Sinu teejuht ohutu lendamise juurde (vol 2)

Kuna samanimelisest (kui odavust mitte arvestada) ajaveebi postitusest arenes diskussioon ja tandemtiivalised lennukid tekitasid väikest elevust, siis keskenduksin ühele silmapaistvamale ka foorumis. Muidugi, miks mitte tuua siia teema alla infot ka teiste tandemtiivaliste lennukite kohta, mis on ehitatud just ohutust ja lihtsust taotledes.

Niisiis. Burt Rutani konstrueeritud Quickie:


Tiiva siruulatus kõigest 5m, pikkus sama. Lendab 10kw mootoriga pisut üle 200km/h. Suudab tõusta 3750m kõrgusele ja lennata 1320km kaugusele. Kaalub 110kg ja võtab teise samapalju lastiks.

Selle edasiarendus oli Quickie Q2, mis võttis juba 2 inimest pardale:

Tiiva siruulatus sama, kuid pikkus on meeter suurem. Mootor 47,4kW, lendab kuni 290km/h, kruiisib 225km/h juures. VNE on 322km/h. Stardimass 2x suurem, kui esimesel versioonil - tühikaal 222kg ja peale võtab 231kg. Lennukaugus on väiksem 885km, paak pidi samasuur olema - 75l.

Quickied on esindatud nii 50% mudelitena, kui ka virtuaalmaailmas:
Siin on üks näide Quickie mudelistSiin on näha Quickie Q2 lennusimulaatoris.

Seda lennukit müüdi kitina, kuid kahjuks ei toodeta enam. Julge ise-ehitaja või huviline võib leida jooniseid ja palju infot selle lennuki kohta siit:

Joonised on saadaval ka ehitajate assotsatsiooni kodulehel:

Ku Rutan selle konstrueeris, siis tal oli mõttes luua väikelennuk, mis oleks ohutu ja millega oleks lihtne lendama õppida. Ühesõnaga, et lennuki saaks kiiresti valmis ehitada ja kiiresti lendama õppida. Sellest ka nimi. Tulemus on küll efektse välimusega, kuid kõike muud, kui lihtne. Piloodid kurdavad, et maandada on teda üsna keeruline. Eriti hämaras. Kipub ikka üks ratas ees minema ja sellise jõuõlaga tekitab üsna palju ebamugavusi. Kujutan ette, et sirkel on tavapärane ja kas muruväljakule saabki maanduda. Seepärast on paljudel need ninatiiva otsas asetsevad rattad ära jäetud ja tavapärase teliku otsa kere ehitatud. Nii on odavam ehitada kah, kuna muidu on ninatiiva sisse ette nähtud üsna kallis süsinikust tala. Lennuk pidi õhus olema ka üsna ebastabiilne ja käed lahti ei saa lennata. Ainus mis on lihtne, on kabiini juurde pääsemine, samas sinna sisse ronida on raske. Võibolla oleks parem, kui oleks tiib, millele astuda.

Nii mõneski lennundust tutvustavas saidis on eraldi auto-lennukite kategooria. Sealsed visioonid (mis enamik jäävad idee tasandile) on kaugel nii autost, kui lennukist. Samas selline kitsas tandemlennuk manab küll silme-ette üsna reaalsena näiva tuleviku-auto visiooni, mis suudab lennata.

Kui kellelgi on veel huvitavat infot Quicki või teiste tandemlennukite kohta, siis postitage siia.
Hendrik

