Na początku lat 1950-tych NASA rozpisała konkurs na opracowanie systemu sprowadzania z orbity statków kosmicznych. Konkurs wygrał dr Francis M. Rogallo ze swym projektem miękkopłata w kształcie delta, łączący w sobie cechy szybowca i spadochronu. Pomysł nie został jednak wykorzystany zgodnie z przeznaczeniem. Do sprowadzania statków kosmicznych zastosowano klasyczne spadochrony.

Wynalazek F. M. Rogallo nie poszedł jednak w zapomnienie. Wprost przeciwnie- zrobił zawrotną karierę w sporcie lotniczym. Ze względu na bardzo prostą konstrukcję i niskie koszty budowy, lotniarstwo szybko stało się najbardziej masowym sportem lotniczym. Początkowo lotnie umożliwiały wykonywanie kilkuminutowych lotów. Lotniarzom było to jednak zdecydowanie za mało. Loty stawały się coraz dłuższe. Rozpoczęła się pogoń za rekordami: długotrwałością lotu, odległością przelotu i przewyższenia. Szybciej, wyżej, dalej! W 1974 r. rekord długotrwałości lotu na lotni wynosił już 20 h 47 minut (!), przewyższenia- 1800 m. Osiągano odległości przelotu przekraczające 30 km.

Za rozwojem wyczynowego latania ciągle podążają konstruktorzy i producenci lotni, którzy dążą do opracowania coraz to doskonalszych skrzydeł. W ciągu 60 lat rozwoju powstawały coraz to nowe generacje lotni o doskonalszej konstrukcji. Najnowsze lotnie wyczynowe tak bardzo oddaliły się konstrukcyjnie od standardu wyznaczonego przez płat  Rogallo,  że mają już z nim tylko wspólną nazwę - lotnia. Są to już właściwie "super ultralekkie szybowce" o doskonałości dochodzącej do 20.

O przynależności lotni do poszczególnych generacji, w głównej mierze decydują sprawy związane z doskonaleniem pokrycia, który decyduje o osiągach lotni. Wszystkie zmiany konstrukcji szkieletu są temu podporządkowane. Konstrukcja szkieletu jest o tyle ważna, o ile pozwala uzyskać najlepszy kształt żagla- ma jednak drugorzędne znaczenie. Szkielet jest nieodzowną częścią lotni klasycznej, można jednak wykonywać loty na lotniach bez sztywnego szkieletu. Najlepszym tego przykładem jest konstrukcja paralotni.

I GENERACJA LOTNI

Są to lotnie wywodzące się wprost od płata  Rogallo. Odznaczały się prostą konstrukcją, dzięki temu można je było budować w warunkach amatorskich, bez trudności powielając wzorcowy egzemplarz w oparciu o kilka podstawowych wymiarów. Płat Rogallo o odpowiedniej powierzchni (ok. 20 m²) wytwarzał siłę nośną pozwalającą na lot człowieka. Masa lotni wynosiła 15-18 kg i start z rozbiegu na nogach nie przedstawiał trudności. Kształt płata zapewniał dobrą stateczność i sterowność względem wszystkich 3-ch osi. Zwichrzenie w naturalny sposób wynikało z geometrii płata. Lotnia nie była zbyt czuła na sterowanie, ale było to jej zaletą dla początkujących lotniarzy.

Lotnie I-ej generacji charakteryzują  następujące cechy:
- mały kat wierzchołkowy, ok. 80 stopni,
- duży naddatek kątowy pokrycia (żagla), ok. 10 stopni.

W konsekwencji lotnia składa się (jak gdyby) z dwóch płatów (fragmentów) powierzchni stożka obrotowego. Taki stożek przecięty płaszczyzną pionową, równoległą do kierunku lotu, daje przekrój w kształcie hiperboli. Lotnia posiada profil hiperboliczny, który sam się tworzy. Przynajmniej tak to wygląda w teorii. Natomiast w praktyce, z uwagi na ugięcie rur, kształt profilu odbiega od założonego. Tworzą się zmarszczki, luzują się krawędzie spływu, pojawia się trzepotanie pokrycia, wzrasta opór itp. Spadają osiągi lotni. Najlepsze lotnie I-ej generacji posiadały maksymalną doskonałość najwyżej 4 przy prędkości opadania 2 m/s.

