thumb|Szybowiec DG-800 w locie thumb|Widok z kabiny szybowca (dwumiejscowego) w locie
Szybowiec – statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), o stałych powierzchniach nośnych, zdolny do długotrwałego lotu ślizgowego bez użycia własnego napęduKodeks Sportowy FAI – Dział 3: Szybownictwo.. Nie jest napędzany silnikiem, a uzyskuje swoją siłę nośną w locie głównie na skutek zjawisk aerodynamicznych występujących na jego powierzchniach, pozostających w niezmiennym położeniu podczas ustalonych warunków lotuLicencjonowanie personelu, Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego, s. 14..
Informacje ogólne Podobnie jak samolot, szybowiec utrzymuje się w powietrzu dzięki sile nośnej powstającej na jego skrzydłach proporcjonalnie do jego prędkości względem powietrza. Odmiennie od samolotu, nie posiada on własnego napędu, dzięki któremu mógłby on kontynuować lot bez utraty wysokości względem masy powietrza, w której się poruszaKen Stewart, „Podręcznik pilota szybowcowego – praktyka”..
Z tego względu, w celu umożliwienia jak najdłuższego pozostawania w powietrzu, a co za tym idzie, jak największego zasięgu, w konstrukcji szybowców dąży się do uzyskiwania jak najwyższej doskonałości aerodynamicznej poprzez stosowanie dużych wydłużeń skrzydeł oraz minimalizację źródeł szkodliwego oporu aerodynamicznego.
Start szybowca odbywa się najczęściej dzięki wykorzystaniu wyciągarki lub samolotu holującego. Na niektórych szybowiskach górskich możliwe jest również rozpędzanie szybowców do startu przy pomocy lin gumowych lub poprzez taką lokalizację miejsca startu, że przy sprzyjających warunkach, szybowiec może osiągnąć prędkość wystarczającą do samodzielnego lotu poprzez stoczenie się w dół zbocza (start grawitacyjny) – były to główne sposoby na rozpoczęcie lotu u początków szybownictwa, z powodzeniem stosowane do dziś (np. w Bezmiechowej). Po osiągnięciu odpowiedniej wysokości pilot szybowca wyczepia linę holowniczą i szybowiec rozpoczyna samodzielny lot.
W spokojnym powietrzu (pozbawionym ruchów pionowych), przy starcie z danej wysokości, czas lotu szybowca ograniczony jest wielkością jego opadania własnego, a zasięg wynika z doskonałości aerodynamicznej. We współczesnych konstrukcjach są to wielkości w okolicach 0,5 m/sGP Gliders GP-11 Pulse. dla opadania własnego oraz powyżej 50:1Jonker Sailplanes JS1. w odniesieniu do doskonałości.
W celu wydłużenia lotu, a zatem zwiększenia możliwych do uzyskania odległości oraz prędkości lotu, w szybownictwie wykorzystuje się m.in. prądy termiczne, prądy orograficzne oraz noszenia falowe w których szybowiec jest w stanie utrzymywać lub zwiększać swoją wysokość.
W przeciwieństwie do lotni, czy paralotni, do sterowania szybowcem wykorzystywane są powierzchnie sterowe – lotki na skrzydłach oraz ster kierunku i ster wysokości na statecznikach pionowym i poziomym. W dużym uproszczeniu, zmiana położenia wzdłuż osi pionowej (odchylenie) dokonuje się przy pomocy steru kierunku, wzdłuż osi podłużnej (przechylenie) dokonuje się przy pomocy lotek, a wzdłuż osi poprzecznej (pochylenie) dokonuje się przy pomocy steru wysokości. W praktyce, w celu wprowadzenia w zakręt lub zeń wyprowadzenia, stosuje się zsynchronizowane, zgodne wychylenia lotek oraz steru kierunku, a ster wysokości służy do zmiany prędkości powietrznej szybowca. Oprócz powierzchni sterowych, szybowiec jest zwykle wyposażony w hamulce aerodynamiczne, umożliwiające kontrolę kąta podejścia do lądowania. W konstrukcji niektórych szybowców wyczynowych stosuje się również mechanizację skrzydła (klapy).
Istnieje wersja szybowca z silnikiem – jest to motoszybowiec. Przy czym należy rozróżnić typowe motoszybowce, w których silnik oraz śmigło zamontowane są na stałe podobnie jak w samolocie, a właściwości lotne odbiegają znacznie od konwencjonalnych szybowców oraz szybowce, w których silnik jest schowany wewnątrz kadłuba przez większość lotu i wysuwany i uruchamiany tylko w celu uniknięcia lądowania w terenie przygodnym, bądź też w celu uzyskania wysokości startowej (tzw. samostart).
