Krążenie sposobem Holighausa

- czy może naprawdę wolisz trzymać icka Prosto?

RIHARD H. JOHNSON

WPROWADZENIE

Znany niemiecki inżynier, konstruktor szybowcowy, właściciel fabryki Shempp-Hirth i szybownik Klaus Holighaus 30 lat temu zwrócił moją uwagę wyjaśniając korzyści z trzymania niewielkiego ześlizgu podczas krążenia w czasie gdy braliśmy udział w Szybowcowych Mistrzostwach Świata w Jugosławii. Latał on na swoim pięknym Nimbusie 2 w ekipie niemieckiej, a ja na równie dobrym ASW-17 z USA. Byłem jak zawsze pod wielkim wrażeniem jego wiedzy, chęci dzielenia się nią i sportowego zachowania. Zginął w górskiej katastrofie szybowcowej 9 lat temu, ale jego legenda jest wciąż żywa.

CZEMU UTRZYMYWAĆ NIEWIELKI ZEŚLIZG PODCZAS KRĄŻENIA?

Właściwie wszystkie szybowce są zbudowane z dodatnim wzniosem płata. Podczas ześlizgu nawietrzne skrzydło ma nieco większy kąt natarcia niż skrzydło zawietrzne. To powoduje powstanie momentu obracającego w stronę skrzydła zawietrznego. Łatwo to dowieść. Podczas prostego, poziomego lotu, gdy trzymasz drążek zablokowany, wciśnij jeden z pedałów i obserwuj przechylanie się szybowca. Powinien się przechylić w stronę wciśniętego pedału. Zwane jest to statecznością poprzeczną. Efekt stateczności poprzecznej nie jest pożądany podczas krążenia, ale ciągle występuje. Opuszczone, wewnętrzne skrzydło ma mniejszą prędkość i mniejszą siłę nośną niż uniesione skrzydło zewnętrzne. Aby to skompensować, utrzymując kulkę na środku, należy wychylić lotkę skrzydła opuszczonego w dół by wyrównać siłę nośną ze skrzydłem podniesionym. Jeśli tego się nie zrobi, przechylenie zacznie wzrastać i szybowiec przejdzie do ciasnej spirali. Jeśli wewnętrzna lotka jest opuszczona, to nie tylko wzrośnie siła nośna tego skrzydła, ale także jego opór i pojawi się wyślizg. Wślizgowi łatwo zapobiec wychylając nieco ster kierunku w stronę przeciwną, da utrzymania kulki w środku. Niebezpieczne jest jednak to, że wychylona lotka może doprowadzić do przeciągnięcia. Jeśli się tak stanie to, przy braku szybkiej reakcji rezultatem będzie niezamierzony korkociąg. Rysunek 1 ukazuje przekrój skrzydła wraz liniami opływu. Górny profil prezentuje relatywnie duży kąt natarcia skrzydła podczas krążenia bez wychylenia lotki. Oba opływy, górny i dolny pozostają przy powierzchni skrzydła i siła nośna jest bliska maksymalnej. Dolny przekrój ukazuje ten sam profil lecz z wychyloną lotką w dół. Jeśli lotka jest wychylona zbyt mocno to górny opływ oderwie się od powierzchni skrzydła i zwiększy się opór i zmaleje siła nośna. Jeśli pilot zwiększy wychylenie lotki by skompensować utratę siły nośnej tylko pogorszy sytuację. Szybowiec wejdzie w korkociąg, jeśli nie cofnie się lotki do neutrum lub nie zmniejszy kąta natarcia skrzydła. Jak zmniejszyć wychylenie lotki podczas krążenia? Łatwo to osiągnąć trzymając niewielki ześlizg i wykorzystując efekt wzniosu do zwiększenia siły nośnej wewnętrznego skrzydła. Rysunek 2 ukazuje jak wznios skrzydeł wraz z ześlizgiem zwiększa siłę nośna nawietrznego skrzydła i zmniejsza na skrzydle zawietrznym. Klaus polecał utrzymywać łagodny ześlizg podczas krążenia. Optymalna wielkość ślizgu zależy od rozpiętości i wzniosu. Po wielu godzinach wylatanych na moim 16,6 metrowym Centusie A i podobnych szybowcach, stwierdzam, że najlepsze osiągi w krążeniu i sterowność występują gdy icek przyklejony do owiewki kabiny wychyla się około 10 stopni na zewnątrz zakrętu (łagodny ześlizg), gdzie błąd icka umieszczonego z przodu kadłuba wynosi połowę z 10 stopni. Patrz następny rozdział.