Cały wysiłek konstruktorów i wykonawców lotni musiał iść w kierunku likwidacji tych i innych niekorzystnych cech, w celu poprawy osiągów (doskonałości). Modernizacja płata Rogallo, głównie w aspekcie poprawy kształty żagla, doprowadziła do powstania kolejnych generacji lotni.

II GENERACJA LOTNI

W połowie lat 1970-tych pojawiły się lotnie II-ej generacji. Dokonano w nich istotnych zmian i ulepszeń w stosunku do płata Rogallo. Zastosowano następujące nowe rozwiązania:
- wygięty kil w kształcie profilu samostatecznego „S”,
- nierozwijalne pokrycie dostosowane do profilu „S” w części kilowej,
- zmniejszenie naddatku pokrycia do 1-2 ^o, a co za tym idzie i oporu czołowego,
- powiększenie rozpiętości przez zwiększenie kąta wierzchołkowego do 100-106^o,
- obcięcie (w niektórych konstrukcjach) nieefektywnych końcówek skrzydła i wstawienie na końcach krawędzi natarcia tzw. ścinów. Zabezpieczało to również stałe zwichrzenie geometryczne płata.

Do lotni II-ej generacji zalicza się również lotnię Seagull III, , która nie posiadała ściętych końcówek, ale otrzymała mocno zmieniony kształt krawędzi natarcia. Wygięcie krawędzi natarcia w płaszczyznach pionowych miało na celu zmniejszenie oporu czołowego. W konsekwencji powstała lotnia, która nie składała się już z płatów stożka, lecz z płatów zbliżonych do fragmentów walca. Wygięcie rur krawędzi natarcia w lotni Seagull III było tylko na odcinkach od dziobu do węzłów bocznych, dalej rury były proste.

Lotnia Seagull III z wygiętymi krawędziami natarcia.

W innych lotniach II-ej generacji również wyginano krawędzie natarcia, chociaż sprężyście, wykorzystując do tego salingi i linki stalowe. Uzyskiwano przy tym podobny efekt do tego, o jaki chodziło w konstrukcji lotni Seagull III. Dodatkowo usztywniało to krawędzie natarcia i miało zapobiegać deformowaniu się pokrycia. Większość lotni II-ej generacji, np. Sun, "Flamingo" itp. posiadała nawet do 2-3 salingów (w płaszczyźnie pionowej i poziomej) na krawędzi natarcia. Lotnie te posiadały również ścięte końcówki.

Wygięcie krawędzi natarcia doprowadziło do tego, że w lotniach II-ej generacji zmienił się kształt profilu, który był teraz zbliżony do elipsy, tj. krzywej powstałej z przekroju walca płaszczyzną ukośną względem jego osi. Dzięki opisanym wyżej modernizacjom zwiększyły się osiągi lotni II-ej generacji: doskonałość do ok. 6, prędkość opadania zmalała do 1,5 m/s. Wzrost współczynnika siły nośnej umożliwił zmniejszenie powierzchni do 16-19 m², dzięki czemu wzrósł zakres prędkości. Zwiększyła się jednak nieco masa lotni. Charakterystyczną cechą tych lotni było jednak to, że kształt profilu skrzydła dalej tworzył się sam. Powierzchnie płatów przypominały płaty powierzchni walców (cylindrów). Udoskonalenie płata spowodowało znaczną poprawę osiągów.

III GENERACJA LOTNI

Dalsza modernizacja, prowadząca do powstania lotni III-ej generacji, polegała już na drobnej zmianie. Zostały usunięte ściny, a na ich miejsce zaczęto, w skrajnych częściach żagli, wsuwać listwy ustawione radialnie (promieniście). Utrzymywały one obrys krawędzi spływu, ale nie mogły zapobiec przejściu końcówki skrzydła na ujemne kąty natarcia (w ekstremalnych warunkach). W lotniach III-ej generacji pojawiły się (obok radialnych listew), także podtrzymki, tj. rurki na końcach skrzydeł ustawione pod kątem, ale niezwiązane (na ogół) z samym żaglem.

