plik


ÿþ22 FOTON 101, Lato 2008 Czy latanie szybowcem jest bezpieczne? PaweB JaBocha Paul Scherrer Institut (PSI) w Villigen, Szwajcaria Do samolotu ka|dy si boi wsi[, wiadomo, ale do szybowca, to dopiero strach  przecie| to taki jakby samolot, ale bez silnika! Tymczasem, je[li chodzi o ten silnik, to latanie szybowcem jest bezpiecz- niejsze ni| samolotem, pod warunkiem, |e pilot jest czBowiekiem rozsdnym i znajcym si troch na fizyce. Mechanika Newtona (mechanika lotu) oraz termodynamika ( mechanika atmosfery) s tu zwykle wystarczajce, nie trzeba zna si ani na elektryczno[ci, ani na mechanice kwantowej. FOTON 101, Lato 2008 23 Start szybowca typu Ka-6 na wycigarce, w klubie w Challes-Les-Eaux. Dlaczego samolot, którego silnik ulegB awarii, znajduje si w bardzo powa|- nych tarapatach? Poniewa| musi znalez odpowiednie miejsce do ldowania, zwykle w tzw.  terenie przygodnym . Je[li awaria nastpiBa na niewielkiej wy- soko[ci, to czasu jest maBo i odlegBo[ do potencjalnego ldowiska niewielka. A w szybowcu nie ma tego problemu: tam przecie| nie ma silnika, który mo|e si popsu! Szybowiec (pod kontrol pilota) lata zawsze na tyle blisko ldowi- ska, |e z wysoko[ci, któr posiada w danej chwili, jest w stanie wróci i bez- piecznie wyldowa. Czy w takim razie szybowcem mo|na Bata tylko nad wBasnym lotniskiem lub w bezpo[redniej jego blisko[ci? Nie, szybowce Bataj na odlegBo[ciach se- tek, a nawet tysicy kilometrów od bazy. Jak to si dzieje? DoskonaBo[ przecitnego samolotu wynosi 5 7, tzn. mo|e on przelecie tyle| kilometrów na wysoko[ci 1 kilometra. DoskonaBo[ szybowców szkolnych wynosi 25 30, a szybowców wyczynowych siga 50 60. Tak wic szybowiec, który wzniesie si na np. trzy kilometry w gór, mo|e nastpnie przelecie oko- Bo 150 km w poziomie! Jedna z podstawowych ró|nic pomidzy samolotem a szybowcem to dosko- naBo[ aerodynamiczna tego drugiego, tzn. zdolno[ poruszania si w powietrzu z niewielkim oporem aerodynamicznym, lub mówic inaczej, z niewielk utrat energii. 24 FOTON 101, Lato 2008 Mówic o energii: tak jak magazynem energii samochodu jest jego bak z benzyn, tak magazynem energii szybowca jest jego wysoko[. Im wiksz wysoko[ szybowiec nabierze, tym wiksz energi dysponuje on dla pokony- wania odlegBo[ci. Pilot  zbiera energi kr|c w kominach termicznych, a nastpnie  zu|ywa j pokonujc odlegBo[ np. do nastpnego komina ter- micznego, gdzie znów nabiera wysoko[ci, czyli energii. Dobry pilot nie pozwala wic, aby jego wysoko[ (zapas energii) spadB po- ni|ej poziomu, który uniemo|liwiBby mu dolot do najbli|szego lotniska. Je[li przestrzegamy tego warunku, to lot szybowcem jest naprawd bezpieczniejszy ni| samolotem. Zauwa|my jeszcze, skd bierze si energia, dziki której szybowiec mo|e si wznie[, a nastpnie pokona pewn odlegBo[: jest to oczywi[cie energia cieplna pochodzca z promieniowania SBoDca, która podgrzewa Ziemi, a ta z kolei podgrzewa powietrze. Skd si bierze energia SBoDca: z reakcji termoj- drowej w jego wntrzu. Mo|na wic [miaBo zaliczy szybowiec to statków po- wietrznych o napdzie termojdrowym! Aby uzmysBowi sobie ilo[ tej energii, rozwa|my typowy dwumiejscowy szybowiec o masie 500 kg, który znalazB dobry komin termiczny i wznosi si z