Sakkausvaroittimista jne. (Oli: Ilmaliikenneonnettomuus Espoossa)

[Armin Zuger 238]

Ollaan vähän off-topic, mutta eikö tuo telineautomaatti ole nykyisin poistettu kaikista tuon ajan Pipereistä?

Ei ole.

[Mikko Tuomi 416]

Ei ole.

 

Ei näköjään joo. Ei se näemmä ollutkaan kuin huoltotiedote, muistin että se olisi ollut AD sen poisto.

Onneksi jokaisesta lentämästäni yksilöstä se on raksittu pois. Kauhea keksintö...

 

[Esa Karanko 1 232]

Olen seurannut, miten päivälehdistössä (ja erityisesti iltapäivä-) pelotellaan tuolla kamalalla ja tappavalla sakkauksella sekä demonisoidaan sitä. Kukas ottaisi asiakseen kertoa kansantajuisesti, että jokainen joka on joskus ollut lentokoneessa, on kokenut sakkauksen? Että jokainen lasku päättyy sakkaukseen?

 

Pääsääntöisesti tietysti noin, mutta kannuspyöräkoneella laskun voi tehdä toisellakin tavalla. Lentokone ajetaan (lennetään) maahan päätelineelle pyrstö ylhäällä. Tehot vedetään pois ja pyrstöä pidetään ylhäällä työntämällä sauvaa hitaasti eteen. Laskukiito päättyy sauva täysin edessä ja pyrstö laskeutuu alas. Tämä tekniikka on ikään kuin käänteinen kannuspyöräkoneen lentoonlähdölle ja sitä käyttää moni DC-3. Itse olen soveltanut sitä Cessna 195:llä. Näkee minne on menossa.

[Seppo Kolehmainen 1 819]

Yksi kaveri kysyi inertiasta ja pyysi hieman lisäselvitystä. Yritän antaa esimerkin: Kuvitellaan, että pikku Cessnalla lennetään 80 solmun nopeudella vaakalentoa suoraan vastatuuleen, jonka nopeus on myös 80 solmua. Eli maasta katsottuna tämä pikku Cessna pysyy paikallaan. Nyt mietitään, millainen inertia / massan hitaus sillä lentokoneella on. Jos kuvitellaan, että vastatuuli lakkaa silmänräpäyksessä ja propulsiivinen työtövoima samoin (eli moottori leikkaa kiinni), niin jatkaako tämä Cessna matkaansa eteenpäin pelkän inertian (massan hitauden) ansiosta vai tippuuko se maahan sille samalla kohtaa, jossa se on puskenut päin vastatuulta. Asian ydin on sen asian ymmärtämisessä, millainen liike-energia Cessnalla on tilanteessa, että sen ilmanopeus on 80 solmua mutta maanopeus 0 solmua.

 

Seppo

[Mikko Saarisalo 0]

Yksi kaveri kysyi inertiasta ja pyysi hieman lisäselvitystä. Yritän antaa esimerkin: Kuvitellaan, että pikku Cessnalla lennetään 80 solmun nopeudella vaakalentoa suoraan vastatuuleen, jonka nopeus on myös 80 solmua. Eli maasta katsottuna tämä pikku Cessna pysyy paikallaan. Nyt mietitään, millainen inertia / massan hitaus sillä lentokoneella on. Jos kuvitellaan, että vastatuuli lakkaa silmänräpäyksessä ja propulsiiven työtövoima samoin (eli moottori leikkaa kiinni), niin jatkaako tämä Cessna matkaansa eteenpäin pelkän inertian (massan hitauden) ansiosta vai tippuuko se maahan sille samalla kohtaa, jossa se on puskenut päin vastatuulta. Asian ydin on sen asian ymmärtämisessä, millainen liike-energia Cessnalla on tilanteessa, että sen ilmanopeus on 80 solmua mutta maanopeus 0 solmua.

 

Seppo

 

Saattaa olla että se yksi kaveri olin minä viestissä 114? 

 

Keskustelu tuolloin koski myötätuulikäännöstä ja siihen liittyen en ymmärtänyt mitä tarkkaan ottaen hait inertiakysymyksillä.

 

Yllä kuvaamassasi tilanteessa kone putoaa kivenä alas. Suoraan.  Mutta tilanteella ei ole mitään tekemistä myötätuulikäännöksen kannalta.  Puuskaisen kelin ja gradienttien kanssa sillä kylläkin on tekemistä.  Sama tilanne jos kone on ensin lentänyt tyynessä 80kn nopeudella ja yhtä-äkkisesti moottori leikkaa kiinni ja samalla hetkellä alkaa 80kn myötätuuli.  Tilanne on TÄSMÄLLEEN sama.  Koneen massa pyrkii jatkamaan liikettään/paikallaoloaan (inertia pyrkii vastustamaan liikeen muutosta).   Koneeseen vaikuttavista voimista katoavat siiven nosto, moottorin veto ja ilmanvastus (sen kaikki muodot). Jäljelle jää vain maan vetovoima.  Lentäjät kokevat painottomuuden tunteen.   Maahan törmäyksen yhteydessä tilanteessa on sitten jo vähän eroa.  Alla oleva maa liikkuu nyt 80kn nopeudella konetta vastaan ja putomisnopeuden lisäkisi koneen maahantörmäysenergiassa on mukana 80kn verran vaakasuoraa liike-energiaa. 

 

Edelleenkin - nopeuden määritelmä vaatii sekä tarkastelukoordinaatiston että tarkasteltavan kappaleen.   Lentokoneelle lentämisessä merkitsevä koordinaatisto on ilmamassa jossa kone lentää.  Maan pinta voi olla paikallaan tai liikkua ilmamassaan verrattuna.  Liike-energian kaavassa oleva nopeus nojaa myöskin referenssikoordinaatistoon.

 

 

(Pitäisikö tämä myötätuulikäännös / koordinaatistot / tuulenpuuskat -keskustelu siirtää pois sakkausvaroittimista omaksi säikeekseen. En haluaisi kaapata säiettä - enkä myöskään jättää hyvää keskustelua kesken... )

 

-mikko

 

[Matti Metso 0]

Koneen massa pyrkii jatkamaan liikettään/paikallaoloaan (inertia pyrkii vastustamaan liikeen muutosta). 

