Inleiding
Zweefvliegen is een technische sport die meer te maken heeft met dammen en schaken dan met fysiek belastende sporten als atletiek. Deze vliegsport kent in Nederland enkele duizenden beoefenaren, verenigd in de afdeling Zweefvliegen van de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Luchtvaart (KNVvL).
Principe
Aangezien het kenmerk van de sport de motorloze vlucht is moet de zweefvlieger gebruikmaken van de door de natuur en zonne-energie geleverde opwaartse krachten. Voor de beoefening van zijn sport maakt de zweefvlieger dan ook gebruik van de opstijgende lucht die ontstaat door verschillende meteorologische en geografische combinaties. We onderscheiden: thermiek, hellingstijgwind, en golfstijgwind.
De eerste en wel belangrijkste stijgwindsoort is de thermiek. Dit is opstijgende lucht die ontstaat door verwarming van de bodem en daardoor van de zich net daarboven bevindende lucht.
Deze luchtlaag, door zijn warmte lichter dan de zich daaromheen bevindende koelere lucht, gaat opstijgen wanneer het temperatuurverschil groot genoeg is.
Er ontstaat een zogenoemde thermiekbel, waar de zweefvlieger dankbaar gebruik van maakt door in deze bel bochten te draaien om zo optimaal mogelijk in dit stijgwindgebied te blijven. Doordat de in zo'n bel meegevoerde waterdamp op een zekere hoogte condenseert, ontstaan wolken, zodat de plaats van de thermiekbellen in het ideale geval aangegeven wordt door een fraai stapelwolkje Door van het ene wolkje, lees stijgwindgebied, naar het volgende te vliegen kunnen behoorlijke afstanden afgelegd worden. Thermisch ideale omstandigheden bevinden zich in warme, droge streken zoals de Noord-Amerikaanse woestijnen in Texas, Arizona en Nevada, evenals de Australische en Zuid-Afrikaanse woestijnen.
Een tweede vorm van stijgwind is de hellingstijgwind. Indien de wind dwars op een heuvel of berg staat, wordt de lucht door dit obstakel in het landschap gedwongen op te stijgen, waardoor zogenoemde hellingstijgwind ontstaat. Deze stijgende lucht kan de zweefvlieger benutten om langer in de lucht te blijven of, indien er zich een langgerekte keten van heuvels in het landschap bevindt, langere overlandvluchten te maken.
In het verlengde van hellingstijgwind ligt de golfstijgwind. Zoals door water dat over een steen stroomt een golfbeweging ontstaat, zo ontstaat door een luchtstroming over een obstakel eveneens een golfbeweging. Deze is afhankelijk van de rangschikking en de hoogte van de obstakels, windrichting en -sterkte, en de opbouw van de atmosfeer.
Deze golfbeweging ijlt nog een aantal malen na, zodat achter het obstakel gebieden met stijgende en dalende lucht elkaar in een regelmatig patroon afwisselen. In de top van de golfbeweging ontstaan schitterende lensachtige wolkenformaties, 'lenticularis' genoemd. Wanneer men in de opstijgende poot van de golf gaat vliegen, kan men tot hoogten van 8000 m en meer klimmen, hetgeen een onvergetelijke belevenis is. Uit het voorafgaande blijkt dat kennis van zowel macro- als micrometeorologie van eminent belang is voor de zweefvlieger.
Materiaal
Zweefvliegen is een technische sport en daarom zeer afhankelijk van het materiaal. Dat wil zeggen dat vliegtuig, instrumenten en startmogelijkheden in technisch goede staat moeten zijn.
Werden voorheen de zweefvliegtuigen grotendeels van hout en linnen gemaakt en later uit staalbuis en linnen, tegenwoordig worden ze op een enkele uitzondering na uit met glasvezel, keflar of koolstof versterkte kunststof vervaardigd.
We onderscheiden tweezitters die voor opleiding c.q. recreatie- en/of prestatievliegen gebruikt kunnen worden en eenzitters die weer onderscheiden kunnen worden in overgangstrainers voor opleiding in de solostandaard en de prestatievliegtuigen, die al naar gelang de vleugelconfiguratie uiteenvallen in standaard-, 15 m-, en open klasse. De standaardklasse kenmerkt zich door een spanwijdte van 15 meter en vaste vleugelconfiguratie, dat wil zeggen er zijn geen flaps aanwezig die de geometrie van de vleugel aanpassen aan de snelheid waarmee gevlogen wordt. In de 15 meter- of rennklasse is de spanwijdte gelimiteerd tot 15 meter, echter kan de vleugel door middel van flaps aangepast worden. Hiermee zijn betere prestaties mogelijk. In de open klasse zijn, zoals het woord al zegt, eigenlijk geen restricties. Vliegtuigen met een spanwijdte van meer dan 20 meter en flaps behoren tot deze klasse, met duizelingwekkende prestaties.
