DHV paragliding a závesné kĺzanie - Nemecký zväz paraglidingu a závesného kĺzania
Príspevok Bernharda Wienanda
Nový šarkan?
- Slabé stránky a potenciál súčasných drakov
- Nevýhody a nevýhody lietajúceho krídla
- Dôležitosť a nevýhody tunelového efektu
- Pozitívne účinky flexibility pri turbulenciách
- Okrajové podmienky a potenciály profilu krídla
- Zhrnutie výkonu krídla draka
- Možnosti a limity štruktúry draka
- Koncept nových šarkanov
- Implementovať koncepciu
- Všetky výhody nového draka na prvý pohľad
- A tuhosť?
- Závery a výhľady
Má drak, flexibilný, konvenčný drak, ešte budúcnosť? Boli všetky v súčasnosti existujúce možnosti použité konštruktívne, aby toto klasické letecké vybavenie zostalo atraktívne? Alebo viedol dôraz na výkon do slepej uličky v ďalšom vývoji? Či ho na jednej strane úplne nahradí pohodlnejší padákový klzák, na druhej strane výkonnejšie zízanie (pevné krídlo)?
Počet licencií na draky a ich predaj sa v posledných rokoch ustavične znižovali a stále nie je jasné, do akej miery sa scéna s lietaním drakov stabilizuje na nízkej úrovni. DHV z tohto vývoja čiastočne obviňuje jednostrannú výkonnostnú orientáciu staviteľov drakov, moderné zariadenia by prekonali priemerných pilotov, a preto nie sú v súlade s trhom.
Dávam však drakovi trvalé šance do budúcnosti. Vďaka svojim špecifickým letovým vlastnostiam, nízkej cene a dlhej životnosti bude mať súčasný drak medzi nadšencami letectva vždy malú skupinu fanúšikov. Ako by sa však oživil dopyt po tomto lietadle, ak by bolo možné na základe súčasnej konštrukcie s malým úsilím, teda za nízke ceny, výrazne zvýšiť výkon, bezpečnosť a komfort (ovládateľnosť, hmotnosť, veľkosť balenia)? Nasledujúci text vysvetlí, že a ako je to podľa mňa možné.
Slabé stránky a potenciál súčasných drakov
Kite (a jeho pilot) je na scéne stále rešpektovaný, a to nielen ako symbol priekopníckych dní rogalovania a paraglidingu a kvôli jeho požiadavkám na letové schopnosti pilota. Ďalej sa oceňuje letová dynamika tejto jednoduchej konštrukcie. Ak ste ale letec a nechcete mať žiadne problémy s dopravou, mali by ste sa rozhodnúť pre padákový klzák, a to aj napriek jeho nižšiemu výkonu (kĺzavý uhol). A kto požaduje ako prvý výkon, vyberte si tuhý, a to napriek vyšším nákladom a väčšej hmotnosti a veľkosti balenia. Toto, a menej orientácia na výkon v stavbe šarkanov, podľa môjho názoru viedlo k existencii šarkana na výkone, pretože nedeľný leták chce okrem bezpečnosti a pohodlia aj výkon.
Nevýhody a nevýhody lietajúceho krídla
Ďalej je diskutované zvýšenie krútenia v dôsledku tunelového efektu, ktoré je požadované alebo nevyhnutné pre prejazd zákrut posunutím hmotnosti. Už tak vysoké minimálne obmedzenie konštrukcie na 10 až 15 stupňov je potrebné v súvislosti so zametaním, aby sa zabránilo „zastrčeniu“, náhlemu (opakujúcemu sa) prevráteniu dopredu, ktorého sa obáva lietajúce krídlo. K zastrčeniu môže dôjsť najmä pri pomalom lietaní v turbulenciách, vysokorýchlostné zastrčenie je zriedkavé. Turbulencia v zastrčení je zvyčajne spôsobená nárazmi (najmä zdola a zozadu (veterná diera)), ktoré z dôvodu prudkej zmeny uhla nárazu v dôsledku súvisiacej migrácie bodu zdvihu dozadu, ktoré bez horizontálneho stabilizátora spôsobia náhlym zmenením uhla nárazu, dávajú krídlu momentálny výkon iba s pákovým ramenom trupu z krídla sa nedá napriek brzdeniu a skrúteniu brzdiť. Navyše, pri drakoch, vďaka voľnému zaveseniu pilota, pôsobí proti krútiacemu momentu iba znížený moment zotrvačnosti.
Ďalším opatrením proti zastrčeniu, ktoré stojí menej energie ako dodatočné skrútenie, je použitie profilu S-lamely (S-profil) v oblasti koreňa krídla (na kýlovej trubici), kde má krídlo vďaka zákrutu najvyšší uhol útoku. Pri S-profile je zadná časť krídla trochu vytiahnutá nahor (S-klapka), línia kostry (stredová čiara) profilu zhruba tvorí ležiace „S“. Pri pozitívnych uhloch nárazu je klapka S v prúde krídla, a preto ťažko znižuje výkon, pozri obrázok 9. Pri negatívnych uhloch nábehu (napríklad pred možným zastrčením) sa klapka S dostane do (laminárneho) toku a tlačí na krídlo. späť dole a vytvorí vzpriamovací moment (výšku). V prípade bezvežových zariadení alebo vysokovýkonných zariadení tvoria stredné laty tvar S tým, že sú zozadu mierne ohnuté nahor. V zariadeniach s vežou vytvárajú línie luffov úder S v negatívnych uhloch útoku. S-klapka je účinná, iba ak je na krídle dostatočný prúd.
Pre rozstupy drakov pri rôznych uhloch nárazu, rýchlosti a napätia plachty alebo nastavenia „variabilnej geometrie (VG)“ vyžaduje DHV minimálne hodnoty, aby získal homologizáciu a klasifikáciu, ktorú musí pri testoch preukázať prototyp. Výbava pre začiatočníkov by sa mala vyznačovať obzvlášť vysokou letovou stabilitou (kategória 1), a preto musí mať vyšší sklon ako medziprodukty (stredná trieda) (kategória 2) alebo dokonca súťažné vybavenie (kategória 3). Preto je také riskantné zmenšiť veľkosť súpravy v porovnaní s konštrukčnými rozmermi. Je však verejným tajomstvom, že súťažiaci piloti majú tendenciu „odkladať si krabice“, pretože dúfajú, že im to prinesie konkurenčnú výhodu, ktorá by vďaka tunelovému efektu mala byť menšia, ako sa mnohí domnievajú, aj keď je VG úplne napnutá. Proti tomuto nebezpečnému zlozvyku sa bude v budúcnosti bojovať pomocou meraní na súťažiach.
Pri lietajúcich krídlach je účinok zametania a krútenia (a tiež klapky S) proti prevráteniu dopredu dosť obmedzený kvôli krátkej páke okolo priečnej osi (v závislosti od zametania), takže aj zariadenia zodpovedajúce schváleniu majú zastrčenie, aj keď veľmi zriedka. Búšenie nie je v súťažiach za turbulentných podmienok také zriedkavé. Ale aj pocit, že sa dokážete „upnúť“ alebo takmer „upnúť“, výrazne tlmí radosť z lietania. Rýchlosť však pomáha proti riziku zastrčenia a aj tu je „jazda polovicou úspechu“. A držte sa v podloží v ťahu a ťahajte, vytiahnite ťažisko dopredu, ako jasne vysvetlil Christof Kratzner z DHV. Ak je výška príliš nízka, okamžite odhoďte záchranu nabok.
Pozitívne účinky zvratu v turbulenciách
Dôležitosť a nevýhody tunelového efektu
Pozitívne účinky flexibility pri turbulenciách
Pružnosť plachty draka (zadná hrana) má nielen negatívny vplyv na letový výkon. Elastické krídlo ustupuje nárazom (nárazom) v prúdení (rýchle zmeny rýchlosti a/alebo smeru prúdenia), absorbuje ich energiu a čiastočne ju znova uvoľňuje (tlmí) alebo premieňa na rýchlosť, pozri obrázok 11. He sa trochu prispôsobuje prúdovým rázom vo svojom uhle nábehu. Tieto vlastnosti pružnej plachty sa už desaťročia využívajú u lodí na regaty a windsurfistov (bičový efekt plachty alebo súpravy na použitie v nárazoch). Je nevyhnutné, aby bola pružnosť na pijavici (zadná hrana plachty) väčšia ako na stožiari (predná hrana). Tieto vlastnosti alebo účinky by tiež mohli vysvetliť, prečo tuhosť v praxi nedosahuje toľko lepších výsledkov ako draky, ako sa dá očakávať kvôli jej nižšiemu zákrutu a vyššej rozmerovej presnosti.
Vďaka pružnosti krídla sú tlmené vrcholy ohybového a torzného zaťaženia krídla a v niektorých prípadoch aj priečne rúry tvorené nárazmi.
Okrajové podmienky a potenciály profilu krídla
Zhrnutie výkonu krídla draka
V súhrne, pokiaľ ide o výkon krídla draka, je možné konštatovať, že zákrut, ktorý je nevyhnutný pre letovú stabilitu letiaceho krídla, a pružnosť zadnej hrany plachty, ktorá vedie k tunelovému efektu a je žiaduca na riadenie krivky pomocou posunu hmotnosti, má za následok značné straty výkonu. Tieto sa dajú len čiastočne kompenzovať pozitívnymi účinkami zákrutu a pružnosti v reálnych letových podmienkach s ich turbulentnými podmienkami (v porovnaní s pokojným vzduchom).
Ďalšou nevýhodou v porovnaní s tuhými je menšie predĺženie a väčšie zametanie.
Možnosti a limity štruktúry draka
Veľké zaťaženie konštrukcií moderných drakov bez veží vyžaduje zodpovedajúce veľké rozmery komponentov (hliníkové rúry, oceľové káble a tvarovky (kĺby atď.)), A preto vedú k väčšej hmotnosti, pokiaľ sa nepoužívajú pevnejšie a/alebo ľahšie materiály, ako sú uhlíkové vlákna. . Ale aj v prípade uhlíka vážia vysokovýkonní umelci takmer 40 kg, zatiaľ čo základné zariadenia a medziprodukty zvyčajne vyžadujú menej ako 30 kg. Skúsenosti s použitím uhlíka v stavbe drakov navyše nie sú ani zďaleka k dispozícii ako v prípade hliníka, a že kvalita prevažne manuálnej výroby uhlíka prirodzene podlieha väčším výkyvom ako pri spracovaní priemyselne vyrábaných hliníkových rúrok. Existuje trh s vhodnými priemyselne vyrábanými uhlíkovými trubicami (napr. Pri výrobe modelov)?
Nemali by ste sa pokúsiť predovšetkým znížiť zaťaženie konštrukcie v dôsledku napätia plachty a/alebo ju znovu zabrzdiť nadmerným napätím? A v skutočnosti sa stavitelia šarkanov posunuli o niečo ďalej od bezvežových, čo sa týka horného napínania, a ponúkajú ľahké zariadenia s efektívnym horným napínaním bez línií (a s malou vežou), minimálne tie staršie bez veží z dôvodu ďalšej optimalizácie krídel (pozri vyššie) sú takmer rovnaké z hľadiska výkonu.