Quickie kuulub aerodünaamiliselt nn. Canard- tüüpi lennukite hulka, millel on tugevasti tõstev canard. Ei tea õiget eestikeelset terminit selle aerodünaamilise detaili kohta. "Eestiib" ilmselt ei sobi, läheb segamini "esitiivaga". Võib-olla "ninatiib" ?
Canardi kohtumisnurk peab alati olema suurem peatiiva kohtumisnurgast, et saavutada kriitilises olukorras lennuki varisemine ninale, mitte aga nina tõus ehk "pitch up". Kui aga canardile on antud suur ülesanne: kindlustada peaaaegu vaata et pool lennuki tõstejõust,siis siin ei saa jällegi rääkida lennuki pikipüsivusest kõikides lennurezhiimides. Sellel lennukil on ilmselt tendents ebapüsivusele (pikipüsivusele) ja tema pikipüsivus on positiivne vaid horisontaallennu rezhiimis või sellele lähedastes olukordades. Olukorras, kus näiteks canardi tõstejõud peaks minema negatiivseks, on selline konstruktsioon täiesti mittejuhitav.Taoline olukord võib aga ette tulla mitte ainult piloodi enesekehtestuse, vaid ka näiteks tugeva turbulentsi tulemusena. Seetõttu ei saagi ma aru, kust tuleb väide, et taolise lennukiga on lihtne lendama õppida.
Ma küsiksin puht pragmaatiliselt, et miks maailm on täis klassikalise konstruktsiooniga lennukeid, aga mitte muid kiiksatusi? Vastus on lihtne- klassikaline konstruktsioon tagab parima tasakaalu, püsivuse ja juhitavuse kombinatsiooni, nagu näiteks ka meie kõigi poolt armastatud L - 13.
Kõik kiiksatused on muidugi huvitavad, kuid ärgu püütagu neid propageerida kui ohutuimaid algajatele. See läheks veidi vastuollu taolise vana ja auväärt teadusega nagu füüsika. Sest klassikaline konstruktsioon on välja töötatud just tänu tolle paljude poolt mittemõistetava teadusharu toetusel.

Olen täiesti nõus, et Quickie on pisut üle vindi keeratud canard. Peale efektse väljanägemise ja hea kabiinile ligipääsetavuse tal nagu muid eeliseid ei olegi. Ilmselt tänu efektsusele ta nii populaarseks saigi. Vaevalt et see Rutanilegi pähe tuli, et ülekoormuse all pöörangus või turbulentsis "õhuga pähe saades" ei pruugi lennuki kohtumisnurk samaks jääda. Varasemad kogemused olid lihtsalt püsivuse seisukohalt paremad ja ju ta siis asja ekstreemsemaks arendades eeldas, et stabiilsus suureneb veelgi. Tulemus on see, et ise-ehitajad on leiutanud suurel hulgal nippe, kuidas selle omapärase iluasja lennuomadusi parandada. Näiteks üheks võtteks on ninatiivale üsna radikaalsete turbulaatorite paigaldamine. See peaks siis pikipüsivust parandama, kuna ninatiiva tõstejõud ei sõltu niipalju kohtumisnurgast, kiirusest ja ülekoormusest.

Mis puutub kohtumisnurka, siis see ei pea alati olema esitiivast suurem. Eriti Quickie taolisel lennukil, kus mõlema tiiva siru-ulatus on praktiliselt sama. Asi selles, et tagumine tiib asub esimese mõjualas, kus õhku on vertikaalsuunas kiirendatud. St. kui ei kasutata mingit keerisjälge 100% kustutavat profiili, siis tagumise tiiva kohtumisnurk õhu suhtes on juba niikuinii väiksem. EZ kohta olen lugenud, et sellel on ninatiib suht sujuva laminaarprofiiliga ja põhitiib vähem kapriisse profiiliga. Selle tagajärjel mingil kiirusel nina järsult variseb ja lennuki kohtumisnurga vähenedes kiirus taastub. Teine stabiliseeriv efekt on see, et ninatiiva poolt tekitatud keerisjälg mõjub keskosa tõstejõule negatiivselt, samas tiivaotstele tõstejõudu suurendavalt (õhk liigub alt ülesse). Kui nüüd mingil põhjusel ninatiiva tõstejõud väheneb, siis väheneb ka keerisjälg ja põhitiiva tõstejõud kandub ettepoole, kuna ta on noolja kujuga.

