Mitä purjekoneet kestävät?

[Antti Asikainen 1]

Tuli mieleeni katsoa, millaista vauhtia nykypurtsikoilla lennetään, ja täytyy sanoa, että yllätyin. MM-keskinopeudet ovat aika huikeita. Millaisissa oloissa tuollaisia voi lentää? Kai nuo koneet sitten ovat niin kestäviä, että 25-metriselläkin siipihässäkällä voi työntää menemään huoletta kahta ja puolta sataa kelissä kuin kelissä. Vai miten noita nopeuksia pitäisi tulkita?

 

Speed over a triangular course of 100 km : 249.09 km/h

 

Date of flight: 01/12/2003

Pilot: Horacio MIRANDA (Argentina)

Course/place: Chos Malal (Argentina)

 

Glider: Jantar STD II

 

 

Speed over a triangular course of 300 km : 223.09 km/h

 

Date of flight: 05/01/2004

Pilot: Theo Roger NEWFIELD (New Zealand)

Crew: Grae HARRISSON (New Zealand)

Course/place: Omarama (New Zealand)

 

Glider: Schleicher ASH 25 M

 

 

Speed over a triangular course of 500 km : 187.13 km/h

 

Date of flight: 15/11/2002

Pilot: Steve FOSSETT (USA)

Crew: Terrence Raymond DELORE (New Zealand)

Course/place: Omarama (New Zealand)

 

Glider: Schleicher ASH 25

 

 

Speed over a triangular course of 750 km : 171.29 km/h

 

Date of flight: 29/07/2003

Pilot: Steve FOSSETT (USA)

Crew: Terrence R. DELORE

Course/place: Ely, NV (USA)

 

Glider: Schleicher ASH 25 Mi

 

 

Speed over a triangular course of 1 000 km : 169.72 km/h

 

Date of flight: 05/01/1995

Pilot: Helmut H. FISCHER (Germany)

Course/place: Hendrik Verwoerd Dam (South Africa)

 

Glider: Schempp-Hirth Ventus

 

 

Speed over a triangular course of 1 250 km : 143.46 km/h

 

Date of flight: 10/01/1987

Pilot: Hans Werner GROSSE (Fed. Rep. of Germany)

Crew: Hans Heinrich KOHLMEIER

Course/place: Alice Springs, NT (Australia)

 

Glider: Schleicher ASH 25

 

[Antti Asikainen 1]

 

Speed over a triangular course of 100 km : 249.09 km/h

 

Date of flight: 01/12/2003

Pilot: Horacio MIRANDA (Argentina)

Course/place: Chos Malal (Argentina)

 

Glider: Jantar STD II

 

Tälle vekottimelle mainitaan suurimmaksi sallituksi nopeudeksi 255 km/h ja röykkyisessä säässä 200 km/h. Ja kun lennetään kolmio, ei myötätuultakaan voi koko aikaa olla. Väitänkin siis, että ainakaan tätä ennätystä ei ole tehty aivan turvallisesti. Marginaaleja ei ole jätetty. Kaarroksiinkin käännepisteillä kaiketi kuluu aikaa.

 

 

Speed over a triangular course of 300 km : 223.09 km/h

 

Date of flight: 05/01/2004

Pilot: Theo Roger NEWFIELD (New Zealand)

Crew: Grae HARRISSON (New Zealand)

Course/place: Omarama (New Zealand)

 

Glider: Schleicher ASH 25 M

 

Tällä saakin lentää jo 280 km/h, joskin röykkyisessä säässä vain 185 km/h. Jaa-a.

 

 

 

[Ismo Nurmi 2]

Eivät purjelentokoneet ole oikeastaan koskaan olleet mitään leijoja. Lujuusarvot- maksimi-G:t niiin miinuksena kuin plussana ovat yleisilmailukoneiden tasolla. Lujia vehkeitä ne ovat ja tiukasti valvottua lentokonelaatua. Ihan uskottavaa ja turvallista vaikka puuskaisessa säässä varmaan hetkellisesti G-rajat ylittyvätkin noilla nopeuksilla. 1950-luvun lopulta lähtien purjelentokoneiden suurimmat sallitut maksiminopeudet ovat olleet pääsääntöisesti reippaasti yli 200 km/h, nykyisellään tyypillisesti 250-280 km/h.