Budowa thumb|Polski szybowiec IS-3 ABC z kadłubem kratownicowym Szybowiec zazwyczaj posiada kadłub, skrzydło, statecznik poziomy i pionowy. Znane są przykłady innych konfiguracji (np. układ kaczki), ale nie zdobyły one popularności.
Pierwsze konstrukcje szybowców składały się ze skrzydeł i stateczników z drewnianymi dźwigarami i żebrami powleczonymi płótnem oraz prostego drewnianego kadłuba bez elementów chroniących pilota przed warunkami atmosferycznymi i wypadkami.
Kolejne konstrukcje były bardziej zabudowane. Pojawiły się też szybowce mające pokrycie skrzydeł ze sklejki. Niektóre modele były metalowe, z duraluminium. Obecnie większość szybowców jest robiona z laminatu. Szybowce wysokowyczynowe budowane są (szczególnie skrzydła) z wysokowytrzymałych materiałów jak włókna węglowe, kevlar czy inne aramidy.
Powszechne jest obecnie stosowanie klap dla regulacji zależności siły nośnej (i oporu) od prędkościW tym stosowanie – raczej niespotykanych gdzie indziej w lotnictwie – ujemnych kątów natarcia klap dla zmniejszania oporów przy dużych prędkościach lotu.. Standardowe jest także regulowanie obciążenia powierzchniWiększe obciążenie powierzchni pozwala – jak wszędzie w lotnictwie – na zwiększenie prędkości przy tym samym (w przybliżeniu) kącie opadania. Dzieje się to jednak kosztem jednoczesnego proporcjonalnego zwiększenia prędkości minimalnej oraz wartości minimalnego opadania. Dla pogody gdy szybkość prądów wznoszących atmosfery jest niewielka (słabe noszenie) – stosunkowo szybkie opadanie szybowca bardzo zwalnia lub nawet uniemożliwia nabór wysokości. Dlatego szybowce regulują przed startem (balast wodny) obciążenie starając się osiągnąć najkorzystniejszy kompromis pomiędzy zdolnością wykorzystania noszeń (specyficznych dla pogody w danym dniu) a prędkością w przelocie pomiędzy obszarami noszeń. (nieraz w zakresie rzędu 200%„SZD-56 Diana”.) za pomocą balastu wodnegoParadoksalne na pierwszy rzut oka poprawianie własności lotnych szybowca przez rozmyślnie zwiększanie jego ciężaru – nieraz o setki kilogramów – staje się zrozumiałe gdy weźmiemy pod uwagę, że „paliwem” szybowca jest nagromadzona grawitacyjna energia potencjalna, a ta rośnie wraz z jego masą. Zobacz biegunowa prędkości.. Próby zmiany obciążenia powierzchni przy pomocy zmiany geometrii skrzydeł (stosowane w lotnictwie wojskowym) jak dotąd skończyły się niepowodzeniemM.in. z powodu braku źródła energii (innego niż mięśnie pilota) dla wielokrotnej zmiany konfiguracji skrzydeł..
Istotnymi cechami każdego szybowca są takie parametry jak: doskonałość, obciążenie powierzchni, rozpiętość, wydłużenie płata, prędkość minimalna, prędkość dopuszczalna, biegunowa prędkości.
Przyrządy pokładowe Szybowce wykorzystują z reguły następujące przyrządy: thumb|Tablica przyrządów w kabinie szybowca SZD-9 Bocian prędkościomierz – konieczny dla kontroli prędkości lotu i utrzymania jej w granicach bezpieczeństwa wysokościomierz barometryczny – pozwalający m.in. na ocenę zasobu energii (wysokości) szybowca i zatem oszacowania pozostałego zasięgu lotu wariometr energii całkowitej (WEC)Działa niemal tak samo jak zwykły wariometr, ale ignoruje zmiany wysokości wynikające np. z chwilowego wybrania (kosztem prędkości) w górę szybowca, zobacz hasło wariometr energii całkowitej. – wskazujący szybkość naboru (lub utraty) energii przez szybowiec, czyli umożliwiający lokalizację noszeń (obszarów wznoszącego się powietrza podnoszącego szybowiec) wariometr nieskompensowany – wskazujący prędkość pionową (wznoszenia lub opadania) szybowca busola chyłomierz – pokazujący odchylenie poprzeczne (wartość i kierunek) wypadkowej siły bezwładności i grawitacji działającej na szybowiec od pionowej osi szybowca zakrętomierz – wskazujący prędkość (ewentualnego) obrotu szybowca wokół osi pionowej
Przyrządy te stosuje się podobnie jak w pilotażu samolotówCiekawostką jest, że w przypadku wysokościomierza (mechanicznego) w urządzeniu (zarówno dla samolotów, jak i szybowców) występują opory, powodujące niewielkie „zacinanie się” wskazań. Z powodu występujących w samolocie wibracji od silnika te „zacięcia” są natychmiast usuwane, w szybowcu, jeżeli pilotowi zależy na dokładnym odczycie, musi on „popukać” w przyrząd. (orientacja, nawigacja). Jedynie dla szybowców specyficzny jest wariometr energii całkowitej.