Mis puutub maakeelsesse terminoloogiasse, siis mina pakuks välja järgmised variandid:
Vaidtiib - omab ühte tiiba.
Klassikaline lennuk - omab kahte tiiba, millest tagumine on negatiivse tõstejõuga stabilisaator.
Tandemlennuk - omab vähemalt kahte tiiba, mis kõik on positiivse tõstejõuga.
Ninatiib - tandemlennuki esimene tiib (canard)
Põhitiib - tandemlennuki tiib, mis omab suurimat tõstejõudu.
Stabilisaator - lennuki tagumine tiib, mille eesmärgiks on eelkõige stabiilsus ja juhitavus (mõnel tandemlennukil ka osaliselt kandmine).
Canard lennuk - tandemlennuk, mille ninatiiva tõstejõud on põhitiiva omast väiksem.

Huvitav, kui klassikalisel lennukil saba ära kaotada ja lennukit stabiliseerida näiteks güroskoobiga, siis palju see võiks väärtusele lisa anda? Pole raske näha põhjuseid, miks tandemlennukitega eksperimenteeritakse.
Hendrik

Güroskoobiga stabiliseeritav lennuk? Igati huvitav mõte kui mõelda UAV-de peale. Aga ma ei usu, et sellist lolli leidub, kes sihukesse lennumasinasse istub.

Mis puutub terminoloogiat, siis inglisekekeelses maailmas eristatakse termineid sabata lennuk (tailless) ja vaidtiib (flying wing). Minu arvates võiks ka Maarjamaal seda vahet teha. Muidu me peame näiteks Concorde vaidtiivaks nimetama, mida too kindlasti pole.

Kaido_signature

Kui ma nüüd ennast piisavalt täpselt ei väljendanud, siis selgitan üle, et güroskoop oli toodud näiteks, et hõlbustada saba-stapi poolt tekitatava aerodünaamilise takistuse mõistmist. Ma ei teinud ettepanekut sellist lennukit konstrueerida või ehitada, kuigi kaugemas ajaloos on seda juba üritatud.

Mina olen aru saanud, et tailless ei tähenda mitte stapi puudumist, vaid lausa sabatüüri puudumist. Selline lennuk, mis stabiliseerib külglibisemist kalde muutmise või piruriklappidega tiival. B2 on näiteks selline. Concord oli lihtsalt nn. deltatiib. Sabatuks teda nüüd küll pidada ei saa. Kusjuures on väga vähe deltatiivalisi, millel oleks kasutatud eraldi saba-sabilisaatorit. Mina tean ainult mõnda. Rohkem on kasutatud stabiliseerimiseks just canard tiibu. Neidki rohkem stardi hõlbustamiseks. Deltatiib lendab ise üsna stabiilselt, seda võib paberlennukiga demonstreerida.

Ühesõnaga, täpsemaks eristuseks antud teema kontekstis pole vjadust.
Hendrik

Inglisekeelses terminoloogias kasutatakse sabata lennuki nimetust just selliste aeroplaanide kohta, millel puudub stabilisaator. Concord on selles suhtes hea näide. Kiilu olemasolu siinkohal pahaks ei panda. Pmst. on ka Quickie sabata lennuk, kuid kuna ta kukub kenasti teise kategooriasse (partlennnuk), siis kasutatagu seda terminit. Deltatiib iseloomustab lihtsalt tiiva kuju, mitte lennuki ehitust. Samuti kui näiteks biplaan või trapetstiib - kumbki võib vabalt olla nii sabaga kui sabata kui partlennuk kui ka vaidtiib.

Vaidtiib ongi just see, mis ta on - vaid tiib. Ei midagi muud (väikeste mööndustega).

Kaido_signature

Mõiste vaidtiib tuleneb väljendist- vaid tiib (ainult tiib). Teisiti veel - kereta lennuk! Sabast ei saa juttugi olla. Concord on asjasse mittepuutuv näide, veel kohatum on rääkida stabilisaatori puudumisest.