Pojawiły się też kieszenie kilowe. Miały one za cel (głównie) stworzenie możliwości wychodzenia lotni z nurkowania. W takim stanie lotu, pod naporem powietrz z góry, kształt profilu w obrębie osi symetrii lotni zmieniał się, wyprowadzając lotnię z nurkowania. Jednak w dalszym ciągu, niezależnie od modernizacji (listwy rozdzielne, kieszeń kilowa) lotnie III-ej generacji, podobnie jak pierwszej i drugiej, charakteryzowała jedna wspólna, zasadnicza cecha- dodatni kątowy naddatek pokrycia. Był on mniejszy niż w lotniach II generacji, ale nadal był dodatni. Pozostały także salingi i olinowanie krawędzi natarcia.

IV GENERACJA LOTNI

Przełom nastąpił w lotniach IV-ej generacji. Powszechnie znaną lotnią tej generacji stała się "Atlas". W Polsce pierwszą taką lotnię (ok. 1979 r.) zbudował Paweł Wierzbowski, była to lotnia Vega Star.

Przełom polegał na zmianie znaku naddatku kątowego pokrycia, który stał się teraz ujemny. Oczywiście naddatek "0" nie wchodzi w rachubę, ponieważ zamiast lotni byłaby to płaska "decha"!

Po nałożeniu na szkielet pokrycia z ujemnym naddatkiem kątowym, tworzy z przodu pewien zapas, który wykorzystywany jest na uformowanie profilu. Profil ten można było teraz kształtować według własnych upodobań wsuwając w kieszenie na żaglu odpowiednio wygięte rurki (żebra). Lotnie, nawet tzw. wyczynowe miały profile na ogół bliżej nieokreślone. Z przodu zagięte, dalej proste. Lotniarze nazywają te profile "NKG", czyli "na kolanie gięte". W lotniach IV-ej generacji zaczęto też stosować rury o większej średnicy, co doprowadziło do wyeliminowania salingów.

Wszystkie lotnie, od pierwszej do czwartej generacji, miały generalnie żagiel pojedynczy. Chociaż w lotniach III-ej i IV-ej generacji w przedniej części, ze względu na coraz to szersze kieszenie na krawędzie natarcia, pokrycie było podwójne (do ok. 30-50%).

Lotnie typu „Atlas” i podobne odznaczały się dobrymi osiągami i znakomitymi właściwościami pilotażowymi. Nadawały się do lotów w trudnych warunkach, gdzie decydującą rolę odgrywa sterowność oraz właściwe zachowanie się w różnych stanach lotu. Konstrukcja odznaczała się wysoką wytrzymałością. Lotnie z powodzeniem były stosowane jako lotnie silnikowe.

V GENERACJA LOTNI

Następna generacja lotni powstał ok. 1979 r., wiązała się z tak dużym poszerzeniem kieszeni na krawędzie natarcia, że można było schować w niej dźwigar. W ten sposób podwójne pokrycie zaczęło obejmować coraz większą część żagla- do 50-80 % i więcej. Schowanie dźwigara wiązało się z dalszym zmniejszeniem oporu i wzrostem osiągów. Do zwiększenia osiągów przyczyniło się również, w znacznym stopniu, usztywnienie przedniej części pokrycia, przez wsuwanie do niego plastikowych (PCV, kevlar, gąbka, pianka) wkładek. Wkładki z przodu profilu znacznie usztywniły i wygładziły skrzydło. Razem z ujemnym naddatkiem kątowym skrzydło lotni przypominało teraz naciąg bębna- dosłownie, ponieważ uderzone wydawało podobne odgłosy. Lotnie V-tej generacji zachowały podstawowe olinowanie oraz maszt.

Pewnym kłopotem związanym ze zszyciem obu (dolnej i górnej) powierzchni pokrycia było to, że praca dolnej części kolidowała z pracą górnej. Prowadziło to do marszczenia się górnej powierzchni skrzydła.