prdko[ci 2 m/s. Komin pracuje wic nad szybowcem moc 10 kW! A taki komin mo|e unie[ w gór o wiele wicej szybowców. Stery szybowca. Sterowanie szybowcem jest trójosiowe. Dla porównania: sterowanie samocho- dem jest jednoosiowe, tzn. mamy jednowymiarowy ster w postaci kierownicy, któr krcimy w lewo lub w prawo, kontrolujc zarazem kierunek ruchu samo- chodu. Podstawowe stery szybowca, które umo|liwiaj utrzymanie po|danej przez pilota pozycji w przestrzeni to: lotki, ster kierunku oraz ster wysoko[ci. Ka|dy z nich jest niezale|ny od pozostaBych i kontroluje jedn z zasadniczych trzech osi szybowca, traktowanego jako bryBa sztywna. Lotki umieszczone na koDcach skrzydeB pozwalaj na obrót szybowca wokóB osi poziomej, równolegBej do kadBuba. Ster kierunku, umieszczony na koDcu ogona, pozwala na obrót szybowca wokóB osi pionowej. Ster wysoko[ci, umieszczony równie| na koDcu ogona, obraca szybowiec wokóB osi poziomej, prostopadBej do kadBuba. Stery szybowca podBczone s do dr|ka (lotki oraz ster wysoko[ci), który pilot trzyma w rku i do pedaBów (ster kierunku), na których pilot kBadzie stopy. Ruch pedaBów obraca wic szybowiec wokóB osi pionowej, a ruch dr|ka kon- troluje obie osie poziome szybowca. W szybowcu jest jeszcze czwarty, bardzo istotny ster: hamulec aerodyna- miczny i jest on szczególnie istotny przy ldowaniu. Szybowce podchodz do ldowania z wysoko[ci okoBo 200 300 metrów ponad lotniskiem. Je|eli po FOTON 101, Lato 2008 25 prostu skierowaliby[my szybowiec w dóB za pomoc steru wysoko[ci, to oczy- wi[cie zaczBby on nabiera prdko[ci, zamieniajc tym samym swoj energi potencjaln na kinetyczn. Do jakiej prdko[ci rozpdziBby si zatem szybo- wiec, zanim osignBby poziom lotniska? Oczywi[cie (trzeba troch policzy): opory powietrza ograniczyByby t prdko[, jednak i tak byBaby ona o wiele za du|a, je[li chodzi o bezpieczeD- stwo, mo|liwo[ kontroli szybowca czy te| wytrzymaBo[ jego konstrukcji me- chanicznej. Hamulec speBnia wic rol rozpraszacza (dyssypatora) energii, który pozwa- la na celow i kontrolowan przez pilota utrat energii przez szybowiec. Hamu- lec ma zwykle posta pionowych pBaszczyzn wysuwanych z górnej i dolnej powierzchni skrzydeB, przez co mocno wzrastaj opory aerodynamiczne, a za- tem energia kinetyczna jest rozpraszana poprzez siB tarcia tych|e pBaszczyzn o powietrze. Wyobrazmy sobie wic pilota szybowca podchodzcego do ldowania: musi on kontrolowa jednocze[nie cztery niezale|ne stery: lotni, ster kierunku i wy- soko[ci (te kontroluj pozycje szybowca w przestrzeni) oraz hamulec aerody- namiczny (ten kontroluje dyssypacje energii caBkowitej szybowca). Dlatego ldowanie (a dokBadniej podej[cie do ldowania) jest jednym z trudniejszych manewrów i opanowanie wszystkich jego elementów wymaga sporo czasu. Podstawowe instrumenty w kabinie szybowca Pierwszym instrumentem jest prdko[ciomierz, który mierzy prdko[ szybow- ca wzgldem powietrza. Jest to instrument o tyle wa|ny, |e nieodpowiednia prdko[ (zbyt maBa lub zbyt du|a) ma natychmiastowy wpByw na bezpieczeD- stwo lotu. Prdko[ciomierz dziaBa na zasadzie pomiaru ci[nienia dynamicznego wytwarzanego przez ruch powietrza. Zwykle jest to po prostu rurka umieszczo- na na dziobie lub ogonie szybowca i skierowana wzdBu| kierunku lotu: mierzy ona zatem sum ci[nienia dynamicznego oraz statycznego, a wskaznik w kabi- nie pilota to po prostu ci[nieniomierz ró|nicowy wyskalowany w jednostkach prdko[ci (zwykle km/h). 