Je točí letadlo nebezpečný sport?
Text aktualizován 12. července 2007
...Křídla delta mají jednu zvláštnost: jejich střed těžiště je umístěn na 40 % „tětivy“, jak ukazuje následující obrázek. Letí a pluje velmi dobře, s jejich slavným profilem ve tvaru „S“.
**
Deltaplan.
**
...Jaký vztah mají tyto pevné konstrukce k „delta“ u „libertářů“? Na začátku měly tyto dvě křídla velmi málo společného. První křídla volného letu byla „jednoduché plochy“: dva trojúhelníky z Dacronu napnuté na tři trubky z lehkého slitiny.
**
Křídlo Rogallo.
**
...Toto křídlo vynalezl Rogallo, inženýr NASA. Původní motivace neměla nic společného s nějakou sportovní činností. Vojsko bylo zklamáno přesností svých meziplanetárních střel v poslední fázi balistické dráhy. Byl proto Rogallo požádán, zda by nemohl vymyslet nějaké křídlo, které by umožnilo přesnější dopravu vojenského nákladu (jaderné bomby) do cíle, přičemž by bylo možné jej během této části mise zhruba ovládat. Křídlo Rogallo mělo být proto vytaženo z těla rakety, když se rychlost dostatečně snížila, pomocí odhozeného padáku. Ale s časem se střely staly přesnějšími. Raději je ovládali během vstupu do atmosféry, nikoli při tak nízké rychlosti, že by je nepřítel mohl zasáhnout i jenom kamenem. Patent Rogallo proto spadl do veřejného vlastnictví. Jak všechny skvělé myšlenky, byla velmi jednoduchá. Ve Spojených státech vznikl volný let, když několik odvážných lidí mělo nápad připevnit se jako šunky pod tyto konstrukce z trubek, plátů a lan. Ovládání se zdálo být naprosto jednoduché. K klesání se tělo posunulo dopředu, k vzletu dozadu, přičemž se používal „kruh“, spojený s křídlem pomocí lan. Přesunutím hmotnosti doprava nebo doleva se dosáhlo toho, co se nazývalo zatáčky. Tak vznikla první křídla „Manta“, vyrobená ve Francii od roku 1973. V roce 1974 jsem si osobně koupil svůj první Manta.
...První křídla byla stříhaná nejjednodušším způsobem, jaký si lze představit. Rozložená byla úplně rovinná, což znamenalo, že ve vzduchu měly obě laloky tvar kužele. Šířka byla výrazná (80°). Pilot, když letěl s tělem posunutým za „těžiště“ křídla (místo působení výsledné aerodynamické síly, vztlaku), kompenzoval svou hmotností pádový moment křídla.
**
Je to hmotnost pilota, která kompenzuje pádový moment.
**
...Pamatuji si svůj první let na takovém zařízení. Syn slavného alpského horolezce Lachenala si koupil jedno. Působil poblíž Chamonix u „Grands Montets“. Po několika velmi základních vysvětleních byl klient, stojící na lyžích, připoután pod zařízení pomocí pásu a karabinu a pak byl vypuzen do silného svahu, stojící na lyžích. Doporučovalo se držet nos stroje dolů „až dokud plachtě nezaklapne“ (mořský námořník by použil slovo „faseyer“). Stačilo poté posunout řídící tyč o deset až patnáct centimetrů, aby se okamžitě ocitl ve výšce deseti metrů, přičemž let trval 150 metrů.
*- Když jste ve vzduchu, nedotýkáte se nic, letí samo a přistane stejně. *
...Skutečně, přistání na lyžích nezpůsobuje problémy a snese i velmi jednoduchý záběr. Vrátil jsem se do Aixu a okamžitě jsem objednal Manta, který mi dodavatel doručil domů, a pokračoval ve výuce samostatně na všech lyžařských sjezdech v regionu. Když sníh zmizel, provedl jsem několik startů, když jsem na staré lyže připevnil kola od kočárku (pamatujte, že v té době nikdo nevyučoval používání křídla, nikde). Naštěstí brzy jsem našel další „loupežníky v letech na svých podivných strojích“, kteří mě naučili startovat během běhu, což bylo mnohem bezpečnější než tato záležitost s koly od kočárku.
...V té době jsem psal články pro Science et Vie. V roce 74 jsem publikoval článek o tomto novém sportu, který pravděpodobně přispěl k jeho rozvoji. Ale velmi brzy se věci zhoršily. Naše známé Delacourt zemřel před kamery televize. Jeho stroj se začal sestupovat a nemohl jej ovládat. Okamžitě jsem odjel do Paříže, abych se zeptal výrobce.
