Manualul de Zbor al planorului oferă pilotului necesarul de informații referitoare la performanța planorului pentru a folosi planorul în siguranță. Un manual de zbor poate include următoarele informații: - Descrierea părților componente-Montarea planorului-Date privind greutatea și echilibrul-Descrierea sistemelor-Performanțele planorului-Limitări operaționale Plăcuțele indicatoare prezente în cabină oferă pilotului acces rapid la informații esențiale pentru funcționarea în siguranță a planorului. Toate plăcuțele necesare sunt stipulate în Manualul de Exploatare. Cantitatea de informații pe care trebuie să o transmită plăcuțele pilotului crește pe măsură ce complexitatea planorului crește.
Planoarele de înaltă performanță pot fi echipate cu flapsuri, tren de aterizare escamontabil, rezervor pentru balast de apă, parașută de frânare pentru aterizare și alte caracteristici destinate să îmbunătățească performanța. Aceste planoare pot necesita plăcuțe suplimentare. Fig. 2.10 Plăcuțe tipice pentru planoare nemotorizate sau cu autolansare
Informații despre PERFORMANȚĂ
Manualul de Zbor este sursa furnizată de producător pentru informații despre performanța planoarelor. În manualul de zbor al planorului performanța este prezentată în termeni de viteze specifice, cum ar fi: viteza minimă, viteza la înfundare minimă, viteza la finețe maximă, viteza de manevră și viteza maximă admisă (Vne). Unele viteze se aplică doar unor tipuri particulare de planoare. Planoarele cu flaps, de exemplu, au o viteză maximă admisă cu flapsul scos (Vfe). Manualele planoarelor cu auto-lansare au informații despre performanța referitoare la operarea motorului: rata de urcare, limitări ale motorului și elicii, consumul de carburant, autonomie și croazieră.
Polara planorului
Producătorii oferă informații despre rata de înfundare în raport cu viteza de zbor, informație care este rezumată într-un grafic numit curbă polară sau mai simplu polara planorului. Fig. 2.11 Curba de performanță polară în DC și SC, pentru un planor cu 2 locuri Axa verticală ne indică rata de înfundare, iar axa orizontală arată viteza de zbor în noduri. Fiecare tip de planor are o curbă polară derivată fie din calcule teoretice făcut e de către proiectant, fie prin măsurarea efectivă a înfundării la viteze diferite.
Polara fiecărui planor poate varia (chiar și între planoare de același tip) cu câteva procente în funcție de finisarea suprafeței aripii, calitatea de etanșare în jurul sup rafețelor de control și chiar numărul de insecte de pe bordul de acat al aripii. Curba polară este un instrument foarte util în determinarea vitezei de salt și a vitezei pentru saltul final în zborurile de competiție. Înfundarea minimă se poate determina d in graficul curbei polare, trasând o linie orizontală din vârful polarei până la axa verticală. Fig. 2.11 Curba de performanță polară în DC și SC, pentru un planor cu 2 locuri Axa verticală ne indică rata de înfundare, iar axa orizontală arată viteza de zbor în noduri.
Fiecare tip de planor are o curbă polară derivată fie din calcule teoretice făcute de către proiectant, fie prin măsurarea efectivă a înfundării la viteze diferite. Polara fiecărui planor poate varia (chiar și între planoare de același tip) cu câteva procente în funcție de finisarea suprafeței aripii, calitatea de etanșare în jurul suprafețelor de control și chiar numărul de insecte de pe bordul de acat al aripii. Curba polară este un instrument foarte util în determinarea vitezei de salt și a vitezei pentru saltul final în zborurile de competiție. Înfundarea minimă se poate determina din graficul curbei polare, trasând o linie orizontală din vârful polarei până la axa verticală.
În acest exemplu, înfundarea minimă de 1,9 noduri corespunde vitezei de zbor de 40 de noduri. Rețineți că rata de înfundare crește între viteza minimă de înfundare și viteza limită (punctul din extrema stângă a curbei polare). Viteza la finețe maximă se poate afla trasând din originea graficului o tangentă la polara vitezelor. Viteza pentru finețe maximă este de 50 de noduri și corespunde unei viteze de înfundare de 2.1 noduri. Finețea maximă a planorului o putem obține din raportul dintre viteza la finețe și viteza de înfundare corespunzătoare, sau 50 / 2,1, adică a prox 24. Orin urmare, acest planor, va avea o finețea maximă în aer calm de 24:1, la o viteză de zbor de 50 de noduri.
