Human Powered Flight

Wat maakt human powered flight zo bijzonder en zeldzaam? Het lage vermogen en hoge gewicht van een mens. Een gezonde volwassene kan fietsend zo’n 250 tot 300 Watt leveren, hoogstens enkele minuten lang. Vergelijk dat eens met een auto: die heeft meer dan 100 maal zoveel vermogen nodig bij een snelheid van 100 km/u, 100 maal meer dan de bestuurder zelf kan fietsen! In een vliegtuig moet de piloot daarbij ook nog het hele gewicht van zichzelf plus het vliegtuig in de lucht houden. Vliegen kost dus veel energie, en vliegen op spierkracht is op de grens van wat natuurkundig haalbaar is.

Testvlucht van Nederlandse HPA Anjali in Japan. Jesse in de cockpit, en de teamleden rennen mee.
Vermogen

De grafiek hieronder laat zien hoe lang een getrainde fietser een bepaald constant vermogen kan leveren. Als je 5 minuten of meer wil vliegen op spierkracht, moet je een enorm efficiënte HPA hebben, die minder dan 250 Watt nodig heeft. Afhankelijk van het ontwerp ligt de vliegsnelheid vaak tussen de 25 tot 40 km/u. Het fietst echter veel zwaarder dan dezelfde snelheid op een gewone racefiets, omdat je jezelf en het vliegtuig in de lucht moet houden. Als piloot en motor tegelijk moet je ook je concentratie delen tussen het sturen en het fietsen. Een hele uitdaging om dan toch hard te blijven fietsen. Het is een zeer uitdagende en gezonde sport!

Continu beschikbaar vermogen bij een gegeven tijdsduur. Een Olympische fietser kan een gegeven HPA veel langer in de lucht houden dan een gewone volwassene!
Besturing

Wendbaarheid en besturing van HPAs is ook uitdagend. Het vliegen van bochten kost meer vermogen dan rechtuit vliegen. Het maken van krappe bochten is daarmee een mooie uitdaging voor zowel de ontwerper als de piloot. Het vliegen van een liggende figuur-acht is de ‘heilige graal’ van HPF; wanneer een HPA dat kan, is het absoluut wendbaar en effiënt genoeg.

Ontwerp en constructie

Met zo weinig beschikbaar vermogen kan er niet snel gevlogen worden. Maar een langzaam vliegtuig moet groot zijn, om het gewicht in de lucht te kunnen houden. Een groot vliegtuig is al snel zwaar. De meeste HPAs hebben vleugelspanwijdtes van 20 tot 30 meter, en ze wegen slechts 30 tot 60 kg. Met de juiste lichtgewicht materialen en een efficiënte constructie is het mogelijk om een vliegtuig te bouwen dat groot en langzaam genoeg is om op spierkracht te vliegen. De meeste HPAs hebben een constructie van carbon buizen, vaak met meerdere dunne tuidraden. De aerodynamische vleugelvorm wordt van foam en balsahout gemaakt. De huid van het vliegtuig is een lichte polyester film, op zijn plaats gehouden door dubbelzijdige tape: absoluut stevig genoeg en zeer licht.

Samengevat: met de juiste constructie, materialen, aerodynamica, en piloot, is het mogelijk om op spierkracht te vliegen. Het is op het randje van het haalbare, maar het is mogelijk!