DHV siklóernyőzés és sárkányrepülés - német siklóernyős szövetség és sárkányrepülés egyesület
Bernhard Wienand közreműködése
Egy új sárkány?
- A jelenlegi sárkányok gyengeségei és lehetőségei
- A repülő szárny hátrányai és hátrányai
- Az alagút hatásának jelentősége és hátrányai
- A turbulencia rugalmasságának pozitív hatásai
- A szárnyprofil határfeltételei és lehetőségei
- A sárkányszárny teljesítményének összefoglalása
- A sárkányszerkezet lehetőségei és korlátai
- Az új sárkányok koncepciója
- A koncepció megvalósításához
- Az új sárkány összes előnye egy pillanat alatt
- És a merevség?
- Következtetések és kilátások
A sárkánynak, a rugalmas, hagyományos sárkánynak van-e még jövője? Használták-e az összes jelenleg létező opciót konstruktív módon, hogy ez a klasszikus repülési berendezés vonzó maradjon? Vagy a teljesítmény hangsúlyozása zsákutcába vezetett a további fejlődésben? Teljesen felváltja-e egyrészt a kényelmesebb siklóernyő, másrészt az erősebb bámulás (rögzített szárny)?
Az elmúlt években a sárkányrepülési engedélyek száma és a sárkányeladások száma folyamatosan csökkent, és még mindig nem világos, hogy a sárkányrepülési színtér meddig stabilizálódik alacsony szinten. A DHV részben ennek a fejlesztésnek köszönheti a sárkányépítők egyoldalú teljesítményorientáltságát, a modern eszközök felülmúlják az átlagos pilótákat, ezért nincsenek összhangban a piaccal.
A sárkánynak azonban tartós esélyeket adok a jövőre nézve. Sajátos repülési jellemzőinek, alacsony árának és hosszú élettartamának köszönhetően a jelenlegi sárkánynak is mindig lesz egy kis rajongói csoportja a repülés rajongói között. De hogyan éledne fel e repülőgép iránti kereslet, ha a jelenlegi kialakítás alapján csekély erőfeszítéssel, azaz alacsony áron jelentősen növelhető lenne a teljesítmény, valamint a biztonság és a kényelem (kezelhetőség, súly, csomagméret)? A következők elmagyarázzák, hogy ez hogyan lehetséges véleményem szerint.
A jelenlegi sárkányok gyengeségei és lehetőségei
A sárkányt (és pilótáját) továbbra is tiszteletben tartják a helyszínen, nemcsak a sárkányrepülés és a siklóernyőzés csúcsminőségének szimbólumaként, másrészt a pilóta repülési képességeivel szemben támasztott igények miatt. Ennek az egyszerű konstrukciónak a repülési dinamikája is tovább értékelhető. De ha pilóta vagy, és nem akarsz közlekedési problémákat okozni, akkor alacsonyabb teljesítménye (csúszási szöge) ellenére érdemes siklóernyőt választani. Aki pedig előbb teljesítményt követel, az a magasabb költségek, a nagyobb súly és a csomagméret ellenére válasszon merevet. Ez és kevésbé a sárkányépítés teljesítmény-orientációja véleményem szerint a sárkány hiánypótlásához vezetett, mert a vasárnapi szórólap a biztonság és a kényelem mellett teljesítményt is szeretne.
A repülő szárny hátrányai és hátrányai
Az alagút-hatás miatti csavarodás növekedését, amelyet a kanyarodáshoz szükséges vagy szükséges a súlyváltással, az alábbiakban tárgyalunk. A szerkezet amúgy is minimális, 10-15 fokos korlátozására van szükség a söpréssel kapcsolatban, hogy ellensúlyozzuk a „tuck” -ot, egy hirtelen (ismétlődő) előrefelé mutató flipet, amitől a szárnyak tartanak. A behúzás különösen akkor fordulhat elő, ha turbulenciában lassan repül; a nagysebességű ritkaság ritka. A turbulenciában fellépő behúzást általában a széllökések okozzák (főleg alulról és hátulról (szélfurat)), amelyek hirtelen előre nyomatékot adnak a szárnynak a támadási szög hirtelen megváltozása miatt az emelési pont hátrafelé történő migrációja miatt, amely vízszintes stabilizátor nélkül a törzs karjával csak a szárnyból, a lendület és a csavarás ellenére sem lehet fékezni. Ezenkívül sárkányokkal a pilóta laza felfüggesztése miatt csak a csökkentett tehetetlenségi nyomaték ellensúlyozza a nyomatékot.
