VII LEND KIIRENDUSTEGA
Kiirendustega lennu all tuleb mõista purilennuki liikumist kas muutuva kiiruse või suunaga. Tihti esinevad koos nii lennusuuna kui ka kiiruse muutumine. Peale juba eelpool vaadeldud lennurežiimidel mõjuvate staatiliste jõudude kohtume kiirendustega lennus veel inerts jõududega, mis lennu ajal esinevate suurte kiiruste tõttu avaldavad purilennukile märgatavat mõju lennusuuna või kiiruse muutmisel.
Purilennuki kiirendustega lend, nagu igasugune keha liikumine, allub rangelt füüsikaseadustele, mis osutuvad tihti küllalt keerukateks, väljudes elementaarse matemaatika raamest. Seetõttu on raamatus tehtud mõningaid lihtsustusi, mis põhiliselt ei muuda lennu iseärasusi, kuid aitavad selgitada purilennuki kiirendustega lennus tekkivate nähete põhjusi.
1. Startimine
Purilennuk saab lennata ainult siis, kui tal on tõstejõu tekitamiseks küllaldane kiirus. Õhkutõusmiseks vajaliku kiiruse saavutamiseks peab purilennuk liikuma teatud aja vältel kiirenevalt maapinnal, kuni kiirus osutub lennuks piisavaks.
Vajaliku kiiruse saamiseks kasutatakse kas slepplennukit, maapealset stardiagregaati või lihtsamal juhul ka pingule tõmmatud kummiköit.
Esimeseks purilennukite startimise mooduseks oli nende sleppimine maapinnal kas inimjõu või liikuva auto abil. Inimjõu abil startimine loovutas oma primitiivsuse tõttu varsti koha sleppimi-sele auto või mootorrattaga. Maapealse sõiduki abil sleppimine aga, nõudes suurt lennuvälja, pole igal pool läbiviidav. Seepärast kasutatakse tänapäeval laialdaselt purilennuki startimist liikumatu maapealse agregaadi (vintsi) abil. Selle stardimooduse käsutamisel on purilennuk pika trossi abil ühendatud maapealse -agregaadi trumliga, mis pannakse mootori abil pöörlema. Trumlile keritav tross annab purilennukile vajaliku kiiruse ning tõus toimub trossi otsas.
186
 
Startimiseks mäenõlvakutelt ja algväljaõppel ka lausikmaal on otstarbekas käsutada lihtsat kummiköit, mis stardimeeskonna poolt eelnevalt pingutatuna annab purilennukile lühikese aja vältel lennuks vajaliku kiiruse.
Purilennuk võib startida ja tõusta soovitud kõrgusele ka lennuki slepis.
Vaatleme kõigepealt purilennuki startimist maapealse agregaadi või slepplennuki abil. Startimisel mõjuvad jõud jäävad mõlemal juhul sarnasteks, olenemata startimismoodusest. Kum-miköiega startimise suhtes teeme hiljem mõningaid täiendusi.
Startimiseks, nimetatakse purilennuki kii-r e n e v at liikumist maapinnal ja seejärel ohus, mis on vajalik tõusu kiiruse saavutamiseks. Startimine koosneb kolmest üksteisele järgnevast etapist (joon. 119):
Hoovõtt
Hoojooks
üleminek^ tõusule*
Joon.  119. Purilennuki stardietapid.

1)	Hoojooks   maapinnal, mille vältel  liikumiskiirus pide
valt kasvab, kuni saavutab maast eraldumiseks vajaliku suuruse.

1)	Maapinnast  eraldumine  järgneva kiiruse kogumisega,
lennates horisontaalselt või väikese tõusunurga all kuni tõusuks
vajaliku kiiruseni, nn. hoovõtt.

1)	Üleminek  tõusule — purilennuki kõverjooneline lii
kumine,  mille vältel  tõusunurk suureneb  hoovõtu  asendist nor
maalse tõusunurgani.	,        -

purilennuki startimise algul peab trossi kaudu üleantav tõmbejõud P olema suurem kui ratta või suusa hõõrdejõud F maapinnaga (joon. 120). Edasiliikumisel suureneb pidevalt purilennuki kiirus, kuna tõmbejõud on takistuse ja hõõrdejõu summast märksa suurem: P > X -f- F.

Tõmbejõu ülejääk AP — P—(X -f' E) annab purilennukile pideva kiirenduse /, mis oleneb tõmbejõu ülejäägi suurusest ja purilennuki massist:
187
 
 
 
Joon.  120. Hoojooksul mõjuvad jõud.
Joon. 121. Maapinnast eraldumisel mõjuvad jõud.
 
AP	AP	APg
G
g
Üha kasvava liikumiskiiruse tõttu suureneb tiiva tostejouÜ ja purilennuki aerodünaamiline takistus. Tõstejõu kasvuga kaasneb hõõr-dejõu F vähenemine, sest tõstejõud tasakaalustab üha suureneva osa purilennuki kaalust. Hoojooks kestab seni, kuni tõstejõud on raskusjõust väiksem.
.   Hoojooksul muutuvad kõigi   jõudude   (välja   arvatud   raskusjõud) suurused.
Lenduri ülesandeks on hoida purilennuki pikinurk ja seega tiiva kohtumisnurk kogu hoojooksu vältel püsivana. Pikinurga suuruse määrab lendur kapoti projektsiooni järgi horisondil. Purilennuki tüübist olenevalt tuleb juhist algul kas hoida neutraalasen-dis, anda ettepoole ja siis kiiruse suurenedes survet juhisele pidevalt vähendada ehk võtta juhist enda poole ning kiiruse kasvades lähendada seda neutraalasendile. Purilendur peab õigeaegselt kõrvaldama ka juhuslikud kallakud ja startimissuunast kõrvalekaldumised.
Hoojooksu pikkuse vähendamiseks tuleb purilennuki kohtumisnurk valida niisugune, mis tagaks minimaalse takistuse ja hõõrde-jõu summa. Siis on tõmbejõu ülejääk maksimaalne ja kiirendus hoojooksul suurim. Kui lennuvälja pind on sile, osutub kasulikuks purilennuki väiksem kohtumisnurk, kuna sellega langeb aerodünaamiline takistus. Hõõrdejõud ei ole siledal lennuväljal suur ja seega tema osatähtsus pole domineeriv. Startimisel ebatasase või pehme pinnasega lennuväljalt (pori, sügav lumi jne.) on kasulik hoojooksul hoida suuremat kohtumisnurka. Suuremal kohtumisnurgal liikudes tasakaalustab tõstejõud tunduva osa raskusjõust, mis vähendab purilennuki suurt hõõrdetakistust halval lennuväljal. Õhutakistuse suurenemine osutub sel juhul vähemtähtsaks, kuna hõõrdejõu suurus ületab takistuse.
Saavutanud hoojooksul kiiruse, kus tõstejõud pisut ületab purilennuki kaalu, eraldub purilennuk maapinnast (joon. 121). Mida suurem on hoojooksul kohtumisnurk, seda väiksemal kiirusel eral-
188
 
düb purilennuk maapinnast, sest suuremale kohtumisnurgale vas-iab suurem cy väärtus ja järelikult tekib küllaldane tõstejõud juba väiksemal liikumiskiirusel. Suurtel kohtumisnurkadel on purilennuki püsivus ebarahuldav, seetõttu tuleb vältida maast eraldumist väikesel kiirusel. Ainult erandjuhtudel, normaalseks hoojooksuks mitte piisavate lennuvälja mõõtmete puhul osutub purilennuki väikesel kiirusel maapinnast lahtirebimine vältimatuks. Sel juhul on lendur sunnitud hoojooksul suurendama kohtumisnurka kriitilisele lähedaseks, mis nõuab hoolikat piloteerimist, kuna juhuslikult tekkiva libisemisega võib kergesti kaasneda voolu rebenemine ja purilennuki langemine tiivale.
Normaalseks maapinnast eraldumise kiiruseks loetakse kurust, mis minimaalsest on 10—15% võrra suurem. Sellele vastab cy = = 0,7 — 0,8 Cymax, kusjuures kohtumisnurk on kriitilisest sedavõrd väiksem, et tagab hoovõtu algul purilennuki küllaldase püsivuse.
Kui lendur jätaks pärast maapinnalt eraldumist juhise asendisse, mis vastab maast eraldumise momendile, tõuseks purilennuk kiiruse pideva kasvuga kaasneva tõstejõu suurenemise tõttu üha kõrgemale. Et aga maapinnast eraldumise kiirus pole ohutuks tõusuks küllaldane, tuleb maapinna lähedal esmalt kurust suurendada. Selleks annab lendur juhist sujuvalt ettepoole, hoides purilennukit kohtumisnurga pideva vähendamise arvel umbes 1 m kõrgusel maapinnast. (Autostardi puhul asendub hoovõtt püsival kõrgusel tõusuga väikese nurga all.) Toimub hoovõtt, mille vältel purilennuki kiirus tõmbejõu ülejäägi toimel pidevalt suureneb kuni tõusuks vajaliku kiiruseni. Purilennuk liigub siin horisontaalselt tänu tõstejõu ja raskusjõu võrdsusele (joon. 122), kuna pideva koh-tumisnurga_vähendamisega hoiab lendur, vaatamata kiiruse kas-vule,_tostejou võrdsena raskusjõuga. Liigutused juhisega peavad hoovõtul olema eriti sujuvad, sest kiirus on juba küllalt suur ja järsk juhise ettepoole andmine võib lõppeda purilennuki põrkumisega vastu maapinda. Piloteerimistehnika lihtsustamiseks ja põr-kumisohu vältimiseks on soodne hoovõtt teha väikese tõusunurgaga ülespoole. ".
189
 
 
 

Joon.  122, Hoovõtul mõjuvad jõud.
Niipea kui purilennuk saavutab ohutuks tõusuks vajaliku kiiruse^ suurendab lendur juhise sujuva enda poole võtmisega kohtumis-nurka. Tõstejõud suureneb (joon. 123) ning tõstejõu ülejäägi arvel saab purilennuk kõverjöonelise liikumise ülespoole. Pärast soovitud tõusunurga saavutamist katkestab lendur juhist ettepoole andes tõusunurga edasise suurenemise. Järgneb tõus.
Lennukislepis startimisel ilmnevad mõningad erinevused. Kuna purilennuk eraldub maapinnalt tavaliselt väiksemal kiirusel kut lennuk, ei tohi purilennukit tõusule enne üle viia, kui lennuk on eraldunud maapinnalt ja lõpetanud hoovõtu. Täpsemalt öeldes peab purilendur kopeerima lennuki liikumist, säilitades viimase suhtes kindla asendi.
 ^
Joon. 123. Tõusule üleminekul mõjuvad jõud.
190
Kui lennuki slepis startimine nõuab küllaltki suurt lennuvälja, siis startimine vintsi abil toimub suhteliselt kiiresti ja selleks piisab mõnestkümnest meetrist siledast maapinnast. Hoojooksu pikkus ei ületa sel juhul tavaliselt 50 meetrit ning hoovõtu kestvus on suure-
 