[Kimmo Hantula 1]

Tälle vekottimelle mainitaan suurimmaksi sallituksi nopeudeksi 255 km/h ja röykkyisessä säässä 200 km/h.

Kyllähän tuo Jantar 2 STD sallii 285km/h (tai ainakin senverran OH-586/587)

[Antti Asikainen 1]

Lujia vehkeitä ne ovat ja tiukasti valvottua lentokonelaatua. Ihan uskottavaa ja turvallista vaikka puuskaisessa säässä varmaan hetkellisesti G-rajat ylittyvätkin noilla nopeuksilla.

 

Näinhän se on. Pisti vain silmään, että keskinopeudet ovat melkoisen korkeita ja aloin miettiä, että ihan valmistajan suositusten mukaisesti tuskin lennetään. Konehan todennäköisesti kestää, vaikka lennettäisiin suurimpia sallittuja nopeuksia kovempaakin, mutta joskus sitten varmasti räsähtääkin, kun marginaalit ovat pieniä ja huono tuuri sattuu kohdalle.

 

Milloinkohan lennetään matka, jolla keskinopeus on suurempi kuin koneen suurin sallittu nopeus? Vai onko sellaisia jo lennetty?

[Guest botnia]

Kyllähän nykyaikaiset lasikuitukoneet kestää jo aika paljon. Vaikka maksiminopeudeksi mainitaan esim. 285km/h niin kyllä se silti kestää 300km/h nopeudet tasaisessa kelissä. Näin ainakin yhden videon jossa joku gubbe lenteli Uudessa-Seelannissa yli 300km/h ASH-25? koneella, aika riskirajoilla mentiin kun maksiminopeus on sillä 285km/h tasaisessa säässä.

 

Niin ja noita puuskaisen sään nopeuksia harvemmin noudatetaan ellei nyt ole ihan mieletöntä tinttiä :-X

[Jari Kaskelin 225]

Ylinopeuksilla suurin vaurioriski on flutteri. Jos ohjainpintojen tasapainoitukset ja välykset ole aivan kunnossa niin kone voi hajota ilmassa.

 

Flutteri alkaa jostakin töyssystä. Siivet taipuvat ja jos siivekkeet eivät ole aivan kunnossa ne poikkeutuvat keskiasennostaan. Jos poikeama sattuu oleman siiven taipumaa vahvistava (siipi taipuu ylöspäin, siiveke kääntyy alas ja päinvastoin) syntyy hyvin nopeasti laajeneva siiven värähtelyliike jonka seurauksena siivet menevät poikki.

[Erkki Mikola 1]

Ylinopeuksilla suurin vaurioriski on flutteri.

 

Kysynpä noviisina diletanttina amatöörinä sitäkin, (vaikkei kyse olekaan purjekoneista) mihin ilmiöön eli minkä takia hajosivat ensimmäiset äänivallin rikkomista yrittäneet koneet?

 

Ja onko koneen hajoamisriski suurimmillaan silloin kun sen nopeus on tasan 1 Mach? Vai joutuuko koneen mekaniikka sitä lujemmille, mitä kovempaa lennetään?