Egy másik intézkedés a behúzás ellen, amely kevesebb energiát jelent, mint egy további csavarás, az S-fedélprofil (S-profil) használata a szárnygyökér területén (a gerinccsövön), ahol a csavarás miatt a szárnynak van a legnagyobb támadási szöge. Az S-profilban a szárny hátsó területe kissé felfelé húzódik (S-fedél), a profil csontváza (középvonala) nagyjából fekvő „S” -t alkot. Pozitív támadási szögek esetén az S-szárny a szárny csúszóáramában fekszik, és ezért alig csökkenti a teljesítményt, lásd a 9. ábrát. Negatív támadási szögekkel (például egy lehetséges behúzás előtt) az S-fedél bejut a (lamináris) áramlásba és nyomja a szárnyat hátralépve létrehoz egy kiegyenlítő momentumot (hangmagasságot). Torony nélküli eszközök vagy nagy teljesítményű eszközök esetében a középső lécek S alakot alkotnak, hátul kissé felfelé hajlítva. Tornyos készülékekben a luff vonalak negatív támadási szögben S-ütemet hoznak létre. Az S-fedél csak akkor hatékony, ha elegendő áram van a szárnyon.
A sárkányok különböző támadási szögeknél, a vitorla sebességénél és feszültségénél, illetve a „változó geometria (VG)” beállításánál a DHV minimális értékeket követel meg a jóváhagyási pecsét megszerzéséhez és az osztályozáshoz, amelyet a tesztek során egy prototípussal kell igazolni. A kezdők felszerelését különösen magas repülési stabilitás jellemzi (1. kategória), ezért magasabb hangmagassággal kell rendelkezniük, mint a köztes (középosztály) (2. kategória) vagy akár a versenyfelszerelés (3. kategória). Ezért olyan kockázatos a beállított méret csökkentése a szerkezeti méretekhez képest. Nyílt titok azonban, hogy a versenyző pilóták hajlamosak „alacsonyabbra tenni a dobozukat”, mert remélik, hogy ez versenyelőnyt jelent számukra, aminek az alagút hatása miatt kisebbnek kell lennie, mint sokan gondolják, még egy teljesen bekapcsolt VG mellett is. Ezt a veszélyes rossz szokást a jövőben úgy kell ellensúlyozni, hogy méréseket végeznek a versenyeken.
Repülő szárnyak esetén a söpörés és a csavarás (és az S-fedél) hatása az előrefelé borulás ellen meglehetősen korlátozott a keresztirányú tengely körüli rövid kar miatt (a sepréstől függően), így még a jóváhagyási pecsétnek megfelelő eszközök is behúzódnak, bár nagyon ritkán. A tornák nem olyan ritkák a turbulens körülmények között zajló versenyeken. De még az az érzés is, hogy „be tudsz fojtani” vagy szinte „be tudsz fojtani”, jelentősen csillapítja a repülés örömét. A sebesség azonban segít az elrugaszkodási kockázat ellen, és itt is „a vezetés fél csata”. És ragaszkodjon az alaphoz a tuckban, és húzza meg, vigye előre a súlypontot, ahogyan a DHV-s Christof Kratzner egyértelműen elmagyarázta. Ha a magasság túl alacsony, azonnal dobja oldalra a mentést.