Miten liikkuvan massan inertia lasketaan? i = ???

 

Tässä tuuli/lentokonehommassa on kuitenkin kysymys aika peruslaatua olevasta vektorimekaniikasta. Ei ole mitään erikseen määriteltyä "Inertia" - nimistä energialajia, se kuitenkin redusoituu perusasioihin eli kiihtyvyyteen, nopeuteen, liike-energiaan ja massaan. Einsteinin teorioissa nopeus ja energia määritellään avaruuskoordinaatistossa (taas yksinkertaistuksia ettei tarvitse tähän puuttua). Mutta ilmailijoille riittävä tarkkuus saadaan kun tarkastellaan koordinaatistomielessä ilmaa ja maata. Vaikeus tulee juuri siinä laskun teossa: jossain vaiheessa pitäisi siirtyä ilmakoordinaatistosta maakoordinaatistoon. Mutta kun turbulenttisella kelillä tuntuu että tuo koordinaatisto vaihtuu pari kertaa sekunnissa!

 

[Mikko Saarisalo 0]

Miten liikkuvan massan inertia lasketaan? i = ???

 

Inertia kait on nimi sille asialle että massa pyrkii vastustamaan liikkeen muutosta. 

 

Täysin samoilla linjoilla perusvektorimekaniikasta.  Tässä keskustelussa ei tarvita oikieastaan mitään peruskoulufysiikkaa kummoisempaa. Newtonilla pärjää

 

-mikko

[Lauri Kangas 6]

http://www.gbfs.co.za/images/Dragons.pdf

 

Olisiko kysyttävää? Kaipaisin myös laatikkoesimerkissäni esittämiini kysymyksiin vastauksia myötätuulimyytin kannattajilta.

[Juha Pesu 15]

Ei tosiaankaan tarvita Einsteinia, newtonilainen perusfysiikka riittää.

 

Toivottavasti tämä keskustelu saa myös keskimääräistä fiksummat lentäjät altistamaan virheelliset faktansa uudelleentarkastelulle.

 

Kone lentää suhteessa ympäröivään ilmamassaan. Konetta lennetään, ja sen inertiat, nopeusvektorin suunnat ja suuruudet määritellään vain suhteessa ympäröivään ilmaan.

 

Maan läheisyys vaikuttaa ilmamassaan, ja sitä kautta maan vaikutukset tulee huomioida, kun lähdetään taivaalle tai tullaan laskuun. Silti konetta lennetään aina suhteessa ympäröivään ilmaan. Koneen massan hitaus vaikuttaa sitä kautta, että ympäröivä ilmamassa voi liikkua suhteessa ilmamassaan, joka äsken oli ympärillä, ja ilmamassa voi olla pyörteinen, sillä ei ole väliä, miten ilmamassa liikkuu maahan nähden. Aivan matalalla pintavaikutus vaikuttaa myös lentämisen aerodynamiikkaan nostovoimaaa lisäävästi.

 

Esteiden yli määränpäähän saakka pääsemiseen, kiitotielle osumiseen ja polttoaineen tai termiikkien riittämiseen vaikuttaa tuuli maahan nähden, eli niihin laskelmiin pitää ottaa huomioon, että maapallo liikkuu koneen alla tuulen nopeudella plus koneen lentonopeudella. Kone lentää kuitenkin suhteessa ympäröivään ilmaan.

 

Ei kovin monimutkaista?

[Jorma Laiho 448]

Palstalla on vihdoin päästy asiaan ja jätetty politiikka jne. muille osastoille.

Voipion Tanelle kiitos oikaisusta telineautomatiikan ja sakkausvaroittimen sotkemisesta. Väärinkäsitykseni tosiaan syntyi kun varoitin rääkäisi ja telineet tuli ulos. Nopeusmittaria en muista, seurasin huolestuneena jäätä Wäiskin lentäessä.

Lauri Kankaalle iso kiitos tosi hyvästä artikkelilöydöstä, oliko Flying lehdessä.

Hyvä lähde perusfysiikan opiskeluun on esim. Opetus.tv niminen sivusto. Tutkikaa alkajaisiksi sieltä vaikka Newtonin ensimmäistä lakia, se on kuuluisa " the law of inertia". Hyllyssäni on vielä tallella TKKssa yli 40 vuotta sitten päntätty Alonso-Finn, Fundamental University physics, osa I, Mechanics, sivut 152-154 pohtii lyhyesti myös, mistä käsin tätä inertiaa pitää tarkastella. Meidän tapauksessa eli myötätuulikäännöksessä riittää maanpinta, aurinkokuntakin käy, mutta on turhan etäinen. Inertiasuunnistuksessa tarvitaan vähän kaukaisempi referenssi, maapallo pyörii, on nämä coriolis voimat jne...Inertiasuunnistin on siis se, joka oli käytössä mm. Atlantin ylityksessä ennen GPSää....

Eli se kappale tai kimalainen bussissa jatkaa lentoaan vakaasti siinä suunnassa missä se on, kun bussin vauhti loppuu tai lentokoneen tapauksessa tuuli loppuu. Ja miettikää Sepon hyvää esimerkkiä vastatuuleen pyristäjästä myös toiseen suuntaan, eli jos nostovoima katoaisi ilmamassan äkillisesti pysähtyessä myötätuulimenossa. Ja tämä nyt maahan nähden. Se Newtonin eka laki selittää, miksi esim. äkkijarrutuksessa irtoesineet on hengenvaarallisia.

