Casey Aviation: vuča automobilom

Autor: Joe Casey

Predgovor prevodioca

O vuči jedrilica automobilom smo već dosta napisali. Ipak sam se odlučio ponuditi pogled sa strane – iz SAD. Joe Casey je američki pilot i jedriličar, koji već desetak godina organizira akcije polijetanja pomoću automobila. U njegovom tekstu sam ostavio originalne mjere, a u mojim komentarima su mjere metričke. Čitav prevod sam dopunio komentarima, primjedbama i objašnjenjima. Označio sam ih modrom bojom. Originalni članak je na https://flycasey.com/auto-towing-a-glider/

Uvod

Polijetanje jedrilice se obično izvodi na tri načina: vuča avionom, vitlom ili automobilom. Polijetao sam na sva tri načina i svi imaju svoje izrazite prednosti i nedostatke. Odlučio sam propagirati na stranicama Casey Aviation vuču automobilom iz nekoliko razloga i postao sam jedan od rijetkih u SAD-u koji to trenutno aktivno radi. Budući da se vuča automobilom tako rijetko koristi, odlučio sam napisati detaljne upute, kako bih pomogao svima drugima, koji bi željeli iskušati takvo polijetanje.

Zašto vuča automobilom?

Odabrao sam polijetanje uz pomoć automobila jer je to sigurno najjeftiniji način polijetanja, a meni nisu bile potrebne veće visine da bih ispunio svoju primarnu namjenu – školovanje jedriličara. Tako smo umjesto avionom PA-46 Malibu školovanje izvodili uz vuču automobilom. To se odnosi na prvu i najdužu fazu školovanja – letove po školskom krugu. Trebala nam je visina samo oko 250 metara. Vuča automobilom omogućavala nam je to na najjednostavniji način. Budući da nisam želio ulagati mnogo novca za početak ove faze djelovanja Casey Aviation, odlučio sam se za najjeftiniji način, kojim smo to mogli obaviti. Skoro svaki pilot ima vozilo dovoljno veliko za vuču jedrilice, pa početno ulaganje nije veliko.

Autor u tekstu za automobil upotrebljava riječ truck, jer su ta vozila općenito vrlo popularna u SAD. Dosta su teža i jača od običnih osobnih automobila, kojim npr. vučemo jedrilice mi, imaju jače motore i automatske mjenjače. Na slikama su dva takva vozila, koja ima mnogo Amerikanaca.

Uložio sam manje od 1000 dolara da bih nabavio sve što je potrebno, a vjerojatno se to moglo i za manje od toga, kad bih već na početku znao ono što znam danas.

Društvena mreža

Prije nego što uopće pomislite na polijetanja uz pomoć automobila, dopustite mi da naglasim onaj vidik jedriličarstva koji je za ovo najvažniji: morate imati ekipu zainteresiranih i strastvenih pilota! Ne mogu dovoljno naglasiti važnost toga elementa. Jedriličarstvo je društvena aktivnost, a polijetanje uz pomoć automobila zahtijeva udio ekipe. Imam sreću što u mom aeroklubu ima mnogo zainteresiranih. Mnogi su posvetili mnogo truda i vremena za našu aktivnost.  Ako se odlučite za takva polijetanja i vama će trebati pomoć drugih!

Osnovna oprema

Trebat će vam nešto specijalne opreme za izvođenje vuče automobilom. Evo popisa koji smo smatrali ključnim.

1. Vučno vozilo: Odlučili smo koristiti svaki automobil s kukom za prikolicu. Najbolji su oni sa 8-cilindarskim motorima, ali i oni sa 6-cilindarskim motorom  su dovoljno dobri. Ako imate teži automobil (orig. truck) neće vam trebati dodatna težina na stražnjem dijelu. Zapravo, automobil jedva da i osjeća jedrilicu tijekom vuče, a zadnji kraj automobila se uopće ne podiže kod vuče jedrilice Schweizer 2-33.

