

Tekst: Robert Danewid / Foto: Robert Danewid m.fl.
AS 33: Cockpit anno 2020. 100 år efter Vampyr. Styrspak, ställbara pedaler, urkopplingshandtag, luftbromsreglage, klaffreglage, landställsreglage, reglage för vattentankar, motorreglage, huvreglage, under flygning ställbart ryggstöd. Och en mängd instrument inklusive ”färddator”.
Long read
Pionerer
serie i NORDIC GLIDING
Konstruktører, piloter og tænkere som har udviklet flyvningen
Var kommer ordet cockpit från? Det finns flera förklaringar, men den vanligaste är att det är från 1600-talet och kommer från sjöfarten. Coxswain (eller cockswain) kallades den som navigerade och styrde mindre fartyg.
Han (för det var ju en han) befann sig i fartygets akter och oftast i en egen kabin eller sittbrunn – cockpit. Befälhavarna tillika styrmän på t ex landstigningsfartygen under andra världskriget kallades coxswain. I våra dagar är den som styr en kapproddbåt coxswain. Cockpit kan också härledas till tuppfäktning på 1500-talet.
Kan det bli enklare än så här? En pall att sitta på, två spakar att styra med, inga instrument. Ferdinand Schulz (1892 – 1929) i sin FS 3 Besenstiel. Den 11 maj 1924 satte han världsrekord i uthållighet med 8 tim 42 min vid en hangflygning längs sanddynerna i Rossitten. FS 3 var så rudimentär att Schulz inte fick deltaga med den i Rhöntävlingen 1922, den ansågs vara för farlig.
Den absolut enklaste formen av cockpit i ett segelflygplan får exemplifieras av Ferdinand Schulz FS 3 Besenstiel från 1922. En helt öppen cockpit med en ”planka” att sitta på, två spakar till rodren (höjdroder och kombinerat skevroder/sidroder) och inga fastbindningsremmar.
Schulz kom med Besenstiel till Rhöntävlingen 1922, men han fick inte delta då flygplanet ansågs för rudimentärt. Så Schulz åkte hem till Rossitten (ungefär vid nuvarande Kaliningrad) och drygt ett år senare, i maj 1924, slog han i Besenstiel världsrekord i uthållighet med nästan 9 timmar på hanget över sanddynerna vid Östersjön. Titta på fotot; 9 tim på låg höjd över sanddynerna sittandes på en ”pall”, nog är det en prestation som heter duga!
Fredrick Hentzen i Vampyr 1922. Notera pilotinklädnaden av läder runt Hentzens hals som är fäst runt cockpit sargen. Notera även fotbollarna som är landställ.
Till 1921 års tävling kom alla segelflygplans stamfader Vampyr till Wasserkuppe. Ett epokgörande segelflygplan och som har beskrivits i Nordic Gliding (artikeln finns att läsa på nordicgliding.com/vampyr-alla-segelflygplans-stamfader/).
Artikel: Vampyr, alle segelflygplans stamfader
Sittbrunnen i Vampyr var, som brukligt vid denna tid, öppen, men man hade en ”pilotinklädnad” i form av ett kapell i läder, som fästes till sittbrunnskanten och runt pilotens hals. På så sätt var det bara pilotens huvud som stack ut.
Vid denna tid fanns det inga instrument i segelflygplanen så det var viktigt att piloten kunde ”känna av” naturens krafter. De reglage som fanns i cockpit var förutom styrspaken, en spak för sidrodren, alltså inga separata pedaler utan en horisontell spak som manövrerades med fötterna. Detta var vanligt vid denna tiden i alla slags flygplan.
Cockpit i Vampyr, 1921. Styrspak och ”pedalspak”. Inga övriga reglage och inga instrument. (R Danewid)
Notera att det inte ens finns ett urkopplingshandtag, av den enkla anledningen att man startade i gummirep och då var kopplingen en enkel krok som inte behövde manövreras. Det fanns midjeremmar, men inga axelremmar.