Viteza la finețe maximă când zburăm cu vânt de față, se obține ușor din polara vitezelor. Pentru aceasta, vom muta originea graficului spre dreapta dea lungul axei orizontale până la valoarea vântului de față și vom trasa o nouă linie tangentă la polară. Vom citi pe axa orizontală noua viteza de zbor, corespunzătoare noului punct de tangență. Viteza de zbor într-un vânt de față de 20 noduri este egală cu 60 noduri. Fig.2.13 Viteza optimă de zbor cu vânt de față de 20 noduri Prin repetarea procedurii pentru diferite intensități ale vântului, este evident că zborul cu o viteză mai mare ( decât cea avântului ) duce la parcurgerea unei distanțe mai mari față de sol.
Dacă facem acest lucru pentru mai multe curbe polare, vom deduce o regulă generală de aplicat în practică: Vom adăuga jumătate din componenta de față a vântului pentru a obține zborul la finețe maximă ( parcurgem distanța maximă). In situația vântului de spate, vom deplasa originea graficului spre stânga dea lungul axei orizontale. Viteza de zbor cu vânt de spate o vom găsi pe grafic între viteza la înfundare minimă și viteza la finețe maximă, dar nu va fi niciodată mai mică decât viteza la înfundare minimă. Zonele de descendență care există de obicei între termici, le vom parcurge zburând cu viteză mai mare pentru a petrece cât mai puțin timp în descendență.
Viteza de zbor printr-o descendență de 3 kts, o vom determina din polara pla norului prezentată în fig 14. Această polară are axa verticală extinsă în sus. Vom muta originea pe verticală și vom trasa o nouă tangentă la grafic. Apoi, desenați o linie verticală pentru a citi cea mai bună viteză de zbor. Pentru acest planor, cea mai bună viteză de zbor este de 60 de noduri. Rețineți, variometrul prezintă înfundarea totală de 5 noduri (3 noduri pentru descendanță și 2 noduri pentru aeronavă) așa cum este ilustrat în figură. Fig.
2.14 Viteza optimă de zbor în descendență Dacă planoru l este echipat cu balast de apă, flapsuri sau extensii la capătul de aripă, atunci caracteristicile de performanță ale planorului diferă în funcție de configurație și sunt prezentate în fig. 15, 16, 17. Comparând polara cu și fără balast, este evident că înfundarea minimă este mai mare în cazul zborului cu viteză mai mare. Fig. 2.15 Efectul balastului de apă asupra performanțelor polare. Zborul cu balast de apă este mai dificil în termici slabe. Finețea maximă este aceeași, dar apare la o viteză mai mare. Î n plus, când zburăm cu balast, rata de înfundare este mai mică la viteze mai mari.
Balastul de apă ar trebui folosit în condiții de curenți termici puternici, pentru o viteză mai bună în saltul dintre termici. Rețineți, că viteza limită este deasemenea mai mare cu balast decât fără balast. Flapsul setat pe poziții negative în salt, reduce deasemenea rata de înfundare la viteze mari, așa cum este prezentat în grafic (fig 16). Prin urmare, la o viteză de salt de 70 kts sau peste, setarea flapsului pe-8 ar fi avantajoasă pentru acest planor. Avantajele flapsului setat pe-8, se pierd în zona vitezelor mai mici de 70 kts. Fig. 2.16 Performanțele polare cu flaps între o și-8 Modificarea curbei polare în funcție de extensia capetelor de aripă este arătată în fig 2.17.