 

Myötätuulikaarroissa kaikki menee hyvin, jos se ilmamassa on tasaisessa liikkeessä. Siiinähän sitä pyöritään kuin vene virtaavassa vedessä.Jos sen ilmamassan nopeus nyt äkkiä muuttuisi, on siihen kuitenkin jotenkin reagoitava. Bussin jarrutuksessa lentävälle kimalaiselle tulee kiire, yrittää ehkä pyristää vastaan. Muuten Newtonin ensimmäinen laki littaa sen tuulilasiin. Tämä vaikka kuinka lennettäisiin pimeässä bussissa jne. Jos siis ilmamassan liike äkkiä muuttuu, pitää se liiketilan muutos saada jotenkin siirrettyä siihen lentokoneeseen, muuten ei homma onnistu. Näinhän käy juuri noissa wind shear tapauksissa, tehovipua on nopeasti siirreltävä, ei se kone "ehdi" itsestään siihen sopeutua. Tasaiseen liikuvassa massassa kaikki on ok, jos ei sitten muuten pelästytä, kun maa alkaakin yhtäkkiä vilistää silmissä nopeammin alla myötätuulessa. Tästähän tuossa artikkelissa mainittiin.

 

Yksi yritys havainnollistaa hommaa on kiinnittää joku puntti keskelle pitkää kuminauhaa. Levittäkää se suoraksi käsien väliin, pyörikää tasaisesti systeemin kanssa ympyrää, siinähän se puntti pysyy keskellä, mutta muuttakaa nopeasti liiketilaa pysäyttämällä liike, puntti nähtävästi pyrkii siirtymään pysäytyksen suuntaan.

 

Eikös lentokone ole tavallaan ruuvattu siihen ilmamassaan esim. sillä potkurilla tms., mutta ei niin viiveettömästi kuin terassiruuvi sähköporalla lattialankussa...Lisää voitte muuten kiusata aivojanne korvaamalla se ilmamassa lentävällä kakkosnelosella, jonka päähän porailette pitkää ruuvia sähköporalla. Miten ko. Systeemi käyttäytyy kun liikutatte sitä maasta katsottuna eri suuntiin?

 

Siis kuitenkin lentäessä maa ei saa tulla äkkiä vastaan. Maahan nähden liikkuu ilmamassa, painovoima vetää konetta maahan, lentokone liikkuu ilmamassaan nähden , jotta saadaan nostovoimaa, potkuri pyörii nokassa tai suihkumoottorit työntää jne. Kaikkia näitä pitää miettiä. Helpottaisiko se sakkausvaroitin kuitenkin, jos ajatus sittenkin menee solmuun.Ainakin sitä nostovoimaa tarvitaan.

 

Muuten, Kauhavan käyneiden tuttavien mukaan SAFIR-aikana puuttuva telineautomatiikka korvattiin kentän päässä tähystävillä varusmiehillä, joilla oli valopistooli valmiina telineet sisällä yrittävän varalle. Vinkassahan ne telineet törröttää alla koko aika.

 

Perusfysiikka on lentämisessä kyllä ihan a ja o.

 

Sekoitinko lisää ?

Jorma

[Markku Hiedanpää 0]

SUOMALAISTEN ULTRAKEVYIDEN LENTOKONEIDEN TARKASTUSKÄSIKIRJA

 

Muutos 1, 12.6.2003

 

Sakkaus

 

201** Sakkaus vaakalennosta - Sakkaus on tehtävä hitaalla nopeuden pienentämisellä, kunnes sakkaus ilmenee

ohjaamattomana nokan painumisena tai kallistusliikkeenä, tai kunnes korkeusohjaimen takarajoitin on saavutettu.

Mikäli lentokoneella ei ole havaittavissa selvää sakkausta, on sakkausnopeus se lentonopeus, jolla

lentokone on vielä ohjattavissa ja vajoaa 4 m/s (800 ft/min) ilman moottoritehoa. Yli 30 asteen kallistus on

voitava estää ohjainten normaalilla käytöllä. Lentokoneella ei saa olla taipumusta hallitsemattomaan syöksykierteeseen.

Vähäinen luisto tai kallistuma ei saa vaikuttaa sakkausominaisuuksiin. Korkeuden menetys

sakkauksen aikana mitataan ohjaamattomasta nokan painumisesta siihen hetkeen, kun vaakalento saavutetaan

normaaleja ohjainliikkeitä käyttäen. Sakkauskokeet on suoritettava kaikilla lento-ohjekirjaan merkittäväksi

aiotuilla lentomassoilla ja massakeskiöasemilla, normaaleilla lentoasuilla ja lentoasussa kyseeseen tulevilla

moottoritehoilla. Sakkausnopeus voidaan määrittää Suomen Ilmailuliitto ry julkaiseman ohjeen tai

muulla (yhtä tarkalla) vastaavalla menetelmällä.

 

203* Sakkaus kaarrossa - Lähtökohtana on kaarto 30 asteen kallistuksella ja sakkauksen on tapahduttava samoin

kuin kohdassa 201.

 

207* Sakkausvaroitus - Lentokoneella on oltava selvä ja tunnusomainen sakkausvaroitus suorassa ja kaartolennossa,

kun laskusiivekkeet ja laskutelineet ovat missä tahansa normaalissa asennossa. Sakkausvaroitus voidaan

järjestää lentokoneen luonnollisten aerodynaamisten ominaisuuksien avulla tai laitteella, joka antaa selvästi

tunnistettavan sakkausvaroituksen.

 

221 Lentokone ei saa joutua tahattomaan syöksykierteeseen. Jos lentokone menee syöksykierteeseen, on oikenemisen

tapahduttava kaikilla normaaleilla lentoasulla, sallituilla massakeskiöasemilla ja lentomassoilla

yhden kierroksen kuluessa siitä kun ohjaimet on viety takaisin neutraaliasentoon tai kun oikaisuun tarvittavat

ohjainpoikkeutukset on tehty. Oikaisutoimenpiteet voidaan aloittaa yhden täyden kierroksen tai kolmen sekunnin

kuluttua, kumpi kestää kauemmin, kierteen aloituksesta.

 

 

Kts: http://www.trafi.fi/filebank/a/1346930376/7ae0e0d727c5b4adc449fdc3d85f1410/10257-tarkastuskasikirja_ultra_2003.pdf

 

 

[Seppo Kolehmainen 1 819]

Nyt kaipaan vähän apua. Olen yrittänyt pohtia, kuinka lyhyessä finaalissa tapahtuva Wind Shear-tilanne selitetään parhaiten perustelemalla sitä pelkästään ilmamassakoordinaatistolla ja newtonilaisella perusfysiikalla. Ja onko se ylipäätään mahdollista? Ja millä logiikalla newtonilainen perusfysiikka huomioi massan hitauden Wind shear-tilanteessa? Ja millä logiikalla se huomioi äkillisen ilmamassan liiketilan muutoksen 150 tonnia painavaan lentokoneeseen? Tarkoitan sellaista Wind Shearia, jossa kova vastatuuli muuttuu myötätuuleksi eikä lentokone ole maavaikutuksen alainen.

 

Seppo

[Tauno Hermola 113]

Selvää, että Newtonin fysiikka riittää; ei tässä mitään suhteellisuusteoriaa tai kvanttimekaniikkaa tarvita!

Massan hitaus näkyy ihan siinä perusyhtälössä, F = ma, tai nopeuden avulla ilmaistuna, F = m dv/dt.

Koordinaatiston valinnasta johtuva ongelma taas on itse aiheutettu päänsärky

[Lauri Kangas 6]

Nyt kaipaan vähän apua. Olen yrittänyt pohtia, kuinka lyhyessä finaalissa tapahtuva Wind Shear-tilanne selitetään parhaiten perustelemalla sitä pelkästään ilmamassakoordinaatistolla ja newtonilaisella perusfysiikalla. Ja onko se ylipäätään mahdollista? Ja millä logiikalla newtonilainen perusfysiikka huomioi massan hitauden Wind shear-tilanteessa? Ja millä logiikalla se huomioi äkillisen ilmamassan liiketilan muutoksen 150 tonnia painavaan lentokoneeseen? Tarkoitan sellaista Wind Shearia, jossa kova vastatuuli muuttuu myötätuuleksi eikä lentokone ole maavaikutuksen alainen.

 

Tasaisesti liikkuva intertiaalikoordinaatisto lakkaa tässä olemasta, eikä tasaisesti liikkuvaan koordinaatistoon liittyviä myötätuulimyytin kumoavia selityksiä kuulu edes yrittää soveltaa tähän tilanteeseen.

 

Finaalissa oleva lentokone lentää ensin vastatuulessa sopivalla ilmanopeudella. Sopiva ilmanopeus on ainoa asia, joka lentokoneen aerodynamiikkaan vielä sillä hetkellä vaikuttaa. Maanopeus on ilmanopeutta pienempi, ja siten liike-energia maan pinnan suhteen on sopivan vähäinen, kun tavoitellaan tilannetta jossa samassa vakaassa lentotilassa voitaisiin jatkaa pintaan asti ja suorittaa turvallinen laskeutuminen.

 

Nyt jos vastatuuli lakkaa tai jopa muuttuu myötätuuleksi, ilmanopeus ihan oikeasti romahtaa eikä sitä saada mistään lisää. Ilmanopeus on vielä tässäkin vaiheessa ainoa aerodynamiikkaan vaikuttava tekijä. Ilmanopeuden vähetessä liikaa kone alkaakin vajota maanpintaa kohti, ja jos pinta oli jo valmiiksi liian lähellä, ei tilannetta enää ehdi pelastaa. Vasta koneen törmätessä maanpintaan on ensimmäistä kertaa merkitystä sillä, mikä oli koneen liike-energia paikallaan olevaan pintaan kiinnitetyssä koordinaatistossa. Tämä liike-energia vapautuu ääneksi, lämmöksi ja deformoituneiksi lentsikan rakenteiksi, eikä kaiken sen keskellä ole ohjaajan hyvä olla.

 

Edit: Harhailut pois lopusta.

[Mika Koski 0]

Nyt kaipaan vähän apua. Olen yrittänyt pohtia, kuinka lyhyessä finaalissa tapahtuva Wind Shear-tilanne selitetään parhaiten perustelemalla sitä pelkästään ilmamassakoordinaatistolla ja newtonilaisella perusfysiikalla. Ja onko se ylipäätään mahdollista? Ja millä logiikalla newtonilainen perusfysiikka huomioi massan hitauden Wind shear-tilanteessa? Ja millä logiikalla se huomioi äkillisen ilmamassan liiketilan muutoksen 150 tonnia painavaan lentokoneeseen? Tarkoitan sellaista Wind Shearia, jossa kova vastatuuli muuttuu myötätuuleksi eikä lentokone ole maavaikutuksen alainen.

 

Seppo

 

Newtonilainen perusfysiikka tekee paljon olettamuksia, joita maapallon ilmakehän ilmamassassa liikkuva lentokone ei täytä. Helpointa lienee kuvata lentokone ja ympäristö samansuuntaisina tai vastakkaissuuntaisina tuuli-, ilmanopeus-, maanopeus-, gravitaatio-, nostovoima-, työntövoima- ja vastusvektoreina ja laskea näitä yhteen.

 

T. Mika

[Janne Karjanlahti 1]

Vielä osittain edelliseen suoraan kysymykseen liittymätön esimerkkitilanne myötätuulimyytistä:

 

Täysin erilainen tilanne on esimerkiksi lennettäessä tasaisessa, kovassa tuulessa nollamaanopeudella, vakiokorkeudella ja kaarrettaessa myötätuuleen. Koneen moottori tekee koko ajan työtä kohdistaakseen työntövoiman vastatuuleen, kun yhtä suuri vastusvoima osoittaa myötätuuleen. Nostovoima osoittaa suoraan ylöspäin saman suuruisena kuin alaspäin osoittava painovoima.

 

Heti kun kone lähtee kaartamaan taaksepäin alkaa jo asteen murto-osankin kallistuneen nostovoimavektorin vaakasuora komponentti tuulen puhaltamana siirtää konetta myötätuuleen ja kiihdyttää konetta lopulliseen maanopeuteen, joka on kaksinkertainen ilmanopeuteen verrattuna. Ei siis ole kyse siitä, että energia, jolla maanopeus kiihtyy nollasta tuplaan, pitäisi ottaa koneen moottorista. Se tulee ilmaiseksi tuulen mukana.