A turbulencia fordulata pozitív hatásai
Az alagút hatásának jelentősége és hátrányai
A turbulencia rugalmasságának pozitív hatásai
A sárkányvitorla rugalmassága (utóél) nemcsak a repülési teljesítményre gyakorol negatív hatást. A rugalmas szárny utat enged az ütemeknek (széllökéseknek) az áramlásban (az áramlási sebesség és/vagy irány gyors változásai), elnyeli energiájukat és részben újra felszabadítja (csillapítás), vagy sebességgé alakítja, lásd a 11. ábrát. támadási szögében kissé alkalmazkodik az áramlökésekhez. A rugalmas vitorla ezen tulajdonságait évtizedek óta használják a regatta hajók és a szörfösök számára (vitorla vagy fúrótorony ostor hatása széllökések alkalmazására). Döntő fontosságú, hogy a pióca (a vitorla hátsó éle) rugalmassága nagyobb legyen, mint az árbocnál (elülső él). Ezek a tulajdonságok vagy hatások megmagyarázhatják azt is, hogy a merevség miért nem teljesít annyira jobban a gyakorlatban, mint a sárkányok, mint amire számítani lehet alacsonyabb csavarodása és nagyobb méretpontossága miatt.
A szárny rugalmassága miatt a szárny hajlási és torziós terhelésének csúcsa, valamint egyes esetekben a széllökések által generált keresztcsövek is párnázottak.
A szárnyprofil határfeltételei és lehetőségei
A sárkányszárny teljesítményének összefoglalása
Összefoglalva, a sárkányszárny teljesítményét tekintve megállapítható, hogy a csavar, amely szükséges a repülõ szárny repülési stabilitásához, és a vitorla hátsó szélének rugalmassága, amely alagúthatáshoz vezet, és amelyet a görbe súlyának eltolásával kívánunk elérni a görbe irányában, jelentõs teljesítményveszteséget okoz. Ezeket csak részben kompenzálhatja a sodródás és a rugalmasság pozitív hatása valódi repülési körülmények között, turbulens körülményeikkel (összehasonlítva a nyugodt levegővel).
A merevekhez képest további hátrány az alacsonyabb nyúlás és a nagyobb söprés.
A sárkányszerkezet lehetőségei és korlátai
A modern, torony nélküli sárkányok szerkezetének nagy terheléséhez az alkatrészek megfelelő méretei szükségesek (alumínium csövek, acélkábelek és szerelvények (kötések stb.)), És így nagyobb súlyhoz vezetnek, hacsak nem használnak erősebb és/vagy könnyebb anyagokat, például szénszálakat . De még a szén-dioxid mellett is, a nagy teljesítményűek súlya közel 40 kg, míg a belépő szintű eszközök és köztitermékek általában kevesebb, mint 30 kg-ot igényelnek. Ezen túlmenően a szénsárkánygyártásban való felhasználás tapasztalatai még mindig nem állnak rendelkezésre, mint az alumínium esetében, és hogy a nagyrészt kézi széntermelés minősége természetesen nagyobb ingadozásoknak van kitéve, mint az iparilag gyártott alumíniumcsövek feldolgozása. Van-e piac megfelelő iparilag gyártott széncsövek számára (pl. Modellkészítésnél)?
Nem szabad-e először is megkísérelni a vitorlafeszültség miatti terhelések csökkentését és/vagy túlfeszítéssel történő újbóli felvételt? Valójában a sárkányépítők kissé távolabb kerültek a torony nélküliaktól a felső feszítés szempontjából, és könnyű készülékeket kínálnak áramvonalas felső feszítéssel, luff vonalak nélkül (és egy kis toronnyal), a legalább régebbi torony nélküli eszközöket a szárnyak további optimalizálása miatt (lásd fent teljesítmény szempontjából szinte egyenlőek.