Acest grafic ne arată faptul că mărirea anvergurii cu 3 m este avantajoasă pentru toată gama de viteze. La unele planoare, performanța la viteze mici este îmbunătățită cu extensii la capătul aripii, iar prin comparație performanța la viteze mari este ușor diminuată. Fig. 2.17 Performanțele polare în configurația cu anvergura de 15 m sau 18 m
Informații despre GREUTATE și ECHILIBRU
Manualul de zbor oferă informații despre greutate și echilibrul planorului. Aceste informații sunt corecte atu nci când planorul este nou, așa cum este livrat din fabrică. Ulterior întreținerea și modificările pot schimba greutatea și echilibrul considerabil. Modificările aduse planorului care afectează greutatea și echilibrul trebuie notate în Jurnalul de bord al aeronavei și deasemenea în plăcuțele de cabină adecvate care ar putea conține, de exemplu: ”Greutatea maximă gol 460 kg” Greutatea este un factor major în construcția și funcționarea planoarelor; cere respect din partea tuturor piloților. Pilotul ar trebui să fie întotdeauna conștient de gestionarea corectă a greutății și de consecințele supraîncărcării planorului.
Limitări
Fie că planorul este simplu sau foarte complex, proiectanții și producătorii furnizează limitări de funcționare pentru a se asig ura siguranța zborului. Diagrama VG furnizează pilotului informații despre limitările de proiectare a planorului, cum ar fi limitări ale vitezelor și a factorilor de încărcare. Piloții ar trebui să se familiarizeze cu toate limitările operaționale ale fie cărui planor zburat. Figura 18 ne arată patru diferite condiții posibile și anvelopa de zbor pentru un planor de înaltă performanță. Fig. 2.18 Exemplu tipic de anvelopă de zbor pentru un planor de înaltă performanță
Greutate și echilibru
Centrul de greutate Echilibrul longitudinal afectează stabilitatea longitudinală a planorului. Pentru a obține o manevrare corespunzătoare pe panta de zbor într-un planor, centrul de greutate (CG) al planorului încărcat corespunzător, trebuie să fie înaintea centrul de presiune (CP). Când este produs un planor, producătorul furnizează limitări ale centrajului, care sunt obligatorii pentru toți piloții. Aceste limite se găsesc în Manualul de zbor și deasemenea pot fi găsite în Jurnalul de bord. Adăugarea sau eliminarea echipamentelor, cum ar fi radiouri, baterii, sau instrumente de zbor sau reparațiile asupra structurii pot avea efect asupra poziția CG.
Tehnicienii de întreținere a aviației trebuie să înregistreze orice modificări ale datelor privind masele și echilibrul din Manualul de zbor sau Jurnalul de bord. Deasemenea, trebuiesc actualizate plăcuțele indicatoare din cabină. Probleme asociate cu poziționarea CG înafara limitei față Dacă CG-ul este în limitele admise, manevrabilitatea rămâne în limite acceptabile. Cu toate acestea, dacă planorul este încărcat în așa fel încât CG este fața limitei față, atunci manevrabilitatea este compromisă. Spunem despre planor că este greu de bot. În această situație va fi dificil de ridicat botul pentru decolare, iar presiune a pe manșă va fi considerabil mărită.
Angajarea ampenajului orizontal va apare la viteze mai mari decât în mod normal și va fi urmată rapid de o tendință de coborâre a botului. Revenirea la zbor normal în timpul redresării din angajare necesită un timp mai îndelungat. Redresarea la aterizare va fi mai dificilă decât în mod normal sau chiar imposibilă, din cauza ”botului greu”. Incapacitatea de a redresa ar putea duce la o aterizare dură în bot. Cele mai frecvente motive pentru depășirea limitei față a centrajului sunt: - Greutatea pilotului este peste valoarea maximă admisă. - Scaunul și lestul sunt instalate, dar nu sunt necesare datorită greutății pilotului. Probleme asociate cu CG poziționat spate sau în afara limitei spate.
Dacă planorul este încărcat astfel încât poziția CG este în spate, atunci manevrabilitatea este compromisă. Spunem despre planor că este greu de coadă. Greutatea cozii face controlul dificil sau chiar imposibil. Problema fundamentală cu un CG ce depășește limita admisă spate, este chiar fu ncția proiectată a ampenajului orizontal (stabilizator + profundor). Rolul stabilizatorului orizontal și al profundorului este de a genera o forță descendentă pentru a contracara o poziție ușor în față a CG, astfel încât aeronava să revină la atitudinea inițială după un dezechilibru față de axa transversală.
Pe măsură ce viteza de zbor se modifică, pilotul modifică poziția compensatorului (compensează aeronava) astfel încât forța descendentă generată de ampenaj să echilibreze exact poziția avansată a CG-ului. ??Should the aircraft be upset and the nose pitches upward, the resultant slower airspeed results in less down force produced by the horizontal stabilizer and elevator. ?? Această reducere a forței de apăsare permite botului să coboare, astfel încât vit eza de zbor să păstreze valoarea prestabilită. Aceasta se numește stabilitate pozitivă.
În schimb, dacă dezechilibrul plasează aeronava într-o atitudine descendentă, atunci creșterea vitezei va duce la o creștere a forței de apăsare pe ampenaj, ridicând as tfel botul în poziția de echilibru prestabilită. În orice caz, dacă profundorul este blocat, acțiunea de stabilizare a aeronavei nu poate fi îndeplinită până la deblocare și producerea din nou a forței de apăsare necesară.
Cele mai frecvente motive pentru depășirea limitei spate a centrajului sunt: - Greutatea pilotului este mai mică decât pilotul minim specificat; lestul necesar pentru un pilot ușor nu este instalat în planor înaintea zborului. - Căruciorul de transport (cu roata orientabilă) este în continuare instalat pe fuselaj. - Acumularea de materii străine în partea din spate a fuselajului (apă, gheață, noroi, nisip, paie), care nu au fost îndepărtate înainte de zbor. - Instalarea unei roți de bechie sau patină mai grea, neautorizată. Probleme de greutate și echilibru Unii producători de planoare furnizează informații despre greutate și echilibru într-o reprezentate grafică.
Un grafic bine proiectat oferă un mod convenabil de a determina dacă planorul este în limitele de greutate și echilibru. În figura 19, graficul indică faptul că greutatea minimă pentru pilotul așezat în postul din față este de 125 kg, iar maximul este de 250 kg. De asemenea, indică faptul că în scaunul spate greutatea maximă a pilotului este de 225 kg. Dacă fiecare pilot cântărește 150 de kilograme, intersecția greutăților piloților se încadrează limitele admise. Încărcarea planorului se află în limite admise și este sigură pentru zbor.
Dacă fiecare pilot cântărește 225 de kilograme, iar sarcina maximă pe scaunul din spate este depășită, atunci încărcarea planorului se află în afara anvelopei de zbor, deci nesigur pentru zbor. Poziția CG poate fi, deasemenea, determinată prin calcul folosind următoarele formule: Greutate × braț = Moment Moment total ÷ Greutate totală = Poziția CG (în cm spre spate față de Datum) Metoda de calcul presupune aplicarea funcțiilor de bază ale matematicii. Iată un exemplu de calcul: Greutate maximă totală 1.100 kg Greutate gol 600 kg Limite centraj 14,8 – 18,6 cm Greutate max. pilot 180 kg Greutate max pilot 2 200 kg Pentru a determina încărcarea și centrajul vom folosi următorii pași: 1.
Folosim greutatea gol și greutatea celor doi ocupanți 2. Calculăm momentul pentru fiecare dintre acestea ( Greutate X braț = Moment) (pentru un calcul simplificat, momentele pot fi împărțite la 100) 3. Calculăm Greutatea totală și Momentul total 4. Pentru a determina Centrajul vom împărți Momentul total la Greutate Fig. 2.19 Anvelopa de greutate și echilibru Fig. 2.20 Greutate și echilibru: greutatea pilotului în postul din față și din spate și momente Notă: Informații despre Încărcare, Centraj, Greutăți, Momente, Brațele forțelor sunt furnizare de producător în tabele specifice fiecărui tip de planor În figura 2.20, s-a înscris greutatea fiecărui pilot în coloana corectă din tabel.