 
tõmbejõu ülejäägi tõttu 2—5 sekundit. Seetõttu on starditeekonna* arvutus üleliigne, seda enam, et täpne arvutus on küllalt keerukas-ja aegaviitev, ligikaudne arvutus aga oma ebatäpsuse tõttu ei oma praktilist tähtsust. On tarvis teada, et vaikse ilmaga oleneb stardi-teekonna pikkus eeskätt lennuvälja seisukorrast, stardiagregaadi poolt ülekantava tõmbejõu suurusest ja purilennuki maapinnalt eraldumiseks vajalikust kiirusest.
Mida halvem on lennuvälja pind ja suurem purilennuki pinna-koormus, seda pikem on vajalik starditee, seevastu suurema võimsusega stardiagregaat lühendab starditee pikkust.
Lennukislepis startimisel lisandub vajalikule starditeekonnale veel teekonna osa, mis on vajalik lennuvälja ääres asuvate takistuste (ehitused, mets jne.) ületamiseks. Kuna tõusunurk on lennukislepis tavaliselt väike (2—10°), siis osutub vajalikule kõrgusele tõusuks tarvilik teekond mõnikord küllaltki pikaks ja selle arvutamine tähtsaks. Lennukile vajaliku starditee pikkuse määramine kuulub aga juba lenduri kohustuste valdkonda.
Startimine kummiköie abil kestab väga lühikest aega ja nõuab' lendurilt kiiret reageerimfst. Purilennuk ühendatakse stardiluku ja trossi abil maapinda kinnitatud ankruga (joon. 124, A). Kum'mi-köie üks ots haagitakse stardikonksu taha, kuna teisest otsast pingutab seda edasiliikuv stardimeeskond. Kui kummiköie pinge on küllaldane, mille üle otsustatakse pingutamisel astutud sammude arvu järgi, vabastab lendur kabiinist vastava hoova abil stardiluku. Purilennuk saab kummiköie pinge arvel suure kiirenduse, sööstab kohalt ja eraldub paari sekundi vältel maapinnalt. Kuna lennu-kiirus kasvab väga ruttu, siis toimub siin vahetu üleminek tõusule: (B). Tõusu esimesel poolel jätkub kiiruse kasv ning koos tõstejõu suurenemisega kasvab ka tõusunurk. Tõusu teiselpoolel väheneb järsult amortisaatori tõmbejõud. Lendur peab seetõttu õigeaegselt vähendama tõusunurka enne kiiruse vähenemist. Purilennuki edasiliikumisel vabaneb kummiköis lõplikult pingest. Tekib lõtk, köis langeb stardikonksu tagant alla (C) ja lendur viib purilennuki üle tavalisele lauglemisnurgale (D). Järgneb vaba lend normaalsel lauglemisrežiimil (E).
Kummiköie abil startimisel saavutatav kõrgus ei ületa tavaliselt 8—10 m. Seepärast kasutatakse seda ainult purilennu algväljaõppel ehk siis mäeveerult startimisel, kus stardikõrgusele lisandub mäeveeru kõrgus, võimaldades soodsates tingimustes tekkivate tõusvate õhuvoolude abil sooritada kestuslendu.
Kummiköiestardil purilennukile mõjuvad jõud on analoogilised eespool vaadeldutega, kuid jõudude muutumiskiirus on siin suur ning kiiresti vahelduvad stardietapid ei ole teravalt üksteisest eraldatud, mistõttu purilennuki pikinurk ja tõusunurk pidevalt muutuvad. Lendurit, vaatamata tema heale ettevalmistusele teistes star-(liliikides, ei tohi kunagi ilma eelneva treeninguta lubada kummi-köiestardi sooritamisele, kuna viimane oma spetsiifika tõttu nõuab-
191
 
 
Joon. 124. Start kummiköie.abil.
täiendavat väljaõpet järkjärgulise kummiköie pinge ja stardikor-guse suurendamisega.
Purilennuki startimisele avaldab suurt mõju tuul. Startimine toimub reeglina vastu tuult. Tuule kiirus liitub siis purilennuki liikumiskiirusega maapinna suhtes ja seega väheneb stardiaeg ning starditeekonna pikkus. Kui purilennuk seisab maapinnal ninaga vastu tuult, siis on tal õhu suhtes juba tuule kiirus. Tõstejõu suurus oleneb teatavasti ainult liikumiskiirusest õhu suhtes. Järelikult, mida suurem on tuule kiirus, seda väiksemat kurust maapinna suhtes on tarvis õhkutõusmiseks vajaliku tõstejõu tekitamiseks. Võib esineda juhuseid, kus tuule kiirus võrdub purilennuki maast eraldumiseks vajaliku kiirusega. Sel juhul osutub hoojooks üleliigseks ja purilennuk võib startida kohapealt nagu tuulelohe. Muidugi on lennud niivõrd suure tuule kiirusega lubamatud, kuna purilennukit on raske üldse maapinnal hoida ja pärast starti on normaalne maandumine võimatu.
Vastutuule mõjul suureneb märgatavalt vintsi tõmbejõu üle-
192
 
jääk, kuna purilennuki vajaliku liikumiskiiruse vähenemisega maapinna suhtes kahaneb ka vajalik trossi kerimiskiirus. Seega osutubki trossi   tõmbejõud   sama   võimsuse   puhul   suuremaks, kuna
Ps==
 l
V
ja   viimase
Vintsijuht   peab    alati    arvestama   tuule   kurust kasvades vähendama trossi kerimiskiirust.
Allatuult startimisel on purilennukil paigal seistes negatiivne õhukiirus. Alles tuule kiirusest suuremal liikumiskiirusel hakkab tekkima tõstejõud ning purilennuki maapinnalt eraldumine toimub maapinna suhtes kiirusega, mis võrdub normaalse maapinnast eraldumise ja tuule kiiruse summaga. On loomulik, et sel juhul suurenevad nii stardiaeg kui ka -teekond. Pärituult startimine on äär-miselt ebaratsionaalne ja suure tuulega ohtlik. Praktikas kasutatakse seda ainult erijuhtudel.
Mõningal juhul võib osutuda vajalikuks külgtuulega startimine, kuna lennuvälja mõõtmed või pinnase seisukord ei võimalda vastutuult startimist. Külgtuulega startimine, raskendab tunduvalt pilo-teerimist.
Purilennuki liikumisel maapinnal külgtuulega tekitab viimane kallutava momendi Mk, mis on suunatud allatuult (joon. 125, a). Kallutavä momendi põhjustajaks on siin purilennuki ebasümmeetriline asend õhuvoolus. Kuna resulteeriv õhuvoolu kiirus w on purilennuki edasiliikumise kiiruse v ja tuule kiiruse u geomeetriline summa, tekib libisemisele analoogiline nähe. Tiiva tõstekese nihkub tuulepoo-lsele tiivapoolele, .tekitades momendi Yl\.
Sellele lisaks tekib purilennuki aerodünaamilise takistuse tõttu külgtuulele veel külgjõud Z. Kuna purilennuk toetub maapinnale rattaga, jõu Z rakenduspunkt on aga märksa kõrgemal, tekib siin moment Z/2. Mõlemad momendid on suunatud ühele poole ja püüavad purilennukit kallutada tuule suunas. Purilendur on sunnitud tasakaalustama kallutava momendi Mk = Yl\ -f- Z/2 kaldtüüride abil, millede tõstejõudude Y\ ja Y2 moment töötab tuule kallutavale momendile vastu: (Y\ -f- Y2)h = YU '+ Z/2. Purilennuki liikuma hakkamisel peab kaldtüüride väljalöök olema võrdlemisi suur. Hiljem kiiruse suurenemisega kaldtüüride vajalik väljalöök väheneb, kuna nende poolt tekitatavad tõstejõud suurenevad.
Kuna külgjõu Z rakenduspunkt ei asu raskuskeskmes, vaid tunduvalt tagapool (joon. 125, b), püüab Z purilennukit peale kallu-tamise ka ninaga vastu tuult pöörata, tekitades momendi Z/4. Selle tasakaalustab lendur pöördetüüri kallutamisega. Pöördetüüril tekkiv jõud Z\ annab momendi Zi/5, mis peab võrduma tuule pöörava momendiga, s. o.
Z\h '=> Zl^.
Kuna pöördetüüri mõju liikumiskiiruse suurenedes kasvab, tuleb tüüri kallet liikumisel vastavalt vähendada.
193
13   Purilend
 
 
eestvaates; b —
Joon. 125. Külgtuulega startimisel mõjuvad jõud: a
pealtvaates.
Tugeva külgtuule korral võib isegi tüüride täielik väljalöök osutuda tuule.tallutava ja pöörava momendi kompenseerimiseks mitteküllaldaseks, eriti kui arvestada, et teatav osa tüüride väljalöögi ulatusest tuleb jätta varuks juhuslike tugevamate tuulepuhangute mõju vältimiseks. See teeb tugeva külgtuulega startimise äärmi-selt raskeks, tihti aga koguni võimatuks.
Külgtuulega startimisel kallutatakse purilennuki tuulepoolne tiib juba hoojooksu alguses pisut alla. Pidev kallak hoojooksul vähendab tuule kallutavat toimet ja võimaldab juhuslike tuulepuhangute mõju õigeaegselt kaldtüüride abil vältida. Pärast maapinnalt eraldumist säilitatakse selline kallak, mis tekitab tuule kiirusega võrdse külgsuunas libisemise. Seega kõrvaldatakse vastu-
194
 
tuult libisemisega purilennuki triivimine maapinna suhtes ning välditakse juhuslikul maapinna puudutamisel hoovõtu ajal telikule ohtlikke külglööke.
Starditee pikkus on külgtuulega suurem kui tuulevaikuses ning kasvab külgtuule kiiruse tõusuga. Vajaliku starditee suurenemine on seotud purilennuki aerodünaamiliste omaduste halvenemisega libisemisel ja tüüride pideval kallutamisel. Külgtuulega starti kasutatakse ainult olukorras, kus vastutuult startimine on võimatu. Külgtuulega startimine nõuab vilunud lendurit.
2.   Tõus vintsi abil, püsiva tõusunurgaga
Üheks parimaks purilennuki küllaldasele lennukõrgusele viimise mooduseks on startimine maapealse mehaanilise stardivahendi (vintsi) abil. Lennukislepiga võrreldes on see moodus märksa odavam ja võimaldab tõusta küllaldasele kõrgusele (250-^-800 m, olenevalt käsutatava vintsi võimsusest ja trossi pikkusest), millega on seletatav ka selle startimismooduse laialdane käsutamine.
Vintside konstruktsioon ja ekspluatatsioon on tavaliselt lihtne. Vints peab muidugi olema igati korras, töökindel ja küllaldase võimsusega. Purilennuki piloteerimine vintsi abil tõustes erineb põhjalikult piloteerimisest va bas lennus. Seetõttu peab purilenduril olerha selge ettekujutus sellise tõusu iseloomust ja põhjustest, mis tingivad piloteeri-mistehnika omapära.
Startimise lõppetapile — üleminekule tõusule — järgneb tõus. Kuna purilennuki kiirus või tõusunurk ja tõusul mõjuvad jõud muutuvad vintsi abil tõustes pidevalt, ei "saa sellist tõusu nimetada tõusurežiimiks. Kõige lihtsam tõusumeetod vintsi abil on tõus püsiva nurgaga. Kõik lennud purilendurite algväljaõppe algul (üheastmelistel purilennukitel) toimuvad tõusuga püsival nurgal, kuna see tõusuviis on piloteerimise seisukohast kõige kergemini omandatav purilennuki püsiva pikiasendi tõttu kogu tõusu kestel.
Purilennuki tõusul (edaspidi nimetame tõusu vintsi abil lihtsalt tõusuks) esinevad järgmised jõud (joon. 126). Alati otse alla suunatud ja püsiva suurusega raskusjõud G. Aerodünaamiline kogu-jõud Ra, mis ei asu lennujoonega risti, vaid on kallutatud väärtuse nurga 6 võrra tahapoole. Trossi tõmbejõud P, mis mõjub trossi suunas ja trossinurga | suurenemisega kaldub üha enam allapoole. Vajalik Ra ) a P suurus kasvab. püsiva tõusunurga @t säilitamisel pidevalt, sest nende resultant jõud T peab kogu tõu su vältel tasakaalustama raskusjõu G (asendid A, B, C, joon. 126). Ainult selle tingimuse täitmine võimaldab säilitada  sirgjoonelist tõusu.
Praktiliselt võib lugeda purilennuki aerodünaamilise väärtuse Ä' «
195
 
 
$=10
0-25*
Joon. 126. Vintsi, abil tõustes mõjuvad jõud.
ja sellega seoses oleva väärtuse nurga 6 ■== ctg K kogu tõusu ajal püsivaks, kuna väike väärtuse muutus ei mõjuta oluliselt tõusu iseloomustavate jõudude suurusi. Seega on jõudude Ra ja T vaheline nurk (&t-\- 6) püsiv ja Ra vajalik suurus oleneb ainult trossinur-gast |, mis suureneb koos lennukõrgusega. Siinkohal tuleb tutvuda ülekoormuse mõistega. Ülekoormuseks n nimetatakse arvu, mis näitab mitu korda on purilennuki tõ.stejõud suurem  raskusjõust:
Y	(50)
G
n =
Ülekoormus on ühikuta suurus, mis iseloomustab purilennuki konstruktsiooni koormava jõu Y suurust. Horisontaallennus võrdub
tõstejõud lennukaaluga, s. o. Y— G ja n = -^-=.-y = 1. Eelnevast on teada, et tõusul suureneb tunduvalt Ra koos trossi nurgaga. Kuna Ra ja Y vaheline väärtuse nurk 6 on väike, siis võib lugeda Ra f=^ Y. Järelikult suureneb aerodünaamilise kogujõu kasvuga võrdeliselt ka ülekoormus, olles vintsi abil tõustes alati suurem ühest, s. t. horisontaallennus mõjuvast ülekoormusest. Nii näiteks tõusunurga puhul &t = 25° kasvab ülekoormus trossi nurga | suurenedes järgmiselt:
„   I =
kui | =
0°,	siis n	= 1,15,
20°,	„    ti	= 1,46,
40°,	„    n	= 2,24,
60°,	„    n	?« oo
196
 
Järelikult kasvab koos trossinurga suurenemisega üha kiiremini purilennukile mõjuv koormus, mis väga suure trossinurga puhul võib osutuda katastroofiliseks, purustades, konstruktsiooni. T õ u -sukõrguse suurendamine lubatud trossinurga suuruse ületamisega on ohtlik ja seepärast kategooriliselt keelatud. Püsiva nurgaga tõusul on trossinurga lubatud maksimaalne suurus 40°.
 
Joon. 127. Jõudude muutumine erinevatel tõusunurkadel, kui trossinurk on 40°.
Ülekoormus oleneb samuti käsutatavast tõusunurgast. Joonisel 127 on näidatud purilennukile mõjuvad jõud trossinurga | = = 40° puhul erinevatel tõusunurkadel. Kui purilennuk jõuab 10°-se tõusunurgaga asendisse A, siis osutub vajalik Ra ainult vähesel
määral raskusjõust suuremaks. Ülekoormus n ?« -£ = 1,33. Tõusunurgal 25° muutub asendis B ülekoormus juba märksa suuremaks, s. o. n = 2,24. See ei ole veel ohtlik, kuna näiteks purilennuk KAI-12 on ehitatud arvestusega, et ta puruneb alles ülekoormusel n = 9. Järelikult on tal ülekoormusel 2,24 veel küllaldane tugevustaga-vara. Kui purilennuk peab tõusma 40° nurga all (asend C), siis trossinurga kasvamisel 40°-ni on ülekoormus juba 8,77. Nii suurt ülekoormust enam iga purilennuk ei talu. Algväljaõppe purilennuk KAI-11 puruneb ülekoormusel n = 10; «Blanik» aga ülekoormusel n = 8. Järelikult lõpeb tõus suurtel tõusunurkadel (kui seda õigeaegselt ei vähendata) purilennuki purunemisega.
Suure püsiva tõusunurgaga tõus on lennupraktikas lubamatu isegi suurema tugevusega purilennukeil. Ülekoormuse lähenemine purustavale põhjustab konstruktsiooni jääva deformatsiooni, muutes purilennuki kuju ning mõjutades tema lennuomadusi. Samuti
197
 
võib juhuslike tuulepuhangute, tüüride kallutamise ja trossi kiiruse muutumise tõttu tekkiv ülekoormuse kõikumine juba niigi suure ülekoormusega tõusul põhjustada purilennuki näiliselt enneaegse purunemise. Seepärast loetakse suurimaks lubatud püsivaks tõusunurgaks 25°.
Vastupidiselt vaba lennu ajal tekkivatele ülekoormustele ei tunne lendur tõusul esinevat ülekoormust füüsiliselt, sest tõstejõu suurenemine tasakaalustatakse trossi tõmbejõuga. Tõusu ajal pidevalt suurenevad Ra ja trossi tõmbejõud P mõjuvad vastassuunaliselt ning püüavad purilennukit nagu pooleks rebida. Kuna Ra tekitajaks on tiib, mõjuvad viimasele tõusu ajal eriti suured painutavad jõud. Lendurile mittemõjuvat ülekoormust, mis tekib trossi tõmbejõu kasvu tasakaalustamisel aerodünaamilise kogujõu poolt, nimetatakse staatiliseks ülekoormuseks. See on kogenematule purilendurile ohtlik, kuna ta ei saa vahetult tunde järgi kindlaks määrata ülekoormuse suurust. Järelikult võib staatiline ülekoormus lendurile märkamatult ületada purilennuki vastupidavuse piiri.
Staatilise ülekoormuse tekkimine on seotud vajaliku kiiruse kasvuga. Väikesel lennukiirusel on suure staatilise ülekoormuse tekkimine võimatu. Kiiruse kaudu võib purilendur seega otsustada lennukile mõjuva koormuse üle. Kiiruse suurenemise vajadust tõusul on kerge mõista, kui meenutada purilennuki aerodünaamilise kogujõu valemit:
Ra  suurenemisele vastab alati ülekoormuse võrdeline kasv, sest
D
n^~.    Ülekoormuse kasvu püsival tõusunurgal ei saa vältida,
kuna koos trossinurga suurenemisega peab tõusunurga säilitamiseks kogu aeg kasvama ka aerodünaamiline kogujõud. Arvesse võttes, et tõusul on kohtumisnurk lähedane ökonoomsele, saab aerodünaamilise kogujõu koefitsient muutuda vaid väikestes piirides. Seega jääb üle vaid kõige efektiivsem Ra mõjutamise tegur, s. o. lennukiirus v. Kuna Ra oleneb kiirusejuudust, siis avaldab viimase muutumine Ra suurusele tugevat mõju. Siit võib teha järelduse, et ülekoormuse suurenemisel kahekordseks, mis vastab Ra kahe-kordsele suurenemisele, tõuseb vajalik lennukiirus y/2 kordseks, s. o. 1,41 korda.
Lennukiiruse kasvu vintsi abil tõustes selgitab joonis 128. Olgu trossi kiirus selline, et ühe sekundi jooksul keritakse trossi vintsi trumlile lõigu AB võrra. Trossi otsa teekond ühe sekundi vältel mistahes trossinurga puhul moodustab kähe kontsentrilise ringi kaarte raadiuste vahe, kuna kaarte raadiusteks on trossi pikkused vaadeldava ajaühiku alguses ja lõpus. Vintsile suunatud teekonnad AB, -A\B\ ja A2B2 moodustavad seega osa nimetatud kaarte raadiustest ja on võrdse pikkusega. Purilennuki liikumisel trossi
198
 
 
Joon. 128. Purilennuki kiiruse olenevus tõusu- ja trossinurgast.
suunas on lennukiirus võrdne trossi kiirusega. Niipea kui aga lendur sunnib purilennukit juhise enda poole võtmisega tõusma, suureneb ühe sekundi vältel läbitav teekond, s. o. A\C>A\B\. Seega tõuseb vastavalt ka lennukiirus. Loomulikult suureneb lennukiirus tõusunurga kasvamisel ainult siis, kui stardiagregaat ei vähenda trossi kerimiskiirust, eeldusel, et ta võimsus on küllaldane. Kui lendur tõusunurka veelgi suurendab, peab purilennuk ühe sekundi vältel läbima vahemaa AXD. Et AXD >^iC, siis tõuseb lennukiirus veelgi enam.
Purilennuki tõusul pidevalt suurenev trossinurk tõstab omakorda lennukiirust, mida näitab joonisel 128 toodud purilennuki teekonna pikkuse võrdlus kahel erineval trossinurgal. Tõustes asendist A2 punktini C2 läbib purilennuk ühe sekundi vältel teekonna A2C2. Viimane on ilmselt pikem sama tõusunurga, kuid väiksema trossinurgaga läbitavast teekonnast AXC. Püsival trossi-kiirusel kasvab koos trossinurga suurenemisega  purilennuki  kiirus.
Eeltoodu põhjal on selge, miks erineb piloteerimistehnika vintsi abil tõusmisel piloteerimistehnikast vabas lennus, kuna siin juhise enda poole võtmine suurendab lennukiirust ja vastupidi — juhise etteand mis ei kiirus väheneb.
Purilennuki tõusu mõjutab mõningal määral trossi lõtk, mis tekib trossi kõverdumisest allapoole raskusjõu ja õhutakistuse toimel (joon. 128). Purilennukile mõjuvate jõudude vaatlemisel oletame, et
199
 
siit
trossil lõtku ei teki ja trossi tõmbejõud mõjub sirgjoont mööda vintsi suunas. Sellest oletusest tekkiv viga ei ole tavaliselt käsutatavate trossi pikkuste puhul suur ning on vältimatu arvutuste lihtsustamisel. Tegelikult mõjub tõmbejõud trossi kõverust puutuva sirge suunas. Trossi lõtku mittearvestamise viga kasvab märgatavalt trossi pikkuse suurendamisel. Seetõttu tuleb suurte trossi pikkuste puhul (üle 1000 m) teha vastav parandus.
 
Joon. 129. Tõusul esinevad jõud ja nendevahelised nurgad.
Purilennuki tõusu iseloomustavate tegurite konkreetsemaks määramiseks vaatleme üksikasjalikumalt tõusul esinevaid jõude ja nendevahelisi  nurki   (joon. 129).  Trossi  tõmbejõu P ja horisondi
 
kolmnurga kolmas külg,  loik T ja P otste vahel võrdub Ra~ga. Siinuslause põhjal:
R
,sin(90° + |)       sin(6>,+ #)        sin [180°— (90° + |) — (0,-f 0)]
ehk asendades T temaga võrdse suurusega G
Ra	P	G
)       sin(8t-+-8)       s\n(9(f — Š—0t—0) '
_        Gsin(90° + |)   '    __	Gcosg
~ sin (90° — £ — 8t — 8) ~~ eos ( .£+ 8t + 0)
ning
cc
eos

Seega oleneb ülekoormus vintsi abil tõusmisel trossinurga ja tõusunurga suurusest, kuna väärtuse nurka võib lugeda enamvähem konstantseks. Püsiva nurgaga tõustes kasv a b ülekoormus eriti intensiivselt purilennuki 1 ä h e n e m i s e 1 vintsile, s. t. suurte trossinurkade puhul. Mida suurem on käsutatav tõusunurk,, seda järsemalt kasvab  ülekoormus.
Vajaliku tõmbejõu P suurus leitakse samuti siinuslause alusel:
Rasm(8t + 8)
sin(90°
Asendades nüüd Ra suuruse
G eos
saame
 6t + 6)
eos!
P =
G eos | sin (8t-\- 0)
sin
' 'eos £ • eos (£ -j- 0t -\- 6
Kust
 

 
vaheline nurk võrdub trossinurgaga f maapinna suhtes. Ra, nagu teada, on tõstejõu Y ja takistuse X summa. Kaht viimast eraldi vaadelda pole pr>aegu mõtet. Tuletasime neid meelde ainult selleks, et näidata lennusuunaga risti oleva Y ja Ra vahel moodustuvat väärtuse nurka 0. Y ja T vahel moodustuv nurk võrdub tõusunurgaga &t, kuna nende nurkade haarad, tõstejõud Y — lennujoon ja resultantjõud T — horisont, on omavahel risti. Seega moodustub Ra ja T vaheline nurk tõusu- ning väärtuse nurga summast &t-\-'"j- 6. Resultantjõu T ja tõmbejõu P vaheline nurk koosneb täisnurga ja trossinurga summast, s, o. 90°-j-|.
Kõikide jõudude suuruste leidmiseks vaatleme kolmnurka, mille haaradeks on T ja P. Jõudude   rööpküliku   põhjal võib   öelda,   et
200
 
p =
Siit selgub, et tõusul vajaliku tõmbejõu suurus oleneb purilennuki kaalust G, trossinurgast |, tõusunurgast 6j ja väärtuse nurgast 6. Kuna G ja 6 suurused on jäävad, siis olerieb va jalik "tõmbejõud tõusul trossi- ja tõusunurgast, suurenedes   koos   nende ka svuga.
Leiame nüüd vajaliku tõusukiiruse v't.  Teades,  et  Ra «= võime kirjutada:
millest
201
 
Kuna
siis
v/&viV~n.	(53)
 