A sárkány hosszú, a Rogallo szárnyból érkező csője (az eredetileg a keel cső végéig kinyújtott kendő) most megvédi a szárny csúcsait, ha kidobásuk után leesnek. De miért nem használják a könnyű és szilárd farokot, amely már kapható a sárkányon és amely bonyolultan van kialakítva a vitorlázógépek számára, a farokrepülőgéphez sem, hogy elkerüljék a repülő szárny hátrányait? Csak körülbelül két évvel ezelőtt, amikor az Atos-t észlelték a nagy orrszöggel (alacsony söpörés), a nagy oldalaránnyal és a csavarások sorozatának köszönhetően alacsony csavarral, a gyártó (AIR) figyelembe vette a farokegység, különösen a vízszintes farokegység előnyeit . A vízszintes stabilizátort úgy profilozták és állították be, hogy az ne csak ellenállást generáljon, hanem normál repülés közben is emeljen. Kicsi talppal és enyhe V alakkal a szárnyat is megtámasztja forduláskor. A rugalmas sárkányok esetében azonban még nem találkozott vízszintes uszonyokkal (legfeljebb alkalmanként), bár köztudott, hogy a tokok itt újra és újra előfordulnak.
Az új sárkányok koncepciója
A koncepció megvalósításához
Az új sárkány összes előnye egy pillanat alatt
Összegzésként összefoglalom az itt bemutatott koncepció előnyeit egy új sárkány esetében:
· További biztonság:
§ Gyakorlatilag nincs többé behúzási veszély (a gerinccső hosszától és a vízszintes stabilizátor méretétől függően) a repülő szárnytól való elfordulás vagy vízszintes stabilizátor használata.
§ A felszállás és leszállás egyszerűsítése a jobb lassú repülési jellemzők miatt a nagyobb profilvastagság révén.
§ Manőverezhetőbb és kevésbé fárasztó a csűrőkön keresztüli aerodinamikai görbe vezérlésnek köszönhetően.
· Hatékonyabb:
§ Magasabb csúszási arány a repülõ szárny elhagyása miatti kevésbé beállított és az aerodinamikai ívszabályozás miatti alagúthatás nélkül.
§ Az utómunkálatok jobb használata a jobb lassú repülési jellemzők és az aerodinamikai görbe vezérlés révén fokozott manőverezhetőség révén.
További kényelem:
§ Rövidebb (rövid) csomagméret és alacsonyabb (alacsonyabb) súly.
§ Kevesebb erőfeszítés repülés közben az aerodinamikai görbe vezérlésnek köszönhetően.
· Olcsó ár:
§ Alacsony fejlesztési erőfeszítés a sárkány felépítésének, bevált alkatrészeinek és anyagainak köszönhetően.
És a merevség?
A legújabb fejlesztésekkel (pl. Atos VR/X) a merev mostantól a (lábbal indítható) könnyű vitorlázórepülők (pl. Swift, Archaeopteryx) terén halad előre, nemcsak teljesítmény, de sajnos az ár szempontjából is. Míg kb. 550 EUR-t kell befektetnie egy csúszási pontért, amikor új eszközt vásárol a sárkányrepülõvel és az elõzõ bámulattal (pl. Atos V), ez az érték nagyobb csúszási arány mellett (kb. . Esetleg a megmaradt vitorlázóéhes sárkányrepülők mellett vitorlázórepülőkkel is foglalkozni kell.
Mindenesetre néhány újítást sikeresen megvalósítottak a merevekkel, amelyeket itt is felvettek a sárkány javítására, mint például az aerodinamikus sárkány-szerű görbe vezérlés és a szárnyak vagy leszálló szárnyak. De de facto elbúcsúzott a repülő szárnytól, miközben az Atos farokúttal (V-farokkal) bámult.
Át lehet-e vinni az új sárkányra vonatkozó javaslatokat a bámulásra fordítva? Lehetséges-e szisztematikusan előnyöket szerezni a sárkány és egy rögzített szárny keresztezéséből? Vajon a jövő hibrid eszközben rejlik-e, például merev belső szárnnyal és rugalmas külső szárnyakkal, valamint rugalmas hátsó éllel? A tervezési jellemzők közötti különbségek pedig korlátozzák a megoldás átadásának lehetőségeit?
