DHV parapanta și deltaplan - Asociația germană de parapanta și asociație de deltaplan
O contribuție a lui Bernhard Wienand

Un zmeu nou?
- Puncte slabe și potențiale ale dragonilor actuali
- Dezavantajele și dezavantajele aripii zburătoare
- Semnificația și dezavantajele efectului tunel
- Efecte pozitive ale flexibilității în turbulențe
- Condiții limită și potențial pentru profilul aripii
- Rezumatul performanței aripii de zmeu
- Posibilități și limite ale structurii zmeului
- Un concept pentru zmee noi
- Pentru a implementa conceptul
- Toate avantajele noului zmeu dintr-o privire
- Și rigiditatea?
- Concluzii și perspective
Zmeul, zmeul flexibil, convențional, mai are viitor? Au fost utilizate toate opțiunile existente în mod constructiv, astfel încât acest echipament clasic de aviație să rămână atractiv? Sau accentul pus pe performanță a dus la un impas în dezvoltarea ulterioară? Va fi complet înlocuit, pe de o parte, cu parapanta mai confortabil, pe de altă parte, cu o privire mai puternică (avioane cu aripi fixe)?
Numărul licențelor de zbor de zmeu și al vânzărilor de zmeu au scăzut constant în ultimii ani și încă nu este clar cât de departe se va stabiliza scena zborului de zmeu la un nivel scăzut. DHV face parțial Orientarea de performanță unilaterală a constructorilor de zmee este responsabilă de această dezvoltare, dispozitivele moderne ar copleși piloții medii și, prin urmare, nu sunt în concordanță cu piața.
Cu toate acestea, ofer zmeului șanse durabile pentru viitor. Datorită caracteristicilor sale specifice de zbor, a prețului său redus și a duratei sale de viață lungi, chiar și zmeul actual va avea întotdeauna un grup mic de fani printre pasionații de aviație. Dar cum ar revigora cererea pentru această aeronavă dacă ar fi posibil, pe baza designului actual, să crească semnificativ performanța, precum și siguranța și confortul (manevrabilitate, greutate, dimensiunea ambalajului) cu puțin efort, adică la prețuri mici? În opinia mea, asta și cum este posibil, va fi prezentat mai jos.
Puncte slabe și potențiale ale dragonilor actuali
Zmeul (și pilotul său) este încă respectat în scenă, nu numai ca simbol al zilelor de pionierat al deltaplaneului și al parapantei și din cauza cerințelor sale privind abilitățile de pilot ale pilotului. Dinamica zborului acestei construcții simple este, de asemenea, apreciată în continuare. Dar dacă sunteți aviator și nu doriți să aveți probleme de transport, ar trebui să optați pentru un parapantă, în ciuda performanței sale mai mici (unghiul de alunecare). Și oricine cere mai întâi performanța, alege unul rigid, în ciuda costurilor mai mari, a greutății și a mărimii ambalajului mai mari. Acest lucru, și mai puțin orientarea de performanță în construirea zmeului, are în opinia mea a dus la existența de nișă a zmeului, deoarece fluturașul de duminică dorește și performanță pe lângă siguranță și confort.
Dezavantajele și dezavantajele aripii zburătoare
Creșterea răsucirii datorită efectului de tunel, care este dorit sau necesar pentru viraje prin deplasarea greutății, este discutată mai jos. Restricția minimă deja ridicată a structurii de 10 până la 15 grade este necesară în legătură cu măturarea pentru a contracara „tuck”, o întoarcere bruscă (repetitivă) înainte, de care se tem tea aripile zburătoare. Tuck-ul poate apărea mai ales atunci când zboară lent în turbulență; tuck-ul de mare viteză este rar. De obicei apare apariția în turbulențe. datorită rafalelor (în special de jos și din spate (gaură de vânt)), care dau brusc aripii un cuplu înainte datorită schimbării bruște a unghiului de atac datorită migrației asociate a punctului de ridicare spre spate, care fără un stabilizator orizontal cu brațul pârghiei unui fuselaj Aripa singură nu poate fi frânată în ciuda măturării și răsucirii. În plus, la zmee, datorită suspensiei slabe a pilotului, doar un moment redus de inerție contracarează cuplul.
O altă măsură împotriva tuckului, care costă mai puțină putere decât o răsucire suplimentară, este utilizarea unui profil S-clapă (profil S) în zona rădăcinii aripii (pe tubul chilei), unde aripa are cel mai mare unghi de atac datorită răsucirii. În profilul S, zona din spate a aripii este trasă puțin în sus (clapeta S), linia scheletului (linia centrală) a profilului formează aproximativ un „S” întins. Cu unghiuri de atac pozitive, clapeta S se află în fluxul de aripă și, prin urmare, reduce cu greu performanța, vezi Figura 9. Cu unghiurile negative de atac (cum ar fi în fața unui posibil tuck), clapeta S intră în fluxul (laminar) și împinge aripa înapoi și creează un moment de redresare (pitch). În cazul dispozitivelor fără turn sau al dispozitivelor de înaltă performanță, șifoanele din mijloc formează o formă de S, fiind ușor îndoite în sus în spate. În dispozitivele cu un turn, liniile de spirală creează un ritm S la unghiuri negative de atac. Clapeta S este eficientă numai atunci când este suficient curent pe aripă.
Pentru pasul zmeilor la diferite unghiuri de atac, viteze și tensiuni ale pânzei sau setările „geometriei variabile (VG)”, valorile minime sunt cerute de DHV pentru a obține sigiliul de aprobare și pentru clasificare, care trebuie dovedit de un prototip în teste. Dispozitivele pentru începători ar trebui să includă caracterizată printr-o stabilitate de zbor deosebit de ridicată (categoria 1) și, prin urmare, trebuie să aibă un pas mai ridicat decât intermediarii (clasa medie) (categoria 2) sau chiar echipamentele de competiție (categoria 3). De aceea este atât de riscant să reduceți dimensiunea setată în comparație cu dimensiunile structurale. Cu toate acestea, este un secret deschis că piloții de competiție tind să „pună casetele mai jos”, deoarece speră că acest lucru le va oferi un avantaj competitiv, care datorită efectului tunel ar trebui să fie mai mic decât cred mulți, chiar și cu un VG complet armat. Acest obicei prost periculos trebuie contracarat în viitor prin măsurători la competiții.
Cu aripi zburătoare, efectul măturării și răsucirii (și, de asemenea, clapetei S) împotriva unei răsturnări înainte este destul de limitat datorită pârghiei scurte din jurul axei transversale (în funcție de măturare), astfel încât chiar și dispozitivele care sunt conforme cu sigiliul de aprobare să aibă, deși foarte rar. Tucks nu sunt atât de rare în competițiile în condiții turbulente. Dar chiar și senzația de a putea „arunca” sau aproape „a arunca” diminuează considerabil bucuria de a zbura. Cu toate acestea, viteza ajută împotriva riscului de blocare și, și aici, „conducerea este jumătate din luptă”. Și țineți-vă de baza din tuck și trageți, aduceți centrul de greutate înainte, așa cum a explicat clar Christof Kratzner de la DHV. Dacă înălțimea este prea mică, aruncați imediat salvarea în lateral.
Efecte pozitive ale răsucirii în turbulențe
Semnificația și dezavantajele efectului tunel
Efecte pozitive ale flexibilității în turbulențe
Flexibilitatea pânzei de zmeu (marginea din spate) nu numai că are un efect negativ asupra performanței zborului. O aripă elastică face loc unor denivelări (rafale) în flux (schimbări rapide ale vitezei și/sau direcției fluxului), îi absoarbe energia și o eliberează parțial. (Amortizare) din nou sau îl transformă în viteză, vezi Figura 11. Se adaptează puțin la creșterile de debit în unghiul său de atac. Aceste proprietăți ale unei pânze flexibile au fost folosite de zeci de ani pentru bărci de regată și windsurfere (efectul biciului unei pânze sau a unei platforme pentru a folosi rafale). Este crucial ca elasticitatea de pe lipitoare (marginea de ieșire a pânzei) să fie mai mare decât cea a catargului (marginea de conducere). Aceste proprietăți sau efecte ar putea explica, de asemenea, de ce rigiditatea nu funcționează la fel de bine în practică decât zmeii din punct de vedere al performanței, așa cum este de așteptat datorită răsucirii sale mai mici și preciziei dimensionale mai mari.
Datorită elasticității aripii, vârfurile sarcinilor de îndoire și de torsiune generate de rafalele aripii și parțial au apărut și tuburi transversale.
Condiții limită și potențial pentru profilul aripii
Rezumatul performanței aripii de zmeu
Pe scurt, în ceea ce privește performanța aripii de zmeu, se poate afirma că răsucirea, care este necesară pentru stabilitatea zborului aripii de zbor și flexibilitatea marginii de ieșire a pânzei, care duce la efectul tunel și este dorită pentru controlul curbei prin schimbarea greutății, duc la pierderi semnificative de performanță. Acestea pot fi doar parțial să fie echilibrat de efectele pozitive ale răsucirii și elasticității în condiții reale de zbor cu condițiile lor turbulente (în comparație cu aerul calm).
Alte dezavantaje în comparație cu cele rigide sunt alungirea inferioară și măturarea mai mare.
Posibilități și limite ale structurii zmeului
Încărcările mari pe structurile zmeelor moderne fără turn necesită dimensiuni corespunzătoare puternice ale componentelor (țevi din aluminiu, cabluri și fitinguri din oțel (îmbinări etc.)) și astfel duc la o greutate mai mare, cu excepția cazului în care se utilizează materiale mai puternice și/sau mai ușoare, de ex. Fibra de carbon. Dar chiar și cu carbon, performanțele cu performanțe ridicate acum cântăresc aproape 40 kg, în timp ce dispozitivele de bază și intermediari necesită de obicei mai puțin de 30 kg. În plus, experiența cu utilizarea carbonului în construcția zmeului este departe de a fi disponibilă ca și în cazul aluminiului și că calitatea producției manuale de carbon în mare parte este supusă, în mod natural, la fluctuații mai mari decât procesarea tuburilor din aluminiu fabricate industrial. Există o piață pentru tuburi de carbon adecvate fabricate industrial (de exemplu, la modelare)?
Nu ar trebui să se încerce în primul rând reducerea sarcinilor pe structură din cauza tensiunii velei și/sau preluarea ei din nou cu suprasolicitarea? Și, de fapt, constructorii de zmee s-au îndepărtat puțin mai mult de cei fără turn în ceea ce privește tensionarea superioară și oferă dispozitive ușoare cu o tensionare superioară simplificată fără linii de puf (și cu un turn mic), cel puțin mai vechi fără turn, datorită optimizării în continuare a aripilor (vezi mai sus) sunt aproape egale în ceea ce privește performanța.
Tubul lung al chilei zmeului de la aripa Rogallo (pânza inițial extinsă până la capătul tubului chilei) protejează acum vârfurile aripilor dacă cad în jos după ce au fost ejectate. Dar de ce o coadă ușoară și fermă, care este deja disponibilă pe un zmeu și care este construită elaborat pentru planori, nu este folosită și pentru un plan de coadă pentru a evita dezavantajele unei aripi zburătoare? Abia acum aproximativ doi ani, când Atos a fost remarcat cu unghiul mare al nasului (măturare redusă), raportul său mare de aspect și răsucirea redusă datorită unei serii de tucks, producătorul (AIR) a luat în considerare avantajele unei unități de coadă, în special a unei unități de coadă orizontale. . Stabilizatorul orizontal a fost profilat și reglat în așa fel încât să genereze nu numai tracțiune, ci și ridicare în zbor normal. Cu o bază mică și o ușoară formă de V, susține și aripa la rotire. Cu toate acestea, până acum nu ați întâlnit aripioare orizontale cu zmeele flexibile (cel mult ocazional), deși este bine cunoscut faptul că tucks apar din nou și din nou.
Un concept pentru zmee noi
Pentru a implementa conceptul
Toate avantajele noului zmeu dintr-o privire
Ca o concluzie, un rezumat al avantajelor conceptului prezentat aici pentru un nou zmeu:
· Mai multă siguranță:
§ Practic nu mai există pericolul de a rămâne (în funcție de lungimea tubului de chilă și de dimensiunea stabilizatorului orizontal), îndepărtându-se de aripa zburătoare sau folosind un stabilizator orizontal.
§ Simplificarea decolării și aterizării datorită caracteristicilor de zbor lente mai bune printr-o grosime mai mare a profilului.
§ Mai manevrabil și mai puțin obositor datorită controlului aerodinamic al curbei prin elere.
· Mai eficient:
§ Raport de alunecare mai mare datorită setării mai mici datorită plecării din aripa zburătoare și datorită renunțării la efectul tunelului datorită controlului curbei aerodinamice.
§ O mai bună utilizare a curenților ascendenți prin caracteristici mai bune de zbor lent și o manevrabilitate sporită prin controlul curbei aerodinamice.
Mai mult confort:
§ Dimensiune mai mică (scurtă) a ambalajului și greutate mai mică (mai mică).
§ Efort mai mic în zbor datorită controlului curbei aerodinamice.
· Pret ieftin:
§ Efort de dezvoltare redus datorită utilizării structurii zmeului, a componentelor și materialelor încercate și testate ale acestuia.
Și rigiditatea?
Cu cele mai recente evoluții (de exemplu, Atos VR/X), rigidul avansează acum în domeniul planorelor ușoare (lansabile cu piciorul) (de exemplu, Swift, Archeopteryx), nu numai în ceea ce privește performanța, ci, din păcate, și în ceea ce privește prețul. În timp ce trebuie să investiți aproximativ 550 EUR pentru un punct de alunecare atunci când cumpărați un dispozitiv nou cu deltaplanul și fixarea anterioară (de exemplu, Atos V), această valoare crește la aproximativ 1.000 EUR cu rapoarte de alunecare mai mari (aproximativ 20 - 30) . Eventual, pe lângă restul piloților de zmeu înfometați cu planor, ar trebui abordați și piloții de planor.