Horisont
Kuna ülekoormus tõusul suureneb trossi- ja tõusunurga kasvuga, siis suureneb ka tõusul vajalik kiirus nende nurkade kasvades. Ülekoormuse suuruse üle tõusu ajal saab lendur otsustada tõusukiiruse järgi, sest kiiruse kasvuga kaasneb ülekoormuse suurenemine.
Joon. 130. Vajaliku trossikiiruse sõltuvus tõusukifrftsest.
Vajaliku trossikiiruse vtr. ja tõusukiiruse v/ omavahelise seose •selgitamiseks vaatleme neid mingil väga väikesel ajavahemikul, mille jooksul vtr. ja v/ võib praktiliselt lugeda konstantseks (joon. 130). Lõik vtr. v{ kiirusvektorite otspunktide vahel on osa ringjoonest, mille raadiuseks on trossi pikkus antud hetkel. Kuna lõik vtr.vt on vaadeldava ringjoone pikkusega võrreldes väga väike, võib seda praktiliselt lugeda sirglõiguks ning trossikiiruse vektoriga risti olevaks, mille suund uhtub ringi raadiuse, s. t. trossi suunaga. Moodustunud täisnurksest kolmnurgast on näha, et
Vtr. = Vtr • COS (6t + |) .	(54)
Praktiliselt väheneb püsiva nurga all tõusmisel cos(6>*-{- |) kii-remini, kui kasvab v/. Seetõttu väheneb trossinurga suurenemisega ka vajalik vtr. ning vintsi juht peab tõusu ajal vintsi pöördeid   (eriti  suuremate trossi-  ning tõusunurkade puhul)
pidevalt vähendama.
Tõusuks vajalik võimsus saadakse trossi tõmbejõu ja kerimis-Miruse korrutisest:
(55)
= -7^[HJ].
202
 
Püsiva nurga all tõusmisel kaasneb trossinurga kasvuga vajaliku võimsuse kiire suurenemine. Näiteks purilennuki KAI-12 tõusmisel 25°-se nurga all suureneb vajalik võimsus järgmiselt:
kui | = 0°, siis AV=64,3 HJ, kui 1^=20°, siis Nt = 76,2 HJ, kui 1 = 40°,     siis Nt= 106 HJ.
Kõik eeltoodud arvutused kehtivad eeldusel, et vintsi võimsus on küllaldane ega piira tõusukiiruse ning trossi- ja tõusunurkade kasvu. Kui tõus toimub väikese võimsusega vintsi abil, võib selle võimsus tõusu lõpul, kus vajalik Nt on suur, isegi lubatud tõusunurkade puhul osutuda käsutatud tõusunurgal vajaliku kiiruse säilitamiseks ebapiisavaks. Katse tõusunurka säilitada koh-iumisnurga ja seega ka Ra suurendamise abil siin ei aita, kuna sellega kaasneb vajaliku tõmbejõu ja seega jälle võimsuse kasv. Ühtlasi väheneb kohtumisnurga suurendamisel purilennuki põikpüsivus ning tekib oht pöörisesse sattumiseks. Katse hea põikpüsivusega purilennukil ebapiisava võimsusega vintsi abil suure tõusunurgaga lõusta lõpeb tavaliselt aga vintsimootori seismajäämisega viimase ülekoormamise tõttu.
Väikese võimsusega vintsi abil tõusmisel kehtib tavaline reegel: juhise enda poole võtmisel kiirus väheneb (Nt kasvuga kohtumisnurga suurendamisel kaasneb vintsi trumli pöörete vähenemine) ning juhise etteandmisel kiirus suureneb.
Vintsijuhilt ei saa nõuda, et ta kogu tõusu vältel täpselt hoiaks vajalikku trossikiirust, isegi juhul, kui vintsi mootoril on küllaldane võimsuse tagavara. Vajalik trossikiirus muutub võrdlemisi ebaühtlaselt ja selle reguleerimine purilennuki asendi järgi õhus on võimalik ainult ligikaudselt, pealegi mõjutab trossi kurust trumli täitumine keritud trossiga, mis suurendab pidevalt trumli läbimõõtu ja vähendab seega vajalikku trumli pöörete arvu. Seetõttu tekib tõusu ajal kiiruse kõikumisest tingitud oht, et purilennuk ületab lubatud kiiruse juba lubatust väiksematel trossinurka-del. Selle vältimiseks peab vintsijuht teadma purilennuki tegelikku kurust ning vintsi trumli pöördeid selle järgi reguleerima. Parimaks lahenduseks on siin kahepoolne raadioside vintsijuhi ja purilenduri vahel.
Lennupraktikas võib tekkida küsimus, kui suur kõrgus on üldse saavutatav küllaldase võimsusega vintsi abil, kui tõus toimub püsiva tõusunurga all. Saavutatava kõrguse saab arvutada kähe täisnurkse kolmnurga abil (joon. 131). Esimese neist moodustavad küljed Li, H ja tõusunurk 6t. Teise kolmnurga määravad küljed L2, H ja trossinurk |. Tõusukõrguse leidmisel jagame trossi pikkuse L kolmeks osaks: L = Ls + L\ ■-(- L2, millest:
Ls — starditeekonna pikkus [m];
L\ — tõusuteekonna projektsioon maapinnale: L\ — L — Ls — ~L2[m];
203
 
 
Joon. 131. Tõusul saavutatav kõrgus.
L2 — trossi pikkuse projektsioon   maapinnale   lahtihaakimise momendil [m].
Koostame kähe kolmnurga kohta võrrandite süsteemi:
H^L2tgi	ja	H= (L — Ls — L2)tg6t.
Teisest võrrandist leiame L2 suuruse:
(L-Ls)tg6t-H
asendame selle esimeses võrrandis:
(L-Ls)tg6t-H
H =
millest
(56)
=(L — Ls)
= 25
Asendades nurkade tangensid nende absoluutsete suurustega lubatud maksimaalse tõusu- ja trossinurga puhul  (teades, et &tmax —
 ja šmax =
0,4663-0,8391 0,4663 + 0,8391
H— il
saame: g,tg25°tg40° _ tg25o + tg40°~~
Kuna starditeekond Ls ei ületa tavaliselt 50 m, saab võrrandi praktiliseks käsutamiseks kirjutada järgmiselt:
# = .0,3 (L — 50) [m].	(57)
Seega võib öelda, et püsiva 25° -se tõusunurga puhul moodustab saavutatav kõrgus 30%i t r o s s i efektiivsest pikkusest. Liiga pika trossi käsutamine ei ole aga otstarbekas, eriti väikese võimsusega vintsi korral. Pika trossi suur kaal, õhutakistus, ning lõtk, mis vähendab, trossi efektiivset pikkust ja suunab tõmbejõu tunduvalf"suurema nurga võrra alla (suurem |), kui eelnevates arvutustes aluseks oli võetud, vähendavad märgatavalt saavutatavat kõrgust. Nii on näiteks kõige kasu-
204
 
 
Joon.  132. a — tõusu vertikaalkiirus ja b — tõusunurga suurenemine tuule mõjul A0t.
likum trossi pikkus tõusul mootorratta poolt käivitatava agregaadi abil (Nmax Ä* 20 HJ) umbes 1000 m. Selle pikkuse ületamisel hakkab saavutatav kõrgus eespool nimetatud põhjustel vähenema. Autostaf-dil (Nmax^ 60 — 140 HJ) käsutatava trossi pikkust pole samuti mõtet suurendada üle 1500 meetri.
Suurt mõju saavutatavale tõusukõrgusele, tõusunurgale, vajalikule trossikiirusele ning -võimsusele avaldab tuul. Kuna tõus toimub reeglina vastu tuult, võrdleme ülalnimetatud suurusi tuulevaikuse (joon. 132, a) ja vgstutuule puhul (joon. 132, b).
1 Vastutuule tõttu on purilennukil juba paigal olles teatav kärus õhu suhtes ning seetõttu saavutab ta vajaliku tõusukiiruse v/ (õhu suhtes) tunduvalt väiksema trossikiiruse juures kui vaikse ilmaga tõusmisel. Purilennuki horisontaalkiirus maapinna suhtes Vh on seejuures horisontaalkiirusest õhu suhtes vx tuule kiiruse u võrra väiksem. Kuna tuul vertikaalsuunas mõju ei avalda, jääb vintsi küllaldase võimsuse korral tõusukiiruse vertikaalne komponent vy muutumatuks:
vy = v/ sin ©t.	'	(58)
Tõusukiirus maapinna suhtes vu on vy ja Vh resultandiks ning erineb nii suunalt kui ka suuruselt y/-st. Nagu jooniselt 132, b näha, on tegelik tõusunurk maapinna suhtes A6t võrra tõusunurgast õhu suhtes (&t) suurem.
AOt leidmiseks vaatleme kolmnurka, mille moodustavad vu, v/ ja u. Siinuslause põhjal võib kirjutada:
205
 
 
(59}
0

siit   .	koosinuslause	sinA0t
sin A©i põhjal	sin 0t ' u sin 6	
Kuna	
	
		
siis	Vu
sin	=V"2 + v/	u sin 0,	eos &t,
f
Püsiva nurgaga tõusmisel v/ kogu aeg muutub, seetõttu asetatakse arvutustes valemisse vt  keskmine väärtus tõusu ajal.
Leides saadud valemi abil tõusnurga suurenemise maapinna suhtes, saab valemi (56) abil arvutada mistahes tuule kiirusel saavutatava tõusukõrguse Hu. Kuna uus tõusunurk võrdub &t-\-A&u siis
 
Kui tuule kiirus u moodustab V3 keskmisest vajalikust kiiru-sest tõusul 25°-se nurga all, saame trossinurgal |= 40°, kõrguseks •0,39 (L — Ls), s. o. 39%* trossi efektiivsest pikkusest. Tuule kiirusel u — 0,5 keskmisest f/-st, saame samadel tingimustel kõrguseks 46%( trossi efektiivsest pikkusest.
Seega saavutab purilennuk vastu tuult tõustes tunduvalt suurema kõrguse kui vaikse ilmaga.
Nagu eespool selgus, väheneb vajalik trossikiirus vastutuule puhul, seejuures ei olene aga vajaliku tõmbejõu P suurus tuulest.
P • V
Kuna  vajalik  vintsi  võimsus  Nt = —~-,  siis  väheneb  viimane
10
koos trossikiiruse vähenemisega ning tugeva tuulega on iseg: suhteliselt nõrka vintsi võimalik tõusmiseks käsutada.
Tõus tugeva, puhangulise tuulega, mis hooti võib suurendada purilennuki tõusukiirust, on ohtlik, kuna seejuures järsult kasvav ülekoormus võib põhjustada purilennuki purunemise suuremate trossi- või tõusunurkade puhul.
3. Tõus vintsi abil, muutuva tõusunurgaga
Tõusu püsiva nurga all kasutatakse tavaliselt ainult algvälja- . õppe puhul üheistmelisel purilennukil. Selle tõušuviisi põhilised puudused — suhteliselt väike saavutatav kõrgus, suur ülekoormus ja vajalik võimsus tõusu lõppjärgus — muudavad selle vaatamata lihtsale piloteerimistehnikale ebaratsionaalseks. Purilennuprakti-kas kasutatakse seepärast tavaliselt tõusu muutuva tõusunurgaga,.
206
 
Joon. 133. Purilennuki tõusujooned püsiva nurgaga  {A) ning püsiva ülekoormusega (B ja C) tõusul.
mis on vaba ülalnimetatud puudustest. Piloteerimistehnika seisukohalt Dn see tõusuviis aga keerukam, kuna siin tõusunurk pide vait muutub.
Tutvume nüüd lähemalt eelistega, mida pakub muutuva nurgaga tõus. Joonisel 133 on kujutatud kolm purilennuki tõusujoont neist A vastab tõusule 25°-lise püsiva nurga all, B — tõusule muutuva nurgaga, kuid püsiva ülekoormusega n = 2 ning C — tõusule muutuva nurgaga ja püsiva ülekoormusega n — 3. Tõu sud on toimunud tuulevaikuses, kusjuures trossi efektiivseks pikkuseks on võetud 1000 m. Lihtsuse mõttes ei ole joonisel tõusule eelnevat starditeekonda toodud.
Nagu eespool käsitletust teada, on 25°-lise püsiva nurga all tõustes suurimaks lubatud trossinurgaks 40°, millele, nagu jooniseli näha, vastab maksimaalne saavutatav kõrgus 300 m. Suurema lõusukõrguse saavutamist ei võimalda trossinurga edasise suurenemisega kaasnev ülekoormuse kiire kasv, kuna juba | = 50c puhul «'= 3,71.
Tõusukõrguste leidmiseks muutuva tõusunurga all püsiva ülekoormusega tõusmisel on joonisel 133 käsutatud graafilist meetodit, kuna matemaatiline arvutüskäik antud juhul on praktiliseks käsutamiseks liiga keerukas.
Trossi alguspunktist (vintsi asukohast) on iga 10° järele tõm-
207
 
eos
matud sirge, mis märgib trossi asendeid erinevatel trossinurkadel (mida suuremat täpsust tahetakse saavutada, seda väiksem peab olema trossinurkade vahe). Valemist (51)
n =
leitakse vastavalt valitud ülekoormusele n iga trossinurga | jaoks tõusunurga @t suurus, kusjuures käesoleva näite puhul on väärtuse nurga 6 suuruseks võetud konstantselt 5°. Kuna tõusunurk trossinurga suurenedes pidevalt muutub, leitakse edasi iga | väärtuste vahemiku jaoks keskmine Of. Nüüd tõmmatakse koordinaatide O-punktist sirglõik | = 0— 10° vahemikule vastava keskmise tõusunurga 6t all kuni lõikumiseni sirgega |= 10°. Saadud lõikepunktist tõmmatakse edasi vahemikule | = 10 — 20° vastava keskmise tõusunurgaga sirglõik kuni lõikumiseni sirgega | = 20° ja nii jätkates leitakse lõikude kaupa,kogu tõusujoon. Joonisel 133 toodud tõusujoonte arvutus on esitatud tabelis 4.
Tabel  4
Tõusnurga &t väärtused olenevalt trossinurgast £ ülekoormustel

		n ■= 2 ja n <= 3		
	n =	= 2	n =	-3

		Keskmine 6t	et	Keskmine &t .
0°	55°00'		,65°31'	
		50°15'		60°39'
10°	45°30'	/( 1 o i Cf	55°46/	
20°	36°59'	41   1<3	46°45'	
		33°09'		42°29'
30°	29°19'		38° 13'	
		25°54'		34° 13'
40°	22°29'		30°12'	
		19°22'		26°25'
50°	16°15'		22°37'	
		13°23'		19°01'
60°	10°31'		15°24'	
		8°W		11°56'
70°	5°49'		8°27'	
Nagu jooniselt 133 näha, saavutab purilennuk püsiva ülekoormusega tõustes tunduvalt suurema kõrguse kui püsiva tõusnurga all tõustes. Seejuures on tõusukõrgus seda suurem, mida suurem on ülekoormus.
Praktiliselt on saavutatav kõrgus siiski pisut väiksem arvutatust, kuna lennu ohutuse tagamiseks ei lubata maapinna lähedal tõusunurka suurendada üle 40°. Väga suure tõusunurga puhul võib tõmbe ootamatu lakkamine (vintsimootori seismajäämine, trossi Jkatkemine) põhjustada raske avarii. Maksimaalne trossinurk võib
208
 
muutuva nurgaga tõustes tunduvalt suurem olla kui püsiva nurga all tõustes. Ohutustehnilistel põhjustel ei lubata tõusu siiski jätkata trossinurkadel üle 70°, kuna purilennuki küljes olev tross võib 90° trossinurga ületamisel põhjustada lennuõnnetuse.
Tekib küsimus, kuidas saab lendur hoida ülekoormust kogu tõusu vältel püsivana, kuna vajaliku täpsusega tõusu- ja trossi-nurka hinnata on praktiliselt võimatu. Kuid see ei olegi vajalik. Purilendurile tuleb  siin  abiks  ülekoormuse sõltuvus  lennukiiru-
sest. Valemist vt'i==vi\/n on näha, et mingi kohtumisnurga juures püsiva ülekoormusega tõusmiseks tuleb sellele kohtumisnur-gale vastav lauglemiskiirus korrutada ruutjuurega ülekoormusest ning siis kiirusemõõtja järgi saadud kiirusega tõusta. Tõus toimub sel juhul soovitud ülekoormusel automaatselt. Suurim tõusunurk saavutatakse seejuures ökonoomse kohtumisnurgaga lennates.
Näitena arvutame purilennuki KAI-12 vajaliku kiiruse tõusul püsiva ülekoormusega n <= 2 ökonoomse kohtumisnurga juures, kus vi== 71 km/t.
 t= 100 km/t.
v/ ,= Vl. yTz =
Iga purilennuki tüübi maksimaalne lubatud tõusukiirus antakse purilennuki tehniliste andmete juures. Purilennukil KAI-12 on maksimaalseks lubatud tõusukiiruseks 100 km/t, seega ei tohi KAI-12-ga tõusta suurema ülekoormusega kui 2.
Kähe tõusumooduse võrdluseks vaatleme purilennuki KAI-12 tõusuks vajalikke kiirusi joonisel 134. Püsiva nurgaga tõustes suureneb paratamatult koos trossinurgaga ka vajalik kiirus (tõusu-kiiruse kõver A). Vajaliku kiiruse kasv on analoogiline ülekoormuse kasvuga. Juba trossinurgal 0° on tõusuks vajalik kiirus laug-lemiskiirusest suurem ja trossinurgal 40° ületab vaadeldud puri-lennukitüübi maksimaalse lubatud tõusukiiruse. Püsiva • ülekoormuse ja vastavalt ka püsiva kiirusega (kõver B) tõusu kestust lubatud trossinurgani 70° ei piira mingid tingimused.
Vajalikud trossikiirused vtr. erinevad märksa lennukiirustest. Erinevus on seda suurem, mida enam kasvab trossinurk. Joonisel 134 antud trossikiiruste kõverad on arvutatud vastavalt tõusu-ja trossinurkadele valemi 54 abil. Trossikiiruste kõverad Ar ja Br vastavad samade tähistega vajalike tõusukiiruste kõveratele.
Püsiva ülekoormusega tõusul väheneb vajalike trossikiiruste vahe tõusu alguses ja lõpus, moodustades KAI-12 puhul vastavalt 57,4 (|-==0°) ning 46,2 km/t (|=40°), samal ajal kui püsiva nurgaga tõusul on kiirused eeltoodud trossinurkadel 69,1 km/t ja 45 km/t. Vintsi juhtimine on muutuva nurgaga tõusul seega lihtsam.
Gsin
Ka vajalik tõmbejõud P muutub kogu tõusu vältel (valem 52):
eos
p =
209
14   Purilend
 
 
 
Joon.  134. Purilennuki KAI-12 vajaliku kiiruse ja trossi-kiiruse sõltuvus trossinurgast   erinevate tõusumooduste
puhul.
 
Joon. 135. KAI-12 tõusuks vajaliku tõmbejõu ja võimsuse sõltuvus trossinurgast  erinevate tõusumooduste käsutamisel.
 

 
Püsiva nurgaga tõustes jääb sm(0t-\-@) muutumatuks, cos (@t'-\- e~\- |) aga | kasvades väheneb. Seepärast suureneb koos trossinurgaga ka vajalik tõmbejõud P. Hoopis vastupidine nähe esineb aga muutuva nurgaga tõusul, Trossinurga kasvades siin tõusunurk väheneb ning seega sin (@tJr&) väheneb märksa kiiremini kui cos (6>r+6> + |), sest nurk (Ot+O + i) suureneb trossinurga kasvades võrdlemisi aeglaselt.
Joonisel 135 on toodud purilennuki KAI-12 vajaliku tõmbejõu ja võimsuse muutumine nii tõusul püsiva nurgaga A kui ka püsiva ülekoormusega B. Püsiva nurgaga tõustes kasvab vajalik tõmbejõud P trossinurga suurenedes kiiremini kui väheneb vajalik tros-sikiirus vtr., mistõttu vintsilt nõutav võimsus pidevalt suureneb. Eriti kifiesti hakkab võimsus kasvama trossinurkadel üle 40°. Tõustes aga püsiva ülekoormusega, toimub asi vastupidiselt ning | suurenedes vajalik võimsus väheneb.
Eeltoodu põhjal võib anda reegli vintsi valikuks.
Püsiva nurgaga tõusul peab vintsi .maksimaalne   võimsus vastama purilennuki tõusuks
210
 
vajalikule võimsusele trossi nurgal 40°, kuna Nt on siis suurim. Püsiva ülekoormusega tõusul tuleb vintsi võjmsus valida tõusu alguseksvajaliku võimsuse järgi, sest viimane on kõige suurem, kui !*='0°.
Näiteks purilennuki KAI-12 püsiva nurgaga tõusuks käsutatava vintsi võimsus peaks olema 106 HJ. Kui soovitakse tõusta lubatud maksimaalse kiirusega, s. o. v/ = 100 km/t (ülekoormusega nt=2), siis peaks vintsi maksimaalne võimsus olema 160 HJ. Vintsi vajalikud maksimaalsed võimsused saab arvutada mistahes purilennuki kohta ja valida sellele vastavalt vintsi mootor.
Kui vintsi maksimaalne võimsus on tõusuks vajalikust võimsusest väiksem, siis ei tähenda see sugugi, et vintsi ei saa üldse käsutada. Ainult saavutatavad kõrgused vähenevad seda enam, mida rohkem erineb vintsi maksimaalne võimsus vajalikust.
Kõik varemöeldü kehtib vaikse ilma korral. Analoogiliselt tõusule püsiva nurga all suureneb saavutatav kõrgus ka püsiva ülekoormusega tõusul seda enam, mida tugevam on tuul. Trossi vajalik kiirus ja  võimsus vähenevad  tuule toimel  tunduvalt.  Vints,
211
 
 
700
60Q\ 500
400
300
200 100
ŽL
m
KAM2
\U-12 m/sek.
n=2
= 6m/sek\
=3m/sek U=Om/seE
•^
Hü
160\
Kai-i2
*ÖK=8,7°
120
80
40
2       4       6      8       10      12   um/sek
Joon.  136. Tuule mõju vajalikule võimsusele purilennuki KAI-12 tõusul püsiva ülekoormusega  n — 2.
mille võimsus tuulevaikuse korral ei ole küllaldane maksimaalse kõrguse saavutamiseks, võib tugeva tuulega osutuda isegi liiga võimsaks.
Tuule mõju arvutamine püsiva ülekoormusega tõusule on võrdlemisi keerukas ja aegaviitev. Seepärast tutvume ainult arvutuse tulemustega purilennuki KAI-12 kohta. Joonisel 136 on näidatud stardiagregaadi vajaliku võimsuse vähenemine tuule kiiruse kas-vamisel, kui tõus toimub ülekoormusega n = 2. Püsiva ülekoormusega tõusul, nagu teada, on vajalik võimsus kõige suurem trossinurgal 0°, s. o. tõusu algul. Seepärast on graafiku koostamisel lähtutud vajalikust võimsusest trossinurgal | — 0°. Nagu jooniselt nähtub, osutub tuule kiirustel üle 8 m/sek tavaline veoauto mootor küllalt võimsaks, et tagada tõusu püsival ülekoormusel n = 2 igasuguse trossinurga | puhul.
Purilennuki tõusujoon maapinna suhtes muutub tõusul püsiva ülekoormusega koos tuule kiiruse kasvuga analoogiliselt tõusule püsiva nurga all. Mida tugevam on tuul, seda enam suureneb tõusunurk maapinna suhtes. Purilennuki t õu s u -nurk ja seega kapoti asend ning tõusuks vajalik kiirus õhu suhtes tuule mõjul aga ei muutu. Jooniselt 137 võib lugeda purilennukiga KAI-12 saavutatava kõrguse tõusul ülekoormusega n = 2 mitmesugustel tuule kiirustel efektiivse trossi pikkuse Le~ 1000 m juures.
Joonisel 137 kujutatud püsiva ülekoormusega tousujoonte graafikud on joonestatud astmelistena, sest tõus on arvutatud üksikute lõikude kaupa, trossinurkade vahega 10°. Tegelik tõus toimub mööda sujuvat kõverjoont püsival kiirüsel. Kuna joonisel on iga
212
 
Joon.  137. Tuule mõju purilennuki KAI-12 tõusujoonele maapinna suhtes
püsival ülekoormusel n — 2.
lõigu tõusunurk joonestatud võrdsena lõigu lõpp-punkti tõusunurgale, on tõusunurk väiksem keskmisest. Kui aga arvestada tõusunurga sujuvat suurendamist maapinna lähedal (üleminek .hoovõtult tõusule peab toimuma võrdlemisi suure raadiusega), siis peaksid jooniselt loetavad tulemused vastama tegelikkusele.
Nii tõusu parameetrite kui ka piloteerimistehnika suhtes on olulise tähtsusega sleppluku asukoht. Lennukislepis käsutatav slepplukk on harilikult kinnitatud purilennuki ninaosa alla. Vintsi käsutamisel see kõht ei sobi, kuna suurte trossinurkade puhul tekitaks tõmbejõud suuri pikeerivaid momente, mille tasakaalustamine horisontaalsaba kabreeriva momendi abil on tihti teostamatu ja seega ei saaks lendur anda purilennukile küllaldast tõusunurka. Isegi juhul, kui horisontaalsaba efektiivsusest piisab tõmbejõu pikeeriva momendi tasakaalustamiseks, osutub liigne kõrgustüüri üleskallutamine suure negatiivse tõstejõu tekitamise arvel tõusule ebasoodsaks. Horisontaalsaba negatiivse tõstejõu võrra väheneb kogu purilennuki tõstejõud, mistõttu vajalik kiirus ja vajalik vintsi võimsus tõusevad.
Vintsi abil tõustes kasutatakse lisaslepplukku, mis asub purilennuki kere all, raskuskeskmest   30—60°   nurga   võrra   eespool
213
 
Slepplukk maapealse	
stardiagregaadiga startimiseks
(joon. 138), või siis raskuskeskmest pisut eespool kere külgedel asuvat kahepoolset slepplukkude paari. Neist on viimane pilotee-rimistehnika seisukohalt kõige mugavam. Trossi poolt purilennukile üleantav tõmbejõud siin raskuskeskme suhtes nimetamisväärset momenti ei tekita ja purilennuk allub mistahes trossinurgal hästi lenduri juhtimisele. Mõningaks puuduseks on aga sleppluku poolte sünkroonsuse nõue, suhteline luku keerukus ja ekspluatatsioonis tülikam kähe otsaga tross.
lennukile
Slepplukk
Joon. 138. Slepplukkude asetus purilennukeil.
Sleppluku viimine kere all lihtsalt raskuskeskmele lähemale
vastab hästi lihtsuse ja mugava ekspluatatsiooni nõuetele, tekitab
aga erinevatel trossi nurkadel küllaltki suuri ning tõusu algul ja
lõpus vastupidiseid momente. Seetõttu nõuab niisugune slepplukk
purilenduri poolt suuremat tähelepanu ja kogemusi. Startimisel ja
tõusu algul tuleb purilennuki kabreerjmist takistada juhise energi
lise etteandmisega, tõusu vältel, eriti aga lõpul, tuleb, vastupidi
juhist oma poole hoida.	'
Seni vaadeldud tõusu parameetrite määramisel lähtusime ökonoomsest kiirusest ja sellele vastavast ökonoomsest kohtumisnur-gast. Kuna suurim tõstejõud ja seega ka maksimaalne ülekoormus mingil kindlal kiirusel saadakse kriitilise kohtumisnurga puhul, siis tekib küsimus, kas saab tõusul tekkida seni valitud vajalike kiiruste puhul suuremaid ülekoormusi kui arvutatud? Kuivõrd ülekoormus kriitilisel kohtumisnurgal saab olla suurem ülekoormusest ökonoomsel kohtumisnurgal, teeme kindlaks  arvutusega.
214
 

n
Mistahes purilennukile ökonoomsel ja kriitilisel kiirusel mõjuvate ülekoormuste suhe on pöördvõrdeline vastavate kiiruste suhte ruuduga, s. o.
max
"■öh.	- "min
kuna tõstejõud sõltub kiiruse ruudust. Siit
n
max
— n°k\v   ■
Vaadeldes nüüd purilennukite vök. ja vmln suurusi, näeme, et nende suhe kõigub küllaltki kitsastes piirides, s. o. 1,2— 1,3, millele vastab ülekoormuste suhe ökonoomsel ja kriitilisel kohtumisnurgal 1,4—1,7. Seega:
Järelikult võivad maksimaalsed võimalikud ülekoormused tõusul ületada ökonoomsel kohtumisnurgal esinevaid ülekoormusi 1,4— r,7 korda. Need võivad tekkida siis, kui lendur ökonoomsele kohtumisnurgale vastava kiirusega tõustes käsutab kriitilist koh-tumisnurka. Tõusul käsutatav ülekoormus ei tohtinud ökonoomsel kohtumisnurgal olla üle kähe, järelikult:
nmaX= (1,4— 1,7) -2 = 2,8 — 3,4,
mis ei ole ohtlik ühelegi maapealse stardiagregaadi abil tõusuks lubatud purilennuki tüübile. Loomulikult on vajalik vintsi võimsus sel juhul tunduvalt suurem vajalikust võimsusest tõusul ökonoomse kohtumisnurga juures.
Lõpuks on tähtis teada, et nii vajaliku võimsuse puudujääk kui ka vajaliku võimsuse ületamine vintsi poolt vähendavad püsiva lennukiiruse säilitamisel tõusunurka ja koos sellega maksimaalset saavutatavat kõrgust.
Arvutusnäiteid
1.	Kui suur on purilennuki KAI-12 tiivale mõjuv koormus kilogrammides
(tõstejõud), kui  staatiline  ülekoormus  n = 2?    Teades,  et  KAI-12   lennukaal
Y
G = 435 kG, leiame tiivale mõjuva jõu valemi 50 abil. Kuna n = -^, siis
Y = Gn = 435 • 2 — 870 kG.
2.	Leida purilennuki BRO-12 vajalik kiirus v{ püsiva ülekoormusega tõu
suks! Purilennuki BRO-12 ökonoomne lauglemiskiirus on 55 km/t ja tõus peab
toimuma ülekoormusega n = 2,2.
(53)	v{ = vt V~n = 55 • V~2£ «* 82 km/t.
3.	Arvutada vajalik vintsi võimsus purilennuki KAI-11 tõusuks tuulevaiku
ses, kui püsiv tõusunurk 0^=10°! Purilennuki KAI-11 aerodünaamiline Väärtus
loiisul olgu 10(© = 5°42/), vajalik lauglemiskiirus ökonoomsel kohtumisnurgal
•>.r) km/t ja lennukaal G= 142 kG. -
Maksimaalne võimsus on vajalik tõusu lõpul, s. o. kui | = 40°.
215
 
Esmalt leiame ülekoormuse
		eos |
n ~ eos (| + 6t + 6»)
(51)
(53) (54)
(52)
	eos 40°	 0/7660 _
eos (40° + 10° + 5°42') ~ 0,5635 ~   '    '
Vf' = Vl V n = 55 • V 1,36 = 64,1  km/t = 17,8 m/sek. = Ü/COS (Ö( + |) = 17,8 eos (10°+ 40°) = 17,8-0,6428= 11,5   m/sek. _   G sin (0t + 6>)   __   142 sin (10° + 5°42')    _ ~ eos (£ + Bt + ®)~ eos (40° + 10° + 5°42/) ~"
142-0,2706      fiRO
= 68,3  ku.
0,5635 Seega nõutav maksimaalne võimsus:
_ PtV.      68,3- 11,5
(55)
= 10,5 HJ.
75    ~         75
4.  Arvutada eelnevale ülesandele vastavates tingimustes saavutatav tõusu kõrgus, kui trossi pikkus L = 700 m!
tg 6t tg!	ia ^ao^aA0°
(56)	//=(!- Ls) ^_  *, ,„, = (700 - 50)
94 m.
= 650
0,1763-0,8391
0,1763 + 0,8391
5. Kui palju suureneb .saavutatav kõrgus eelnevale ülesandele vastaval tõusul, kui tuule kiirus on 6 m/sek?
u sin 6
Kõigepealt leitakse tõusunurga suurenemine tuule mõjul, kui keskmine kiirus tõusul v/= 15 m/sek:
t
(59)
V u2 + Ü/2 — 2uv/ eos öf      V 62 + 152 — 2 • 6 • 15 eos 10° 6-0,1736
6-sin 10°
= 0,1138;
V 36 + 225 — 2 • 6 • 15 • 0,9848
Asendades valemis 56 endise tõusunurga 6^=10° uue tõusunurgaga maapinna suhtes, s. o. 6tArA6t= 10° + 6°32/= 16°32',   saame:'
H={L-La)
= (700 — 50)
tg &t + tg
0,2968-0,8391
tg 16°32/tg40°   _
tg 16°32/ + tg40° = 142 m.
= 650
0,2968+0,8391 Seega saadakse tuule kiirusel 6 m/sek  lisakõrguseks 142 — 94 = 48 m.
6.	Kui suur on maksimaalse lubatud püsiva tõusunurgaga   (6 = 25°) .saa
vutatav kõrgus tuulevaikuses, kui trossi pikkus on 300 m?
(57)	H = 0,3 (L — 50) = 0,3 (300 — 50) = 75 m.
7.	Arvutada  purilennuki  KAI-12 vertikaalkiirus tõusul,  kui  o/=100km/t>
n==2 ja trossinurk |=10°, millele vastab antud juhul tõusunurk @^ = 45°30't
(58)	vy = v/ sin 0t =~ sin 45°30'= ™ ■ 0,7133 =19,8 m/sek.
8.	Kui suur on purilennukile KAI-12 mõjuv maksimaalne võimalik ülekoor
mus tõusul maapealse stardiagregaadi abil, kui vmin= 55 km/t ja üöft_= 71 km/t ?
Tõus toimub kiirusega 100 km/t, millele aök_ puhul vastaks n = 2.
216
 
v
Kuna antud juhul  nök — 2, siis
 min
nmax
 \
 ——
55
4.   Maandumine
Maandumiseks nimetatakse lennu lõpetamisel aeglustuvat liikumist õhus ja seejärel maapinnal kuni seismajäämiseni. Maandumine on lennu üheks raskemaks osaks, kuna see on seotud purilennuki täpse piloteerimisega maapinna vahetus läheduses. Piloteerimise vead, mida on kerge parandada suures kõrguses, võivad maandumisel lõppeda õnnetusega. Seepärast on iga algaja purilenduri tähtsamaks ja tavaliselt raskeimaks ülesandeks omandada küllaldane vilumus reeglipäraseks maandumiseks.
Maandumisele läueldes teeb purilendur nn. maandumisarves-tuse, et hinnates lennukõrgust ja kaugust soovitud maandumiskohast, juhtida purilennuk täpselt kavatsetud maandumiskohale ja seal maanduda. Maandumise alguseks loetakse momenti, mil purilennuk on lähenenud maapinnale 10 m kõrguseni (joon. 139). See kõrgus on vajalik lennuvälja piiril asuvate takistuste ohutuks ületamiseks.
Maandumine jaguneb neljaks etapiks.
 
