Drachenflieger

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Hintergrund

Ein Hängegleiter ist ein antriebsloses Fluggerät, das schwerer als Luft ist, um einen menschlichen Passagier zu befördern, der unter seinem Segel hängt. Im Gegensatz zu anderen Segelflugzeugen, die antriebslosen Flugzeugen ähneln, sehen Hängegleiter wie große Drachen aus. Andere Segelflugzeuge werden normalerweise von einem Auto oder einem Flugzeug geschleppt oder auf andere Weise vom Boden in die Luft geschossen. Drachenflieger hingegen werden in der Regel von einem hohen Punkt gestartet und zu einem tieferen Punkt abdriften.

Verlauf

Seit mindestens tausend Jahren versucht der Mensch mit drachengleiterähnlichen Geräten zu fliegen. Oliver of Malmesbury, ein englischer Mönch, soll im Jahr 1020 von einem Turm mit Flügeln aus Stoff gesprungen sein. Er soll etwa 180 m geglitten sein, bevor er landete und sich beide Beine brach. Ähnliche Kurzflüge sollen im 11. Jahrhundert in Konstantinopel und 1498 in Italien durchgeführt worden sein. Der italienische Künstler und Wissenschaftler Leonardo da Vinci fertigte detaillierte Skizzen verschiedener Flugmaschinen an, die jedoch nie gebaut wurden.

Die moderne Geschichte des Segelflugs beginnt mit dem englischen Erfinder Sir George Cayley. Bis 1799 hatte Cayley die Grundkonstruktion für Segelflugzeuge etabliert, die noch heute verwendet wird. 1804 flog er sein erstes erfolgreiches Segelflugzeug. Im Jahr 1853 gelang Cayley der erste erfolgreiche menschliche Segelflug mit einem Gerät, das seinen Kutscher mehrere hundert Fuß trug.

Der nächste bedeutende Pionier der Segelflugzeugforschung war der deutsche Erfinder Otto Lilienthal. In den 1890er Jahren baute Lilienthal 18 Segelflugzeuge, die er selbst flog. Er führte auch detaillierte Aufzeichnungen über seine Arbeit und beeinflusste spätere Erfinder. Nach mehr als zweitausend erfolgreichen Flügen kam Lilienthal 1896 bei einem Absturz ums Leben.

Inspiriert von Lilienthal unternahmen der amerikanische Ingenieur Octave Chanute und seine Assistenten um die Jahrhundertwende etwa zweitausend Segelflüge von Sanddünen am Ufer des Michigansees. Chanutes Arbeit hatte einen wichtigen Einfluss auf Orville und Wilbur Wright, die bald darauf den Motorflug erfanden. Die rasante Entwicklung des Motorfluges im 20. Jahrhundert führte bis nach dem Zweiten Weltkrieg zu einem geringeren Interesse an Segelflugzeugen. Zu dieser Zeit wurden leichte, glatte Flügel aus Fiberglas für Segelflugzeuge entwickelt.

Die wichtigste Innovation in der Entwicklung des Hängegleiters stammt von den amerikanischen Erfindern Gertrude und Francis Rogallo. 1948 meldeten die Rogallos ein Patent für einen flexiblen Drachen an, der als Para-Wing bezeichnet wird. Im Gegensatz zu anderen Drachen hatte das Rogallo-Design keine starren Stützen. Stattdessen blieb es schlaff, bis es durch den Flugwind eine feste, aber vorübergehende Form erhielt. Die Entwicklung von Mylar, einem extrem leichten, starken Kunststoff, hat die Leistung des Rogallo-Drachens verbessert.