Kod nas smo većinom vukli automobilima s 4-cilindarskim motorom, a K-7, Blanika i Gobe smo ponekad vukli automobilom s 6-cilindarskim motorom. Schweizer 2-33 je školski dvosjed, otprilike iste uzletne težine kao Blanik ili K-7. Samo jedan od automobila, kojima smo mi vukli, je imao motor jači od 180 KS.

Kolut za konop

Otišao sam do lokalne željezarske trgovine i pronašao kolut, koji je služio za držanje veće količine žice. Unutarnji promjer je oko 25 cm, a vanjski 60 cm. Ako niste sigurni u svoju procjenu, kupite radije veći kolut, jer ćete lakše namotati konop na kraju dana. Naši prvi pokušaji motanja konopa su bili na kolut za vrtna crijeva. To je doduše uspjelo, ali je zahtijevalo oko 650 okretaja ručice koluta. To je bilo malo previše i nikome nije ostalo u dobrom sjećanju. Konop nije baš lagan, a trenje o tlo povećava silu potrebnu za potezanje na više od 10 kp. Nemojte to činiti ručno. Trebat će vam mehanički uređaj. Pronađite momka iz svoje grupe prijatelja jedriličarstva, koji je mehanički nadaren i raspoložen smisliti i izraditi uređaj kojim ćete motati konop pomoću elektromotora. Mi smo izradili lijep mehanički uređaj koji ima elektromotor i odlično radi (zahvaljujući Robertu Gatewoodu!). Za pogon koristimo električnu energiju iz dodatnog akumulatora.

Otkačivanje konopa na automobilu:

Nisam potpuno uvjeren da je to doista nužno. Jedrilica SGS-2-33 ima kuku, koja otkačuje konop ako sila vuče djeluje natrag. Ipak smo zaključili da je otkačivanje na automobilu dobra ideja, a to nam puno olakšava rad s konopom tijekom vuče (o tome kasnije). Kuku sam kupio na www.wingsandwheels.com za 100 dolara kao obnovljeni model. Djeluje odlično.

Konop

Kupio sam 500 metara konopa prekidne čvrstoće od 1000 kp, opet na www.wingsandwheels.com za 320 dolara i zadovoljni smo. Kasnije sam otkrio da elektro tvrtke koriste dyneema konope kao nosivi element za električne vodove visokog napona. Taj konop oni dobijaju u vrlo velikim dužinama. Pljosnat je i odlično služi, a cijena je oko 170 dolara za 1500 metara. Dobro će doći i najjeftiniji mogući konop, jer će već nakon nekoliko potezanja postati prilično prljav, počupan i ružan.

Osigurač na konopu

Ako želite na konop za vuču staviti osigurač, preporučujem upotrebu najlonskog konopca od 6 mm. Koristim dvije metalne alke na mjestima za pričvršćivanje, koje sam također kupio na www.wingsandwheels.com.

Uređaji za komunikaciju

Koristili smo dva radija ili radio u jedrilici i jedan set voki-tokija. Radije smo koristili voki-toki, jer drugi ne mogu čuti svo usputno zezanje (primjedba prevodioca: autor nije nikad letio s ekipom AK Split, pa ne zna što je pravo kokodakanje po radiju). Što god koristili, i automobil i jedrilica moraju imati isti uređaj za komunikaciju.

Od dolaska na aerodrom evo kako izvodimo auto zapregu

Jedrilica: Dolazimo i izvlačimo jedrilicu iz hangara na pistu. Za ovaj dio posla trebat će vam najmanje dvije osobe.

Razvlačenje konopa: Ključ ovog manevra je polagana i jednolika vožnja automobilom. Ako vozač razvlači čas brzo a čas polako, za nekoliko sekundi konop će se zaplesti i izgledati kao nojevo gnijezdo. Konop razvlačimo uz rub piste za slučaj polijetanja i slijetanja aviona. Kad razvučete stotinjak metara konopa, neće više trebati držati početak konopa dok automobil vozi.

Jedrilica na startu: Postavite jedrilicu na start, vodeći računa da radio bude podešen na lokalnu frekvenciju. Piloti zatim ulaze u jedrilicu i pripremaju se za polijetanje.

 Zakačite konop:  Zakačite konop za automobil koji stoji na središnjoj osi piste. Tek kad su spremni jedrilica i pilot, zakačite konop na jedrilicu.

Vuča i rad vozača

Početno ubrzanje: Za vuču automobilom upotrebljavamo težišnu kuku na jedrilici. Najbolje je koristiti težišnu kuku za polijetanje pomoću vitla. Ta kuka tijekom polijetanja ne vuče kljun jedrilice previše na dolje. Težišna kuka je horizontalno bliže težištu jedrilice nego kuka za aero zapregu (u kljunu), ali je vertikalno više udaljena od težišta. Težišna kuka je najčešće montirana ispod trupa ispred glavnog kotača (daleko ispod težišta). Ako automobil u početku prejako ubrzava, na jedrilicu djeluje moment, koji podiže kljun. To može rezultirati snažnim udarom repa o zemlju (primjedba prevodioca: autor opisuje polijetanje jedrilice Schweizer 2-33 kojoj je kljun spušten a rep podignut, kad stoji na zemlji i piloti su u kabini). Da bi spriječili udarac repa o zemlju početno ubrzanje (do oko 20 mph) mora biti postupno, slično početnom ubrzanju kod zelenog svjetla na semaforu. Kad se postigne dovoljna brzina, koja omogućuje upravljanje jedrilice kormilom dubine, rep se može kontrolirati palicom, tako da ne udari o tlo.

Mnogo jednostavnije je izvan jedrilice držati rep na zemlji dok jedrilica ne krene s mjesta. Ja uvijek držim rep moje Olimpije pritisnut na zemlju, kad s njom polijeće netko drugi.

Osnovna brzina vuče: Nakon blažeg početnog ubrzanja do oko 20 mph, brzina se mora brzo povećati do osnovne brzine vuče. Nakon što se postigne ta brzina, vučno vozilo je mora održavati sve do kočenja na kraju. Za SGS 2-33 osnovna brzina je 55 mph, ali se od te brzine oduzima brzina vjetra. Na primjer, ako je brzina čeonog vjetra 10 čvorova, osnovna brzina biti će 45 mph.

Preporuke za sigurnost na zemlji: Najvažnije je da automobil izvodi vuču ustaljenim načinom  bez obzira na položaj jedrilice. U slučaju prekida konopa, vozilo mora osloboditi prostor za jedrilicu. Kad pukne konop, automobil nastavlja isto takvu vožnju, kao da konop nije puknuo. To znači: vožnju propisanom brzinom do kraja piste. Ako je u vozilu promatrač, najbolje mjesto za njega je u stražnjem dijelu automobila. Odatle najbolje vidi jedrilicu i tada on brine za otkačivanje konopa u slučaju potrebe.

Vuča i rad pilota

Položaj palice: pilot jedrilice na početku treba držati palicu u prednjem položaju, kako bi spriječio udarac repa o zemlju. Čim osjeti da kormilo dubine već dobro djeluje, palicom održava rep u zraku. Ovaj će se položaj zadržati samo nekoliko sekundi prije nego što će se jedrilica odlijepiti od zemlje. Nakon toga pilot mora održavati propisanu sigurnu brzinu u svakoj fazi penjanja.

Ispod 200 stopa: To je kritični dio leta za jedrilicu. Ako bi konop pukao, jedina mogućnost je sletjeti ravno naprijed. Visoko podignut nos može biti opasan dok je jedrilica nisko. Kut podizanja kljuna ne smije biti veći od 10⁰. Do 200 stopa ubrzanje neće biti veliko, a napetost konopa će biti minimalna. To je dobro za slučaj pucanja konopa, jer tada mora biti položaj kljuna nizak. To povećava sigurnost letenja i mogućnosti pilota za dobro slijetanje. Položaj kljuna mora biti nizak u tih prvih 200 stopa.

Iznad 200 stopa: Nakon postizanja visine od 200 stopa, cilj pilota je postići što veću visinu bez prekoračenja ograničenja jedrilice. Na SGS-2-33, maksimalna brzina vuče vitlom ili automobilom iznosi 69 mph. Na 200 stopa jedrilica će imati brzinu oko 50 mph. Iznad 200 stopa treba preći na veći kut penjanja i održavati željenu sigurnu brzinu. Predlažem da se leti baš točno 69 mph.

Razlika između letenja jedrilicom u vuči i u slobodnom letu i reakcija na kut dignutog kljuna

Ako u vuči podignete nos brzina će se povećati, a ne smanjiti, kao u slobodnom letu.

Primjedba prevodioca: to do neke mjere važi za vitla vrlo velike snage, kakva se upotrebljavaju u zapadnim zemljama (300 – 350 KS). Takvo vitlo skoro ne osjeća povećanje otpora zraka i sile u konopu kod povećavanja kuta penjanja. Slično je i s automobilom velike snage (autor opisuje vuču baš takvim automobilima). Jedrilica se giba po sasvim drukčijoj putanji nego automobil i njen je put mnogo duži nego put automobila. Put automobila je uvijek isti, bez obzira pod kakvim kutom penje jedrilica. Što je veći kut penjanja to će i put jedrilice biti veći. Da bi za isto vrijeme jedrilica prevalila duži put, mora letjeti većom brzinom. Odatle autor izvlači zaključak: ako pilot u vuči povuče palicu na sebe, brzina jedrilice će se povećati, ako je popusti brzina će se smanjiti.

Što je sada ovo? Do danas smo povlačili palicu i time smanjivali brzinu, a potiskivanjem naprijed smo brzinu povećavali. Da li smo nekim čudom zalutali u Alisinu zemlju čudesa? Moji splitski učenici bi rekli: “ajme, učo nan je rebambija”. O čemu se radi? Tko je sada u pravu: autor članka ili mi?

Mi smo naviknuti na vitlo Herkules 3. To je vitlo relativno male snage, pa podizanje kljuna jako utječe na okretaje motora. Zbog zagušivanja motora se podizanjem kljuna smanjuju okretaji motora i bubnja, pa se brzina jedrilice smanjuje. Kod povećavanja kuta penjanja povećava se sila u konopu, hidraulička spojka vitla “proklizava” i smanjuju se okretaji bubnja. Popuštanjem palice vitlo povećava okretaje i brzina konopa je veća, pa je veća i brzina jedrilice. Pokažimo malo pojednostavljeni izračun vuče, kod koje se brzina automobila ne mijenja. Zamislimo da automobil vuče stalno istom brzinom od 80 km/h bez obzira na kut penjanja jedrilice i sile u konopu (to u zbilji nije moguće, jer bi automobil morao imati motor beskonačne snage). Kad je jedrilica na visini 5 metara, njena brzina je ista kao brzina automobila, dakle 80 km/h. Kad je jedrilica na 50 metara i pod normalnim kutom penjanja, njena brzina će biti veća od brzine automobila, recimo 100 km/h. Ako jedrilica poveća kut penjanja tada će njena brzina biti još veća. Kod naših rekordnih polijetanja automobil je vozio brzinom 60 km/h, a jedrilica je letjela brzinom 80 km/h.

Zamislimo konop beskonačne dužine, koji vuče jedrilicu jednolikom brzinom od 65 km/h. To je naravno samo teoretsko razmatranje.

Siguran sam, da će vas sljedeći izračun još više zabaviti: ako bi jedrilica mogla penjati pod kutom 89^o, tada bi njena brzina bila 3724 km/h. Pod kutom od 89,5^o brzina bi bila 7450 km/h. Što je veći kut penjanja, to je veći put jedrilice i to je veća njena brzina. To sve bi važilo, kad bi beskonačni konop doista stalno vukao brzinom od 65 km/h. Sila u konopu također raste s kutom penjanja, pa takav let ne bi izdržala ni jedrilica a ni konop.

Obično je za sigurno letenje kut penjanja oko 45⁰ u odnosu na zemlju.