In de cockpit vinden we het instrumentarium dat bestaat uit een hoogte- en snelheidsmeter evenals een variometer die de daal- en stijgsnelheid aangeeft. In de meeste prestatietoestellen vindt men een pneumatische en een elektrische variometer. Deze laatste reageert sneller, maar geeft ook een akoestisch signaal dat het mogelijk maakt informatie over het stijgen te krijgen terwijl men naar buiten kijkt, bijvoorbeeld naar andere vliegtuigen die ook in dezelfde thermiekbel vliegen of welke wolk men als volgende zal aan vliegen.
Navigatie vindt traditioneel plaats met een eenvoudige vliegkaart, kompas en zicht op de grond. Moderne ontwikkelingen op dit gebied zijn de satellietnavigatiesystemen die door de vooruitgang in de micro-elektronica qua uitvoering zo handzaam geworden zijn dat deze in een zweefvliegtuig makkelijk mee te voeren zijn. Dit zogenoemd Global Positioning System (GPS) zorgt ervoor dat de exacte positie van het vliegtuig weergegeven wordt, zodat het turen en zoeken tot een minimum beperkt wordt, een ontwikkeling die de veiligheid ten goede komt bij de steeds ingewikkelder wordende luchtruimtestructuur met tal van voor zweefvliegtuigen verboden gebieden. Daarnaast heeft het een zeer stressreducerend effect aangezien de navigatie hierdoor meestal geen probleem meer is, zelfs in ons land dat vaak wordt geplaagd met slechte zichtomstandigheden.
Het verloop van de vlucht kan met een barograaf worden vastgelegd of met aan de GPS gekoppelde elektronische documentatiesystemen.
Tegenwoordig gebruikt men de goedkope lierstart. Hierbij wordt het zweefvliegtuig met een 1000 m lange kabel volgens het aloude vliegerprincipe omhoog gebracht. Zo bereikt men in minder dan een minuut ongeveer 400 m hoogte. Daarnaast wordt gebruikgemaakt van de vliegtuigsleepstart, waarbij het zweefvliegtuig met behulp van een motorvliegtuig omhoog gebracht wordt. Tegenwoordig kan met kleine sterke motoren, zonder geweld te doen aan de aërodynamica van een rank prestatievliegtuig, zelfs met behulp van een inklapmotor zelfstandig door zweefvliegtuigen gestart worden. Een zeilboot met buitenboordmotor!
Lichamelijke gevolgen
Vele van de belastingen die de zweefvlieger ondergaat, zijn inherent aan de sport. Waar de overige luchtvaart turbulenties uit de weg gaat door ver boven de luchtlaag, waarin de turbulenties voorkomen, te vliegen, zoekt de zweefvlieger deze juist op en noemt deze turbulenties thermiek, waar hij dankbaar gebruik van maakt. Vooraf moet gesteld worden dat het visuele apparaat heer en meester is over de oriëntatie in de ruimte. Vrijwel alle gewaarwordingen zoals hieronder beschreven worden tenietgedaan door een goede visuele referentie.
De verschillende versnellingen die de zweefvlieger krijgt te verwerken zijn als volgt uiteen te rafelen:
Lineaire versnellingen en vertragingen hebben hun invloed op de standsbepaling in de ruimte. Versnellingen geven het idee dat men opstijgt, terwijl vertraging juist het idee geeft dat men een duikvlucht gaat beginnen. Indien niet bijgesteld, door visuele waarneming, kan dit vervelende gevolgen hebben omdat men geneigd is dit effect te corrigeren. Bij versnelling met een stuurbeweging naar voren, waardoor de versnelling alleen maar toeneemt, bij vertraging met een stuurbeweging naar achteren waardoor de snelheid verder afneemt en het vliegtuig zijn draagkracht verliest en overtrekt.
Na het inzetten van een bocht wordt het evenwichtsorgaan gestimuleerd.