A sárkányra fent bemutatott koncepcióból például a merev szárnyához a rugalmas hátsó terület a széllökések csillapításához és a görbület megváltoztatásához ennek a területnek a lehúzásával (landoló szárnyak vagy hátul rögzített szárnyak helyett). A fő különbség azonban továbbra is az elülső szárny területének teherhordó dobozként (spar) történő kialakítása marad, amikor a kötéllel rögzített sárkányban lévő lécek és vászon által meghatározott profilra merednek. Az így kapott szilárdabb szárny alaknak és a bámuláskor kissé simább felületnek csak kis hatása van normál repülés közben.
Következtetések és kilátások
A sárkány javítása a hagyományos keretfeltételek között véleményem szerint aligha lehetséges. De még akkor is, ha megkérdőjelez néhány korábban alkalmazandó követelményt, vegyen fel megoldásokat a kapcsolódó területekről, és szisztematikusan induljon ki az alapvető célokból és a fizikai lehetőségekből, új tulajdonságok nyílnak meg. Véleményem szerint ez a lehetőség még mindig nincs kimerítve az „öregedett” sárkány számára, még akkor is, ha az utóbbi évek fejlődése csak csekély hatást váltott ki, mivel a jelenlegi kialakítás kimerült véleményem szerint alapvető fogalmi változások nélkül.
A sárkányépítés teljesítményének szintjén
Milyen szintet ért el a sárkányépítés teljesítmény, biztonság, kényelem és gazdaságosság szempontjából? Valójában a biztonságot kell először figyelembe venni, mert csak biztonságos repülőgéppel élvezhetem repülési teljesítményét. De ma egy eszköz biztonságát általában természetesnek veszik, és a teljesítményéről kérdezik. Másrészt ismert, hogy - legalábbis ugyanazon peremfeltételek mellett - nagyobb teljesítmény általában csak a biztonság rovására érhető el.
Biztonság:
Ami a biztonságot illeti, ma a DHV jóváhagyási pecsétjének köszönhetően ma kiváló színvonalat feltételezhetünk. A sorozatú eszközöknek el kell viselniük a megengedett legnagyobb tömeg hatszorosát. A repülés stabilitását a DHV tesztpilóták ellenőrzik. A karbantartást az ellenőrzési kötelezettség garantálja. A balesetek okai tehát szinte kizárólag pilóta hibák. Még mindig csak a veszélyes behúzás (előre gurulás) jelent problémát. Ez a kockázat szorosan összefügg az alacsonyan söpört repülő szárnyakkal, és véleményem szerint nem zárható ki teljesen a repülő szárny koncepciójában. A leszállás problémája a nagy teljesítményűek minimális csúszási aránya (laza VG) .A fék ejtőernyők használata itt csak feltételesen tűnik megfelelőnek. A merevek és a fedéllel (+ spoilerek) jobb a helyzet, a vitorlázórepülők légfékjei példaértékűek.
Kényelem:
A csomagolás mérete, különösen a csomagolás hossza, és a súly meghatározó a kényelem szempontjából, mert meghatározzák az eszköz hordozhatóságát és tárolhatóságát. Még akkor is, ha a siklóernyő ebből a szempontból verhetetlen, a sárkányépítésben is ezt a szempontot kell követni. Sajnos ezt a pontot elhanyagolták a teljesítmény mellett. A nagy teljesítményűek már körülbelül 40 kg-ot nyomnak, egy rövid csomag (kb. 4,5 m) összetett és megerőlteti a vitorlát (elülső él). Az 5 m-nél hosszabb csomagok kezelhetők. A merevek lehetnek vagy továbbra is felszállók a lábra vagy a dombra, de a legújabb fejlemények több erőfeszítést igényelnek, mint egy kis vitorlázógép esetében (a csomag hossza eléri a 6 métert, az üres tömeg 50 kg és több).