 

Luin useaan kertaan tuon ajatuksella läpi, mutta silti tuntuu pahasti siltä että ylläpidät tätä ns. myötätuulimyyttiä edelleen tuossa esimerkissäsi. Unohda se maanpinta kokonaan siitä alapuolelta. Siis ihan oikeasti, sillä ei ole MITÄÄN merkitystä tuossa tapauksessa. Se nyt vaan sattuu olemaan planeetan pinta siinä alla. Yhtä hyvin voisit lentää liikkeellä olevan lentotukialuksen yläpuolella, eihän senkään liike vaikuta sun koneeseen mitenkään? Se että se pinta siinä alla liikkuu johonkin suuntaan tai ei liiku, ei se vaikuta koneen liike-energiaan yhtään. Ihan oikeasti ei.

 

Kun voimakkaasta vastatuulesta lähdetään kaartamaan myötätuuleen, niin kone ei kiihdy yhtään mihinkään. Jos ajatellaan tilannetta jossa ajetaan ympyrää niin voimakkaassa tuulessa että täysin vastaisessa maanopeus on nolla, niin kun siitä lähdetään jatkamaan kaarrosta myötätuulen suuntaan niin koneeseen EI kohdistu minkään sortin kiihtyvyyksiä mitkä johtuisivat tuulesta. Kone lentää tasaisessa ilmamassassa, ja periaatteessa (ja myös käytännössä) kone lentää täysin tyynessä omasta mielestään!! Se planeettaa siinä alla vain sattuu liikkumaan, mutta kone ei sitä edes huomaa. Toki sen liikkeen huoma lentäjä silmillään, ja se meinaa sekoittaa puhdasta lentämistä. Samoin sen liikkeen huomaa siitä että GPS piirtää hassunmuotoista jälkeä vaikka itse kone lentää puhdasta ympyrää ilmamassaan nähden. Mutta se tosiaan johtuu vain siitä että GPS:n koordinaatisto on maan pintaan sidottu.

 

Eli meillä on kaksi toisistaan ERILLISTÄ koordinaatistoa jotka liikkuvat toisiinsa nähden, ja tuuli on oikeastaan sitä liikettä. Lentokone lentäessään liikkuu ilma-koordinaatistossa. Ei se välitä siitä toisesta. Lentäessään vastatuuleen sillä on ihan yhtä paljon liike-energiaa kuin lentäessään myötätuuleenkin.

 

Tämä saattaa mennä jankkaamiseksi, mutta ihan oikeasti on tärkeä ymmärtää tuo ero. Varsinkin jos itse liikkuu tuolla ilmassa, siinä voi oma ja matkustajien henkikin olla höllässä jos näitä ei saa oikeaan järjestykseen päässään.

[Jorma Laiho 448]

Seppo Laineen ja kumppanien kirjan "Lentokoneen aerodynamiikka ja lentomekaniikka", sivu 56, Sepolle vastaus:Lentäminen voidaan hyvin pitkälle selittää Newtonin perusmekaniikan avulla. Herrojen mukaan ne aerodynaamiset hienoudet onkin hiukan toinen juttu. Kaikista yksityiskohdista ei kai olla vieläkään ihan samaa mieltä, tai ainakin on vääriä käsityksiä, eli ne nostovoiman, vastuksen jne. hienoudet.

 

Oleellistahan tuossa windshear hommassa on ymmärtää, että sille ilmamassalle on tapahtunut jotain tai ollaan siirrytty jopa ilmamassasta toiseen, eri ilmakerrokseen tms. Meteorologit osaa selittää paremmin. Tämä muutos pitää jotenkin saada vietyä siihen lentokoneeseen, muuten koneen nopeus suhteessa ilmamassaan muuttuu ja voi käydä hullusti. Ison koneen kiihdyttäminen kai kestää hetken, pieni ketterä masiina reagoi nopeammin ? Siihen löytyy sitten mm. Laineen kirjasta lisää kaavoja, koneen massa, ilmanvastus jne....

 

Myötä ja vastatuulihan on ihan sitä samaa ilmamassaa, sitä liikkuvaa massaa tarkastellaan noissa käsitteissä maasta käsin, kone lilluu samassa molekyylisopassa. Tuulen ja koneen suunta on määritelty maahan nähden tässä käsitteistössä. Koneesta käsin maareferenssin puuttuessa ei tiedä vasta tai myötätuulesta mitään. Aiemmin tätä pulmaa ei pilvessä lentäessä ollutkaan, mutta sitten tuli nämä kaikenmaailman navigointivehkeet, jolla näkee maanopeuden jne.

 

Voisikohan tuota wind shearia Sepon esimerkissä ontuvasti verrata tapaukseen, jossa nousee junaan ? Normaalisti homma onnistuu asemalla hyvin, mutta jos on myöhässä, ja juna on jo lähtenyt liikkeelle, joutuu kiihdyttämään vauhtiaan. Tarvitaan siis energiaa, kun suhteellinen nopeus on suurempi kuin nolla, jotta ehtisi kyytiin. Kun sitten jo juoksee junan vauhtia, nousu käy ketterästi.

 

Palstan varsinaiset alan gurut selittäkööt lisää.

 

Edelleen turvallista ilmailua, pitäkää riittävä ilmanopeus

Jorma

 

[Janne Karjanlahti 1]

Nyt kaipaan vähän apua. Olen yrittänyt pohtia, kuinka lyhyessä finaalissa tapahtuva Wind Shear-tilanne selitetään parhaiten perustelemalla sitä pelkästään ilmamassakoordinaatistolla ja newtonilaisella perusfysiikalla. Ja onko se ylipäätään mahdollista? Ja millä logiikalla newtonilainen perusfysiikka huomioi massan hitauden Wind shear-tilanteessa? Ja millä logiikalla se huomioi äkillisen ilmamassan liiketilan muutoksen 150 tonnia painavaan lentokoneeseen? Tarkoitan sellaista Wind Shearia, jossa kova vastatuuli muuttuu myötätuuleksi eikä lentokone ole maavaikutuksen alainen.