”Instrumentbrädan” i Wien var utanför kroppen (cockpit till höger). Fartmätare, höjdmätare och variometer
Ratten i Wien. Med kedjedrift för
skevrodren. Notera även sidroderpedalerna, som är ungefär som dagens
Nästa nedslag i historien blir år 1929 och segelflygplanet Wien. Robert Kronfeld blev i maj det året den första att segelflyga över 100 km i just en Wien. Året innan hade han som förste segelflygare flugit med en variometer. Sedan mitten av 20-talet hade man använt fartmätare, höjdmätare, ”kula” och kompass. På Wien placerades instrumenten utanför cockpit, framför piloten. Se foto.
Som syns på fotot är cockpitsargen väldigt tight mot piloten, det är bara huvudet som sticker ut. Man hade börjat förstå hur viktigt det här med att minimera motstånd var, men fortfarande ansågs det att piloten skulle ha huvudet ”utomhus” för att få bättre flygkänsla.
Wien hade ingen konventionell styrspak utan en ratt, se bild. Skevrodren drevs med kedjor. En ganska elegant lösning. Denna lösning användes även i Kronfelds Ku4 Austria. Austria var ett mastodontsegelflygplan från 1930 med 30 m spännvidd. Det var först med eta år 2000 som något större byggdes.
Günter Groenhoff i Fafnir. Notera ”huven” och de två venturirören för att driva instrumenten. Sikten framåt måste varit allt annat än bra!
Fafnir byggdes 1929/30 och skulle vara ett superflygplan åt den unge lovande Günter Groenhoff. Även Fafnir fick ratt istället för spak. Nu hade man insett att pilotens huvud som stack ut gjorde en massa motstånd. Men man ville inte ”låsa in” piloten. Det var det där med flygkänsla. Så man hittade på ett mellanting med en ”huv” med öppna hål på sidorna. Sikten framåt måste varit allt annat än bra!
Att sätta flyginstrumenten framför piloten som på Wien gick ju inte med denna ”huv”. Instrumenten placerades därför på en ”hylla” framför piloten. Fafnir var utrustad för meteorologiska forskningsflygningar och hade därför mer instrument än vad som var brukligt vid denna tiden.
Förutom ratt och sidroderpedaler hade Fafnir ett urkopplingshandtag, den startades med både gummirep, vinsch och flygsläp.
Det var först i början av 30-talet som det började byggas segelflygplan med helt täckt sittbrunn, d v s en ”riktig” huv. Bland de första var Akaflieg Darmstadts lilla D28 Windspiel, Dittmars Condor och Jacobs Rhönadler. När Fafnir reparerades efter Groenhoffs fatala haveri 1932 fick den också en heltäckt glasad huv.
Cockpit i Sperber Junior 1936. Väl instrumenterad. Notera luftbromsreglaget. Sperber Junior var det första flygplanet med DFS bromsar.
1936 konstruerade Hans Jacobs Sperber Junior åt Hanna Reitsch. Sperber Junior, som var en vidareutveckling av Rhönsperber från året innan, fick en Fafnir liknande huv, dock med fönster på sidorna i stället för ”hål”. Flygplanet är intressant ur flera aspekter. Hanna Reitsch var liten och cockpit skräddarsyddes åt henne. Den var så liten att t o m Hanna tyckte den var trång. Det var bara hon som fick plats i den och hon var den ende som kom att flyga Sperber Junior.
I början av 30-talet flög man friskt i cumulusmoln. Antalet segelflygplan som hamnade i okontrollerat läge och bröts sönder i moln var stort och ett problem. De flesta piloter hade vare sig blindflyginstrument eller utbildning i molnflygning. Riktiga luftbromsar stod högt på agendan. Spoiler och liknande för att kunna precisionslanda hade man använt tidigare, men de bromsade ju inte farten. Exempel på okonventionell lösning för att reducera glidtalet är att man på Kronfelds Austria kunde tvärställa sidrodren. På liknande sätt kunde man på Akaflieg Stuttgarts F1 Fledermaus tvärställa ”wingletsen”.
Hans Jacobs designade DFS bromsarna. Förutom att reglera glidbanan är dessa riktiga bromsar, som förhindrar att man flyger fortare än max tillåten fart. Rhönsperber hade försetts med störklaffar på vingens ovansida, men Sperber Junior var det första flygplanet som försågs med DFS bromsar (dock bara på vingens ovansida). Från 1938 godkändes inga nya segelflygplan utan någon form av luftbromsar. Många segelflygplan, t ex Rhönbussard, Rhönsperber och Rhönadler, modifierades och försågs med DFS bromsar i efterhand. Som en parentes kan nämnas att Bergfalke II/55 och de flesta III hade DFS-bromsar.
Ganska snart modifierades DFS bromsarna av Ulrich Hütter hos Schempp-Hirth och de fick namn efter tillverkaren. Schempp-Hirth bromsarna är bättre än DFS och är fortfarande den allra vanligaste varianten av luftbromsar.
Jacobs Weihe från 1938 hade DFS-bromsar men Olympia, året efter, fick Schempp-Hirth bromsar.
Cockpit i Grunau Baby II. Styrspak, sidroderpedaler, luftbroms och urkoppling. Sidroderpedalerna kan ej justeras. Så här såg cockpit i segelflygplanen ut från ca 1935 till plastflygplanen gjorde sitt intåg i slutet av 60-talet
I mitten på 30-talet såg cockpit i de flesta segelflygplan ut som på fotot av en Grunau Baby II. Ofta en öppen sittbrunn. Styrspak och pedal. Luftbromsar av något slag, urkopplingshandtag och reglage för huven/sargen. Från slutet av 30-talet hade en del flygplan dessutom höjdrodertrim som t ex Olympia och Weihe. Även lättroder (typ Flettner) användes, i t ex skevrodren på Kranich. Färgmarkeringarna av reglagen, som numera är standard, infördes i större utsträckning inte förrän på 60-talet. Vilket indikerar att fotot på Babyn är taget i modern tid.
Sitsen var oftast en plywoodskiva, liksom ryggstödet, om sådant fanns. Ibland var ryggstödet ett stycke tyg. I regel var pedalerna liksom ryggstödet inte ställbara. Det gällde alltså att ha ”rätt storlek”. Det första seriebyggda segelflygplanet med ställbart ryggstöd och pedaler och en huv som satt i gångjärn och öppnades åt sidan, var den ovan nämnda Rhönsperber från 1935.
Prototypen till Minimoa (1935), som av många anses vara det vackraste segelflygplan som byggts, var högvingad och hade en annorlunda styrspak. Den ”hängde” nämligen i vingens ovankant, se bild, en ganska unik lösning. Det innebar att styrsystemet inte behövde dras ner i cockpit utan kunde gå direkt till spaken. I serieproduktion blev flygplanet midvingat och fick då en sedvanlig styrspak. Prototypen hade också en ovanlig huv. Man lyfte bort hela övre delen av nosen inklusive instrumentbrädan. Denna lösning var inte helt unik på 30-talet, den användes bl a i de amerikanska Franklin segelflygplanen.
Wolf Hirth med protoypen till Minimoa. Notera den hängande spaken (pilen markerar) och att hela den övre delen av nosen lyfts bort. Eftersom piloten delvis satt under vingen var det ej möjligt att ha en konventionell huv.
En amerikansk variant på cockpit från 1930 i en Franklin Eaglet. Här är det lätt att komma i och ur. Jämför med Kirchner-cockpiten från 1980. I detta segelflygplan flygsläpade Frank Hawks tvärsöver den amerikanska kontinenten i april 1930. Totalt 20 etapper.
Cockpit i Horten IV. Notera ratten, instrumentens placering och att piloten ligger på magen. Istället för nackstöd finns ett hakstöd. (R Danewid)
För att minska luftmotståndet (”våta arean”) placerade bröderna Horten i sina ”Nurflügel” Horten IV (1939) och VI (1944) piloten i en knästående, på magen halvliggande ställning. Denna sittställning utprovades av tyskarna för andra (militära) projekt. Bl a byggde man flera Kranich (kallades LiegeKranich) där främre piloten hade denna ställning, medan den bakre piloten satt som ”vanligt”. Främre piloten skulle tränas i att flyga ”på magen”, den bakre var säkerhetsförare. Bl a ville man utforska om en pilot klarar högre g-belastning i denna ställning, vilket man faktiskt kom fram till.