Dlhá kýlová trubica draka z krídla Rogallo (tkanina pôvodne siahajúca po koniec kýlovej trubice) teraz chráni končeky krídel v prípade pádu po vysunutí. Prečo sa však ľahký a pevný chvost, ktorý je už k dispozícii na drakoch a ktorý je zložito skonštruovaný pre klzáky, nepoužíva aj pre chvost, aby sa predišlo nevýhodám lietajúceho krídla? Len asi pred dvoma rokmi, keď si Atos všimli vďaka veľkému uhlu nosa (malé rozmetanie), veľkému pomeru strán a nízkemu zákrutu spôsobenému sériou výbežkov, výrobca (AIR) zvážil výhody chvostovej jednotky, najmä horizontálnej . Horizontálny stabilizátor bol profilovaný a nastavený tak, aby nielen generoval odpor, ale sa pri bežnom lete aj zdvíhal. S malou základňou a miernym tvarom V podporuje krídlo aj pri zatáčaní. Doteraz ste sa však s pružnými drakmi (nanajvýš príležitostne) nestretli s vodorovnými plutvami, aj keď je dobre známe, že sa tu znova a znova vyskytujú trny.
Koncept nových šarkanov
Implementovať koncepciu
Všetky výhody nového draka na prvý pohľad
Na záver je tu zhrnutie výhod tu predstaveného konceptu nového draka:
· Väčšia bezpečnosť:
§ Už prakticky nehrozí nebezpečenstvo zastrčenia (v závislosti od dĺžky kýlovej trubice a veľkosti vodorovného stabilizátora) otočením smerom od lietajúceho krídla alebo použitím horizontálneho stabilizátora.
§ Zjednodušenie vzletu a pristátia vďaka lepším pomalým letovým vlastnostiam s väčšou hrúbkou profilu.
§ Menej manévrovateľnejšie a menej únavné vďaka ovládaniu aerodynamickej krivky pomocou krídel.
· Viac efektívny:
§ Vyšší kĺzavý pomer kvôli menšiemu nastaveniu v dôsledku opustenia letiaceho krídla a bez použitia tunelového efektu v dôsledku riadenia aerodynamickej krivky.
§ Lepšie využitie stúpavých prúdov vďaka lepším pomalým letovým vlastnostiam a zvýšená manévrovateľnosť vďaka ovládaniu aerodynamickej krivky.
· Viac pohodlia:
§ Kratšia (krátka) veľkosť balenia a nižšia (nižšia) hmotnosť.
§ Menšia námaha počas letu vďaka aerodynamickému riadeniu krivky.
· Lacná cena:
§ Nízke vývojové úsilie v dôsledku použitia konštrukcie draka, jeho osvedčených komponentov a materiálov.
A tuhosť?
S najnovším vývojom (napr. Atos VR/X) teraz rigid postupuje do oblasti (nohami spustiteľných) ľahkých klzákov (napr. Swift, Archeopteryx), a to nielen z hľadiska výkonu, ale bohužiaľ aj z hľadiska ceny. Aj keď pri kúpe nového zariadenia so závesným klzákom a predchádzajúcim pohľadom (napr. Atos V) musíte do kĺzavého bodu investovať približne 550 EUR, pri vyšších pomeroch kĺzavosti (približne 20 - 30) sa táto hodnota zvyšuje na približne 1 000 EUR. . Možno by sa malo venovať pozornosť okrem zvyšných pilotov drakov, ktorí majú hlad po kĺzaní, aj pilotom vetroňov.
V každom prípade boli s tuhými inováciami úspešne implementované niektoré inovácie, ktoré sa tu tiež prijali s cieľom vylepšiť draka, ako napríklad aerodynamické riadenie krivky v tvare draka a vztlakové alebo vztlakové klapky. A de facto ste sa rozlúčili s letiacim krídlom a prizerali ste sa chvostovou plutvou (chvost V) Atosu.
Dajú sa návrhy na nového šarkana preniesť na pohľad naopak? Je možné systematicky odvodzovať výhody z kríženia draka a pevného krídla? Spočíva budúcnosť v hybridnom zariadení, napríklad s pevným vnútorným krídlom a pružnými vonkajšími krídlami, ako aj s pružnou zadnou hranou? A aké rozdiely v konštrukčných vlastnostiach obmedzujú možnosti prenosu riešenia?