Mati, loe nüüd palun uuest läbi nii minu postitus kui enda oma.

Täpsustuseks lisan väljavõtte ühest Jack Northropi kõnest:

"In considering the development of all-wing aircraft I would like first to distinguish between all-wing and tailless airplanes. Most tailless airplanes are not all-wing by our definition. There is a tremendous background of development in tailless types, which has been fully reported by Mr. A. R. Weyl in Aircraft Engineering. These articles outlined a surprising number of reasons for building tailless aircraft which have motivated the various designers and constructors over the years. Only one of the many advantages to be gained through such development has inspired our work, namely improved efficiency of the airplane. . . . [V]irtually all our efforts have been directed toward the reduction of parasite drag and the improvement of the ratio of the maximum trimmed lift coefficient (Clmax) to the minimum drag coefficient (CDmin). It is natural, then, that we were not interested particularly in tailless airplanes as such; if we could not eliminate vertical tail surfaces, fuselages, and a substantial portion of interference drag, the gains to be made seemed not worth the effort necessary for their accomplishment.

Our work, therefore, through the years has been directed solely to all-wing aircraft, by which I mean a type of airplane in which all of the functions of a satisfactory flying machine are disposed and accommodated within the outline of the airfoil itself. Of course, we have not as yet built any pure all-wing aircraft. All have had some excrescences, such as propellers, propeller drive shaft housings, jet nozzles, gun turrets and the like. We have, however, built a number of airplanes in which the minimum parasite drag coefficient has been reduced to approximately half that ordinarily attained in the best conventional aircraft of like size and purpose, and in some of the designs completed and tested the excrescences and variations from the airfoil contour have been responsible for less than 20 percent of the minimum airplane drag. "

Kaido_signature

kuna juttu on ka takistusest, lisan huvi jaoks takistuse jagunemise ASW-27-l erinevatel kiirustel:
160 km/h
induktiiv 12%; tiib 54%; saba 10%;kere 24%

suurimal lauglemisväärtusel 100 km/h
induktiiv 41%; tiib 41%; saba 9%; kere 9%

aeglases spiraalis 79 km/h
induktiiv 62%; tiib 25%; saba 6.2%; kere 6.2%

Hea meel tõdeda, et meil nii palju aerodünaamikaspetsialiste on. Niisiis,järgmises koolituses on meil lektoreid piisavalt. Mina küll eriti midagi suurt aru ei saanud, kuid eks nooruse päralt on tulevik. Nii, et elagu teadus ja sealhulgas aerodünaamika ja selle noored spetsialistid (mis see ka siis ära ei ole!).

Oi ma ei salli sellist anonüümset kriitikat. Milline osa minu jutust oli vigane või segane?

Kaido_signature

Eelmine minu postitus oleks pidanud minema tunduvalt pikema kommentaari juurde, mitte Kaido postituse alla. Minu näpuviga.
Praeguste Eesti elu ilmingutega pean silmas teemat laiemalt, mis ilmneb nii sõjaväes (kus olen ise ametis) kui ka teistel ametialadel, kaasa-arvatud lennundus.

Taasiseseisvunud Eestile omane ilming, noor tegijateks kasvanud põlvkond alustab enda arvates kõike nullist. Nende arvates valitses varem alal, mida nad edendavad, TÜHJUS. Selle põlvkonna arvates on antud ala, millega nad just tegelevad, Eestis pea tundmatu ning kõike peab hakkama alles välja mõtlema. Loomulikult pole ka autoriteete, kellele võiks vaidlemata tugineda!
Selline järeldus turgatas nüüd jälle meelde meie kodulehe niimõndagi kommentaari lugedes. Selge, et lennundus areneb ning viimane okupatsiooniaegne lünk vajab täitmist, siiski ei maksa aga unustada, lennunduse arengu esimesel veerandsajandil oli Eesti tegijate hulgas, sellest ajastust peaks veel jälg olema.