Det gjordes termikflygningar med H IV på upp till 10 timmar och Heinz Scheidhauer, Hortens chefsprovflygare, fann att ”liggpositionen” var bekväm, han ansåg att den t o m vara bekvämare och vilsammare än den ”vanliga” vid långa flygningar (!!!!). Men det ser inte speciellt bekvämt ut!
En annan kuriositet i H IV och VI var att spaken var en ratt, se foto.
Finsk Pik-5C från början av 50-talet med tydliga 30-talsinfluenser (jämför med fotot på Baby). Spak, sidroderpedaler, luftbroms och urkopplingshandtag. Reglagens färgsättning och den handhållna radion i fickan visar att bilden är tagen i våra dagar
Typisk cockpitutförande från 1930-talet och fram till 1970-talet. Här är det en K 6 E från 1965. Styrspak, ställbara pedaler, luftbromsreglage, urkopplingshandtag. Fjädertrimmen framför spaken. Sitsen är av glasfiber (blev vanligt på 50-talet och framåt).
Efter kriget, under 50-talet, började ”plast” smyga sig in i segelflygplanen. Först i detaljer, som t ex noskåpor och sitsar/ryggstöd. Ryggstöden började bli ställbara, dock oftast inte under flygning. Sittpositionen började ändras. Det var det här med ”våt area” som redan bröderna Horten tänkt på, men nu la man piloten mer eller mindre på rygg och inte på mage. De första exemplen på detta är t ex de polska Foka och Zefir. Men även franska Edelweiss och schweiziska Diamant. De tre första var träflygplan (träsandwich) medan Diamant var ett av de första plastflygplanen.
Akaflieg Darmstadts D-36, alla plastflygplans stamfader och efter Vampyr ett av de viktigaste segelflygplanen, flög första gången 1964. Cockpitdesignen har nu definitivt lämnat 30-talet. Halvliggande sittställning, men inte så extremt som i t ex Edelweiss. Reglage vars utformning och placering vi känner igen i dagens segelflygplan.
Artikel: D-36, alla plastflygplans stamfader
Det var Eugen Hänle med sitt företag Glasflügel som under 60-talet började modernisera cockpit i segelflygplan. Hänle är den store innovatören på 60- och 70-talet inom segelflyg. Hans Libelle försågs med flera nymodigheter i cockpit. Under flygning ställbara pedaler och ryggstöd, vettig ventilation, uppblåsbar sittdyna och automatkopplade roder för att nämna några. Den geniala höjdroder/stabilisatorinfästningen används fortfarande i alla Schempp-Hirths flygplan.
Anti-pio: Styrsystemet i Glasflügels H303 Mosquito från 1976. Notera parallellogramspaken och trimmen. Spaken rör sig horisontellt istället för att rotera runt botten.
På H401 Kestrel från 1968 introducerade han parallellogramspaken och fjädertrimsystemet med en ”knapp” på spaken. Parallellogramspaken förhindrar PIO (Pilot Induced Oscillations) och användes på alla efterföljande Glasflügel konstruktioner och sedermera även i DGs ensitsare. Parallellogramspaken rör sig ”fram-och-tillbaka” istället för att ”rotera”. Den finurliga trimmen, en ”knapp” på spaken som lossar/låser en bladfjäder, används i dag i Schleicher, LS och DG-flygplanen.
I slutet av 70-talet inledde Glasflügel ett samarbete med den Kölnbaserade industridesignern Kirchner. Kirchner gjorde en futuristisk studie av hur morgondagens cockpit i ett segelflygplan skulle kunna se ut, med tyngdpunkten på ergonomi. Studien resulterade i en modifierad Mosquito, dock endast som mock-up, den flög aldrig. Allting var ergonomisk utformat. Instrumenten var digitala och visades på en HUD (Head Up Display).
Glasflügel LCD – mockup baserad på en Mosquito. Notera instrumentbrädan som är en Head Up Display (HUD) och styrspaken på höger sida
Även om detta var långt före EASA så var det naturligtvis inte möjligt att flyga med sådana futuristiska icke certifierade instrument (!!). I slutet av 80-talet lanserade en fransk firma variometer-systemet HUDIS med ”varialti” (som de kallade sin variometer) och en enkel HUD. Det blev ingen försäljningssuccé. Vi segelflygare är ibland väldigt konservativa!
