Moderne Gleitschirme werden immer nickstabiler. Viele Hersteller nutzen dafür Profile mit sogenannten Reflex-Eigenschaften 


Der Chili 6 von Skywalk ist der erste Schirm in dieser
Modellreihe mit spürbaren Reflex-Eigenschaften
des Profils. // Quelle: Skywalk - Tristan Shu

Wer seit Jahren Gleitschirm fliegt, hat den Wandel bemerkt: Früher schossen viele Schirme bei einem impulsiven Start oder nach dem Verlassen einer Thermik weit vor. Piloten mussten mit tiefen Bremsimpulsen „bis unter den Hintern“ die Kappe abfangen. Selbst bei einfacheren Modellen war oft hektisches Armrudern nötig, um die Kontrolle zu behalten.

Heute? Schirme bleiben nach dem Aufziehen ruhig über dem Piloten stehen. Im Flug dämpfen sie Nickbewegungen fast von selbst, wenn man sie nicht bewusst aufschaukelt. Piloten haben weniger Mühe, die Kappe stabil zu halten – was die Schirmkontrolle, das aktive Fliegen, sowohl körperlich als auch im Kopf weniger anstrengend macht.

Hinter dieser Entwicklung steckt eine technische Neuerung, die den Gleitschirmbau seit Jahren zunehmend prägt: Früher brachten vor allem das Pilotenpendel und Bremsinputs den Flügel aus einem niedrigen Anstellwinkel zurück in die Normalfluglage. Heute verwenden Konstrukteure Profile, die aerodynamisch dazu neigen, ihre Nase von selbst aufzurichten. Solche Profile nennt man Reflexprofile.


Wie Reflex aerodynamisch funktioniert

Reflex-Profil-Schema
(Klick zum Vergrößern)

Um die Reflex-Eigenschaften von Profilen zu verstehen, muss man zwei Begriffe kennen: Neutralpunkt und Druckpunkt. 

Der Neutralpunkt (NP) ist das aerodynamische Zentrum eines Profils. Hierum dreht sich das Profil wie auf einer Achse, wenn sich der Anstellwinkel ändert. Bei Gleitschirmen liegt der NP typischerweise bei etwa einem Viertel der Flügeltiefe.

Der Druckpunkt (DP) ist der Punkt, an dem sich alle Auftriebskräfte eines Profils rechnerisch bündeln. Seine Position hängt von der Profilform und dem aktuellen Anstellwinkel ab.

Liegt der Druckpunkt vor dem Neutralpunkt, heben die aerodynamischen Kräfte die Nase des Profils an. Das ist der Reflex-Effekt. Das heißt: Ein Reflex-Profil würde sich im freien Flug (ohne tief angehängtes Gewicht) sogar nach hinten überschlagen. Beim Gleitschirm wird das nur durch das Pilotenpendel verhindert, das den Flügel stabilisiert.

Der Momentbeiwert Cm, auch Nickmoment genannt, beschreibt die Stärke des aufrichtenden Effekts. Ein positiver Cm führt dazu, dass das umströmte Profil tendenziell die Nase hoch nimmt (nose-up). Ein negativer Cm bedingt ein nose-down. Ausgeprägte Reflex-Profile, wie sie bei Motorschirmen verwendet werden, haben einen Cm, der über +0,2 liegen kann. Die Cm-Werte moderner Gleitschirmprofile bleiben allerdings weit darunter und sind eher im Bereich zwischen 0 und 0,1 zu suchen. 

Da Gleitschirme aus Stoff genäht und damit verformbar sind, ändern sich Cm und die Reflex-Eigenschaften im Flug dynamisch. „Reflex-Form und theoretisches Nickmoment sind nur die halbe Miete“, sagt Hannes Papesh von Phi. Die Pitchdämpfung wird in der Praxis noch von vielen weiteren konstruktiven Details beeinflusst.


Der markante S-Schlag

Anfangs nutzten die Hersteller Reflexprofile nur bei Motorschirmen. Marken wie Paramania und Dudek experimentierten schon Anfang der 2000er damit. Sie setzten Profile mit einem ausgeprägten sogenannten S-Schlag ein.

Bei einem S-Schlag-Profil wölbt sich die Skelettlinie – das ist der mittlere Abstand zwischen Ober- und Untersegel – im hinteren Bereich wie ein Spoiler nach oben. Das erzeugt ein aufrichtendes und damit stabilisierendes Moment, das Klapper verhindert. Besonders sichtbar wird der S-Schlag bei Motorschirmen, wenn die hinteren Trimmer für den Schnellflug geöffnet werden. Solche extrem stabilen Modelle werden von manchen Marken auch Full-Reflex-Schirme genannt.