În orice caz, unele inovații au fost implementate cu succes cu cele rigide, care au fost, de asemenea, luate aici pentru a îmbunătăți zmeul, cum ar fi controlul aerodinamic al curbei asemănător zmeului și clapetele sau clapele de aterizare. Și de facto ați luat la revedere de la aripa zburătoare în timp ce priviți cu aripa cozii (coada în V) a Atos.
Pot sugestiile pentru un nou zmeu să fie transferate în privirea inversă? Este posibil să creezi în mod sistematic avantaje dintr-o încrucișare între un dragon și o aripă fixă? Viitorul se află într-un dispozitiv hibrid, de ex. cu o aripă interioară rigidă și aripi exterioare flexibile, precum și o margine de siguranță flexibilă? Și ce diferențe în caracteristicile de proiectare limitează posibilitățile de transfer al soluției?
Din conceptul prezentat mai sus pentru zmeu, pentru aripa unei priviri de ex. zona din spate flexibilă pentru a amortiza rafalele de vânt și pentru a varia curbura trăgând această zonă în jos (în loc de clapete de aterizare sau clape atașate la spate). Principala diferență rămâne, totuși, designul zonei aripii frontale ca o cutie portantă (spart) atunci când privește un profil definit de șipci și pânză în jurul unui cadru tubular din zmeu care este întărit de frânghii. Forma aripii mai fermă rezultată și suprafața oarecum mai netedă atunci când privim ar trebui să aibă un efect minor doar în zbor normal.
Concluzii și perspective
În opinia mea, îmbunătățirile zmeului în condițiile cadru tradiționale sunt. greu mai este posibil. Dar chiar dacă puneți la îndoială unele dintre liniile directoare aplicabile anterior, luați soluții din zonele învecinate și porniți sistematic de la obiectivele de bază și posibilitățile fizice, se deschid noi calități. În opinia mea, acest potențial este Chiar și pentru zmeul „în vârstă” este încă departe de a fi epuizat, chiar dacă dezvoltarea din ultimii ani a adus un efect redus aici, deoarece construcția actuală fără modificări conceptuale fundamentale în opinia mea. este maximizat.
La nivel de performanță în construirea zmeului
La ce nivel a atins construcția zmeului în termeni de performanță, siguranță, confort și economie? De fapt, siguranța ar trebui luată în considerare mai întâi (siguranța mai întâi), deoarece numai cu o aeronavă sigură mă pot bucura de performanțele sale de zbor. Dar astăzi, securitatea unui dispozitiv este de obicei luată ca atare și întrebată despre performanța acestuia. Pe de altă parte, se știe că - cel puțin în aceleași condiții limită - o performanță mai mare poate fi obținută în general numai în detrimentul siguranței.
Securitate:
În ceea ce privește securitatea, putem face astăzi de fapt, pe baza sigiliului de aprobare DHV, asumați un standard excelent. Dispozitivele din serie trebuie să poată rezista de 6 ori greutatea maximă permisă. Stabilitatea zborului este verificată de piloții de testare DHV. Întreținerea este garantată de obligația de inspecție. Cauzele accidentelor sunt, prin urmare, aproape exclusiv erori pilot. Doar riscul periculos (răsturnare înainte) este încă o problemă. Acest risc este strâns legat de aripa zburătoare cu mătură redusă și, în opinia mea, va fi. nu poate fi complet exclus în cadrul conceptului de aripă zburătoare. O problemă cu aterizarea este raportul minim ridicat de alunecare (VG slab) al performanților performanți. Utilizarea parașutelor de frânare mi se pare adecvată doar condiționat aici. Cele rigide îl au mai bine cu clapele (+ spoilerele), frânele de aer de pe planor sunt exemplare.
Confort:
Dimensiunea ambalajului, în special lungimea ambalajului și greutatea sunt decisive pentru confort, deoarece determină portabilitatea și stocabilitatea dispozitivului. Chiar dacă parapanta este imbatabilă în acest sens, acest aspect ar trebui urmărit și în construirea zmeului. Din păcate, acest punct a fost neglijat în favoarea performanței. Cei mai performanți cântăresc deja aproximativ 40 kg, un pachet scurt (aproximativ 4,5 m) este complex și încordează vela (marginea de atac). Lungimile pachetului de peste 5 m pot fi gestionate. Cele rigide pot fi sau pot fi în continuare decolare pe jos sau pe deal, dar ultimele evoluții necesită mai mult efort decât pentru un planor mic (lungimea ambalajului ajunge la 6 m, greutatea goală de 50 kg și mai mult).