 

En nyt ehdi ruveta piirtämään, mutta oikeastaan tuo kysymys sisältää jo vastauksen. Eli termi "ilmamassakoordinaatisto". Mehän olemme tottuneet siihen että koordinaatisto on piirretty ruutupaperille, joten viivat ovat suoria. No niin ne ovatkin, niin kauan kuin tuuli/ilmamassan liike on tasaista. Siinä tapauksessa että tuulen voimakkuus vaihtuu (vaikkapa finaalissa tuuligradientin vuoksi) niin oikeastaan koko koordinaatiston mittakaava vaihtuu siinä kohtaa. Eli viivat eivät ole enää suoria vaan ne taipuvat tuulen muuttuessa. Sen vuoksi 150 tonnia painava lentokone voi menettää ilman siipiensä alta ja sakata tonttiin, vaikka itse koneen liike-energiassa ja voimavektoreissa ei muutoksia tapahtuisikaan. Sen massan tilassa ("liike-energia) ei tapahdu muutoksia, mutta väliaineessa (ilmassa) kylläkin. Ja niiden muutoksian vuoksi siipi lakkaa toimimasta, ilman että systeemistä (150t lentokone) lähtee energiaa tai siihen tulee energiaa.

 

-Janne

[Tauno Hermola 113]

Koneeseen aiheutuu kyllä kiihtyvyyksiä kun sitä katsotaan maanpinnan koordinaatistossa, mutta ne eivät vaikuta koneen ilmanopeuteen eivätkä siten lento-ominaisuuksiin.

 

Ei siihen tasaisella tuulella mitään 'ylimääräistä' kiihtyvyyttä tule maanpinnan koordinaatistossakaan; koordinaatistot eroavat toisistaan vain vakionopeuden verran, eikä vakionopeus aiheuta kiihtyvyyttä!

[Erkki Pulkkinen 0]

Tämä myötätuulikaartokeskustelu vaikutti ensin kiinnostavalta, sitten huvittavalta ja lopulta itkettävältä.

Suorittaessani aikoinaan PPL-koulutusta, harjoituksiin kuului ympyrän lentäminen erilaisilla kallistuksilla. Harjoituksessa lennettiin yleensä täydet 360 astetta, jopa kumpaankin suuntaan. Harjoituskorkeudella tuskin koskaan oli tyyntä, joskus jopa kovaakin tuulta, mutta Cessna lensi ympyrää tasaisesti lentosuunnasta riippumatta ilman mitään ilmanopeuden menetyksiä.

 

Myötätuulikaarron myytin kyllä ymmärrän ja voin sen selittää, koska olen joskus sattunut kaartamaan myötätuuleen. Myytti ilmestyy silloin kuin tuijotan vain maahan, enkä esimerkiksi tuiki tärkeään nopeusmittariin, jonka tehtävänä on kertoa ilmanopeus pilotille. Ihmisen silmä ei ole linnun silmä ja siksi se haluaa välttämättä harhauttaa pilotin kaartamaan maan sijainnin mukaan, jolloin myytti toimii ja ilmanopeus pienenee, koska koneen lentäminen on oikeasti tuossa vaiheessa unohtunut.

Siispä varokaa tuulella erityisesti kotikoivua, palopaikkaa ja kaikkea muitakin mielenkiintoanne herättäviä maassa olevia kohteita.

 

Mielestäni on typerää jauhaa samasta asiasta kovin pitkään selittäen fysiikan tunnilla opittuja kaavoja ymmärtämättä, että liikkuvassa koordinaatistossa kaavoihin on lisättävä delta-merkit jos ajatus välttämättä haluaa ymmärtää maaemon olevan fysiikan takana. Parempi olisi ottaa lentsikka alleen ja käydä havainnoimassa asia ihan oikeasti. Jos valittavana on kone, jossa on autopilotti, niin valitkaa se ja kokeilkaa kaartoa myös autopilotin avulla.

 

Asia ei tietyskiään aina ole niin helppoa. Kannattaa huomioida, että matalalla maaston läheisyys ja muodot vaikuttavat ilman virtauksiin. Häiriötä tekevät myös maasta nousevat tai laskevat termiset ilmavirtaukset kuten myös nuo perinteiset puuskat ja tuuligradientit. Nämä ovat siis eri asioita kuin myötätuulikaarto ja siksi ne on otettava tarkasteluun erillisinä asioina.

[Tauno Hermola 113]

Asia ei tietyskiään aina ole niin helppoa. Kannattaa huomioida, että matalalla maaston läheisyys ja muodot vaikuttavat ilman virtauksiin. Häiriötä tekevät myös maasta nousevat tai laskevat termiset ilmavirtaukset kuten myös nuo perinteiset puuskat ja tuuligradientit. Nämä ovat siis eri asioita kuin myötätuulikaarto ja siksi ne on otettava tarkasteluun erillisinä asioina.

 

Niin, tästähän (tai ainakin lähes samasta) Seppo viimeksi kysyi, "kuinka lyhyessä finaalissa tapahtuva Wind Shear-tilanne selitetään parhaiten perustelemalla sitä pelkästään ilmamassakoordinaatistolla ja newtonilaisella perusfysiikalla". En minä ainakaan näe oikein muuta vaihtoehtoa, kuin käyttää maanpinnan koordinaatistoa; eihän siitä mitään tule, jos koordinaatisto heiluu tuulessa minne sattuu, helpompi se on käsitellä yhdessä kiinteässä koordinaatistossa.

[Lauri Kangas 6]

Ei siihen tasaisella tuulella mitään 'ylimääräistä' kiihtyvyyttä tule maanpinnan koordinaatistossakaan; koordinaatistot eroavat toisistaan vain vakionopeuden verran, eikä vakionopeus aiheuta kiihtyvyyttä!

 

Olet oikeassa. Lainatuissa pätkissä muotoilen asian väärin.

 

Kiihtyvyys, joka muuttaa nollamaanopeudella vastatuuleen killuvan lentokoneen lentämään tuplamaanopeudella myötätuuleen, on sama joka kääntäisi tasaisesti tyynessä lentävän lentokoneen vastakkaiseen suuntaan.