Styrspaken i Kirchners cockpit var placerad på höger sida. Kirchner-cockpiten var alltså en framtidsstudie om hur en cockpit skulle kunna se ut i slutet av 80-talet.
Samtidigt med denna studie konstruerade Glasflügel sin 304.
I denna anammade man delar av Krichners idéer och ofta omtalar man cockpit i 304 som Kirchner-cockpit. Att huven öppnas framåt-uppåt var inget nytt, men att instrumentbrädan följde med var nytt och kom från Kirchner. Lättare att stiga i flygplanet men framförallt lättare att komma ut vid ett fallskärmshopp.
Likaså var utformandet av reglagen för att öppna huven ergonomiskt utformade – de har anammats av flera tillverkare (Schleicher och DG). Väl fungerande ventilation med utblås hämtade från bilindustrin. Väl placerade och utformade reglage samt parallellogramspak med fjädertrim på spaken. Ryggstöd, nackstöd och pedaler kan ställas under flygning. Hjulbroms i pedalerna. Glasflügel 304, med sina kopplingar till Kirchner, satte en ny standard för cockpitdesign. Efter 62 tillverkade 304, med orderboken full, gick dessvärre Glasflügel i konkurs 1982.
Framåt slutet av 80-talet kom nästa stora utveckling av cockpit; säkerhetscockpiten. Gerhard Waibel hos Schleicher designade en säkerhetscockpit till sin ASW 24. Frågan som ofta diskuterades då var ”lönar sig säkerhet?”, d v s var segelflygarna villiga att betala för mer säkerhet? Att betala för mer prestanda var ju en helt annan sak. Frågan är fortfarande aktuell.
ASW 24.Notera rak cockpitsarg (cockpitkant, red.). Principen är att cockpit ska kunna ta upp krafter och absorbera energi i en separat zon bakom cockpit. (foto: j Trabolt)
ASW 24 hade helt nya idéer när det gäller säkerhet och den är verkligen kraschsäker, vilket bl a ett svårt svensk haveri visade (nospartiet på denna sönderslagna ASW 24 finns att beskåda på Deutsches Museum i München). Piloten kunde själv gå från vraket. 1993 i samband med VM i Borlänge tilldelades Waibel OSTIVs pris för sitt arbete med säkerhetscockpiten i ASW 24.
Waibel samarbetade med den engelske segelflygaren och läkaren Anthony Segal, som utfört grundläggande forskning runt ryggskador vid segelflyghaverier och hur man skyddar sig i cockpit. Dynafoam kuddarna, som de flesta idag använder, togs fram av Segal. Vidare samarbetade Waibel med TÛV Rheinland och högskolan i Aachen (prof Röger). Båda har gjort många tester av segelflygplans kraschsäkerhet och forskat kring detta. Principen är att cockpit ska kunna ta upp krafter och absorbera energi i en separat zon bakom cockpit.
Ur Gerhard Waibels 1999 OSTIV paper “Designing a Crashworthy Cockpit Sill” (publicerad i Technical Soaring Volume XXIV, No 4 October 2000). Figuren visar varför cockpiten på alla Schleichers flygplan efter ASW 24 har en rak cockpitsarg. Den som kan lite om mekanik och knäckning förstår figuren
Idag har alla tillverkare introducerat säkerhetscockpit i sina flygplan.
Hur ser framtiden ut? Vi får säkert se mer av att ”säkerhet lönar sig”. FLARM är ju t ex en tämligen billig säkerhetshöjning. Det finns idag system med räddningsfallskärmar (Total Rescue system) i flygplan (både Schleicher och Schempp-Hirth har det som tillval). Men ännu har ingen nappat på att köpa dem. DG och Schempp-hirth har NOAH systemet, som är en ”omvänd” krockkudde.
Vågar man gissa på att vi får se en riktig Kirchner cockpit med HUD innan segelflyget fyller 125?