CHYŁOMIERZ POPRZECZNY

Chyłomierz poprzeczny to zakrzywiona rurka wypełniona przezroczystą cieczą i kulką swobodnie toczącą się wewnątrz. Jest on zamontowany w tablicy przyrządów i służy do wskazywania bocznych przyspieszeń działających na szybowiec. Potocznie zwany jest kulką i nie służy do mierzenia przechyłu, a jedynie przyspieszeń bocznych. Zaobserwowałem, że podczas tak zoptymalizowanego krążenia, kulka zamontowana w tablicy mojego Ventusa nie jest w środku, ale ? średnicy do środka zakrętu. Rysunek 3 ilustruje przykładowy widok tablicy przyrządów szybowca podczas krążenia z utrzymywaniem niewielkiego ześlizgu. Tablica przyrządów zawiera kulkę, a na kabinie jest przyklejony z przodu icek wychylony na zewnątrz około 10 stopni.

PROBLEM WINGLETÓW

Nie miałem zamontowanych wingletów na moim 16,6 metrowym Ventusie podczas lotów testowych, bo one są zwykle skłonne do przeciągania podczas ślizgów. W szybowcach wyposażonych w winglety należy trzymać kulkę w środku w celu uniknięcia problemu przeciągnięcia wigletów. Przyklej kawałki wełny na wewnętrznej stronie wingletów i sam obserwuj opływ podczas lotów testowych.

PROBLEM WZDŁUŻNEGO ZAMOCOWANIA ICKA

Rysunek 4 ukazuje rzut szybowca podczas krążenia. Krążenie z ickiem utrzymującym się prosto jest naprawdę zakrętem z wślizgiem, ponieważ icek jest przyklejony sporo przed środkiem ciężkości szybowca. Jest to faktem i rysunek 4 to ilustruje. Icek jest zamocowany 2 metry lub więcej przed środkiem ciężkości. Dlatego powietrze opływające icka napływa lekko z lewej strony. Inny sposobem przedstawienia tej sytuacji jest wyobrażenie sobie szybowca nieruchomego podczas gdy komin krąży z prędkością 80km/h. To ułatwi wyobrażenie efektywnie zakrzywionego opływu wokół dzioba szybowca. Wiele jednomiejscowych szybowców nie ma zamontowanego chyłomierza poprzecznego, lecz szczęśliwie większość dwusterów ma je zamontowane na tablicy przyrządów. Błąd icka może być łatwo zaobserwowany podczas zakrętu poprzez porównanie do położenia kulki. W dwusterach z dwoma oddzielnymi ickami pilot może porównać położenie przedniego i tylnego icka i zobaczyć różnicę. Jeśli icek mógłby być jakoś zamontowany w środku ciężkości szybowca i być użyteczny dla pilota, wtedy pokazywałby brak odchyłki podczas zakrętu z kulką w środku. Ponieważ jedna jest montowany daleko z przodu, więc pokazuje wyślizg, podczas gdy kulka jest w środku. Zatem widać, że kulka wskazuje realne położenie szybowca.

EFEKT WZMOCNIONEGO BOCZNEGO OPŁYWU KABINY

Podczas lotu z ickiem prosto ustawionym, jak również podczas krążenia z ześlizgiem i wyślizgiem boczny opływ kabiny jest wzmocniony lokalnym zawirowaniem. Rzeczywisty ześlizg lub wyślizg jest około połowę mniejszy niż ten wskazywany przez icka.

PODSUMOWANIE

1. Z powodu typowego montowania icka daleko z przodu środka ciężkości szybowca, wskazuje on lekki ześlizg podczas gdy rzeczywiście szybowiec ześlizgu nie ma.

2. Lepsze i bezpieczniejsze jest utrzymywanie podczas krążenia ześlizgu z kulką ? średnicy do środka. W tym położeniu icek utzrymuje się około 10 stopni na zewnątrz zakrętu.

3. Szybowce wyposażone w winglety mogą mieć oderwany opływ na wewnętrznej powierzni wingletu podczas zakrętu z ześlizgiem na ? kulki. W tym przypadku krążenie z kulką w środku jest bardziej optymalne. Zauważ, że icek nadal potrzebuje być wychylony około 5 stopni na zewnątrz zakrętu.

4. Dla bezpieczeństwa nigdy nie rób wyślizgów, bo grozi to wejściem w korkociąg. Nigdy nie krąż z ickiem wychylonym do środka zakrętu, ponieważ to jest właśnie niebezpieczny wyślizg i niezbędne jest zbyt duże wychylenie lotki dla powstrzymania przechylania się. Wyślizg jest spowodowany zbyt dużym wychyleniem steru kierunku. Na małej prędkości prowadzi to utraty kontroli na kierunkiem i mimowolnego korkociągu.

5. Jest bardzo ważne montowanie icka w nowoczesnych szybowcach, ale pożądane jest również montowanie kulki w tablicy przyrządów do wykrywania rzeczywistych ślizgów. Zaraz po prędkościomierzu icek, według mnie, jest najważniejszym przyrządem pod względem bezpieczeństwa lotu.

6. Choć wskazanie wyślizgów i ześlizgów przez icka nie są idealne, lecz jest on prosty i tani. Najważniejszą zaletą jest jednak miejsce zamocowania, wprost w polu widzenia pilota.