern durch Zugkräfte, die jeglicher Verformung entgegenwirken. Je weiter entfernt vom Rotationszentrum die Zugkräfte arbeiten, umso größer ihre Wirkung beim Vermindern von Übersteuerung. Daher sind Außenzellen besonders für diese Maßnahme geeignet.
  • Größere Wölbung (innerhalb vernünftiger Grenzen) erhöht den Auftrieb insgesamt, erzeugt aber auch gleichermaßen Übersteuern.
  • Anstellwinkel (Waage-Einstellung) – ah ja – ab hier wird's sehr interessant: Das Verändern des Anstellwinkels kann so widersprüchliche Auswirkungen haben, daß es verschiedene Leute, die diese Drachen fliegen, bereits zu verrückten Theorien getrieben hat, manchmal schon fast mit religiöser Absurdität. Der zugrundeliegende Effekt ist leicht zu begreifen, nämlich einfache Aerodynamik:

    Verkleinert man den Anstellwinkel von – sagen wir – 30 Grad (groß) allmählich auf Null, kommt man auf einen Winkel (bei den meisten ‘Foils im “Pilot”-Stil so in etwa bei 5 Grad), an dem Auftrieb in Relation zu Zugkraft (Auftrieb-Zug-Verhältnis) maximal ist. Bei höheren Winkeln werden die Auftriebskräfte größer, doch proportional nehmen die Zugkräfte noch mehr zu. Bei niedrigeren Winkeln als diesem läßt die Zugkraft nach, aber proportional wird auch der Auftrieb kleiner. Wahrscheinlich darum ist ein Drachen am instabilsten, wenn er in diesem optimalen Anstellwinkel fliegt. In diesem Zustand wird eine Übersteuerungsinstabilität entweder durch Verkleinern ODER Vergrößern des Gesamtanstellwinkels verringert.

    Nun stelle man sich vor, Joe hat eine grüne Parafoil, die mit einem höheren als dem optimalen Anstellwinkel fliegt und nach rechts zieht. Verkürzen der hinteren Waageleinen (und/oder Verlängern der vorderen Waageleinen) auf der linken Seite wird sie dann nach links ziehen. Fliegt sie aber mit einem kleineren als dem optimalen Anstellwinkel, wird sie sogar noch weiter nach rechts gezogen. Es kommt noch schlimmer! Abhängig von der Windstärke können Drachen mit größerem oder kleinerem als ihrem optimalen Anstellwinkel fliegen – je stärker der Wind, umso weiter wird die Schleppkante des Drachens nach oben gedrückt, was den Winkel [weiter] verkleinert. Folglich kann das einseitige Ändern des Anstellwinkels eines Drachens, um ihn auszurichten, bei Leichtwind einen gegenteiligen Effekt haben als bei starkem Wind. Somit funktioniert Joes Umstellung an einem Tag wie erwartet, aber nicht am nächsten Tag – was ihn zu der felsenfesten Überzeugung führt: Grüne Drachen ziehen an geraden Kalendertagen nach rechts!

Doch für diese Drachen gibt es ein Tuningsystem, das weitgehend unabhängig vom Anstellwinkel ist, und somit auch von der Windgeschwindigkeit. Hierbei wird die Wölbung einer Seite im Vergleich zur anderen verändert, ohne den Anstellwinkel anzutasten. Verkürzt man z.B. bei einer Parafoil mit drei Waageleinen je Zelle (mit den üblichen Bezeichnungen A, B und C) einseitig bei einer Außenzelle die Leine B, ohne A oder C zu ändern, wird diese Zelle flacher und der Drachen wird zu dieser Seite gezogen. Die Begründung hierfür (Siehe auch oben!): Kleinere Wölbung bedeutet weniger Auftrieb, mehr Zugkraft. Es ist sogar üblich, die Leine B auf der gegenüber​liegenden Seite um das gleiche Maß zu verlängern, denn es verdoppelt die Wirkung (Wölbung auf der schwächeren Seite vergrößern). Die “durchschnittliche” Wölbung des Drachens bleibt erhalten, und somit wird die Stabilität nicht grundlegend beeinflusst.

Verkürzen oder Verlängern aller B's ohne Veränderung an einer der anderen Waageleinen ändert die Wölbung über den ganzen Drachen hinweg und kann somit genutzt werden, um Über- oder Untersteuern zu beeinflussen. Kürzen aller B-Leinen kann sogar einen ansonsten völlig unkontrollierbar übersteuernden Drachen zähmen – doch hier arbeitet man besser mit höheren Zellöffnungen (Leitkante), mit einem größeren Streckungsverhältnis des Drachens, oder zusätzlicher Kielfläche.

Und wie stark sollten B-Waageleinen geändert werden, um die richtigen Einstellungen zu erhalten? Das kommt darauf an... Fliegt ein Drachen bereits fast gerade, machen sich wenige +/- 10mm an einem 8m Standard-PLK-Pilot bereits bemerkbar. Sind bei dieser Drachengröße mehr als +/- 60mm nötig, können die Verformungen so groß sein, daß sie zu einem Strömungsabriss oder zu sogen. Luffs[1] führen. In einem solchen Fall muß man zu anderen Mitteln greifen.



Aber auch die dem luftgefüllten Drachen eigene Steifigkeit setzt diesem Tuningsystem Grenzen. Statt die Wölbung wie erforderlich zu verringern und den Drachen nach links oder rechts zu ziehen, verlieren die Leinen A und/oder C bei einfachen langzelligen Parafoils (wie es “Pilots” gewöhnlich sind) manchmal völlig ihre Spannung, wenn B stark verkürzt wird. Oder, statt die Wölbung durch Verlängern zu vergrößern, hängt Leine B durch und alle Spannung wird durch A und C aufgenommen. In Extremfällen kann gleichzeitiges Kürzen von B und Verlängern von C auf derselben Seite helfen. Reicht selbst das nicht, besteht eine letzte Chance darin, etwa auf halber Länge der Deckseite der gegenüberliegenden Außenzelle, zu deren Seite der Drachen zieht, eine Falte einzunähen. Das verringert die Wölbung der Zelle sogar dann, wenn Änderungen der Waage allein keine ausreichende Wirkung haben.



16qm Pilot Um mal damit anzufangen: Warum überhaupt ziehen Drachen zur einen oder anderen Seite? Warum können sie nicht so hergestellt werden, daß sie von vornherein gerade fliegen?

Sowohl Auftriebs- als auch Zugkräfte nehmen mit dem Quadrat der Windgeschwindigkeit zu. Jedoch das Gewicht eines Drachens, seine aufwärts (abwärts; gleiche Größe) wirkende Kraft, bleibt unverändert und unterliegt schließlich. Sogar ein perfekt symmetrischer Drachen (ein reiner Mythos) kommt einmal an eine Windgeschwindigkeit, bei der er instabil wird, falls es ihn nicht vorher zerreißt. In der realen Drachenwelt beginnen selbst unmessbar kleine Asymmetrien ab ungefähr 60km/h mit ihrem zerstörerischen Werk. Also sind Tuningsysteme notwendig – doch ebenso sinnvoll ist es, während der Herstellung alle offensichtlichen Asymmetrien zu vermeiden.

Die schwerwiegendste ist unterschiedliche Dehnung zwischen oberer und unterer Stofflage während des Nähens. Sie kann durch sorgfältiges Arbeiten vermieden werden, doch gewöhnlich geschieht das nicht. Sogar bei einer gut eingestellten Nähmaschine mit Obertransport sind Unterschiede von 20mm je Meter normal – mehr als genug, um einen Drachen dauerhaft zu verziehen, wenn nicht symmetrisch genäht wird – z.B. Rippen [Profile] IMMER oben und von vorne nach hinten nähen, um Ungleichmäßigkeiten durch Aufbauschen [überschüssiger Stoffmengen] am Saumende zu verhindern.

Eine weitere Asymmetrie liegt an Kett und Schuß des Gewebes, die selten in 90 Grad zueinander liegen. Liegen sie mit 80 Grad zueinander – sogar bei hochwertigem Ripstop ziemlich normal – wird der Drachen nicht korrigierbar verzogen, es sei denn, alle Gewebestücke werden spiegelbildlich zugeschnitten und verarbeitet.

Andere Unregelmäßigkeiten entstehen durch unterschiedliche Streckung von Waageleinen (korrigierbar), Dehnung durch Starkwindfliegen, Schleppen durch Wasser und Herabziehen von Bäumen - irreparabel. Die oben beschriebenen Tuningsysteme helfen grundsätzlich bei den Letztgenannten, sofern nicht auch noch Näh- und Gewebeasymmetrien vorliegen.

Wenn wir uns nun alle bemühen, werden unsere “Pilots” stabil Seite an Seite fliegen, statt daß jeder vierte in einem 30º-Winkel die Leinen der anderen durchschneidet, wie es derzeit geschieht. Dann können wir viel mehr Drachen am Himmel halten, Festival-Organisatoren freuen sich, Kontakte zwischen Fliegern vertiefen sich, und diese Welt wird gleich viel schöner. Mein nächster Newsletter wird ‘Frieden im Mittleren Osten’ heißen.

Peter Lynn,

San Vito lo Capo, Sizilien, 31. Mai 2009


[1] Luff
Der Begriff “Luff” kommt aus dem Bereich des Segelns und bezeichnet die nach vorne gewandte Kante (“leading edge”, Leitkante) eines Segels. “Luff” ist abgeleitet vom Term “luffing”, das den Zustand einer Segelfläche beschreibt, die beidseitig vom Wind umströmt wird und Falten wirft, flattert und schlägt, weil der Anstellwinkel ungünstig ist. “to luff” heißt aber auch “in den Wind gehen; den Bug zum Wind drehen”.
Beim PowerKiting spricht man von “luffing”, wenn die Leitkante des Drachens durch mangelnden Auftrieb bzw. Strömungsabriss zusammenfällt.

Hinweise:
Der Text wurde möglichst nahe am Original übersetzt. Dargestellte Sachverhalte und Formulierungen spiegeln daher nicht die Meinung des Autors der Übersetzung wider. Es wird natürlich kein Anspruch auf alleingültige Richtigkeit der Übersetzung erhoben.
In eckige Klammern [ ] gefasste Wörter und die Begriffserklärung in der Fußnote dienen der Verdeutlichung. Im Originaltext sind diese Einfügungen nicht vorhanden.


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