Wspomaganie sterowania zostało udoskonalone przez wprowadzenie tzw. pływającego dźwigara (inaczej pływającego kila). Węzeł łączący połówki dźwigara nie jest połączony sztywno z węzłem centralnym. Połączenie to stanowiła linka przechodząca przez maszt, dzięki czemu całe pokrycie mogło w znacznym stopniu przemieszczać się zgodnie z elastycznym ugięciem krawędzi natarcia. Pokrycie było mocowane do kila za pomocą wysokiej kieszeni.

Wprowadzone modyfikacje spowodowały wzrost doskonałości lotni do 9-10. Poważną wadą udoskonalenia lotni był wzrost ich masy do 30-40 kg. W ciągu 10 lat zwiększył się niemal dwukrotnie! Z całością wyposażenia (uprząż, spadochron, przyrządy pokładowe) masa sięgała 50 kg. Lotnie stały się coraz cięższe, droższe i bardziej skomplikowane. Lotnie nie nadawały się już do masowej budowy amatorskiej. Zatracono sens pierwotnego lotniarstwa, gdy lotniarze sami budowali lotnie i na nich latali. Nastąpił podział na konstruktorów (producentów) lotni oraz ich użytkowników- pilotów.

VI GENERACJA LOTNI

Aby zapobiec marszczeniu się pokrycia, zrezygnowano z przyszywania dołu do góry i zastąpiono go przyczepianiem dolnego żagla do górnego tylko w pewnych punktach i to w sposób umożliwiający niezależną pracę obu powierzchni. Robiono to wsuwając listwy dolnego żagla pod taśmy przyszyte do górnego. Wzrosła liczba listew, a tym samym masa lotni i czas jej składania. Jednak obecnie oba żagle pracowały niezależnie. Aby jednak oba pokrycia nie "rozłaziły się", należało je połączyć, np. rzepami. W ten sposób powstały lotnie VI-tej generacji. Pierwszą taką lotnię zbudował B. Bennet w USA (lotnia "Starek"). W Polsce również budowano lotnie VI generacji, np. Stratus  R 16 konstrukcji Grzegorza Rycaja (pierwsza tego typu lotnia w Polsce) oraz "Follower" konstrukcji Lecha Pitonia.

Z czasem okazało się, że można przyszyć dolny żagiel do górnego tak, aby nie kolidowały ze sobą. Wówczas idea VI-tej generacji straciła sens.

VII GENERACJA LOTNI

Okazało się, że kieszenie kilowe, które w niektórych lotniach były dość dużych rozmiarów- szczególnie tych mocno wypłaszczonych (gdzie miały zapewnić stateczność poprzeczną, przeszkadzają w skręcaniu. Powiększyły one zjawisko „adverse yaw” (zbaczania), polegające na pewnej przekorze lotni (i nie tylko), która zanim skręciła w „nakazanym kierunku” najpierw odchylała się (zbaczała) w kierunku przeciwnym. Działo się tak, ponieważ kieszeń kilowa pociągana przez żagiel odchylała się w stronę przeciwną do pożądanej- działając jak ster kierunku.

Dlatego w lotniach VII-ej generacji kieszeń kilowa została wyeliminowana albo zastąpiona płaską kieszenią, w której poruszał się kil. Przesuwanie się kila w tej kieszeni z boku na bok wiązało się z tym, że od lotni V-tej generacji dźwigary nie były już mocowane na stałe do kila, ale przyczepiane do niego luźno i przetrzymywane linką lub taśmą. Dzięki temu cały żagiel wraz z krawędziami natarcia, mógł przesuwać się w lewo lub w prawo- oczywiście w pewnym zakresie, ograniczonym długością owej linki i olinowaniem, które teraz było dość luźne. Były to lotnie z tzw. pływającym dźwigarem.

Rezygnacja z kieszeni kilowej (nawet płaskiej) nie ograniczała przemieszczania się skrzydła lotni względem kila. Od lotni VII-ej generacji kieszenie te zostały praktycznie wyeliminowane. Rezygnacja z kieszeni miało tę zaletę, że pozwoliło ukryć pomiędzy górnym i dolnym żaglem sam kil, co zmniejszyło opór szkodliwy.