Bei klassischen Gleitschirmen für den Freiflug galten S-Schlag-Profile allerdings lange als ungeeignet – aus zwei Gründen:

Erstens erzeugt der spoilerartige Hinterflügel mehr Widerstand. Das mindert Gleitleistung in ruhiger Luft. Bei Motorschirmen gleicht der Motor diesen Nachteil aus, doch Freiflieger legen Wert auf maximale Leistung.

Zweitens verlagert das aufrichtende Moment des S-Schlags den Hauptanteil des Auftriebs weiter nach vorn. Dadurch hängt mehr Last an der vordersten Leinenebene. Das kann Probleme bei der Zulassung bereiten. Denn bei den vorgeschriebenen Klappertests gemäß EN-Norm oder LTF können Testpiloten Schwierigkeiten haben, das Profil überhaupt über die A-Gurte normgerecht zu "brechen".

Beide Einschränkungen haben allerdings an Bedeutung verloren – dank technischer Fortschritte in der Gleitschirmkonstruktion und der Zulassungsnormen. Einige Beispiele:
  • Stäbchen stabilisieren die Profile, auch im Hinterflügel (C-Wires)
  • Profile mit einer Shark-Nose an der Eintrittskante halten den Innendruck über einen größeren Anstellwinkelbereich konstant und verbessern damit die Profiltreue.
  • Zwei- und Zweieinhalb-Leiner reduzieren den Leinenwiderstand. In Kombination mit mehr Streckung lassen sich damit die Leistungsnachteile von Reflex teilweise ausgleichen.
  • Mit der Zulassung von Faltleinen bei Tests von erst EN-D-, später auch EN-C-Schirmen, lassen sich selbst bei Zweileinern mit sehr pitchstabilen Profilen normkonforme Klapper ziehen.
  • Moderne Simulationssoftware erlaubt es den Konstrukteuren, Dutzende Profilvarianten durchzurechnen. So lassen sich die Einflüsse von Reflex-Eigenschaften simulieren, bevor der erste Prototyp genäht wird.


Fokus auf Stabilität

Parallel zu solchen Entwicklungen haben sich auch die Schwerpunkte in der Gleitschirmentwicklung verschoben. Früher zählten reine Gleitzahlvergleiche noch mehr als heute. Mittlerweile sind bei den Schirmen leistungstechnisch keine Sprünge mehr zu erwarten. Umso mehr rückt das Handling, die Stabilität und die Einfachheit des Fliegens gerade auch in turbulenter Luft in den Fokus. 

„Ein Schirm, der für maximale Gleitleistung optimiert ist, hätte kein Reflex-Profil“, sagt Nova-Konstrukteur Philipp Medicus. „In turbulenter Luft wiegt der Vorteil, dank mehr Stabilität zwei km/h schneller fliegen zu können, den Nachteil etwas schlechterer Gleitzahlen auf.“

Der Trend hin zum Einsatz von Reflex-Profilen auch bei klassischen Gleitschirmen begann mit der Einführung der Zweileiner. Ohne Reflex wären diese für viele Piloten kaum beherrschbar.

Mit wachsender Erfahrung fanden Konstrukteure dann Wege, Profile mit Reflex-Eigenschaften auch bei Schirmen der unteren Klassen einzusetzen und damit eine EN-Zulassung zu bestehen. Heute besitzen immer mehr Schirme bis hinunter in die A-Klasse Profile, die zumindest eine leichte nose-up-Wirkung haben, also einem leicht positiven Cm-Momentbeiwert. Eine Ausnahme bilden Acro-Schirme, weil bei denen das Vorschießen (nose-down) für dynamische Manöver ja erwünscht ist.


Neo-Reflex-Profile

Profile mit nose-down (oben)
versus nose-up (unten)
// Quelle: P. Medicus

Moderne Reflex-Profile sind gar nicht so leicht als solche zu erkennen. Denn sie weisen meistens keinen so starken S-Schlag auf, dass er am Obersegel sichtbar wird. 

Michael Nesler von Profly spricht deshalb auch von „Neo-Reflex-Profilen“. Die Neuerung dabei: Ihre Tendenz, die Nase anzuheben, entsteht durch subtile Anpassungen der Krümmung und Dickenverteilung entlang der Profilsehne. Hier spielt häufig die Form und Wölbung der Profilunterseite die entscheidende Rolle (s. Bild). 

Diese "milden" Reflex-Profile haben nur einen leicht positivem Cm. Das bietet Vorteile: Sie sind deutlich leistungsstärker als Full-Reflex-Profile und verändern ihren aerodynamischen Charakter weniger vehement, wenn die Bremse gezogen wird. Damit können auch EN-A- und EN-B-Schirme mit gewissen Reflex-Eigenschaften die EN-Zulassungstests bestehen.