De vlieger voelt dat hij gaat draaien. Eenmaal in een cirkelbeweging zal het evenwichtsorgaan in zijn uitgangspositie terugkeren en ontstaat het idee dat het vliegtuig in een rechte lijn vliegt. In werkelijkheid echter vliegt men in een bocht.
Correctie op het gevoel van het evenwichtsorgaan wordt gedaan door andere sensorische elementen zoals het zien.
Zolang er een visueel referentiekader is, zal er geen probleem zijn. Bij slecht zicht of het te veel in de cockpit en op de instrumenten kijken, kan de werkelijkheid anders zijn dan de piloot meent. Onwillekeurig wordt de bocht die gemaakt wordt steiler zodat men in een ongewenste vliegtoestand kan komen.
De zweefvliegpiloot ondervindt versnellingen in verticale richting. Dat wil zeggen dat door het maken van bochten, turbulenties en stijgende en dalende vliegbewegingen er positieve en negatieve invloeden op de zwaartekracht van de piloot plaatsvinden, de zogenoemde G-krachten. De verticale versnellingen die op de zweefvliegpiloot inwerken, zijn voornamelijk meteorologisch bepaald en gaan de +5G en -3G, zelfs bij kunstvluchten, nauwelijks te boven.
Tijdens de vlucht wordt door het vliegen in de convectielaag een continue wisseling van de G-krachten waargenomen.
Bij zeer snelle vluchten bij sterke thermiek kunnen forse wisselingen in G-krachten optreden, hetgeen vaak als niet-prettig, soms ziekmakend, wordt ervaren. Grotere G-krachten worden veroorzaakt door een te harde landing, waardoor zowel de vliegtuigconstructie maar zeker ook de piloot fors belast kan worden. Goede polstering en een adequate zithouding blijken rugklachten op basis hiervan tegen te kunnen gaan.
De verschillende op het evenwichtsorgaan inwerkende krachten kunnen de volgende afgeleide effecten hebben:
Door een continue draaibeweging te maken, bijvoorbeeld bij het draaien in een thermiekbel, ontstaat voor het evenwichtsorgaan een ruststand die het doet lijken alsof er in een rechte lijn wordt gevlogen. Als er tijdens deze eenparige beweging een plotselinge standsverandering van het hoofd optreedt, loodrecht op de inwerkende G-krachten, ontstaat, indien er geen visueel referentiekader is, een totale desoriëntatie in de ruimte. Dit kan bijvoorbeeld optreden door zoeken van de kaart in de cockpit, waarna men het hoofd weer opricht. Indien dit op lage hoogte gebeurt, kan dit fatale gevolgen hebben, omdat er vrijwel geen tijd is voor correctie.
Door de aanhoudende cirkel bewegingen in de thermiek, het telkens ervaren van op onverwachte momenten optredende negatieve en positieve G-krachten, en door bewegingen in het horizontale vlak, zogenoemde slip- en schuifbewegingen, krijgt het evenwichtsorgaan dusdanig veel, vaak elkaar tegensprekende, impulsen te verwerken dat de in de nabijheid van de verwerkingsgebieden in de hersenstam gelegen vaguskernen mede overgestimuleerd worden.
Hierdoor kan luchtziekte ontstaan met als kernsymptomen misselijkheid, hoofdpijn, apathie, bleekheid en zelfs braken.
Het evenwicht blijft normaal functioneren. Andere predisponerende factoren zijn angst (voor luchtziekte zelf of vliegangst), psychische belasting, warmte, kou, turbulentie, overmatig koffie- of tabakgebruik. De enige goede therapie, voor de piloot althans, is zo spoedig mogelijk weer met beide benen op de grond te gaan staan. Enige vorm van medicamenteuze therapie is wegens de hierbij altijd aanwezige depressie van het zenuwstelsel gecontra-indiceerd tijdens het vliegen.
In de normale situatie vindt de positiebepaling in de ruimte plaats door een integratie van informatie afkomstig van het evenwichtsorgaan, diverse spier- en gewrichtssensoren, vooral in de nek en voor een belangrijk gedeelte van de ogen. Door het vervagen van het visuele referentiekader, i.c. de zichtbare horizon, bij weersomstandigheden met slecht zicht, kunnen de elkaar tegensprekende impulsen nog minder goed geïntegreerd worden. Er is veel sneller sprake van luchtziekte dan bij weersomstandigheden met goede zichtverhoudingen. Het blijkt echter dat bij het toenemen van de vliegervaring, hetzij op korte termijn gedurende één seizoen, hetzij op langere termijn over de jaren heen, een steeds grotere adaptatie van het evenwichtsorgaan ontstaat. Vele prille zweefvlieg leerlingen zijn na hun eerste thermiekvluchten wit om hun neus en wat slap op de benen. Later vliegen ze zonder problemen hun 5-uursvlucht voor het zilveren prestatiebrevet.