26 FOTON 101, Lato 2008 czujnik ci[nienia caBkowitego czujnik ci[nienia statycznego Drugi instrument to wysoko[ciomierz: pokazuje on wysoko[ szybowca (a wic zapas jego energii potencjalnej!). Jest to tak|e ci[nieniomierz mierzcy absolutne ci[nienie statyczne i wyskalowany w jednostkach wysoko[ci (m lub km). czujnik ci[nienia statycznego Trzeci instrument to wariometr: wskazuje on zmiany wysoko[ci szybowca: informuje wic pilota o tym, czy nabiera on wysoko[ci (dobrze!) czy te| j traci (zle...). Wariometr to te| ci[nieniomierz, bardzo precyzyjny, bo potrafi wykry zmiany ci[nienia odpowiadajce zmianie wysoko[ci o 20 50 centymetrów. FOTON 101, Lato 2008 27 Wariometr jest zwykle bardziej skomplikowanym i delikatnym instrumentem ni| prdko[ciomierz i wysoko[ciomierz. Jest on tak poBczony z innymi czujni- kami aby mierzyB zmian energii caBkowitej szybowca (bo ta energia tak na- prawd si liczy), a nie tylko jego energii potencjalnej. czujnik ci[nienia caBkowitego czujnik ci[nienia statycznego Zauwa|my, |e podstawowe instrumenty szybowca to przyrzdy pneuma- tyczne, niewymagajce zasilania w postaci np. baterii. Dziki temu, instrumenty te, majce bezpo[redni wpByw na bezpieczeDstwo lotu dziaBaj zawsze, nie wy- stpuj problemy typu: bateria si rozBadowaBa albo przepaliB si bezpiecznik. Instrumenty w kabinie szybowca  ASK-18 : prdko[ciomierz po lewej wskazuje 85 km/h, wyso- ko[ciomierz po prawej 900 m n.p.m., a wariometr po[rodku noszenie +1 m/s 28 FOTON 101, Lato 2008 Tablica przyrzdów w szybowcu  Janus : widoczny jest  icek  czerwona nitka przytwierdzona na zewntrz kabiny na wysoko[ci wzroku pilota. Icek pokazuje kierunek wiatru owiewajcego kabin. Jest to bardzo prosty, ale te| bardzo wa|ny instrument mierzcy symetri lotu, która w ostrych zakrtach mo|e by krytyczna Ilustracje instrumentów pozwoliBem sobie skopiowa ze strony www.szybowce. com (dziaB  Teoria ), ktor to stron gorco polecam wszystkim zainteresowa- nym. Zdjcia zaczrpnBem ze strony Wojtka Buczaka: www.wojtekbuczak.pl, któr równie| polecam.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Czy WiFi w Warszawie jest bezpieczne
22 Czy twój telefon jest bezpieczny
Czy krioterapia jest bezpieczna
czy medytacja transcendentalna jest technika pozbawiona tresci religijnych eioba
Czy peeling chemiczny jest niebezpieczny
Czy Droga Neokatechumatu Jest Prawowierna
Zagrożenie społeczne, czyli szczepić czy nieszczepić o to jest pytanie
Czy upośledzenie umysłowe jest chorobą umysłową
SWOISTOŚĆ CZY KOSMOPOLITYZM CZYM JEST POLSKIE OŚWIECENIE 05 [Arkadiusz M Stasiak]
Bray Libba Wakacje z piekła 5 Nigdzie nie jest bezpiecznie
Czy ewangelia Świadków jest prawdziwa
Czy Twoje dziecko jest gotowe do szkoły informator dla rodziców 5 i 6 latków(1)
Czy literatura średniowieczna jest dowodem zacofania epoki
Czy polska praca jest chora
Tekto Pytania na egzamin ze starszych lat Nie wiem czy to juz jest na forum ale wrzucam
Czy Itaka zawsze jest możliwa do osišgnięcia

więcej podobnych podstron