Wichtig zu wissen: Bei Full-Reflex-Motorschirmen sollte man im Schnellflug die Bremse gar nicht bedienen, da jeder Bremseinsatz den S-Schlag so verformt, dass die Reflex-Stabilität verloren geht. Gleitschirme mit "Neo-Reflex" reagieren da etwas weniger empfindlich. Dennoch bleibt Vorsicht geboten. Je gestreckter und leistungsorientierter ein Schirm, desto zurückhaltender muss man im beschleunigten Flug mit der Bremse sein. Zweileiner sollte man im Speed zwingend nur über die hinteren Tragegurte steuern.


Steuerweise anpassen

Reflex-Profile entfalten ihre pitch-stabilisierende Wirkung am besten im völlig ungebremsten Zustand. Hersteller empfehlen daher, moderne Schirme auch etwas anders zu fliegen als früher: Im Geradeausflug hält man die Bremsen nur noch auf Kontakt, ohne die Hinterkante zu verformen. So dämpft das Reflex viele Nickbewegungen automatisch, was wiederum auch höhere Geschwindigkeiten ermöglicht.

In turbulenter Luft muss der Pilot natürlich immer noch aktiv fliegen. Aber hier kommt die B- oder BC-Steuerung ins Spiel. Im beschleunigten Flug ist sie sogar ein Muss. Ein kurzer, impulsiver Zug an den B-Handles kann bei manchen Modellen den Reflex-Effekt sogar kurzzeitig noch verstärken.


Werden Klapper heftiger? 

Da Schirme mit Reflex-Profilen ein mögliches Unterschneiden selbständig regulieren, indem sie die Nase hoch nehmen, gelten sie als klappstabiler. Sie können aber auch heftigere Reaktionen zeigen, sollten sie doch einmal klappen. Das liegt dann allerdings weniger an der Aerodynamik der Reflex-Profile, sondern ist vielmehr ein indirekter Effekt, der sich durch das Verhalten der Piloten ergibt: Die höhere Stabilität verleitet schnell dazu, auch in turbulenterer Luft noch länger im Gas stehen zu bleiben. Mehr Geschwindigkeit und stärkere Turbulenzen erhöhen jedoch die Energie, die ein Flügel absorbieren muss. Da hilft auch irgendwann das Reflex-Profil nicht mehr. Wird dessen Toleranzgrenze überschritten, brechen solche Flügel umso heftiger weg.

Es gibt aber eine gute Nachricht: Wer einen gesunden Respekt vor turbulenten Wetterlagen und Strömungsverhältnissen behält, kann mit Reflex-Profilen und einer daran angepassten Steuerweise tatsächlich sogar sicherer und entspannter unterwegs sein!


Etwas andere Starteigenschaften

Schirme mit RAST können
beim Start temporär
ein starkes Reflex-Profil
ausformen. // Lu-Glidz

Auch beim Start muss man mit Reflex-Schirmen etwas umlernen: Die Reflex-Eigenschaften sorgen dafür, dass sich solche Schirme beim gefühlvollen Aufziehen auch ohne Anbremsen wie von selbst über dem Piloten stabilisieren, kaum überschießen und sich seltener einen Frontklapper fangen. Allerdings muss man darauf achten, das Profil im Aufstieg nicht zu deformieren. Wer zu früh durch Zug an der Bremse die Reflexwirkung stört, darf sich über dann unerwartete Schießtendenzen nicht wundern.

Besonders gut lässt sich so etwas bei RAST-Schirmen von Swing beobachten. Diese füllen beim Aufziehen erst einmal den Vorderflügel vor der eingezogenen RAST-Wand. So kann vorübergehend ein sehr ausgeprägtes S-Schlag-Profil entstehen (s. Foto). Füllt sich wenig später auch der Hinterflügel, geht der starke S-Schlag und seine nickdämpfende Wirkung wieder verloren.

Bei manchen Schirmen haben Reflex-Eigenschaften noch einen weiteren Nebeneffekt beim Start. Die Kappen tendieren beim Aufziehen dazu, eher langsamer zu steigen, auf 45 bis 60 Grad etwas hängen zu bleiben oder sogar wieder zurückzufallen, wenn sie nicht bewusst mit Ruhe und Geduld über diesen Punkt gezogen bzw. geführt werden. Hier hilft es auch nicht, schneller zu laufen. Denn der Nose-up-Effekt kann dann sogar kontraproduktiv dafür sorgen, dass der Schirm länger hinter dem Piloten bleibt.

Ideal sind ein erster Anfangsimpuls und dann ein langes, gefühlvolles Führen der gestreckten A-Gurte fast im Stand bis in die Senkrechte. Erst dann sollte man den Schirm bei Bedarf noch mit den Bremsen kontrollieren und sich freuen, wenn die Kappe wenig später mit leichtem Zug nach vorn ihre Bereitschaft zum Abheben signalisiert.


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