Door de veranderingen in de luchtdruk die optreden door het stijgen en dalen tijdens een zweefvliegvlucht is het zonder meer noodzakelijk dat een goede drukuitwisseling plaatsvindt tussen het middenoor enerzijds en de omgevingsdruk anderzijds. Mocht dit onverhoopt niet het geval zijn door slijmvlieszwelling bij bv. een verkoudheid, dan kunnen speciaal bij het afdalen symptomen als een vol gevoel van het oor, verminderd gehoor en lokale pijn ontstaan. Bij een verder afdalen ontstaat hevige pijn, soms duizeligheid en misselijkheid en bestaat de kans op een perforatie van het trommelvlies. Er ontstaat een zogenoemde barotrauma. De therapie is eenvoudig in een betrekkelijk vroeg stadium. Door weer te stijgen naar de uitgangshoogte waarbij de omgevingsdruk weer gelijk is aan die in het middenoor en daarna de afdaling weer met een lager tempo in te zetten kan erger voorkomen worden. De drukuitwisseling kan bevorderd worden door geeuwen, kauwen (kauwgom), slikken of door de Valsalva-methode, waarbij met gesloten mond en neus in de keel druk opgebouwd wordt, om de oren te 'klaren'. Het probleem in de zweefvliegerij is echter dat men niet willekeurig kan stijgen, omdat daarvoor thermiek nodig is en die is in sommige gevallen moeilijk te vinden! De gevolgen laten zich raden: men stijgt zonder problemen in de thermiek tot een riante hoogte en komt er bij het verlaten van de thermiek pas achter dat men niet meer terug kan. De lichte verkoudheid blijkt dan toch meer gevolgen te hebben dan op het eerste gezicht leek.
Het is daarom aan te raden, niet alleen bij een bijholteontsteking of lichte griep, maar zelfs bij triviaal lijkende verkoudheden het zweefvliegen te laten voor wat het is. Hooikoorts kan voor de zweefvlieger een groot probleem zijn. Zoals hierboven beschreven geven opgezette slijmvliezen in het KNO-gebied aanleiding tot problemen, hetgeen natuurlijk bij hooikoorts veelvuldig het geval is.
Door de meteorologische omstandigheden in Nederland zijn thermische zweefvliegvluchten op hoogten waar de ijle lucht zuurstof noodzakelijk maakt, niet of nauwelijks haalbaar. Zeer zelden worden hoogten boven 2000 m bereikt. Gaat men echter in gebieden zoals de Alpen golfvliegen, waarbij gevlogen hoogten van 5000-7000 m boven zeeniveau geen uitzondering zijn, dan maakt de drukopbouw van de atmosfeer het gebruik van zuurstof noodzakelijk.
Een gouden regel is dat men vanaf 3000 m boven zeeniveau moet overgaan op het toevoegen van extra zuurstof aan de inademingslucht. Zo neemt in het traject boven 3000 m de zuurstofsaturatie zeer sterk af. De symptomen treden sluipend op. Boven 3000 m vinden beoordelingsfouten plaats, zonder dat de piloot deze herkent. Integendeel: hij is ervan overtuigd beter te vliegen dan ooit tevoren. Voorts ontstaan vage gevoelens van rusteloosheid, soms hoofdpijn en sufheid.
Lichamelijke effecten van hypoxie.
vroege verschijnselen
- beoordelingsfouten
- rusteloosheid
- hoofdpijn
- sufheid
- ongepaste vrolijkheid
late verschijnselen
- beven
- onhandigheid
- slecht zien
- standsveranderingen van het vliegtuig worden niet meer opgemerkt
- opdrachten worden niet of half uitgevoerd
- blauwe vingers en nagels
- duizeligheid
Op grotere hoogten ontstaan meer duidelijke afwijkingen. Men gaat beven, de bewegingen zijn onhandig, de visus gaat achteruit en opdrachten worden niet of half uitgevoerd. Veranderingen in de stand van het vliegtuig worden niet opgemerkt. Er ontstaat een toestand die veel op alcoholische dronkenschap lijkt. Factoren die verschijnselen van hypoxie sneller doen optreden zijn vermoeidheid, extreme temperaturen, die juist op grote hoogten veelvuldig optreden, fysieke arbeid, alcohol, maar ook 'the day after the night before', roken en medicijngebruik, in het bijzonder stimulantia en antidepressiva.