[Ismo Nurmi 2]

Ööh, ihan näin kirjoista tarkistamatta uskaltaisin väittää, että kyseessä on aerodynaamisiin kohtauspintoihin kohdistuvasta paineesta, joka kasvaa äänennopeutta lähestyttäessä, äänivallin murtuminen on siis vapautumista tästä tihentyneestä ilmamassasta. Ts. äänennopeutta lähestyttäessä aerodynaamisen vastus kasvaa hetkellisesti ja äänennopeuden ylityksen jälkeen kyyti taas tasoittuu ja pian vastassa on ns. lämpövalli. Äänennopushan vaihtelee ilman lämpötilan ja kosteuden mukaan ja siksi käytetäänkin juuri Mach-lukua (1Mach=äänennopus) koskapa tarkkaa km/h-lukua ei voida antaa. Ennen vanhaan kun koneet oli suunniteltu subsoonisille nopeuksille niiden aerodynamiikka ei riittänyt äänivallin läpäisemiseen eivätkä rakenteet kestäneet. Bellin X-1:n jälkeen havaittiin pian että siiven nuolimuoto esimerkiksi vähentää äänennopeuden ylityksessä syntyvän paineaallon irtoamisesta aiheutuvaa rakenteellista rasitusta jne. Myös muutoin aerodynamiikkaa hiomalla (vrt. F-102 Delta Daggerin rungon muotoiluongelmat) äänivallin murtaminen kävi vähä vähältä helpommin ja nykykoneillahan sitä tuskin enää huomaa.

Toivottavasti en puhunut läpiä päähäni...

[Kimmo Hantula 1]

Kysynpä noviisina diletanttina amatöörinä sitäkin, (vaikkei kyse olekaan purjekoneista) mihin ilmiöön eli minkä takia hajosivat ensimmäiset äänivallin rikkomista yrittäneet koneet?

 

Ihan ensimmäiset koneet taisivat hajota syöksyssä...

Siihen aikaan päästäkseen yliäänennopeuksille, tuli koneiden olla voimakkaassa liussa.

 

Kun normaali aliääniprofiili "joutuu" ylisoonisille nopeuksille muuttuu nostovoimakeskiön paikka taaemmaksi.

Tämä aiheuttaa voimakkaan nokka alas momentin.

Kompensoidakseen tämän tulee ohjaajan vetää sauvasta...

Kuitenkin tavanomaiset "saranoidut" ohjainpinnat menettävät osan tehostaan ylisoonisilla nopeuksilla (ilmavirta ei saa etukäteisvaroitusta lähestyvästä ohjainpinnasta)

Nämä kaikki yhteenlaskettuna aiheuttivat usein oikaisemattoman syöksyn, joka päättyi flutterista johtuvaan hajoamiseen.

 

Tämä esimerkki oli siis "puhtaassa"ylisoonisessa lennossa... lähisooninen (Mcr - 1,2M) on sitten hieman monimutkaisempaa.

 

 

[Jouni Laukkanen 55]

Kyllähän nykyaikaiset lasikuitukoneet kestää jo aika paljon. Vaikka maksiminopeudeksi mainitaan esim. 285km/h niin kyllä se silti kestää 300km/h nopeudet tasaisessa kelissä. Näin ainakin yhden videon jossa joku gubbe lenteli Uudessa-Seelannissa yli 300km/h ASH-25? koneella, aika riskirajoilla mentiin kun maksiminopeus on sillä 285km/h tasaisessa säässä.

 

Niin ja noita puuskaisen sään nopeuksia harvemmin noudatetaan ellei nyt ole ihan mieletöntä tinttiä :-X

 

Vähän hölmöltä kuulostaa tuo Vne:n ylittäminen, varsinkin suurissa korkeuksissa jossa nopeusmittari näyttää liian pientä nopeutta. Usein koneen lentokäsikirjassa löytyykin taulukko IAS/TAS -korjaustaulukko.

 

Sitten noista puuskanopeuksista... puuskalla ei tarkoiteta tavanomaista tinttiä, joka Suomessa on hyvänä kelipäivänä on luokkaa 5 m/s. Puuska on suurinpiirtein täräys, joka tulee kun ukkospilvessä lennetään 15 m/s nostavasta 5 m/s laskevaan. Se on jo muutenkin sellainen mälli, että äijä kabiinissa voi olla tyytyväinen jos laittoi vyöt tiukalle. Näitä pleksejä on mennyt pienemmissäkin röykytyksissä rikki.

