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STRECKENTAKTIK BEI WIND IM FLACHLAND


segelfliegen - epaper ⋅ Ausgabe 5/2019 vom 27.08.2019

Der Wind scheint mit dem Segelflug seit Anbeginn der Zeitrechnung untrennbar verbunden. Denn von den ersten Hopsern im Segelflug bis in die dreißiger Jahre hinein war der Hangwind praktisch die einzige gemeinhin bekannte Energiequelle für die stillen Gleiter, die sich seither tief im kollektiven Gedächtnis der Bevölkerung eingegraben hat. So fragt bis heute mancher Fußgänger den leicht zerknirschten, auf dem Acker gestrandeten Piloten, ob ihm denn „der Wind“ ausgegangen sei.


Artikelbild für den Artikel "STRECKENTAKTIK BEI WIND IM FLACHLAND" aus der Ausgabe 5/2019 von segelfliegen. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: segelfliegen, Ausgabe 5/2019

Heute hat der Wind für die allermeisten Segelflug-Piloten deutlich an Bedeutung verloren, weil doch die meisten Segelflieger diesem ...

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Heute hat der Wind für die allermeisten Segelflug-Piloten deutlich an Bedeutung verloren, weil doch die meisten Segelflieger diesem schönen Hobby über flachem Land und oder bei allgemein schwächerem Wind frönen und sie in der Regel dort, wo sie gestartet sind, wieder landen wollen. Wohl werden im Hang und Wellenflug auch heute noch Rekorde geflogen, doch gilt die Gebirgsfliegerei bei Starkwind aus gutem Grund als Expertensache. Zumal geeignete Gebirge überhaupt mal geografisch zu erreichen für die meisten Segelflieger eine erhebliche Hürde darstellt.
Dass die Kombination (Stark-)Wind und (Hoch-)Gebirge zu besonderen segelfliegerischen Möglichkeiten führen, kann liegt auf der Hand. Doch auch im Flachland hat der Wind, selbst wenn er nicht sehr stark ist, bemerkenswerte Eigenschaften, über die es sich lohnt, einige Gedanken zu verlieren.
Aus der Geschwindigkeitspolare lassen sich mit einfachen Mitteln die wesentlichsten Kenngrößen errechnen, die durchaus strategische Grundaussagen zulassen und oft in der Praxis Erlebtes somit auch theoretisch untermauern. Damit können uns ein paar einfache Berechnungen helfen, unser Gefühl für den Einfluss des Windes auf eine Streckenführung etwas zu schärfen und uns zukünftig vor mancher Fehleinschätzung bewahren.
Ich möchte heute daher etwas über den synoptischen (also überregionalen) Wind erzählen. Natürlich haben auch lokale Windsysteme oft erheblichen Einfluss auf die fliegerische Taktik und Routenwahl, doch sehen wir uns zunächst mal nur den allgemeinen Mittelwind an.

Wie auch im Gebirge stört mäßiger Wind die fliegerische Ergiebigkeit eines Streckenfluges über das Flachland kaum, er kann sogar sehr hilfreich sein und sollte daher unbedingt beachtet werden. Warum sich jeder erfahrenere Streckenflieger genau über die Windvorhersage interessiert und die wahrscheinliche Richtung und Stärke sehr oft auch auf die vorbereitete Karte mit der Aufgabe einträgt, wird spätestens zum Ende dieses Beitrages wohl jedem Leser klar sein.
Mäßiger Wind besonders mit einer Richtungsscherung – damit ist eine Änderung der Windrichtung mit zunehmender Höhe gemeint – ist im Flachland bei Segelflugwetter sehr häufig vorhanden und meist gut verwendbar, weil dieser die Bildung von Aufwind-Reihungen (Wolkenstraßen) bevorzugt, die zu raschem raumgreifenden Fliegen geradezu einladen. Dabei bilden sich die Aufwind-Reihungen häufig parallel zum in unserer Flughöhe herrschenden Mittelwind aus.
Starker Wind ist im Flachland aber unangenehmer und erschwert zügiges Steigen in der Thermik vor allem unten raus oft beträchtlich. Denn bei stärkerem Wind löst die Thermik nicht mehr an bodengebundenen Abreißkanten, sondern aus einer relativ dicken überhitzten Luftschicht quasi stochastisch (zufällig) aus und organisiert sich erst in einiger Höhe zu größeren Thermikpaketen. Dadurch ist für uns nutzbare Thermik tief unten entweder gar nicht vorhanden oder kaum noch zentrierbar.

Abb.1: Die Gleitzahl gegenüber Grund (hier für einen leeren Ventus 2b) steigt im Allgemeinen mit Rückenwind und sinkt mit Gegenwind. Zudem steigt die Fahrt des besten Gleitens mit der Stärke des Gegenwindes. Während die beste erreichbare Gleitzahl mit 50 km/h Rückenwind bei etwa 70 km/h Fahrt erreicht wird, müssen wir, um am weitesten zu gleiten, bei 50 km/h Gegenwind mit etwa 120 km/h angezeigter Fahrt fliegen


Auch bodengebundene Ablösekanten sind nicht mehr aktiv oder kaum mehr als solche zu erkennen, weil der Windversatz in Verbindung mit der größeren Mindestflughöhe über Grund eine klare Zuordnung unmöglich macht. Auch die Wolkenoptik ist bei starkem Wind typischerweise viel kurzlebiger und wesentlich schwieriger zu lesen, als bei schwachem Wind. Daher ist es bei stärkerem Wind über dem Flachland allgemein ratsam das unterste Drittel der Höhe zwischen Boden und Basis zu meiden, also vorzugsweise hoch zu bleiben.

Neben diesen grundsätzlichen Eigenschaften hat vor allem die Windrichtung in Relation zum geflogenen Kurs einen gewaltigen Einfluss: also die Frage, ob man nun mit Rücken-, Seiten- oder Gegenwind seinem Ziel entgegen strebt. Die klassische Sollfahrttheorie diktiert bekannterweise eine jeweils optimale Vorfluggeschwindigkeit für ein jeweils zu erwartendes Steigen. Außerdem dürfte aus der klassischen Sollfahrt-Theorie für jeden interessierten Leser bekannt sein, dass sich die für einen bestimmten MC-Wert optimale Vorflug-Geschwindigkeit bei Gegenwind erhöht und bei Rückenwind verringert.

Dieser Zusammenhang wird rasch anhand zweier plakativer Beispiele klar:
Haben wir zum Beispiel eine Ka 8 die bei 85 km/h eine beste Gleitzahl von 25 erreicht, und fliegen mit ihr gegen 85 km/h starken Gegenwind, so erzielen wir exakt Gleitzahl 0 gegenüber Grund. Wir stehen ortsfest in der Luft und sinken dabei unaufhaltsam mit 0,945 m/s dem Boden entgegen. Fliegen wir nun schneller, so sinken wir zwar stärker, machen aber auch endlich Meter gegenüber Grund.
Anders ist es nun, wenn wir umdrehen und uns vom Wind schieben lassen. Es ist naheliegend, dass wir nun am Weitesten kommen, wenn wir langsamer als mit der Geschwindigkeit des besten Gleitens (bei ruhiger Luft) fliegen, weil wir damit einfach langsamer sinken und länger in der Luft bleiben. Damit hat der Wind mehr Zeit, uns zu schieben (Abb 1 ).
Das heißt, um möglichst weit gegenüber Grund zu gleiten, ist es optimal, bei Gegenwind etwas schneller vorzufliegen als bei Windstille. Und bei Rückenwind kommen wir am Weitesten, wenn wir etwas langsamer fliegen als der MC0-Geschwindigkeit (MacCready-0-m/s-Stellung des Sollfahrt-Ringes) entspricht.

Gehen wir nun eine Dimension weiter und stellen uns die Frage, was denn nun sollfahrtoptimal wäre, also die Reisegeschwindigkeit maximieren würde. Es mag naheliegen, dass, egal wie der Wind ist, wir uns sollfahrtoptimal bewegen, wenn wir die uns umgebende Luftmasse in kürzestmöglicher Zeit durchqueren.