Usporedba sa skijanjem na vodi: Ako ste ikada skijali iza glisera, lakše ćete razumjeti porast brzine s kutom – a time i vuču jedrilice. Ako gliser plovi brzinom od 30 mph, tada će i skijaš imati brzinu 30 mph, ako je točno u osi čamca.

Ako skijaš skreće desno ili lijevo od osi čamca, sile koje djeluju na skijaša eksponencijalno se povećavaju. Skijaš se mora nagnuti, brzina se povećava, a potrebna snaga raste. Što skijaš više skrene u stranu, to će mu se više povećati brzina. Maksimalni kut skijaša je ograničen ili proklizavanjem skija na vodi ili sposobnostima skijaša da se održi na konopu.

 Slično se događa i s jedrilicom. Kako se jedrilica podiže i povećava kut između putanje automobila i putanje jedrilice, sile koje djeluju na jedrilicu se povećavaju. Ograničavajući faktor je ili čvrstoća konopa (baš kao i snaga skijaša u rukama) ili gubitak uzgona na kormilu dubine (slično kao proklizavanje skijaša na vodi). Ako se ne prekorači maksimalna brzina vuče jedrilice, tada će doći do gubitka uzgona na repu prije prekoračenja strukturnih ograničenja jedrilice.

Napomena prevoditelja
Usporedba sa skijašem na vodi nije dobra: ona samo olakšava razumijevanje učinka povećanja brzine prilikom skretanja u stranu. Međutim, let jedrilice ne može se izravno usporediti s gibanjem skijaša. Autor je zaboravio da u letu jedrilice veliku ulogu ima sila u smjeru skretanja – to je gravitacija, koja kod skijaša na vodi uopće ne utiče na brzinu. Za skijaša na vodi lijevi se zavoj ne razlikuje bitno od desnog zavoja. U letu jedrilice, zbog gravitacije, “skretanje prema zemlji” (spuštanje kljuna) bitno se razlikuje od “skretanja prema gore” (podizanje kljuna). Gravitacija je element koji svakako treba uzeti u obzir pri analiziranju onoga što se događa s brzinom jedrilice u vuči iza automobila ili vitla.
Napravimo kratak izlet u Alisinu zemlju čudesa. U ovoj se zemlji gravitacija može isključiti prekidačem, baš kao i svijetlo u sobi: ako prekidač okrenemo u položaj 1 gravitacija djeluje, a ako ga okrenemo u položaj 0, gravitacija ne djeluje. Prije leta isključimo gravitaciju i nakon toga poletimo s jedrilicom u šlepu (vitlo ili automobil). Sad se sve stvarno događa onako, kako je autor napisao. Kad povučemo palicu prema sebi, brzina se povećava, kad potisnemo palicu od sebe, brzina se smanjuje.
Na kraju, moramo priznati da u autorovom razmišljanju ipak postoji zrno istine. U stvarnom letu jedrilice, postoji kratka faza prije najviše točke penjanja, kada se povlačenjem palice brzina povećava, a potiskivanjem palice se smanjuje. To je naročito izraženo kada operator na vitlu drži puni gas malo duže nego što je potrebno. Tada pilot jedrilice doista mora popustiti palicu kako bi smanjio brzinu. Što je veća snaga motora (vitla ili automobila), to će se ranije dogoditi ova faza leta. Slična pojava može se dogoditi i u aerozaprezi. Ako pilot jedrilice previsoko prati avion, radi trenutka nepažnje u roku od nekoliko sekundi može se dogoditi kritična i izuzetno opasna situacija. To je čak najopasnija situacija u aerozaprezi. Takav događaj je prikazan na sljedećoj slici.

Od faze D do faze F, povlačenjem palice povećava se brzina jedrilice. Iako se brzina povećava, jedino je rješenje popustiti palicu.

Zadnja faza penjanja: Kada se jedrilica približi vrhu krivulje (oko 900 stopa s konopom od 1.500 stopa na 5000 stopa dugoj pisti sa SGS-2-33), pilot mora popustiti palicu, spustiti kljun jedrilice i time smanjiti sile u konopu. Ako to ne uradi i jedrilica ostane pod velikim kutom, vrlo brzo može doći do sloma uzgona i pada u kovit. Palicu treba potisnuti prije otkačivanja. Ja spuštam kljun prije otkačivanja, jednostavno zato, da smanjim sile u konopu i olakšam otkačivanje. Nakon otkačivanja jedrilica zbog inercije penje još nekoliko desetaka metara . Tada započinje traženje termike. Kad se vraćamo na aerodrom, uvijek izabiremo slijetanje niz vjetar, da se jedrilica zaustavi na mjestu odakle je poletjela. Tako je ne moramo dovlačiti na mjesto starta. Ako je vjetar jači od 10 čvorova, tada odustajemo od slijetanja s leđnim vjetrom. Srećom jedrilica SGS-2-33 slijeće veoma kratko, pa gubitak na dugoj stazi nema baš velikog uticaja. Moj najveći izazov je izabrati ispravan pristup kako bi se sletjelo tako, da se gubi što manje vremena na premještanje jedrilice za novo polijetanje.

Primjedba prevodioca: to znači, da žele poletjeti sa samog praga piste. Kod slijetanja s čeonim vjetrom se jedrilica ne može zaustaviti sasvim na početku. Skoro sigurno tako slijeću kad pokušavaju jedriti, a ne i na osnovnom školovanju).

Kako zadržati zanos u ekipi: Jedan od najbržih načina da ohladite entuzijazam i zanos ekipe je penjanje s velikim bočnim skretanjem od osi piste i otkačivanjem konopa iznad grmlja ili čak šume. Trud potreban za oslobađanje konopa eksponencijalno raste što je mjesto pada konopa udaljenije od osi piste. Pilot ima potpunu kontrolu nad padom konopa i mora pametno letjeti, kako bi ga odbacio iznad piste. Već i lagani bočni vjetar ima jaki utjecaj na pad konopa, naročito ako upotrebljavate lagani konop. Kod bočnog vjetra ponekad treba dati čak i punu nogu u toku penjanja. Zabilježite svoj položaj kod prvog otkačivanja, kako biste mogli zanos otkloniti u sljedećim letovima. Ne otkačujte konop kasno. Što kasnije otkačite, to će se konop više zamrsiti. Ako otkačite malo ranije, tada će automobil još vući konop i konop će pasti na zemlju dugim i valovitim uzorkom, ali će biti puno uredniji nego kad kasnite s otkačivanjem. Obično u toku vuče nekoliko puta pogledam dolje i zapamtim položaj automobila. Po udaljenosti od kraja piste znam kada će početi kočenje. Tada će doći kraj penjanja i znam kada treba otkačiti.

Rad zemaljske ekipe: Kad se konop otkači i pade na zemlju, počinje za pilote najljepši dio akcije, a za zemaljsku ekipu najgori. Na kraju piste zaustavljamo automobil i otkačujemo konop. Ostavljamo taj kraj na zemlji, a automobil ide i traži drugi kraj konopa. Zakačujemo taj drugi kraj konopa i vučemo ga natrag do jedrilice na startu. Postoji nekoliko dobrih razloga zašto ne vučemo prvi kraj. Prvo, ako se automobil jednostavno okrene s konopom, konop će se početi pretjerano uvijati. Drugo, šteta je vući konop već odatle – drugi kraj konopa je mnogo bliži startnom mjestu. Konop se najviše oštećuje trenjem o zemlju, pa ga vucite što je manje moguće. Automobil razvlači konop uz rub piste, tako da ostaje skoro sva širina za avione. Na startnom mjestu otkačujemo konop. Automobil se vraća do svog početnog mjesta i izvan piste čeka na nova polijetanja.

Možda imate pitanja? Nazovite me. Daleko je lakše usmeno objasniti nego pisati. Podijelit ću s vama sve svoje znanje, koje stječem svakim novim letom. Zapamtite, jedriličarstvo je društveni sport!