 

Toivottavasti Sepon kysymykseen sentään tuli ymmärrettävät vastaukset. Myös sitä aiempien selitysten ja esimerkkien takana seison yhä. 

[Tuomo J Hirvonen 0]

Tämä myötätuulikaartokeskustelu vaikutti ensin kiinnostavalta, sitten huvittavalta ja lopulta itkettävältä.

 

Avasin tämän "Pandoran lippaan" pelkästä "pedakoomisesta mielenkiinnosta". Menin vahingossa esittämään, että tässä aurinkokunnassa eli tieteelliseltä nimeltään inertiaalisessa koordinaatistossa, jossa Newtonin kuuluisat lait pitävät pintansa, massan kiihdyttäminen toiseen nopeuteen vaatii energiaa. Välittömästi tuli pari vähän alatyylistä heittoa, joissa törmäsin tähän takatuulimyyttiin. Itselleni tässä ei ole mitään myyttiä, siksi kiinostuin tutkimaan vähän foorumin mielipiteitä asiasta.

 

Kirjoitusten lukeminen on ollut tosi viihdyttävää. Kun omat lapset olivat päiväkerhossa, he tekivät siellä paperilennokkeja sun muita askartelutöitä. En tuolloin ymmärtänyt, että he suorittivat yliopiston fysiikan kurssia! Itse irtauduin ajoissa keskustelusta seuraajan rooliin.

 

Tämä myötätuuleen kaarto ei ole mikään ongelma moottorikoneelle niin kauan kuin se edessä pyörivä tuuletin toimii. Valitettavasti se ei aina toimi, ja sen vuoksi tätä kaartoa on nimitetty myös kuoleman kaarroksi. Lentoturvallisuuden vuoksi on vastuutonta kirjoitella tällä fooumilla, että myötätuulikaarto voidaan tehdä ilman lisäenergiaa. Liian moni tähän uskonut on turpeen alla.

 

Lentoonlähtö voidaan tehdä joko vasta- tai myötätuuleen. Kone irtoaa kiitotiestä molemissa tapauksissa samalla ilmanopeudella. Myötätuulilähdössa koneen massa joudutaan kuitenkin kiihdyttämään kaksi kertaa tuulennopeutta suurempaan maanopeuteen vastatuulilähtöön verrattuna. Tähän tarvitaan pitempi matka ja näin myös enemmän energiaa. Tämä on varmaan kaikille lentäjille tuttua.

 

Kun lentoonlähtö tehdään vastatuuleen ja tulee moottorihäiriö, on tilanne tietenkin mahdollisimman huono. Kun polttoaineen energia loppuu, meillä jää käytettäksi ainoastaan koneessa oleva liike-energia ja korkeuden mukana tuoma asemaenergia. Molemmat ovat varsin pieniä ja turvallisen laskun suorittamiseksi niitä täytyy käyttää harkiten. Jos konetta aletaan kääntämään pois vastatuulesta, sen maanopeutta täytyy samalla pystyä kasvattamaan ilmanopeuden pitämiseksi riittävänä, siihen joudutaan käyttämään niukkoja energiavarastoja. Jos käännytään 90 astetta, maanopeutta joudutaan kasvattamaan tuulen nopeuden verran, myötätuuleen kääntymiseen kahden tuulennopeuden verran. Lisäksi kaarto aiheutta häviöitä. Energia loppuu ja tulee kuolemankaarto. Olen tässä miettinyt, että montako uhria on väärän "myytin" takia tullut. Ei sitä energiaa mistään tuulesta moottorikoneeseen oteta.

 

Tässä täytyy ymmärtää kaksi asiaa. Myötätuuleen kaarto tarvitsee lisäenergiaa, mutta moottorin käydessä sillä ei ole mitään merkitystä, koska sen suuruus kokonaisergiatarpeesta on häviävän pieni ja sitä ei mittareista eikä "eikä perstuntumalentämällä" voi huomata. Lisäenergian tarve on kuitenkin merkittävä moottorihäiriötilanteessa.

 

Miksi tästä perusfysiikan asiasta väännetään kättä? Hyvä esimerkki on Laurin laittama linkki lehtileikkeeseen. Siinä kirjoittaja todistelee aluksi kauan, että lentokone toimii ainoastaan suhteessa ilmaan. Matkalennolla olevan koneen nopeus vaihtelee maahan nähden ja ilmanopeus pysyy samana riippumatta maanopeudesta. Mehiläinen tekee silmukoita junanvaunussa eikä ole mitenkään sidottu junan nopeuteen. Mutta sitten tulikin yllättäen puskista inertia eli massan hitaus. Tämä sorti koko hienon korttitalon. Löytyikin tekijä, joka sitoo lentokoneen maahan eli inertiaalikoordinaatistoon. Mehiläinen oli laitettu lentelemään vakionopeudella liikkuvaan junaan. Jos mehiläinen olisi laitettu kaupungilla ajelevan auton tavaratilaan, taitolento olisi jäänyt vähemmälle, koska mehiläinen olisi joutunut kiihdyttelemään lentoaan auton kiihdytysten mukana, olisi tarvittu suuriakin voimia. Matkalennollakin olevassa koneessa on mukana inertia. Myötätuulen lisääntyminen edellyttää saman ilmanopeuden pitämiseksi koneen kiihdyttämistä uuteen nopeuteen, moottorihan tekee sen huomaamatta. Miksi inertia otettiin mukaan vasta silloin, kun moottorin ja potkurin teho ei enää riittänyt koneen kiihdyttämiseen puuskan mukana? Esitys oli sekava.

 

Omalta osaltani tämä oli "Pandoran lippaan"  sulkemiskirjoitus. Mitä tästä jäi käteen? No, ainakin huoli yliopistojen fysiikan opetuksen tasosta. Leijutaan ilmassa omissa koordinaatistoissa ja kehitellään ikiliikkujia.