VIII GENERACJA LOTNI

Nowym przełomem, który doprowadził do powstania następnej generacji lotni, była rezygnacja z masztu i górnych linek. Dzięki temu lotnie VIII-ej generacji mogły osiągnąć już doskonałość 15. Wraz z masztem zniknęło nie tylko olinowanie szkieletu, ale też linki przytrzymujące żagiel od góry, zapobiegające przejściu na ujemne kąty natarcia. Jednak zamiast tych linek należało włożyć pomiędzy żagle skrzydła dodatkowe podtrzymki. Było teraz cztery: dwie na końcach i dwie w połowie skrzydła. Wszystkie schowane wewnątrz skrzydła.

Oczywiście lotnie VIII-ej generacji, tzw. „toplessy” (ang. bez góry) musiały otrzymać odpowiednio mocny węzeł łączący dźwigary. We współczesnych lotniach (obecnie wszystkie lotnie wyczynowe są lotniami bezmasztowymi) dźwigary mają duży przekrój i dużą wysokość. Wykonane są z kompozytu i mają zróżnicowane przekroje prostokątne, Przystosowane są do przenoszenia obciążeń bez potrzeby usztywniania linkami.

IX GENERACJA LOTNI

Następna generacja lotni, to sztywnopłaty lub półsztywnopłaty. Najpierw pojawiły się te pierwsze. Powstało wiele, różniących się wyglądem modeli. Na ogół sterowanie podłużne odbywa się w nich na zasadzie „lotniowej” (balans ciała). Sterowanie poprzeczne jest aerodynamiczne, realizowane za pomocą przerywaczy na skrzydłach.

W niektórych typach lotniarz jest podczepiony tak jak w klasycznej lotni (na zewnątrz). W innych jest schowany w kokpicie, do którego wciąga nogi po rozpędzeniu się i starcie.

X GENERACJA LOTNI

Oddzielnie i intensywnie obecnie rozwijaną generacja lotni są lotnie typu „D”. Symbol ten bierze się z ich charakterystycznej cechy. Mianowicie oba skrzydła o obrysie równoległoboku, w przedniej części wykonane są z laminatu, który tworzy keson o przekroju w kształcie litery D. Dwa takie kesony połączone są przegubowo. Do nich są zamontowane na zawiasach żebra. Wszystko to jest pokryte łatwo zdejmowalnym żaglem. Pokrycie podwójne w 100 %. Lotnia łatwo składa się, ponieważ żebra są na zawiasach i posiadają taką samą długość. Lotnia wyposażona jest w przerywacze, które otwierają się reagując na przemieszczanie się lotniarza. Steruje się nią tak jak zwykłą lotnią.

Lotnia jest tak sztywna i mocna, że linki dolne nie przenoszą już żadnych sił i służą tylko do uruchamiania przerywaczy (spoilerów). Jest to genialna koncepcja lotni. posiada jednak pewne wady: posiada dość znaczną masę- w niektórych modelach dochodzącą do 45 kg, po złożeniu zajmuje znacznie więcej miejsca niż lotnia klasyczna.

Lotnie IX-ej i X-ej generacji latają już jak szybowce. Osiągają prędkość ponad 100 km/h i doskonałość ponad 17. Wyposażone są w klapy do startu i lądowania.

LOTNIE BEZDŹWIGAROWE

Lotnie bezdźwigarowe mogą należeć do różnej generacji, np. lotnia Pitoń-Pastusiak "Chick" i Szeszko "Orion" do V-ej. Prawdopodobnie jedyna produkowana w 2010 r. fabryczna lotnia bezdźwigarowa „Zephyr” to jakby V generacja, ale z masztem.

Idea tych lotni narodziła się w nadziej, że dzięki eliminacji dźwigara zmniejszy się opór (żagle były wówczas pojedyncze) i masa. Nadzieje na zmniejszenie masy okazały się płonne, gdyż z uwagi na brak dźwigara, siły ściskające musiały przejąć inne sztywne elementy, tj, krawędzie natarcia. Należało je wzmocnić, co spowodowało wzrost ich masy. Dodatkowo dochodzi jeszcze bukszpryt (zwany dyszlem lub grotem) wraz z przednim olinowaniem. W rezultacie lotnie bezdźwigarowe mają taką samą, a może i większą, masę niż klasyczne.