Większość pilotów używa niezależnie od chyłomierza tzw. icka – krótkiego kawałka nitki przyklejonej jednym końcem do osłony kabiny w osi wzroku pilota i wskazującej kierunek opływu powietrza. Icek pozwala na kontrolę prawidłowości lotu podobnie jak chyłomierz, ale nie wymaga odwracania wzroku od tego co dzieje się na zewnątrz szybowca, co jest bardzo istotne dla bezpieczeństwa (kolizje).
Historia użycia przyrządów Pierwsze szybowce były używane (w odkrytej kabinie) bez przyrządów. PrędkośćKontrola prędkości jest kluczowa w pilotażu statku powietrznego – obniżenie prędkości poniżej tzw. prędkości przeciągnięcia skutkuje gwałtownym opadaniem, prowadzącym na niższych wysokościach najczęściej do wypadku. oceniano według furkotania nogawek spodniUczniowie piloci mieli zakaz używania krótkich spodenek właśnie ze względu na funkcję nogawki od spodni jako prędkościomierza.Radosław Górzeński, „Przyrządy pokładowe”, 2003. albo gwizdu wiatru na zastrzałach. Nie używano z początku wariometrów. Pozwalało to na szybowanie w górach (gdzie strefy noszeń żaglowych są łatwiej przewidywalne). Po odkryciu noszeń termicznych przez pewien czas w zawodach przewagę mieli piloci stosujący – nieznane dotąd ogółowi – wariometryWczesny as szybownictwa ukrywał wariometr w noszonej ze sobą torbie, kłamiąc innym pilotom, że ma tam termos z kawą („Gliding” op. cit.).„Gliding” nr 4/1950-51, Sailflying Press Ltd., s. 165.. Na początku lat 30. XX w. wariometry stały się znane i używane powszechnie. Do lat 50. XX w. pracowano nad udoskonaleniem wariometru energii całkowitej. Następny przełom w instrumentach pokładowych nastąpił dopiero na początku XXI w., z użyciem tzw. „lusterek” – pokładowych komputerów prowadzących nawigację i wyliczających na bieżąco optymalne parametry lotu.
Osiągi thumb|Stratosferyczny obłok nad Islandią, wysokość około 20 km, wskazujący na istnienie wznoszącej fali stratosferycznej, celu projektu Perlan – osiągnięcia szybowcem wysokości do 30 km Szybowce należą do najdoskonalszych statków powietrznych jeżeli chodzi o gospodarowanie energią. Jednocześnie są projektowane do lotu w warunkach omijanychObszary chmur kłębiastych (Cumulus) są często omijane przez pilotów małych samolotów ze względu na występujące pod nimi silne turbulencje, mogące w skrajnych przypadkach uszkodzić mały samolot. Dla szybowców te turbulencje są źródłem energii – szybowce są konstruowane do latania w tych warunkach. (brutalne obciążenia) przez dużą część samolotów. Obecne przykładowe osiągi (rekordyRejestr rekordów FAI.) szybowców to: przeleciana odległość powyżej 2200 kmZgłoszone dłuższe przeloty (niektóre powyżej 3000 km) nie są zamieszczone (jeszcze?) na oficjalnej liście rekordów. średnia prędkość po zamkniętej trasie długości 500 km powyżej 300 km/h (w górach) i 160 km/h (równiny) wspinanie do wysokości lotu powyżej 30 km, w najbliższym czasie podjęta będzie próba wspięcia do środkowej stratosfery realizowana w ramach projektu PerlanRekordowy lot szybowca Perlan 2, „Lotnictwo”, nr 10-11 (2017), s. 12, doskonałość 72 (możliwy zasięg 72 km przy opadaniu – w nieruchomym powietrzu – z wysokości 1 km)
Klasy szybowców Na potrzeby zawodów szybowce są podzielone (FAI) na następujące klasy: Otwarta – maksymalna masa startowa szybowca (razem z pilotem/pilotami, wyposażeniem) poniżej 850 kg, bez innych ograniczeń Standard – skrzydła o maksymalnej rozpiętości 15 m, bez klap czy innych (poza lotkami) mechanizacji, dopuszczalny balast wodny, ograniczenie masy startowej do 525 kg Klub – tak samo jak Standard, ale bez użycia balastu wodnego (może mieć instalację do stosowania balastu, ale pustą)