 

-Tuomo

 

 

 

 

[Hannu Niemi 1]

Lentoonlähtö voidaan tehdä joko vasta- tai myötätuuleen. Kone irtoaa kiitotiestä molemissa tapauksissa samalla ilmanopeudella. Myötätuulilähdössa koneen massa joudutaan kuitenkin kiihdyttämään kaksi kertaa tuulennopeutta suurempaan maanopeuteen vastatuulilähtöön verrattuna. Tähän tarvitaan pitempi matka ja näin myös enemmän energiaa. Tämä on varmaan kaikille lentäjille tuttua.

 

Kun lentoonlähtö tehdään vastatuuleen ja tulee moottorihäiriö, on tilanne tietenkin mahdollisimman huono. Kun polttoaineen energia loppuu, meillä jää käytettäksi ainoastaan koneessa oleva liike-energia ja korkeuden mukana tuoma asemaenergia. Molemmat ovat varsin pieniä ja turvallisen laskun suorittamiseksi niitä täytyy käyttää harkiten. Jos konetta aletaan kääntämään pois vastatuulesta, sen maanopeutta täytyy samalla pystyä kasvattamaan ilmanopeuden pitämiseksi riittävänä, siihen joudutaan käyttämään niukkoja energiavarastoja. Jos käännytään 90 astetta, maanopeutta joudutaan kasvattamaan tuulen nopeuden verran, myötätuuleen kääntymiseen kahden tuulennopeuden verran. Lisäksi kaarto aiheutta häviöitä. Energia loppuu ja tulee kuolemankaarto. Olen tässä miettinyt, että montako uhria on väärän "myytin" takia tullut. Ei sitä energiaa mistään tuulesta moottorikoneeseen oteta.

-Tuomo

 

Vaikka nyt vihelsitkin pelin omalta osaltasi poikki, niin haluan silti vähän kommentoida. Tuo ilmaanlähtö meni mielestäni ihan oikein. Myötätuulen tarvitaan enemmän matkaa, koska maanopeus pitää saada suuremmaksi, jotta savutetaan oikea ilmanopeus. Toisin sanoen maakoordinaatisto vilistää pidemmän aikaa (=matkaa) alla, että saavutetaan sama ilmanopeus.

 

Myönnän myös oikeaksi väitteen, että kaarrossa menetetään energiaa sekä erisuuntaisten puuskien, kuormituskertoimen, vastuksen että mahdollisen epäpuhtaan lentämisen takia (varmaan löydetään tarvittaessa pari muutakin). Näiden sekä jo mainitun aistivaraisen virhearvioinnin takia sitä voidaan todellakin kutsua kuolemankaarroksi.

 

Mutta en edelleenkään nielaise väitettä, että (tasainen) tuuli itsessään lisäisi energian tarvetta kaarrossa kaarrettiinpa sitten vasta- tahi myötätuuleen. Minulla kun on "jatkuva moottorihäiriö"-tila, kuvittelisin sen tähän mennessä huomanneeni, jopa heikkonakin. Lauseesi voisi jopa lukea niin, että purjekoneella ei vain pysty sakkaamatta kaartamaan myötätuuleen esim. (hinauskoneen) moottorihäiriön jälkeen. Toki purjekone on aerodynaamisesti puhtaampi, mutta ei siinä nimestä huolimatta ole purjetta, joka jotenkin kompensoisi sen lisäenergiantarpeen "ottamalla" sen vaikkapa tuulienergiasta.

 

EN myöskään ymmärtänyt tarvetta lisätä tuplatuuli nopeuteen kaarrettaessa myötätuuleen. Sitä ei tarvitse lisätä, koska tuuli hoitaa sen meidän puolestamme

 

Jos asiaa katsotaan "ilmakoordinaatistossa" eli suhteessa ympäröivää ilmaan, koneen kokonaisenergia on 1/2mv^2+mgh. Maahan nähden se on 1/2m(v+v_wind)^2+mgh eli kyllä se energia tulee myös tuulesta ihan moottorikoneeseenkin (oletetaan tässä että ilmanopeus pysyy vakiona ja tuuli on tasainen). Tämä selittää pienemmän kokonaisenergian (re maa) lähdettäessä/laskettaessa vastatuuleen ja suuremman myötätuuleen. v ja v_wind ovat luonnollisesti tarkkaan ottaen vektorisuureita, joka kannattaa huomioida yhteenlaskussa, vastatuulitilanteessa v_wind on negatiivinen ja vastaavasti myötätuulitapauksessa positiivinen.

 

En edelleenkään keksi, mistä näkemyksesi mukaan tulee sitä ikiliikkujaenergiaa, jonka korvaamiseksi sen ropellon pitäisi edessä pyöriä ja se on hyvä se, että uskallan lentää ilman sitä viilentävää tuuletinta....

 

Edelleen, olen vakavasti sitä mieltä, että "paluukaarto" on vaarallinen, mutta ei sen tuulen takia vaan muiden asiassa vaikuttavien tekijöiden. Asian voisi tietenkin kääntää myös niin, että onko se paluukaarto mielestäsi mahdollinen, jos on ihan tyyntä?

 

hannu, kaartamisen puoliammattilainen

[Tuomas Kuosmanen 51]

Omalta osaltani tämä oli "Pandoran lippaan"  sulkemiskirjoitus. Mitä tästä jäi käteen? No, ainakin huoli yliopistojen fysiikan opetuksen tasosta. Leijutaan ilmassa omissa koordinaatistoissa ja kehitellään ikiliikkujia.

 

En ole fyysikko, enkä sitä lukenut yliopistossakaan. En silti ole huolissani opetuksen tasosta, sillä kaikella ystävyydellä, olen sitä mieltä että nuo perustelusi ovat päin honkia.

 

Myötätuulikaarto lentoonlähdössä on haastava tilanne ja vaatii ilmanopeuteen marginaalia koska tuuli voimistuu koneen noustessa ylemmäs maan läheltä. Ihan samoin kuin jos nouset ihan suoraan myötätuuleen, rajakerroksessa koneen ilmanopeus laskee, tai vastatuuleen noustessa ilmanopeus kasvaa. Ei se sinänsä liity kaartamiseen, mutta kaartaessa noiden asioiden kanssa on vain oltava huomattavan tarkkana koska marginaali sakkausnopeuteen pienenee.

 

//Tuomas