Zaletą tych lotni, w porównaniu z innymi lotniami o dużym kącie wierzchołkowym (> 130^O) jest to, że chronią lotniarzy przed najbardziej niebezpiecznymi urazami, tj, złamaniem karku przy nieudanym lądowaniu. Współczesne, wypłaszczone lotnie o dużych katach wierzchołkowych muszą posiadać długie sterownice, żeby zapewnić odpowiednią sterowność. Pozioma pozycja lotniarza podnosi bowiem środek masy układu. Długość przedniej części kila od dziobu do węzła centralnego jest bardzo mała. Lotnia o takiej budowie jest bardzo niebezpieczna. Przy uderzeniu dziobem o ziemię, lotniarz mógł uderzyć o nią głową, łamiąc kark. W większości przypadków resztę życia spędzał na wózku inwalidzkim. Natomiast „dyszel” lotni bezdźwigarowe chroni lotniarza przed tego typu urazami.

RODZAJE UPRZĘŻY

Wraz z rozwojem lotni, ciągłej modernizacji poddawane były uprzęże. Pierwsze lotnie zbudowane przez prekursorów lotniarstwa (Amerykanie- Barry Hill Palmer , Bill Bennet, Dick Miller i Australijczycy- Dave Kilbourn i Bill Mores) były dość prymitywnej konstrukcji. Wykonane z bambusa, polietylenu i taśmy samoprzylepnej otrzymały równie proste „uprzęże”. Po prostu, pod tą konstrukcją wisiało się na rękach, bez żadnego zabezpieczenia. Dla bezpieczeństwa na początku nie wznoszono się powyżej wysokości bezpiecznego upadku. W ten sposób można było jednak wykonywać najwyżej krótkie skoki na niewielką odległość i na małej wysokości. Bardzo szybko opracowano więc podwieszane uprzęże, które pozwalały już na prawdziwe loty. Nie znalazłem informacji, czy w Polsce budowane były lotnie, na których latano wisząc na rękach. Znam tylko kilka przypadków takich, niezamierzonych lotów. Podczas przenoszenia lotni na wzgórzu, podmuch wiatru poderwał lotnię, razem z lotniarzem, na wysokość kilku metrów. Pilot musiał wówczas wykonać lot wisząc na poprzeczce sterownicy. Za każdym razem takie przygody kończyły się szczęśliwie- bezpiecznym lądowaniem.

Następne były uprzęże do lotów w pozycji siedzącej. Lotniarz siedział na podwieszonym do lotni siodełku i był zabezpieczony układem pasów. Na siodełkach latano jednak bardzo krótko. Pilot w pozycji siedzącej zwiększał znacznie opór powietrza i powodował spadek doskonałości lotni.

Szybko zaczęły powstawać uprzęże do lotów w pozycji leżącej, w których lata się na ogół głową do przodu. Taka pozycja pilota była bardziej aerodynamiczna. Pierwsza generacja uprzęży „leżącej” charakteryzowała się ty, że nogi oparte były na poprzeczce. Druga generacja tych uprzęży posiadała opaski mocowane pod kolanami. Trzecia generacja to długi, aż do stóp fartuch.

Następną, czwartą generacją uprzęży do lotów w pozycji leżącej to tzw. „ryba”. Jest to kokon bez usztywnienia wewnętrznego. Nazwa pochodzi od jej charakterystycznego kształtu, przypominającego rybę. Wchodzi się do niej od góry, nogi wciąga się przez otwór od dołu, który zapina się przy  pomocy zamka błyskawicznego. Wadą tej uprzęży jest to, ze trudno z niej wyjść. Można zrobić to tylko od przodu. Piata generacja uprzęży otrzymała kokon, w którym leży pilot, usztywniony wewnętrznie płytą kompozytową lub rurami aluminiowymi. Wchodzi się do niej jak do kamizelki, a dopiero potem zapina się ją od dołu. Po rozpięciu klamry i zamka błyskawicznego łatwo uwolnić się z takiej uprzęży.