Z vyššie uvedeného konceptu pre draka je možné pre krídlo tuhého použiť flexibilnú zadnú oblasť na tlmenie nárazov vetra a na zmenu zakrivenia stiahnutím tejto oblasti nadol (namiesto pristávacích alebo vztlakových klapiek pripevnených k zadnej časti). Hlavným rozdielom však zostáva prevedenie oblasti predného krídla ako nosnej skrinky (nosníka) pri pohľade na profil vymedzený latami a plátnom okolo rúrkového rámu v draku, ktorý je vystužený lanami. Výsledný pevnejší tvar krídla a o niečo hladší povrch pri pohľade by mali mať pri bežnom lete iba malý účinok.
Závery a výhľady
Vylepšenie draka v tradičných rámcových podmienkach je podľa môjho názoru ťažko možné. Ale aj keď spochybňujete niektoré z predtým platných požiadaviek, chopte sa riešení z príbuzných oblastí a systematicky vychádzajte zo základných cieľov a fyzických možností, otvárajú sa nové kvality. Podľa môjho názoru tento potenciál nie je pre „zostarnutého“ draka ani zďaleka vyčerpaný, aj keď vývoj v posledných rokoch priniesol len malý efekt, pretože súčasný dizajn bol podľa môjho názoru vyčerpaný bez zásadných koncepčných zmien.
Na úrovni výkonu v stavaní drakov
Akú úroveň dosiahla konštrukcia draka z hľadiska výkonu, bezpečnosti, komfortu a hospodárnosti? Vlastne by sa mala brať do úvahy bezpečnosť na prvom mieste (bezpečnosť na prvom mieste), pretože iba s bezpečným lietadlom si môžem vychutnať jeho letový výkon. Ale dnes je bezpečnosť zariadenia zvyčajne považovaná za samozrejmosť a je pýtaná na jeho výkon. Na druhej strane je známe, že - prinajmenšom za rovnakých okrajových podmienok - je možné dosiahnuť vyšší výkon spravidla iba na úkor bezpečnosti.
Zabezpečenie:
Čo sa týka bezpečnosti, v súčasnosti môžeme vzhľadom na homologizačnú pečiatku DHV predpokladať vynikajúci štandard. Sériové zariadenia musia byť schopné vydržať 6-násobok povolenej maximálnej hmotnosti. Stabilitu letu kontrolujú testovací piloti DHV. Údržba je zaručená inšpekčnou povinnosťou. Príčinou nehôd sú preto takmer výlučne chyby pilota. Problémom je stále iba nebezpečné zatiahnutie (prevrátenie dopredu). Toto riziko úzko súvisí s nízko zametaným lietajúcim krídlom a podľa môjho názoru ho nemožno v rámci koncepcie lietajúceho krídla úplne vylúčiť. Problémom pri pristávaní je vysoký minimálny kĺzavý pomer (voľný VG) výkonných umelcov. Použitie brzdových padákov sa mi zdá byť tu iba podmienečne vhodné. Tie tuhé to majú lepšie so svojimi chlopňami (+ spojlery), vzduchové brzdy na klzákoch sú ukážkové.
Komfort:
Veľkosť balenia, najmä dĺžka balenia, a hmotnosť sú rozhodujúce pre pohodlie, pretože určujú prenosnosť a skladovateľnosť zariadenia. Aj keď je padákový klzák v tomto ohľade neprekonateľný, tento aspekt by sa mal sledovať aj pri stavaní drakov. Tento bod bol, bohužiaľ, zanedbaný v prospech výkonu. Vysokí výkonníci už vážia okolo 40 kg, krátke balenie (asi 4,5 m) je zložité a namáha plachtu (nábežná hrana). Môže byť spravovaná dĺžka balenia viac ako 5 m. Tuhé z nich môžu alebo môžu byť aj vzletom z kopca alebo z kopca, ale najnovší vývoj si vyžaduje čoraz väčšie úsilie ako pri malom klzáku (dĺžka balíka dosahuje 6 m, prázdna hmotnosť 50 kg a viac).