Demnach könnte man annehmen, die optimale Fahrt zum Beispiel für einen erwarteten 2 m/s starken Bart unterschiede sich nicht, ob wir nun mit oder gegen den Wind unterwegs wären.
Prüfen wir einmal, ob das so stimmen kann anhand eines einfachen Beispiels: Zwei Vereinskollegen fliegen mit ihren beiden LS 4 gemeinsam auf identischen Routen aus 2500 m einen 2-m/s-Bart in 40 km Entfernung an, in dem beide auch mit exakt 2 m/s bis auf 2500 m zurück steigen. Sie haben einen Gegenwind von 20 km/h.
Pilot A fliegt exakt MC2, also mit 142 km/h seinem Ziel entgegen, erreicht den Bart nach 19,67 min (er fliegt ja gegenüber Grund nur 124 km/h) in 895 m NN. Nach weiteren 13,38 Min erreicht er seine 2500 m wieder. Der Wind hat ihn in dieser Zeit um 4,46 km zurück getrieben sodass der Gesamtschnitt 64,52 km/h beträgt.
Pilot B erinnert sich an Reichmann, dass es günstiger ist um jenen MC-Wert schneller vorzufliegen, der eine theoretische Schnittgeschwindigkeit ergibt, die der Gegenwindkomponente entspricht. Er schätzt sie mit MC 0,3 und braust deshalb mit MC 2,3, also 149 km/h los. Nach 18,6 Min erreicht er in 825 m den Bart. Sein Schnitt beträgt für die 35,347 km 65,13 km/h

Dabei ist zu beachten, dass die Erhöhung der Vorfluggeschwindigkeit um 10 km/h gegenüber ruhig angenommener Luft nur zu einer theoretischen Erhöhung der Reisegeschwindigkeit von weniger als einem km/h führt. Der Gewinn ist also bei für thermische Streckensegelflüge typischen Windgeschwindigkeiten winzig. Das Entscheidenste für die erreichbare Reisegeschwindigkeit bleibt aber, welche Steigwerte denn nun tatsächlich erreicht werden.
Und dieser Umstand führt dazu, dass in der Praxis sehr häufig genau das Gegenteil zu der theoretischen Vorgabe zu besseren Ergebnissen führt.

Theoretisch gilt: Um sollfahrtoptimal voran zu kommen müssten wir bei tatsächlich erreichbtem Steigwerten von 2 m/s mit einer Libelle (31,5 kg/m²) bei 30 km/h Rückenwind mit 130 km/h und bei 30 km/h Gegenwind mit 160 km/h angezeigter Geschwindigkeit vorfliegen.
Aber: Gegenwind verringert je nach Stärke, geflogener Flächenbelastung und MC-Wert unsere effektive Reichweite erheblich. Dadurch sinkt unsere Eintreffwahrscheinlichkeit, einen guten Bart zu erwischen. Oder anders ausgedrückt, wir werden bei identischem Wetter auf einem Gegenwindschenkel statistisch nicht dieselben, starken Bärte nutzen können wie auf einem Mitwindschenkel. Während wir bei Rückenwind in obigen Beispiel für die Libelle mit einer geometrischen Gleitzahl von 39,5 operieren, halbiert sich diese nahezu auf 19,5, sobald wir in den Gegenwind drehen.

Abb. 2: Häufig sind Aufwinde deutlich im Luv einer aktiven Wolke zu finden, denn der die Wolke nährende Aufwind-Schlauch wird vom Wind schräg gestellt. Daher ist gerade bei Gegenwind oft noch ein schönes Stück unter einer anvisierten Wolke nach Luv weiter zu fliegen, wodurch manchmal unerwartet viel Höhe bis zum rettenden Bart verbraucht wird


Oder anders ausgedrückt: Wir bewegen uns am selben geometrischen Wurftrichter, wenn wir bei mit 30 km/h Rückenwind und MC-6,5-Einstellung, also 198 km/h Sollfahrt dahin jagen. Oder bei 30 km/h Gegenwind mit MC2 und 160 km/h Sollfahrt fliegen.
Erschwerend wirkt zudem, dass wir beim Anfliegen auf eine gut aussehende Wolke bei Gegenwind sehr häufig deutlich weiter unter der Wolke ins Luv fliegen müssen, und zwar je weiter, je tiefer wir kommen, ehe sich das erhoffte Steigen einstellt (Abb. 2 ). Denn die Wolke zeigt ja lediglich die Spitze des durch den Wind schräg stehenden Aufwindschlauches an. Daher ist es sehr leicht, sich bei der tatsächlich notwendigen Höhe, die abzugleiten ist, bis ein Ziel erreicht wird, besonders bei spürbaren Gegenwind zu verschätzen.

Das waren schon einige sehr wesentliche Faktoren, doch noch relevanter für den praktischen Streckenflug und die dabei erzielbare Reisegeschwindigkeit ist folgende Tatsache: Üblicherweise fliegt man im oberen Höhenband, also im ersten Drittel zwischen Wolkenbasis und Boden schnittoptimiert entsprechend MacCready. Kommen wir dann etwas tiefer, nehmen wir den höheren Wert zurück, um die Reichweite zu strecken. Ab nun sind wir auch bereit, etwas schwächeres Steigen zu akzeptieren, um wieder hoch zu kommen. Exakt dieses Verfahren führt aber bei Gegenwind zu einem sehr anderen Effekt als bei Rückenwind.
Unsere taktischen Optionen, die Reichweite über eine Veränderung der Sollfahrt zu beeinflussen, unterscheiden sich wie Tag und Nacht zwischen Rückenwind und Gegenwind. Betrachten wir wieder an obigem Beispiel (Libelle und 30 km/h Wind), was jeweils passiert, falls wir bemerken, dass die MC-Einstellung doch zu optimistisch war und es unwahrscheinlich wird, das erhoffte Steigen auch tatsächlich zu erwischen
Angenommen, wir fliegen mit der Libelle bei 30 km/h Rückenwind und MC2 – daher durchschnittlich mit einer Sollfahrt von 130 km/h und Gleitzahl 39,5 – herum und bemerken, dass nun doch ein sehr weiter Gleitsprung zu überwinden ist. Die Reduzierung auf MC1 und 110 km/h Sollfahrt führt zu einer imposanten Gleitzahl von 48. Auf 1000 m Höhe gewinnen wir also 8,5 km an Reichweite.

Ganz anders ist es bei Gegenwind. Ob wir nun MC2 mit GZ 19,5 bei 160 und oder MC1 mit GZ 24 und 135 km/h fliegen macht mit 4,5 km taktisch nur etwa den halben Unterschied und das bereits bei mageren Ausgangswerten. Nehmen wir die Fahrt noch weiter zurück, gewinnen wir fast garnichts mehr, oder verlieren sogar Gleitleistung (vergl. Abb. 1 ), während bei Rückenwind der Vorteil immer größer wird.
Was man daraus eindeutig sieht: Bei Rückenwind ist es nicht gefährlich, auch mal höhere MC-Werte zu wählen, auch wenn das Wetter voraus unsicher erscheint. Der Verlust an Reichweite ist zwar erheblich, doch eine Verringerung der Ringeinstellung ändert dies sehr zu Gunsten des Piloten. Auf Mit-Wind-Schenkeln kann man durch etwas mutigere MC-Settings seinen Schnitt stark erhöhen, ohne dabei ein größeres Risiko, sich auszubremsen, einzugehen. Denn selbst wenn man einmal tiefer kommt und schwächeres Steigen annehmen muss, wird man beim Kreisen ständig vom Wind weiter auf Kurs befördert und macht effektiv Strecke, bis wieder stärkeres Steigen über einem neuen Gebiet gefunden werden kann.

Bei Gegenwind bringt eine sehr niedrige MC Einstellung (unter 0,6) keinen geometrischen Gleitzahl-Vorteil, bremst aber vom Schnitt her unheimlich aus, falls dann doch nennenswertes Steigen erreicht wird. Hohe MC-Werte verschlechtern die Gleitzahl nur moderat. Auf Gegenwindschenkeln ist es leicht, sich sehr zeitintensiv zu verbasteln, denn die fliegerischen Optionen (z B. in ein anderes thermisch aktiveres Gebiet vorzugleiten) sind gerade dann, wenn wir tiefer kommen, bei Gegenwind sehr begrenzt.
Gleichzeitig ist es schwierig, durch eine höhere Ringeinstellung schneller zu werden. Das wirkliche Steigen ist zwar auch bei Rückenwind wichtig, doch hat es für die erreichbare Geschwindigkeit auf Gegenwind-Schenkeln überragende Bedeutung. Daher sind Gegenwindschenkel geradezu prädestiniert für Block-Speed mit gemäßigten Werten (Clubklasse 140 km/h, Std. Klasse 165 km/h).

Für die grundsätzliche Aufgabenwahl ergeben sich anhand dieser Überlegungen folgende Richtlinien: Die Aufgabe soll typischerweise so gelegt werden, dass der meist unvermeidbare Gegenwind-Schenkel möglichst in der besten Tageszeit und im thermisch besten Gebiet zurückgelegt werden kann. Besonders morgens, ggf. auch abends, wenn die Thermik schwach und unzuverlässig ist, sind Mitwindschenkel erheblich einfacher zu überbrücken. Meteorologisch ist zu beachten, dass der Mittelwind typischerweise über den Tag abnimmt, weil der Gesamtimpuls des Windes nachmittags typischerweise in eine dickere konvektive Grenzschicht gemischt wird. Der Unterschied kann an einem normalen Strahlungstag bei konstanter Druckverteilung durchaus 15 km/h betragen (was abends auf einem 900-km-Flug durchaus einem Unterschied von fast 70 km entspricht).
Auf Strecke bei Schrägwind-Schenkeln ist es besonders an schwierigen Tagen taktisch oft vorteilhaft, solange es gut geht, tendenziell möglichst einen Versatz in Richtung Luv gegenüber der direkten Kurslinie anzustreben. Im Falle eines Tiefpunktes hat man damit die Möglichkeit, mit dem Wind ein erheblich größeres Gebiet abzusuchen, ohne dabei einen großen Umweg in Kauf nehmen zu müssen. Damit ist man einfach schneller wieder im Rennen, wenn‘s mal nicht so läuft wie erhofft.
Bedenke: Für einen Wettbewerb ist meist nicht entscheidend, wie schnell man ist, wenn es läuft, sondern wie flott man noch ist, wenn es schwierig wird. Und auch dezentral gilt: Nur wer in der Lage ist, schwache Gebiete in vertretbarer Zeit zu überbrücken, wird die ganz großen Strecken eines Tages heimtragen.

Den Verlust an Reisegeschwindigkeit zeigt dieGrafik links oben, wenn wir ohne Windberücksichtigung einfach mit 150 km/h Block-Speed oder ohne Windberücksichtigung mit MC fliegen und dabei den Steigwert exakt erraten haben. Die Grafik macht sofort klar, dass eine Nicht-Berücksichtigung des Windes bei MC-Fliegen besonders bei Gegenwindschenkeln zu einem Verlust von etwa 2 km/h an Reisegeschwindigkeit führt. Dieser Verlust entspricht in etwa jenem, der entsteht, wenn der MC-Wert um 1 m/s verschätzt wird. Das ist nicht unerheblich. Ein sehr ähnlicher Verlust an Reisegeschwindigkeit entsteht, wenn Blockspeed 150 geflogen wird, aber dann nur 0,7 m/s oder mehr als 3,7 m/s Steigen gefunden werden. Der theoretische Verlust an Reisegeschwindigkeit zeigt bei falscher Wahl der Vorfluggeschwindigkeit keine starke Abhängigkeit von der Windrichtung. Ganz anders sieht es für die erreichbare Gleitzahl aus.

Den Verlust an Gleitzahl zeigt dieGrafik rechts oben, wenn mit 150 km/h angezeigter Geschwindigkeit gegenüber den entsprechenden nicht windkorrigierten MC-Werten geflogen wird. Bei sehr strammen 50 km/h Gegenwind verlieren wir gegenüber dem MC-0,5-Flieger etwa 2,5 Gleitzahlpunkte, und gewinnen etwa 5 Punkte gegenüber dem MC-3,5- Flieger. Drehen beide mit derselben Strategie um und fliegen nun mit 50 km/h Rückenwind, so ändert sich das Verhältnis schlagartig. Der Langsam-Flieger gewinnt überproportional mehr Gleitzahl, während der Verlust des zu schnell fliegenden ebenfalls aber sehr viel weniger abnimmt. Für das Einschätzungsvermögen sind absolute Zahlen aber sehr ungeschickt, weil bei Gegenwind bekanntlich sehr viel kleinere Gleitzahlen erflogen werden können als bei Rückenwind. All diese Theorie zeigt, wie gering der Spielraum für Optimierung der Reisegeschwindigkeit über die optimale Vorfluggeschwindigkeit bei Gegenwindschenkeln ist.
Viel wichtiger ist es, die verlorene Höhe in gutem Steigen wieder auszugleichen. Daher sollte die vorhandene Konzentration vorrangig in die Wetterbeobachtung und die Wahl einer guten Linie fließen. Im Zweifel sollte aber auch mal mäßiges Steigen akzeptiert werden, um einen bei Gegenwind sehr zeitraubenden Tiefpunkt möglichst zu vermeiden.