Jeho odpověď:
*- Chyba při řízení, okamžitě prohlásil prodávající Manta ve Francii. *
...Bylo to nepravda. Manta byla skutečně velmi nebezpečný stroj. Tady je důvod. Jak lze vidět na obrázku výše, křídlo Rogallo je „skeletový profil“. Existuje optimální úhel náporu, tzv. „úhel přizpůsobení“, pod kterým profil pracuje nejlépe. Bod zastavení (místo, kde proud vzduchu se rozděluje na dvě části – horní část proudí po vrchní straně a dolní část po spodní straně) je pak umístěn na pevném útvaru předního okraje.
...Když je křídlo letadla pohybováno v hmotě vzduchu, vzniká zvýšený tlak na spodní straně (pod ním) a snížený tlak na horní straně (nad ním). Vzduch má tedy tendenci přecházet z dolní strany na horní stranu, takto:
a vzniká systém okrajových vírů (právě oni vyvolávají kondenzační stopy vytvářené letadly létajícími ve vysoké nadmořské výšce ve vlhkém vzduchu).
**
Okrajové víry **
...Poznámka na okraj: tato turbulence spotřebovává energii. Může být snížena zvýšením rozpětí:
Snížení účinku okrajových vírů zvýšením rozpětí.
**
...To je důvod, proč albatrosy letí lépe než holubi a proč plachtařská křídla mají velmi vysoké rozpětí. Ale proč pak letadla vybavujeme delta křídly s velmi nízkým rozpětím? Bojová letadla nejsou plachtaři. Zde je prioritou jejich schopnost „přerazit vzduch“. Při překročení rychlosti zvuku bude potřeba velmi tenké profily, jako ostří nože. Takže buď:
*- Vybereme rovné křídlo, velmi tenké, styl F-104 *
*- Nebo si vybereme křídlo s úhlem šíření, které při dané tloušťce „zmenší relativní tloušťku profilu“. *
...Křídlo s proměnlivou geometrií, i přes svou mechanickou složitost, snadno si ji lze představit, spojuje obě vlastnosti. V supersonickém režimu se dobře „přerazuje vzduch“ s přehnutými křídly, ale zůstává přijatelným plachtařem při nízkých rychlostech, kdy jsou křídla znovu rozvinuta. Delta křídla tvoří samostatnou skupinu, protože se chovají velmi dobře při velmi vysokých úhlech náporu.
**
Concorde přiblížení na konečnou dráhu, při vysokém úhlu náporu.
**
...Pak se tvoří dva „viry“, které stabilizují proudění. Stejně je tomu i u křídel Rogallo (Manta).
...Možnost udržet při velkých úhlech dostatečný vztlak způsobila, že přistání na Manta bylo velmi snadné. Bylo to křídlo, které se neztratilo, ale klidně přešlo do „parachutního sestupu“. I když je to dnes trochu těžké si představit, s těmito žehličkami s velmi vysokým úhlem šíření, pokud byste se ocitli uvězněni nad lesním porostem, mohli jste „všechno stisknout“. Stroj se zastavil a přešel do parachutního sestupu. Pokud měli dobré kotníky (polokulové padáky vás dopadly na zem rychlostí 6 m/s), mohli jste se takto neobvykle přistát bez poškození, ani materiálního, ani lidského. Několikrát jsem se přistával v lesních prostranstvích tímto způsobem, svisle dolů (což by dnes bylo vyloučeno u křídel, která již nemají tuto schopnost).
Při podúhlu náporu to bylo horší:
...Bod zastavení proudů vzduchu se pak přesunul na horní stranu, která se okamžitě prohloubila. U křídla je však největší zatížení na přední části. Jak ukázal později inženýr ONERA (Národní úřad pro vývoj letectví) Claudius Laburthe pomocí filmů pořízených ve velké větrné tunelu Chalais-Meudon, kde byly zkoušeny plně rozměrové Manta, křídlo se „převracelo“, vytvářející velmi silný pádový moment. Schématicky vznikl záporný vztlak na přední části křídla. Katastrofální.
**
„Převrácení“ prvních volných křídel.
**
...Pamatujte: u křídel Rogallo je to pouze posunutí hmotnosti pilota dozadu, které kompenzuje pádový moment, nic jiného. Od určitého okamžiku (pádový moment roste jako druhá mocnina rychlosti) pilot už nemohl svůj stroj ovládat:
...Po provedení pokusů s modely jsem publikoval nový článek ve Science et Vie, který odhalil problém. Bylo mnoho smrtelných nehod, dokud nebyla nalezena řešení. Neuvádíme jména, ale někteří výrobci, kteří stále mají své podniky a jsou velmi známí, měli na rukou spoustu krve, protože neinspirovali své zákazníky, aby přinesli své stroje pro úpravu, alespoň minimálně, aby bylo nemožné začít „převrácením“. Řešení bylo však velmi jednoduché. Zachovávající pružnost a možnost deformace křídla, stačilo připevnit dvě trubky o délce padesát centimetrů na zadní část předních okrajů trubek. Mezitím se tvar křídel vyvinul. Byly vybaveny latěmi: