Autogyro - a megosztó | Nyomtatás |

Bátran állítom, nincs még egy olyan szerkezet a levegőben, ami így megosztaná a pilótákat.

A szkeptikusok összevont szemöldökkel borzonganak: "úgy a jó, ha kinézek jobbra, szárnyat látok, kinézek balra, szárnyat látok és ha felfelé, akkor a kék eget. Isten is így akarta, ne kavarjuk."

És vannak akik bíznak a fizikában. Ők mentálisan toporogva várják, hogy e fura madarak egyikébe bekerülhessenek hiénázni.

Személyes vallomás: én az utóbbi csapatba tartozom. Pár éve megláttam egy ezüstszínű gyro-t Dunakeszi egén hintázni, és azonnal hozzácsaptam a "bakancslistámhoz" egy ilyen repülést.

 

Bár ezidáig nem került e erre sor, az ötletről beszélgetve azt tapasztaltam, hogy sok merevszárnyas hobbipilóta repül úgy a hazai légtérben, hogy nem igazán ismeri az autogyro szerkezetét, repülésének alapelveit.

Nekik írtam ezt a cikket, mert úgy gondolom, legyen bármilyen szakszónk, illendő ismernünk minden olyan légijármű alapjait, akivel egy légtérben mozgunk.

 

Cavalon, a legnépszerűbb zárt kabinos autogyro-k egyike


Autogyro glass cockpit-tel - ez ma már nem sci-fi


A full extrás Lexushoz szokott fenék sem találhat kivetnivalót


Nézzük, mi is ez az izé?

Ránézésre a legtöbb gyro egy helikopter és egy motoros sárkányrepülő bizarr násza.

A mai modellekre talán már kevésbé érvényes ez, mert a műanyag építés fejlődésével a szexi, dögös, trendi szavak bukkannak fel az ember fejében a legújabb szivar alakú zárt kabinok láttán. Bizony nem ritka a bőr ülés és glass cockpit panel sem az utastérben - persze ezzel együtt a listaárak is konvergálnak a normál alakban felírtható számok felé.

Elrendezés szempontjából a fő csapásvonal a Rotax-os tolólégcsavaros meghajtás, az aluvázas teherviselő szerkezet, az egymás mögötti ülések.

De rögtön ott a Phenix húzósróffal, és a fenti Cavalon az egymás melletti ülésekkel és a karbon-kompozit önhordó törzzsel, hogy megkontrázza az általánosítást. (A Cavalonról egy olvasmányos tesztet olvashattok az erre szakosodott Vampair oldalán.)

 

A Phenix, az egyetlen sorozatgyártású húzólégcsavaros gyro

 

Ami közös minden gyro-ban, az a forgószárny.

Felszállás előtt aktív meghajtással pörgetik fel a forgószárnyat. Ezután az egész gépet felgyorsítja a légcsavar a földön, és a gép gyorsulásával az autorotáció beindul, a már forgó rotor passzív meghajtásra vált, ahogyan menetszél erősödik. A szárnyprofil a szokásos elven termeli a felhajtóerőt, mint a merev szárny.

 

Két gyakori kérdés szokott felmerülni:

1. Hol a helikoptereknél megszokott farokrotor?

Nos, az autogyro-nál ez felesleges. A főrotornak nincs aktív hajtása. Így forgatónyomaték sem keletkezik, nincs mit kompenzálni a farokrotorral. A farokrotor a helikoptereken oldalkormány funkciót is ellát. Ezt pedig a gyro-knál úgy oldották meg, hogy a tolólégcsavar hátrapréselt levegője folyamatos áramlást biztosít a kormányfelületnek, így kis sebességnél is hatásos a kormány.

2. Nem aszimmetrikus a felhajtóerő?

Ez a kérdés fejlett agytekervényekre utal. Valóban problémát jelent, hogy a géptest előrehaladtával az éppen hátrafelé forduló rotorszárny megfúvási sebességéből levonódik a gép haladási sebessége, míg az előre mozgó rotorszárny sebessége a haladási sebességgel összeadódik.

A felhajtóerő sebességfüggő, így beavatkozás nélkül aszimmetrikus felhajtóerő keletkezik a jobb és baloldalon. Ez orsózásra késztetné a gépet. A jelenséget úgy küszöbölték ki (a helikoptereknél is), hogy a rotorok állásszögét ciklikusan változtatják, így az előre haladó szárny kisebb állásszögön repül, a hátrahaladó nagyobb állásszögön.

 

Az eredmény - és itt jön a lényeg:

A felhajtóerő a rotor kör alakú felületén szimmetrikusan lép fel. Viszont a rotorok kerületi sebessége a függőleges tengelyhez közelítve csökken, így a kör belseje felé haladva csökken a felhajtóerő.

A rotor mozgásának eredője, hogy a felhajtóerő egy fordított kúpra hasonlító "erőkar rendszert" hoz létre, ezen lóg a gyro törzse.

 

Miért briliáns ötlet az autogyro?

Számos előnye van ennek a különös aerodinamikai szerkezetnek. Nézzük végig a legfontosabbakat:

 

- A legstabilabb légijármű

A gyro az egyik legstabilabb légijármű. 40 csomós szélben még kényelmesen repül, és rendkívül ellenálló a turbulenciára. Ezért széles körben elterjedt olyan területeken (pl. D-Afrika) ahol a termikeket képtelenség kisgépen kiülni. Nagyon közel lehet merészkedni vele a turbulens felhőkhöz is.

Ennek több oka van:

Legfontosabb, hogy egy ilyen fordított "kúpon" lógó szerkezet olyan stabil, mint egy golyó a gödör alján. Bármilyen irányból kap lökést, azonnal visszaáll az egyensúlyi állapotba.

Ehhez adódik a giroszkópos stabilitás (lásd búgócsiga és műhorizont), vagyis a gyorsan forgó rotor igyekszik megtartani forgási síkját, nehéz abból kilökni.

Ha mindez nem elég, vegyük észre, hogy a rotorlapátok azon része, ami a felhajtóerő nagy részét termeli, közel 600 km/h-ás kerületi sebességgel halad, így egy 60 km/h-s széllökés is csupán 10 %-a ennek.

Mindezekkel részben összefügg, hogy a rotor felületi terhelése (vagyis az egy dm2-re jutó felemelendő tömeg) közelít egy vadászrepülőgép felületi terheléséhez.

 

- Alacsony sebesség, rövid fel- és leszállótáv

E tulajdonság abból adódik, hogy nem merev a szárny, ezért a gépen keletkező felhajtóerő nincs olyan szorosan a haladási sebességhez kötve. A mai gyro-k 10-70 méteren szállnak fel, legtöbbjük helyben képes leszállni, és kényelmesen manővereznek a 30-50 km/h-ás tartományban is. Az átesés közel sem olyan veszélyes jelenség számukra, mint a merevszárnyú gépeknél.

A fentiekből láthatjuk, hogy a rossz terepeken ideális eszközök ezek, igénytelenek a repülőtér minőségére, akár vízről vagy hóról is kényelmesen üzemelnek. A lassú manőverezés pedig rossz látási viszonyok között, hegyi terepen és a légi megfigyelésben nagy előny.

A legtöbb helikopteres feladatot el tudják látni a gyro-k, mindeközben üzemeltetési költségüket a helikopterek 10 %-ra becsülik. A Rotax-ok szokásos fogyasztása ugyanis rájuk is érvényes, és aki ilyen motort használ, tudja, hogy 15-17 literrel óránként jól laknak a lovak bennük.

 

- Repülésbiztonság

Egyes források szerint a gyro balesetek 99 %-a pilótahibára vezethető vissza. Vagyis a technikai meghibásodás szempontjából meglehetősen ellenálló ez a szerkezet.

Mivel az autorotáció teljesen természetes üzemi állapota az autogyro forgószárnyának, így egy motorleállás koránt sem akkora veszélyhelyzet, mint egy helikopter esetén. Ha a hajtómű elunja az életét, akkor az autogyro szépen lassan leereszkedik maga alá. És tekintve, hogy az autorotációban az előrehaladási sebesség minimális, a kényszerleszálláskor is kisebb erők lépnek fel, mint egy siklásban lévő repülőgép esetén.

 

Calidus úszótalpakon

 

Kis helyigény

Egy 172-es Cessna helyére egy tapasztalt hangármester 4-6 gyro-t tud bepasszírozni. De legyen csak négy, az alacsonyabb töréskár érdekében. Még így is nagyon jól jártunk!

 

Mi lesz a jövő?

Az autogyro bája, hogy mindenki ízlelgeti még, mire lenne igazán jó.

Bár az elv spanyolországi gyökereit 1923-ra dátumozzák, amikor az első gyro megemelkedett, mégis rengeteg kísérlet folyik, és mind a mai napig sok koncepció lát napvilágot a nagy méretű autogyro repülőgépek felhasználására.

 

A Fairey Rotodyne 44 utassal Párizs-London között

 

Az első nagy léptékű fejlesztés a britt Fairey Aviation Company 44 üléses Rotodyne-je volt. A gép London és Párizs belváros között repült, és akkoriban a leggyorsabb módja volt annak, hogy a két város közötti távolságot megtegyék.

A megdöbbentő, hogy ha ma is repülne, még mindig ez lenne a leggyorsabb eszköz. De az akkori technológia ára olyan magas volt, hogy gazdaságilag nem volt életképes a Rotodyne.