Pentru pilotul postului din față avem: 180 kg x +30 inch = +5400 inch x kg Pentru pilotul postului din spate avem: 200 kg x-5 inch = -1.000 inch x kg Următorul pas este să găsim suma tuturor greutăților ( 980 kg), apoi suma momentelor ( 16.400 inci kg). Acum, găsiți poziția CG pentru planorul încărcat astfel: împărțiți momentul total la greutate totală pentru a descoperi CG-ul planorului încărcat, în centimetri față de Datum: +16400 inch · kilograme ÷ 980 kg = +16,73 inch Ultimul pas este să determinăm dacă Greutatea totală și poziția CG sunt în limitele admise. Din calculul efectuat putem observafaptul că greutatea de operare de 980 kg este mai mică decât Gmax prevăzută de Manualul de zbor.
Deasemenea, poziția Cg (+16,73 inch) se încadreaz ă între limitele de centraj prevăzute (+14,80 - +18,60 inch). Concluzia: Greutatea și centrajul sunt în limite operaționale. Balastul Balastul este o greutate nestructurală care se adaugă la un planor. În timpul zborului, greutatea balastului este utilizată în două scopuri: Balastul de compensare este utilizat pentru a regla locația CG al planorului deci caracteristicile de manevrabilitate rămân în limite acceptabile. Balastul de performanță este încărcat în planor pentru a îmbunătăți performanța de viteză în zborul de distanță.
Greutățile de balast detașabile sunt de obicei din metal și sunt fixate într-un suport încorporat în structura planorului. În general producătorul furnizează informații despre balast pe plăcuțe indicatoare fixate în partea din f ață a cabinei. Aceste greutăți sunt concepute pentru a compensa un pilot care cântărește mai puțin decât greutatea minimă admisă pentru postul din față. Greutatea balastului plasat în partea din față a cabinei de planor ajută la păstrarea CG în limite permise. Unele greutăți pentru balast sunt sub formă de perne de scaun, cu nisip sau plumb împărțit în unități pentru a oferi o greutate suplimentară.
Acest tip de balast, care este instalat sub perna de scaun a pilotului este inferioară balastului fixat, deo arece pernele scaunului tind să se deplaseze. Balastul de acest tip nu trebuie utilizat niciodată în timpul zborului acrobatic sau inversat. Uneori, balastul de compensare este o cantitate de apă plasată într-un rezervor de coadă, în deriva planorului. Scopul acestui rezervor de apă din derivă este să ajusteze locația CG după adăugarea de apă sau scurgerea apei din tancurile principalele din aripi (balastul de performanță). În cazul în care rezervoarele principale din aripi nu sunt centrate precis, locația CG se modifică atunci când se adaugă sau se elimină apa.
Ajustând cantitatea de apă din rezervorul de compensare (derivă), vom compensa modificările de poziție ale CG-ului rezultate din schimbarea balastului de apă din tancurile principale. Apa cântărește 3,7868 kilograme pe galon. Deoarece rezervorul de coadă este situat mult în spate, o cantitate mică de apă va avea un efect considerabil asupra localizarii CG. Din acest motiv, capacitatea maximă de apă a rezervorului de coadă este, în general mai mică de două galoane de apă ( aprox. 9 litri).
Cu toate că unele planoare mai vechi foloseau pungi de nisip sau lest de plumb ca balast de performanță, în prezent la planoarele moderne se utilizează cel mai frecvent apa ca balast pentru îmbunătățirea performanței. Creșterea greutății de operare a planorului, ne va crește viteza optimă în zborul de croazieră. Această viteza superioară rezultată, ne conferă un avantaj considerabil în zborul de distanță în competiții. Rezervoarele de balast de apă sunt amplasate în seg mentul central al aripilor. Apa curată este adăugată prin gurile de umplere din partea de sus a fiecărei aripi.
La majoritatea planoarelor, rezervoarele de apă pot fi parțial sau complet umplute, în funcție de opțiunea pilotului pentru greutatea de operare dorită. Valvele de scurgere sunt amplasate în partea de jos a fiecărui rezervor, valvele fiind controlate din cabină. Rezervoarele pot fi complet sau parțial golite în timp ce planorul este pe pământ pentru a reduce greutatea planorului înainte de lansare, dacă pilotul dorește acest lucru. De asemenea, ele pot fi drenate parțial sau complet în zbor-un proces numit ”dumping balast”. Dungile albe de apă pulverizată în urma unui planor în viteză, sunt dovezi evidente că pilotul goleste balastul pentru a ușu ra planorul înainte de aterizare.