Hypoxie bevorderende factoren.
- vermoeidheid
- extreme temperaturen (denk aan hoogtewinst in de winter)
- stress
- spierarbeid
- roken
- alcohol (maar ook 'the day after the night before')
- medicijngebruik
Ter voorkoming van hypoxie wordt in de zweefvliegerij gebruikgemaakt van zuivere zuurstof waarbij de hoeveelheid die wordt toegevoegd aan de inademinglucht, wordt aangepast aan de hoogte. Het gebruik van medicinale zuurstof is verboden aangezien deze te veel water bevat dat op grote hoogte gaat bevriezen met desastreuze gevolgen. De noodzakelijk toe te voegen hoeveelheid zuurstof is afhankelijk van de hoogte waarop wordt gevlogen. Hiervoor worden normaal gesproken toedieningssystemen gebruikt die een continue flow geven waarbij men handmatig de hoeveelheid te gebruiken zuurstof instelt. Nadeel hiervan is dat men snel door de voorraad zuurstof heen is. Het dan nog 'even' doorvliegen kan fatale gevolgen hebben aangezien de tijd van het bruikbare bewustzijn vaak eerder voorbij is dan men denkt.
Nieuwe ontwikkelingen zijn de relatief goedkope elektronische regelsystemen die slechts bij de inademing de toevoer van zuurstof vrijgeven, zodat met de voorraad zuurstof veellanger gevlogen kan worden. Duurder zijn de 'on demand' systemen die, afhankelijk van de luchtdruk, automatisch de noodzakelijke hoeveelheid zuurstof aan de inademinglucht toevoegen. Enkele praktische tips zijn samengevat.
Do's and do not's bij het vliegen op grote hoogte.
- zorg voor een deugdelijke goedgekeurde installatie
- ken het systeem waarmee je vliegt
- vlieg met een volle zuurstoftank
- gebruik nooit vet aan een zuurstofinstallatie wegens explosiegevaar
- gebruik geen lippencrèmes want deze veroorzaken brandblaren
- gebruik de goede zuurstof d.w.z. niet de medische omdat deze te vochtig is, wat bevriezing van het systeem veroorzaakt
- bij twijfel aan de goede werking: kraan vol open, remkleppen uit en onmiddellijk landen
- bij hoogten boven 10.000 m is een druksysteem noodzakelijk
Begin jaren tachtig is duidelijk geworden dat het zweefvliegen aanzienlijke veranderingen veroorzaakt in de water- en zouthuishouding. Een verklaring voor dit feit is gelegen in het Henry-Gauer-effect. Door de half liggende positie, die in de moderne zweefvliegtuigen wordt ingenomen, treedt een centraalwaartse bloedvolumeverschuiving op. Dit geeft, naast een onderdrukking van het dorstgevoel, een verhoogde uitscheiding van urine met een veranderde zoutensamenstelling. Men kan stellen dat drinken tijdens de vlucht zonder meer noodzakelijk is om de vochthuishouding op peil te houden. Men moet hierbij denken aan hoeveelheden van 2 à 3 liter per 4 tot 5 uur vliegen, teneinde het gewichtsverlies (= vochtverlies) te compenseren. Voor de afvoer van de geproduceerde urine wordt een urineincontinentie-systeem gebruikt.
De G-belastingen, alsmede temperatuurwisselingen door het al of niet onder wolken vliegen en wisselende hoogtes, de urenlange immobilisatie in een kleine cockpit, het telkens cirkelen in de thermiek, moeilijkheden bij het navigeren en het vliegen bij slecht zicht geven een bont palet van belastingen die de zweefvlieger tegenkomt tijdens de beoefening van zijn sport. Het zijn echter de continue strijd om te blijven vliegen, het vinden van de volgende thermiekbel, het beoordelen van wolken, het bekijken van mogelijkheden om te landen bij gebrek aan thermiek en het beslissen wanneer voldoende hoogte bereikt is om de laatste glijvlucht in te zetten naar de veilige thuishaven, die het zweefvliegen tot een stressvolle bezigheid kunnen maken.
Facebook
Twitter
Youtube