[Kari Virtanen 1]

Vähän hölmöltä kuulostaa tuo Vne:n ylittäminen, varsinkin suurissa korkeuksissa jossa nopeusmittari näyttää liian pientä nopeutta. Usein koneen lentokäsikirjassa löytyykin taulukko IAS/TAS -korjaustaulukko.

 

Eihän TAS liity koneen kestävyyteen, vai olenko ymmärtänyt jotakin väärin?

[Aki Suokas 80]

Eihän TAS liity koneen kestävyyteen?

Kestävyyteen (=lujuuteen) ei, mutta flutteriin kyllä.

[Kari Virtanen 1]

Kestävyyteen (=lujuuteen) ei, mutta flutteriin kyllä.

 

Miten? nimim. tahtoo oppia

[Aki Suokas 80]

Lujuusjutuissa rakennetta vastassa on vain paine. Ja voimaa aiheuttava paine riippuu IAS:sta.

 

Flutterissa kyse on rakenteen jäykkyyden värähtelystä joka resonoi ilman hitausvoimien (ja osin painevoimien) kanssa. Rakenteen vastapelurina on siis eri asia kuin lujuutta tarkasteltaessa. Hitausvoimissa oleellista on ilma-elukoiden todellinen liike, eli TAS tulee kuvaan mukaan.

[Kari Virtanen 1]

Flutterissa kyse on rakenteen jäykkyyden värähtelystä joka resonoi ilman hitausvoimien (ja osin painevoimien) kanssa. Rakenteen vastapelurina on siis eri asia kuin lujuutta tarkasteltaessa. Hitausvoimissa oleellista on ilma-elukoiden todellinen liike, eli TAS tulee kuvaan mukaan.

 

Ei mene vieläkään perille asti, sama TAS, korkeuserona esim. 5KM, flutteri molemmissa yhtä voimakas?? IAS on tällä korkeuserolla kuitenkin jo rankasti eri, alhaalla lian lujaa, ylhäällä ei sinne päinkään?

[Sami Launonen 34]

Ei ihan suoraan kysyttyä asiaa, mutta hyviä purtsi videoita löytyy osoitteesta http://gliding.hoppenrath.com/texte/english/glidingvideos.htm.

 

Niistä näkee mitä ne oikein kestävät (=paljon) .

 

Terveisin

 

Sami

[Aki Suokas 80]

Olisi analogia:

Autossa tasapainoton pyörä. Ajettaessa se vapisee tietyllä nopeudella hervottomasti, mutta ajettaessa hitaammin tai nopeammin vapina vähenee/häviää.

Vapinanopeudella pyörän+jousituksen ominaistaajuus on sama kuin mitä maantiestä tuleva tärinä (tien epätasaisuus). Sama pätee suunnilleen lentokoneessa, tien sijaan on ilman epätasaisuus (heräte siis).

 

Lentokoneen osalla on tietty ominaistaajuus.

Flutteri vaatii että osaan kohdistuu samalla taajuudella herätettä ilmasta. Heräte syntyy esim siten että ilma liikkuu siiven jänteen mitan. Matalalla se tapahtuu esim 0,01 sekunnissa mutta korkeammalla, jotta se tapahtuisi edelleen samassa ajassa pitää IAS:n olla selvästi pienempi. Tuolla 5 km korkeuserolla jos matalalla flutterinopeus on 100 m/s (IAS) niin 5 km korkeudessa se olisi enään 77,5 m/s (IAS).

TAS on molemmissa sama, eli 100 m/s.

 

Tässä linkissä on juttu flutterista ja muutama hauska video aiheesta.

http://www.airandspacemagazine.com/ASM/Mag/Index/2001/FM/Hammer.html

[Kari Virtanen 1]

Kiitos, tämä selvensi kummasti

[Juha Stenberg 0]

...

Flutteri vaatii että osaan kohdistuu samalla taajuudella herätettä ilmasta. Heräte syntyy esim siten että ilma liikkuu siiven jänteen mitan.

...

 

Ilmojen nimismieskiharat.

 

Juha