Joon.  139. Purilennuki maandurnisetapid. 217
1.	Maapinnale   lähenemine,   mille vältel laueldakse
püsiva kiiruse ja lauglemisnurgaga 10 m kõrguselt kuni 2 m kõr
guseni.
2.	Väljajoondumine,  kus purilennuk viiakse lauglemis-
asendist horisontaalasendisse. Väljajoondumine algab 2 m kõrgu
sel (tavalistel purilennukitüüpidel) ja lõpeb 0,5 m kõrgusel.
3.	Väljahoidmine,   mis on vajalik   lennukiiruse  vähen
damiseks kuni maandumiskiiruseni.   Väljahoidmise ajal   läheneb
 
purilennuk aeglaselt maapinnale, 0,5 meetrilt kuni 0,10—0,15 m kõrguseni. Väljahoidmine toimub arvestusega, et 0,10—0,15 m kõrgusel lendaks purilennuk maandumiskiirusel. Sellelt kõrguselt toimub läbivajumine maapinnale.
4. Maapinnale laskumine ja sellele järgnev läbijooks on maandumise lõppetapiks. Läbijooksu vältel väheneb purilennuki liikumiskiirus nullini.
Maapinnale lähenemisel mõjuvad purilennukile tavalisel laug-lemisel esinevad jõud. Kuna kõik jõud, s. o. Y, G\, X ja Gi on omavahel tasakaalus, läheneb purilennuk maapinnale püsiva kiirusega. Kaasaegsetel purilennukitel on suure aerodünaamilise väärtuse tõttu, juhul kui tiiva mehhanisatsioon puudub või seda ei kasutata, väga lame lauglemisjoon. Seetõttu kujuneb maandumisteekond pikaks. Nii näiteks väärtusel K — 30 tuleks maapinnale lähenemisel läbida teekond Li<=HK= (10 — 2) • 30 = 240 m. Seda tuleh arvestada kõrgete takistustega piiratud lennuväljale või väljakule maandumisel.
Väljajoondumise alguses, 2 m kõrgusel maapinnast, suurendab lendur juhise sujuva liigutusega kohtumisnurka. Tiiva tõstejõud suureneb ja sunnib purilennukit liikuma kõverjooneliselt, (joon. 140). Lauglemisnurk ja vajumiskiirus vähenevad nullini, s. t. purilennuk hakkab liikuma 0,5 m kõrgusel paralleelselt maapinnaga. Väljajoondumise käigus väheneb pidevalt raskusjõu projektsioon lennusuunale G2, muutudes nulliks väljajoondumise lõpul. Kuna takistust tasakaalustav raskusjõu komponent G2 väheneb, takistus aga kohtumisnurga suurenemise tõttu kasvab, siis tekib jõudude ebavõrdsus, s. o. X > G2. Purilennuki tasakaal lennusuunas on rikutud ja kiirus hakkab pidevalt vähenema.
Küruse pidevast vähenemisest tekkivat tõstejõu kahanemist kompenseerib lendur juhise enda poole võtmisega, suurendades vas-
 
Joon. 140. Väljajoondumisel mõjuvad jõud. 218
Y
 
tavalt küruse vähenemisele kohtumisnurka. Seega püsib väljahoid-mise ajal tõstejõu ja raskusjõu ligikaudne võrdsus. Niipea kui purilennuk vajub maapinnale lähemale, suurendab lendur kohtumisnurka, hoides purilennukit õhus, kuni kiirus väheneb minimaalseks. On loomulik, et mida väiksemal kiirusel toimub maapinnale laskumine, seda ohutumad on maapinna konarused ja seda vähem siledat pinda on vaja läbijooksuks. Seepärast toimub maandumine normaaltingimustes (kui tuule kiirus pole väga suur) alati minimaalsel kiirusel. Purilennuki telik on paigutatud nii, et üheaegsel maapinna puutumisel suusa (ratta) ja sabakarguga oleks tiiva kohtumisnurk lähedane kriitilisele ning võimaldaks seega maapinnale laskuda minimaalsel, nn. maandumiskiirusel.
 
2G
Maapinna lähedus mõjutab mõningal määral tiiva tööd. Tiiva poolt tekitatav õhuvoolu kalle väheneb ja seega vastavalt ka induktiivne takistus. Purilennuki väärtus on samal kohtumisnurgal maapinna lähedal suurem kui lennu ajal suuremal kõrgusel. Voolu kalde vähenemine tingib kriitilise kohtumisnurga vähenemise {Cymax jääb samaks mis suurematel lennukõrgustel). Tekib tiiva efektiivse külgsuhte suurenemine. Seetõttu on kriitilisel kohtumisnurgal maapinna lähedal purilennuki pikinurk paari kraadi võrra väiksem kui suurel kõrgusel. Nimetatud põhjusel ja küllaldase põikpüsivuse tagavara kindlustamiseks valitakse purilennuki seisunurk (tiiva kohtumisnurk purilennuki seismisel maapinnal) tavaliselt 3°—-5° võrra kriitilisest väiksem. Seega normaalsel maapinnale laskumisel, kui purilennuk puudutab maad üheaegselt teliku kähe punktiga (nn. maandumine kahele punktile), ei ole kohtumisnurk veel kriitilisega võrdne, vaid viimasest 1—3° võrra väiksem. Maandumiskiiruseks võib küllaldase täpsusega lugeda minimaalset horisontaallennu kurust:
y max
"ümin —
Mõnikord ületatakse väljahoidmise lõpul kas lenduri ebaõige, piloteerimise või õhuvoolude toime tõttu kriitiline kohtumisnurk. Kui kriitilise kohtumisnurga ületamine toimub maapinna lähedal, s. 0. 0,1—0,3 m kõrgusel, siis ei ole tiivalt voolu rebenemine ohtlik. Purilennuk puudutab telikuga maapinda enne tiiva autorotatsiooni arenemist. Küruse kaotus suuremal kõrgusel võib aga eriti ebarahuldava põikpüsivusega purilennukil põhjustada langemise ühele lavapoolele, mille tõttu tiiva ots põrkub järsult vastu maad ja puruneb.
Peamine raskus piloteerimisel väljajoondumise vältel seisneb õiges kõrguse hindamises, mis peab olema küllalt täpne, et maandumiskiirusel asuks purilennuk 10—15 cm kõrgusel maapinnast. Sel juhul on löök maapinnaga kohtumisel teliku amortisatsiooni ja konstruktsiooni elastsuse tõttu peaaegu tajumatu. Maapinnale laskumise hetkel on purilennuki tõstejõud raskusjõust pisut väiksem
219
 
 
Y<G
Joon. 141. Maapinnale laskumisel mõjuvad jõud.
ja seetõttu tekibki lennujoone kõverdumine alla (joon. 141). Ku£ lendur seejuures veelgi pisut kohtumisnurka suurendab (tingimusel et a<^a,kr.), toimub maapinnale laskumine ilma vähimagi põrketa.
Purilennuki laskudes maapinnale tekib teliku ja maapinna vaheline liikumist pidurdav hõõrdejõud (joon. 142). Kuna hõõrdejõu rakenduskese on allpool purilennuki raskuskeset, püüab purilennuki ninaosa ennast vastu maad suruda. Suusa ratsionaalse konstrukt-siooni puhul ei ole see ohtlik. Rattast eespool asuv vastu maapinda surutud suusk pidurdab järsult edasiliikumist ja vähendab läbijooksu teekonda. Kui purilennuki ninaosa on aga väga lühike/ võib konarlikul või pehmel lennuväljal suure pidurdava momendi tõttu tekkida purilennuki viskumine üle ninaosa, nn. kapoteerimine^ mistõttu lendur peab juhise parajal määral enda poole võtmisega vältima purilennuki liigset kaldumist ninale. Läbijooksul kaha-neva kiiruse ja pidurdamisel vähenenud kohtumisnurga tõttu (kui purilennuki suusa esiosa on surutud vastu maapinda) väheneb pidevalt tõstejõud ja aerodünaamiline takistus. Kui läbijooksu algul takistusel on küllalt suur pidurdav toime, siis läbijooksu teisel poolel langeb takistuse osatähtsus ja peamiseks pidurdavaks jõuks muutub hõõrdejõud.
Y<G
 
Joon.  142. Läbijooksul mõjuvad jõud. 220
Läbijooksu pikkus oleneb suurel määral lennuvälja pinnase iseloomust. Pehme pinnas (sügav lumi, pori jne.) suurendab hõõrdejõu du ja vähendab läbijooksu teekonda, kuid võib põhjustada purilennuki kapoteerimise.
 
Analoogiliselt stardiga on tuule mõju maandumisel suur. Maandumine peab toimuma reeglina alati vastu tuult. Ainult erandjuhtudel võib osutuda vältimatuks külgtuulega maandumine. Pärituulega maandumisest, eriti tugeva tuulega tuleb üldse hoiduda. Vastutuul vähendab maandumiseks vajalikku teekonda kõigi maandumisetappide juures ja vähendab maandumiskiirust maapinna suhtes. Pärituul mõjub aga vastupidiselt.
Eelnevalt on teada, et vastutuult laueldes on lauglemisnurk maapinna suhtes suurem kui tuulevaikuses, seega on maapinnale lähenemiseks vajalik teekond väiksem kui vaikse ilmaga. Tuule kurust arvestades leitakse maapinnale lähenemiseks vajalik tee pikkus valemi 47 abil: Li = HK + ut. Kuna maapinnale lähenemiseks loetakse lauglemist 10 meetri kõrguselt kuni 2 meetri kõrgu-
 = HK~\	=
..    i      i                 ,       H       10 —2    .
seni, sus lauglemisaeg   t = -—■ =	ning
= H U + -f-) , kust
(60)
Valemi käsutamisel ei tohi unustada, et vastutuul, loetakse negatiivseks, pärituul aga positiivseks.
Väljajoondumise ja väljahoidmise teekonna pikkuse arvutamisel lähtutakse kahest jõudude võrrandist. Küllaldase täpsusega kehtib kogu väljajoondumise ja väljahoidmise käigus tõstejõu võrdsus raskusjõuga, s. o.
Y^ Q
ja takistuse võrdsus purilennukile mõjuva inertsjõuga, s. o.
X & mj,
.	M	, -	kG sek2    /	'G \
kus: m   — purilennuki mass ——— ym =—j,
j    — keskmine kiirendus (negatiivne) väljajoondumise algusest kuni maapinnale laskumiseni m/sek2. Jagades teise võrrandi esimesega saame:
X        mj     j.	n	X        cx
-y = -£-,. Kuna G ~= mg ning .-pr = —, sus
if.^.5/ ehk -^ = 4r, millest y = -f.     /      ■
cB        mg	g        K	J       K
Teiselt poolt võrdub keskmine kiirendus:
min-
ü, — V
221
 
 
■   •
kus vi    — lauglemiskiirus väljajoondumise algul m/sek.; Vmin— maandumiskiirus m/sek.;
t      — väljajoondumiseks ja väljahoidmiseks vajalik aeg sek* Viimasest võrrandist saame:
min
vi — v
 
 
mmmmmmmmmmfm
J
{.   i
Kuna keskmine kiirus väljajoondumise ja väljahoidmise käigus , siis vajalik teekond
Vk= ——9-
 min
 - v
 min
 min
 - V
 
J
 
2/
 
Joon.   143.  Külgtuule mõju pareerimine enne maandumist Ühistamise abil..
 