Capacele rezervoarelor sunt prevăzute cu orificii de aerisire, pentru a permite aerului să intre în rezervoare și să înlocuiască volumul apa care se scurge din rezervoare. Este important să vă asigurați că aerisirile func ționează corect pentru a preveni deteriorarea aripilor atunci când balastul de apă este scurs sau evacuate Fig. 2.21 Capacul de umplere a rezervorului de balast de apă. Este important să verificați funcționarea corectă a supapelor de evacuare înainte de zbor. Balastul de apă ar trebui să se scurgă din fiecare rezervor cu aceeași viteză. Drenarea inegală duce la o diferență de greutate între aripi, astfel că manevrarea în zbor precum și aterizările vor fi dificile.
Dacă dezechilibrul aripilor este extrem, este posibil ca pilotul să piardă controlul asupra planorului. Valvele de drenaj trebuie de asemenea verificate pentru a vă asigura că apa se scurge corect în curentul de aer, iar nu în partea inferioară a fuselajului. Apa care este prinsă în fuzelaj repre zintă un pericol, poate curge peste pereții despărțitori provocând modificarea CG a planorului. Această dislocare CG poate duce la pierderea controlului asupra planorului. Manualul de zbor oferă îndrumări cu privire la durata necesară pentru ca balastul să se scurgă complet. Pentru un planor modern, este nevoie de aproximativ 3 până la 5 minute pentru a scurge un rezervor plin.
Când aterizarea este iminentă, aruncați balastul suficient de devreme pentru a asigura suficient timp pentru golirea rezervoarelor. Utilizarea balastului de apă atunci când temperaturile ambientale sunt mici are ca rezultat înghețarea apei și a robinetului de scurgere. Dacă valva de evacuare îngheață, evacuarea apei este dificilă sau imposibilă. Dacă se permite înghețarea apei în ar ipi, este posibil să apară daune grave ale aripii. Deteriorarea apare deoarece volumul de apă se extinde în timpul procesului de îngheț. Creșterea volumului poate deforma nervurile și alte elemente din structura aripi sau poate cauza delaminarea îmbinărilo r lipite.
Când vremea sau condițiile de zbor sunt foarte reci, nu folosiți balast de apă decât în combinație cu antigel adăugat în apă. Înainte de a utiliza o soluție antigel, consultați Manualul de exploatare pentru a vă asigura că compușii antigel sunt a probați pentru utilizare în planor. Un planor care transportă cantități mari de balast de apă are caracteristici de manevrare vizibil diferite decât aceleași planor fără balast de apă.
Balastul de apă (dezavantaje): - Reduce viteza de accelerare a planorului la începutul lansării datorită creșterii greutății. - Mărește lungimea rulajului înainte de decolare. - Reduce controlul eleronului în timpul rulajului de decolare, sporind șansa de cădere necontrolată a aripii și efectuarea unei piruete la sol. - Reduce rata de urcare. - Reduce răspunsul eleronului în timpul zborului liber. Adăugarea de cantități mari de apă crește substanțial stabilitatea laterală. Acest lucru face manevra de înclinare rapidă dificilă sau imposibil de efectuat.
Golirea balastului (avantaje): - Scade viteza limită. - Scade viteza optimă de apropiere pentru aterizare. - Scurtează rulajul la aterizare. - Reduce sarcina pe care trebuie să o suporte structura planorului în timpul aterizării și rulajului. Fig. 2.22 Maneta de scurgere a balastului de apă Folosirea balastului de apă oferă un avantaj considerabil pentru performanță, în perioada de creștere puternică a condiției termice. Totuși există și dezavantaje. Pilotul trebuie să fie conștient de faptul că balastul de apă degradează performanța la deco lare, viteza de urcare și manevrarea cu viteză mică.
Înainte de a decola cu balast de apă la bord, pilotul ar trebui să examineze limitele de funcționare pentru a se asigura că siguranța zborului nu este compromisă. 3. Planificarea zborului