In den späten 1950er Jahren interessierte sich die Regierung der Vereinigten Staaten für das Rogallo-Design für den Einsatz in Fallschirmen, die Raumschiffe zur Erde zurückbringen sollten. Es wurden auch Experimente zum Bau großer angetriebener Rogallo-Drachen für den militärischen Transport gemacht. Inspiriert von Berichten über diese Experimente baute der amerikanische Ingenieur Thomas Purcell 1961 einen 4,9 m breiten Rogallo-Segelflugzeug mit einem Aluminiumrahmen, Rädern, einem Sitz zur Aufnahme eines Passagiers und einfachen Steuerstangen. Dies war der erste echte Hang Segelflugzeug. Frühe Hängegleiter wurden 1961 von Barry Hill Palmer in den Vereinigten Staaten aus Bambus und 1963 von John Dickenson in Australien aus Aluminium gebaut.

Obwohl die Regierung der Vereinigten Staaten 1967 die Verwendung des Rogallo-Designs für Raumfahrzeug-Fallschirme aufgab, wurden in den 1970er Jahren Hängegleiter mit dem gleichen Design populär. 1971 wurde die United States Hang Gliding Association gegründet. Während Kalifornien der beliebteste Ort für Drachenflieger des Westens ist, behauptet Dunlap, Tennessee, dank seiner Lage hoch oben auf dem Cumberland Plateau die Hauptstadt der Drachenflieger im Osten der Vereinigten Staaten zu sein. In den nächsten Jahren wurde das Drachenfliegen weniger zu einer gefährlichen Modeerscheinung und mehr zu einem ernsthaften Sport. 1995 wurden sieben Todesfälle beim Drachenfliegen gemeldet, verglichen mit 40 im Jahr 1974.

Rohstoffe

Ein Hängegleiter besteht aus einem Flügel, einem Rahmen, Kabeln und Gegenständen, die diese Teile an Ort und Stelle halten. Der Flügel, auch Segel genannt, besteht aus einem starken, leichten Kunststoff. Normalerweise wird ein Polyestertuch verwendet. Polyester sind Polymere – sie sind große Moleküle, die durch die Verknüpfung vieler kleiner Moleküle hergestellt werden. Polyester werden normalerweise von Ethylenglykol und Terephthalsäure oder ähnlichen Chemikalien abgeleitet. Der gebräuchlichste Polyester zur Verwendung bei der Herstellung von Hängegleitern ist Polyethylenterephthalat, bekannt unter dem Handelsnamen Dacron.

Der Rahmen eines Hängegleiters, auch Flugzeugzelle genannt, besteht aus einer Legierung aus Aluminium und anderen Metallen wie Magnesium, Zink und Kupfer. Die Seile und die Teile, die den Hängegleiter zusammenhalten, sind aus Edelstahl. Edelstahl ist eine Legierung aus Eisen, einer geringen Menge Kohlenstoff und 12-18% Chrom.

Samuel Langley

Samuel Langley wurde 1834 in Roxbury, Massachusetts, geboren. Schon als Kind interessierte sich Langley für das Studium der Sterne und wurde, obwohl er nie das College besuchte, Professor für Astronomie und Physik. Langley leistete viele Beiträge zur Astronomie, einer der bedeutendsten war die Erfindung des Bolometers – eines Instruments, das elektromagnetische Strahlung erkennen und messen kann.

Während seiner Tätigkeit als Sekretär des Smithsonian Institute entwickelte Langley ein Interesse an der Luftfahrt und erhielt einen Zuschuss von 50.000 US-Dollar vom Kriegsministerium der Vereinigten Staaten, um die Möglichkeit des bemannten Fluges zu untersuchen. Er begann mit dem Bau großer, dampfbetriebener Modelle eines Flugzeugs, das er Aerodrome nannte ohne sich die Zeit zu nehmen, seine Theorien zuerst an Segelflugzeugen zu testen. Bis 1891 hatte er mit dem Bau des Flugplatzes . begonnen Modelle, die vom Dach eines Hausbootes katapultiert werden sollten. Die ersten fünf Modelle scheiterten, aber sein Modell von 1896 flog mehr als eine halbe Meile. Später in diesem Jahr blieb einer fast zwei Minuten lang in der Luft.

Schließlich, am 7. Oktober 1903, war Langley bereit, seinen ersten Flugplatz . in Originalgröße zu fliegen von einem Hausboot im Potomac River. Unter Anwesenheit der Presse wurde die Maschine zu Wasser gelassen und stürzte prompt in den Fluss. Langley behauptete, der Startmechanismus sei fehlerhaft, aber weitere Versuche führten zu den gleichen Ergebnissen, und seine Finanzierung war bald aufgebraucht. Nur wenige Monate später gelang Orville und Wilbur Wright der erste Motorflug in Kitty Hawk, North Carolina. Bis zu seinem Tod im Jahr 1907 behauptete Langley, dass er den Ruhm erlangt hätte, der den Wright-Brüdern zugesprochen wurde, wenn sein Vermögen nicht durch Unfälle aufgebraucht wäre. Einige Jahre nach Langleys Tod gelang es Experimentatoren, seinen Flugplatz zu fliegen, nachdem ein stärkerer Motor daran angebracht worden war. Heute ist die Langley Air Force Base in Virginia nach diesem Luftfahrtpionier benannt.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Polyestergewebe herstellen

• 1 Wie viele Kunststoffe werden Polyester aus Chemikalien hergestellt, die aus Erdöl gewonnen werden. Im Allgemeinen werden diese Chemikalien durch Erhitzen des Erdöls mit einem Katalysator gewonnen, ein Verfahren, das als Cracken bekannt ist. Das resultierende Ein Hängegleiter besteht aus einem Flügel, einem Rahmen, Kabeln und Gegenständen, die diese Teile an Ort und Stelle halten. Der Flügel, auch Segel genannt, besteht aus einem starken, leichten Kunststoff. Der Rahmen eines Hängegleiters, auch Flugzeugzelle genannt, besteht aus einer Legierung aus Aluminium und anderen Metallen wie Magnesium, Zink und Kupfer. Anschließend werden die Stoffe getrennt und verschiedenen chemischen Reaktionen unterzogen, um die gewünschten Chemikalien zu erhalten.
• 2 Polyethylenterephthalat wird hergestellt, indem Ethylenglycol mit Terephthalsäure oder mit Dimethylterephthalat kombiniert wird. Anschließend wird es erhitzt, bis es flüssig ist. Das geschmolzene Polymer wird durch eine Vorrichtung gesprüht, die viele kleine Löcher enthält, die als Spinndüsen bekannt sind. Wenn der flüssige Kunststoff austritt, kühlt er zu langen, dann festen Fäden ab. Die Filamente werden zu Garn zusammengewickelt. Das Garn wird dann bei erhöhter Temperatur auf etwa das Fünffache seiner ursprünglichen Länge gestreckt, um seine Festigkeit zu erhöhen. Das verstärkte Garn wird dann zu Stoff gewebt und mit leuchtenden Farben gefärbt. Dieses Tuch wird dann auf große Rollen gerollt und an den Hängegleiterhersteller versandt.

Den Flügel herstellen

• 3 Rollen aus Polyestergewebe sind in der Regel 54 Zoll (137 cm) breit und 100-300 yd (91,4-274,3 m) lang. Stoff wird nach Bedarf von der Rolle abgeschnitten und auf einen X-Y-Schneider gelegt. Dieses Gerät ist ein flacher Tisch, typischerweise 40 Fuß (12,2 m) lang und 5 Fuß (1,5 m) breit, mit zahlreichen kleinen Löchern in der Oberfläche. Wenn das Tuch auf den Schneider gelegt wird, wird es durch Unterdruck flach gegen die Löcher gezogen. Ein System aus Zahnrädern, Riemen und Schienen trägt eine scharfe Klinge horizontal (die "X"-Richtung) und vertikal (die "Y"-Richtung) über den Tisch. Ein Computer steuert die Bewegung der Klinge so, dass komplexe Formen bis auf ein Tausendstel Zoll (0,0025 cm) geschnitten werden können.
• 4 Die abgeschnittenen Stoffstücke, die in die Hunderte gehen können, werden markiert, damit sie richtig zueinander ausgerichtet werden können. Anschließend werden sie auf Industrienähmaschinen zusammengenäht. Der Vorgang wird mit den Stoffstücken unterschiedlicher Form und Farbe wiederholt, bis der Flügel geformt ist.