Ennek ellenére sokan dolgoznak a Rotodyne ipari célú újraélesztésén, ahogy a szép koncepciórajzok is mutatják:

 

Heliplane a DARPA programban

 

GBA Gyroliner, az intercity autogyro koncepció

 

A katonai felhasználás sem maradhat ki

 

Valós teszteket láthatunk az 1-2 személyes gyro-k használatára autópálya megfigyelésben, légifotózásban, sőt, a texasi rendőrség is rendszeresen járőrözik vele, de a kereskedelmi áttörés még nem következett be.

 

A képen látható texasi légikopók sztoriját itt olvashatjátok el (angolul)

 

Tudva azt, milyen előnyei vannak az autorotációs szárnynak, az az ember benyomása, mintha a merevszárnyon felnövekedett mai döntéshozók egyszerűen nem akarnák elhinni, hogy egy ilyen szárny repülni képes közvetlen meghajtás nélkül. Pedig mind a hadászatban, mind a szállításban egy brilliáns alternatíva a helikopterekre a gyro.

 

A mágikus μ-1

Ez a jelenség az, amire úgy gondolnak a mérnökök, mint serdülő fiú a tortából kiugró Erika Eleniak-ra az Úszó Erődben. A gyro egyik kihívása ugyanis a gyors repülés.

A haladási sebesség növekedésével a forgószárny légellenállása drámaian megnő, és ez gátat szab a nagysebességű repülésnek.

A μ a repülési sebesség és a szárny kerületi sebességének hányadosa. A μ-1 kifejezés azt jelenti, hogy egy gép gyorsabban repül, mint amilyen kerületi sebességgel a rotorja forog.

 

A μ hányados jelentése

 

A megoldáson a Carter Aviation, a rotoros "jövőkutatás" amerikai üdvöskéje dolgozik - eddig sikeresen.

Lényegében kis méretű merev szárnyakkal építenek autogyro-kat. A kis szárnyak magukban nem túl hatásosak alacsony sebességnél, de felgyorsulva bizonyos sebesség elérése után már tudnak akkora felhatóerőt termelni, hogy a rotorokat le lehessen lassítani. Az első kíséreletekben 100-as rotor rpm körüli értékig tudtak lemenni. Összehasonlításként egy mai sorozatgyártású gyro felszálló rpm-je 200 felett van.

 

A koncepció repülőgépük tesztrepüléséről itt láthattok egy videót:

 

Persze a kutatásokat más is gőzerővel folytatja, így a spanyol Helicat koncepció sem fog lényegesen eltérni a Carter PAV-tól:

 

 

Vissza a jelenbe

Azzal kezdtük, hogy e cikk fő célja csupán annyi, hogy mi, hobbipilóták, tudjunk a gyro-ról, ismerjük meg az előnyeit. Miért hasznos ez?

E gépek ára ma 15 millió körül kezdődik, fogyasztásuk alapján is egyre megfizethetőbbek hazai hobbirepülős mércével

Évekig terjedtek a sztorik az osztrák határ menti magánakciókról, az illegális repülésekről itt-ott, amelyeknek mindkét oldalát meg lehetett érteni. De végre itthon is rendeződött a Hatóság álláspontja és az autogyro jogi állása

Ma már szakszót lehet rá szerezni (AGPL-t) egy SEP PPL árának megfelelő áron, és megjelentek a hazai lajstromú gépek is. Így már könnyen előfordulhat, hogy véletlen begurul egy-egy a hétvégén a Cessnáink közé parkolni.

Ne nézzünk rájuk úgy, mint az űrlényre, kérdezzünk okosakat!

A teljesség igénye nélkül tekintsük át gyorsan pár gyári fotóval illusztrálva, milyen típusok érhetők el a piacon ma.

 

Calidus (http://www.auto-gyro.com/en/Calidus/)

 

MTO Sport

 

A Magni flotta (http://www.magnigyro.it/inglese/prodotti.htm)

 

 

Sportcopter - Oskosh top 10 kísérleti légijárműve (http://www.sportcopter.com/Home/tabid/105/Default.aspx)

 

Arrowcopter (http://www.arrow-copter.pl)

 

...és még sokan mások is gyártanak autogyro-t, ahogyan a merevszárnyas UL gyártók listája is végtelen.

 

Ha kihagytam valakit, aki szeretne itt szerepelni, vagy szeretne csiszolni autogyro ismereteinken, nyitva hagyom e sorok végét, s legyen ez egy pártatlan, olvasói hozzászólásokkal bővülő írás. Azt is javaslom, hogy akit komolyabban érdekel a téma, vesse bele magát a Vampair.hu autogyro kiskátéjába, ami rendesen és igényesen kivesézi a "mitől repül az autogyro" kérdést.

 

Egy azonban biztos: akár Cessnával repüljük körbe az országot, akár hófehér műanyag géppel, egyre többször számíthatunk rá, hogy egy azonosíthatatlan légijárműnek tűnő tárgy szemérmetlenül lerepüli a mi kis tradicionális aerodinamikai kedvencünket.

 

Írta: Avasi Gábor

Források: Vampair.hu, Carter Aviation, Wiki és gyári weboldalak