Rahmen herstellen

• 5 Rohre aus Aluminiumlegierung, typischerweise 1,5 Zoll (3,8 cm) im Durchmesser und 10-20 Fuß (3-6 m) lang, werden beim Hersteller des Hängegleiters geliefert. Die Rohre werden nach Bedarf mit elektrischen Sägen geschnitten. Elektrische Bohrmaschinen werden dann verwendet, um Löcher zu formen, in denen der Rahmen zusammengehalten wird.
• 6 Edelstahlkabel kommen beim Drachenfliegerhersteller in großen Spulen an, die normalerweise 1.524 m des Kabels fassen. Das Kabel wird nach Bedarf mit einer großen, scharfen Zange abgeschnitten.
• 7 Kabel und Schläuche werden von Hand zum Rahmen montiert. Schrauben und Muttern aus Edelstahl werden verwendet, um die Teile an Ort und Stelle zu halten.

Montage des Hängegleiters

• 8 Das Segel und der Rahmen werden zusammen befestigt. Nach vollständiger Montage, Inspektion und Prüfung wird der Hängegleiter teilweise zerlegt, um Lagerung und Transport zu erleichtern. Der zerlegte Hängegleiter wird in einen zylindrischen Behälter gelegt und an den Einzelhändler oder Verbraucher versandt.

  Kabel und Rohre werden von Hand zum Rahmen zusammengebaut. Schrauben und Muttern aus Edelstahl werden verwendet, um die Teile an Ort und Stelle zu halten.

Qualitätskontrolle

Da Drachenfliegen eine gefährliche Aktivität ist, ist es wichtig, sicherzustellen, dass die verwendete Ausrüstung so sicher wie möglich ist. Hersteller müssen die von der Bundesregierung unter Aufsicht der Federal Aviation Administration (FAA) festgelegten Anforderungen an zivile und/oder militärische Luftfahrtausrüstung erfüllen. Vor Beginn der Fertigung prüft der Drachenflieger alle Rohstoffe. Das Aluminiumrohr muss gerade und frei von Dellen sein. Das Edelstahlseil muss frei von sichtbaren Fehlern sein. Das Polyestertuch muss richtig gewebt und frei von Löchern sein. Zugprüfmaschinen messen die Stofffestigkeit und die Luftmenge, die durch den Stoff strömen kann.

Der wichtigste Teil des Herstellungsprozesses ist die Herstellung des Flügels. Bei jedem Schritt des Verfahrens wird der Flügel einer vollständigen Sichtprüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass er richtig und ohne schwache Nähte zusammengenäht wird. Auf einem beleuchteten Inspektionstisch wird sorgfältig geprüft, ob die Nähte richtig gefaltet und vernäht sind und keine Fehler im Stoff vorhanden sind. Am Ende des Herstellungsprozesses wird der Hängegleiter komplett montiert für eine abschließende Sichtkontrolle.

Vor der Zerlegung für den Versand wird jeder Hängegleiter von einem erfahrenen Piloten einem kompletten Flugtest unterzogen. Der Hängegleiter muss das richtige "Gefühl" haben und richtig auf die Bewegungen des Piloten reagieren. Es muss in der Lage sein, mit konstanter Geschwindigkeit in einer geraden Linie zu fliegen, ohne plötzliche unerwartete Bewegungsänderungen.

Die Zukunft

Obwohl heute weniger Menschen Hängegleiter fliegen als in den 1970er Jahren, hat sich die Technik stark verbessert. Heutige Hängegleiter können sicherer über längere Strecken, über längere Zeiträume und aus größeren Höhen fliegen. Zweifellos werden alle Rekorde im Drachenfliegen in naher Zukunft gebrochen.