Asendame valemis keskrnise. kiirenduse ja lisame tuule mõju: arvestava teguri, siis
 
u(vl—vmin)
ü2min)   + Ut ■= -z- (Vi2 — V'
4-
min
2g
^j- (vt — ümin) ehk
(61)
LV'= 0,1 K(Vi — Vmin) [0,5 (ül -f Vmin)-\r U]    [m].
Selle valemi abil saab arvutada väljajoondumiseks ja väljahoidmiseks vajaliku teekonna pikkuse koos tuule mõjuga. Valemisse tuleb asetada purilennuki väärtuse K maksimaalne suurus, mis vastab professor V. Põšnovi uurimuste järgi hästi tegelikkusele, kuna maapinna mõju vähendab teatud määral induktiivset takistust ja tõstab seega K suurust, vi ja Vmin tuleb väljendada m/sek.
Läbijooksu teekonda maapinnal saab määrata koos tuule mõju: arvestamisega järgmise empiirilise valemi abil:
 ÜWt^	(62)
~'~	50
kus Vmin — maandumiskiirus km/t; u      — tuule kiirus km/t. Kogu maandumisteekond Lm moodustub seega kolmest osast:
1.	Maapinnale lähenemisel läbitav teekond Li;
2.	Väljajoondumisel ja väljahoidmisel läbitav teekond Lv;
3.	Läbijooksul läbitav teekond Lj.
m =• Li + Lv -f- Lj.	(öö)
Külgtuulega maandumisel liigub purilennuk tuule kiirusega maapinna suhtes külgsuunas. Sellist liikumist nimetatakse triivi-, miseks. Kui purilennuk laskuks_ maapinnale triivimiskiirusegav saaks ta tugeva külglöögi, mis võib põhjustada teliku purunemise ja inertsjõu toimel järsu kaldumise ühele tiivapoolele. Külglöögi
222
 
vältimiseks antakse külgtuulega lauglemisel purilennukile tuulele vastusuunaline kalle (joon. 143). Tekib libisemine kalcje suunas (vastu tuult) külgkiirusega vz. Kaldenurk peab olema sedavõrd suur, et külgkiiruse horisontaalne komponent ük võrduks tuule kiirusega u. Sel juhul liigub purilennuk maapinna suhtes otse. Vajalikku kallet saab lendur reguleerida kaldtüüride abil, jälgides maapinna liikumist. Maapind peab liikuma purilennukile otse vastu. Libisemisel tekkiva vertikaälsaba külgmomendi likvideerib lendur pöördetüüri vastassuunalise kallutamisega. Väljajoondumise ja väljahoidmise käigus vähendatakse kallet sedavõrd, et maapinnale laskumise momendil tiiva ots ei riivaks maad. Küllalt tugeva külgtuulega tekib kalde vähendamisel peatselt uuesti tunduv triivimine. Seepärast tuleb maapinnale lähenemisel hoida kaldenurk suurem kui tarvilik tuule külgkiiruse pareerimiseks. Niisugusel juhul triivib purilennuk maapinna suhtes vastutuult, kusjuures kalde vähendamisel, enne maapinna puutumist, jõuab tuul purilennuki triivimise kõrvaldada. Selle tulemusena maandub purilennuk ilma külglöögita.
Kui maandumine toimub osalise külgtuulega, s. 0. kui tuul on suunatud mingi nurga all eestpoolt ja küljelt, jääb tuule mõju ja selle pareerimine põhiliselt samaks, tuule mõju ainult mõningal määral väheneb. Väga tugeva külgtuulega maandumine on ohtlik, sest vaatamata juhtimisseadmete oskuslikule käsutamisele,, võib nende poolt saavutatav efekt tuulele vastutöötamiseks mitteküllaldaseks osutuda.
Pärituulega maandumisel pikeneb, nagu eespool kirjeldatud, maandumisteekond. Lisaks pikemale maandumisteekonnale esineb pärituulega maandumisel veel teisigi ebameeldivaid nähtusi. Purilennuki suurema liikumiskiiruse tõttu maapinna suhtes võivad lennuvälja konarused, mis muidu ei ole ohtlikud, põhjustada purilennuki kapoteerimise. Veelgi ebameeldivam on olukord, kui läbi jook-'
223
 
sul kiirus maapinna suhtes väheneb pärituule kiiruseni. Purilennuk muutub juhitamatuks^ sest kiirus õhu suhtes võrdub siis nulliga ja tüüride kallutamisel ei teki neil juhtimiseks vajalikke aerodünaamilisi jõude. Liikumiskiiruse edasisel vähenemisel muutub juhiste toime vastupidiseks, sest õhu kiirus on suunatud tagant ettepoole. Niisugust nähet tuleb alati arvestada, kui mingil erilisel põhjusel tekib vajadus maanduda pärituulega.
Nüüd peatume veel tavalisel, s. o. vastu tuult_ maandumisel eriti tugeva tuulega. Purilenduril ei ole tavaliselt võimalik eemalduda tugeva tuule rajoonist ja otsida maandumiseks sobivamaid tingimusi. Seepärast tuleb teada ohutu maandumise reegleid sellises olukorras.
Tugev tuul on maapinna lähedal alati puhanguline. Tuulepuhangud mõjutavad suurel määral purilennuki lennujoont ja püsivust, sest nende tõttu muutub hooti tiiva tõstejõud ning teised purilennuki osadele mõjuvad aerodünaamilised jõud. Purilennuki parema püsivuse ja juhitavuse säilitamiseks tugeva puhangulise tuulega maapinnale lähenemisel tuleb lauglemiskiirust mõningal määral suurendada, Tavalistel purilennukitel piisab laug-lemiskiiruse tõstmisest 5—10 km/t võrra. Erilist tähelepanu peab pöörama kõrguse hindamisele, et mitte juhuslikul tuulepuhangu nõrgenemisel ootamatult langeda maapinnale.
Maandumiskiirusele lähedasel tuule kiirusel tekib oht maapinnalt eraldumiseks isegi siis, kui purilennuk seisaks paigal. Purilennuki liikumisel võivad juhuslikud tuulepuhangud põhjustada maast eraldumise aga isegi väiksema tuule kiiruse puhul. Selle ohu vältimiseks maandutakse tugeva tuule puhul suurendatud kiirusel, viimast minimaalseni vähendamata. Läbijooksu ajal antakse juhist ettepoole ja vähendatakse seega kohtumisnurka, et takistada tõstejõu juhuslikku suurenemist tuulepuhangute toimel. Kirjelda-tud piloteerimistehnika iseärasuste tõttu tuleb tugeva tuulega alustada väljajoondurhist väiksemal kõrgusel (1 m ja vähem) ning säilitada maapinnale laskumise momendiks suurendatud kiirus. Tugeva ja puhangulise tuule suhtes on eriti tundlikud väikese pin-nakoormusega purilennukid, nagu KAI-12, BRO-9, BRO-11. Suure pinnakoormuse ja kiirusega purilennukid võivad maanduda ohutult märksa tugevama tuulega.
Lõpuks vaatleme veel maandumisärvestust ja tegureid, millest
see sõltub.
Maandumisarvestused jagatakse kolme liiki:
1.	Maandumisarvestus otselennult.
2.	Maandumisarvestus pööranguga 90°.
3.	Maandumisarvestus pööranguga 180°.
Esimene maandumisarvestuse liik on pealtnäha kõige lihtsam. Tegelikult see nii aga ei ole. Joonisel 144 on kujutatud kõik kolm ^arvestusliiki. Otselennult tehtava maandumisarvestuse puhul peab ^purilennuk punktist A lauglema täpselt nii, et maandumine ■ toi-
224
 
 
Joon.   144.  Maandumisarvestus  otselennult ja  pöörangutega 90°  ning  180°.
muks selleks ettenähtud, «noolega» tähistatud maandumiskohas. Kui purilennukil on liiga suur kõrgus, lendab ta maandumiskohast üle, kuna liiga väikese kõrguse puhul maandub kusagil eespool.
Võib näida, et taolisi vigu saab parandada lihtsalt lauglemis-nurga muutmisega. Praktiliselt see nii lihtne siiski ei ole. Laugle-misnurga suurenemisel kasvab kõhe lauglemiskiirus (joon. 145), ja kui purilennuk joondub välja punktis B' (normaalse nurgaga lauglemisel toimuks väljajoondumine punktis B), siis suure kiiruse tagavara tõttu kestab väljahoidmine suurenenud inertsi mõjul punktini C, mis asub samas kohas, kuhu jõuaks normaalse nurgaga lauelnud purilennuk väljahoidmise lõpuks. Järelikult ei saa lauglemisnurga suurendamisega maandumisärvestust täpsustada. Veelgi enam — tugeva tuule korral lauglemisnurka suurendades jõuab purilennuk isegi kauge-inale kui normaalse nurgaga lauglemisel.
Kuidas saab siis maandumisarvestuses märgatud viga parandada? Siin tuleb appi purilennuki aerodünaamilise väärtuse muutmine kas tiiva mehhanismide või libistamise abil.
Purilendur peab maandumisele lauglema püsiva normaalse hiuglemisnurga all. Ainukeseks orientiiriks maapinnal, mille järgi saab otsustada maandumisarvestuse täpsuse üle, on nn. väljajoon-dnmispunkt F  (joon.  144,  145). Väljajoondumispunkt on lenduri
225
15   Purilend
 
 
Joon.  145.   Lauglemisnurga   muutmisega   maandumisarvestuse   parandamise
tulemus.
poolt valitud mõeldav punkt maapinnal, mis asub väljajoondumi-seks ja väljahoidmiseks vajaliku teekonna Lv võrra maandumis-märgišt M eespool. Järelikult, kui väljajoondumispunkti F asend purilennuki kapoti suhtes ei muutu, on maandumisarvestus õige. Kui väljajoondumispunkt nihkub lauglemise ajal allapoole, siis toimub maandumine «noolest» ülelennuga. Niisuguse vea parandamiseks peab purilendur vähendama purilennuki väärtust, käsutades tiiva mehhanisme või libistamist. Väärtuse langusega kaas-neb lauglemisnurga suurenemine ilma kiiruse kasvuta, kuna ctg &v= K ja purilennuk saab maanduda lähemale. Vastupidist viga, s. o. väljajoondumispunkti nihkumist kapoti suhtes ülespoole, millega kaasneb enneaegne maandumine, on võimatu parandada. Seepärast tehakse maandumisarvestus purilennus alati väikese kõrguse ülejäägiga, mida on kerge parandada.
Maandumisarvestus pööranguga 90° on kõige enam levinud oma lihtsuse ja otstarbekuse tõttu (joon. 144, B). Maandumisjoonega risti laueldes on küllaldaste lennukogemuste alusel võrdlemisi lihtne määrata maandumisarvestuse täpsust, võrreldes purilennuki kõrgust kaugusega maandumiskohast. Samuti on sellise maandumisarvestuse käsutamisel kerge märgata tuule tugevust triivimise järgi (tuul puhub purilennuki küljelt). Kui lendur märkab, et maandumisarvestuses on viga kõrguse ülejäägi näol, pöörab ta purilennukit paremale ja pikendab seega enne maandumist läbitavat teekonda, liikudes punkti D. Vastupidise vea ilmnemisel parandab lendur seda teekonna lühendamise teel, lennates punkti E suunas. Kõrguse puudujäägi oht on seega siin kõrvaldatav. Kir-jeldatud maandumisarvestuse peamiseks eeliseks on suhteliselt lihtne maandumisarvestuse täpsustamine.
Maandumisarvestus pööranguga 180° (joon. 144, C) ei erine põhimõtteliselt eelmisest arvestusliigist. Siin on võimalik valida veel eelviimase pöörangu sooritamise kohta C ja seega kaugust maandumismärgist eelviimasel sirgel.
226
 
Täpse maandumisarvestuse saab teha lendur, kelle ruumitaju ja silmamõõtu on küllaldaselt arendanud paljud treeninglennud. Maandumisarvestuseks ei saa tuule tõttu käsutada mingeid kind-laid orientiire. Väikesed vead maandumisarvestuses ei põhjusta kunagi tõsiseid tagajärgi, kui lennuvälja mõõtmed vastavad nõuetele. Küll on aga võimalikult täpne maandumisarvestus oluline maandumisel väljaspool lennuvälja takistustega piiratud väikestele väljakutele.
5.   Pöörang
Ükski lend, välja arvatud algväljaõppe perioodil teostatavad otselehnud, pole mõeldav ilma pööranguteta. Vastavalt lennusuuna muutmise vajadusele sooritatakse pöörangud tavaliselt mõnest kraadist kuni 180°-ni. Vigurlennus, aga samuti ka purilennukiga tõusvas õhuvoolus kõrguse kogumisel, sooritatakse pööranguid kuni 360°-ni ning üle selle. "Olenevalt sellest, kas pöörang toimub õhu suhtes laskumisega või horisontaalselt, nimetatakse seda vastavalt spiraaliks või viraažiks.
Nagu lauglemine nii toimub ka purilennuki pöörang alati õhu suhtes laskumisega, s. t. tõusvate õhuvoolude puudumisel — kõrguse kaotamisega. Purilennuki pöörang maapinna suhtes horisontaaltasapinnas, ilma kõrgust kaotamata, on võimalik ainult siis, kui tõusva õhuvoolu kiirus võrdub purilennuki laskumiskiirusega pöörangus. Seega moodustab pöörduva purilennuki lennujoon õhus kruvijoone, nn. spiraali.
 
Selleks et sundida purilennukit pöörduma, peab pöörangu suunas mõjuma tsentripetaaljõud, mis paneb purilennuki liikuma kõverjoont mööda. Kõige hõlpsam on sellist jõudu tekitada libisemise abil (joon. 146, a). Purilennuki pööramiseks paremale kal-lutab 'lendur pöördetüüri samas suunas. Tekkinud vasakpoolne libisemine nurgaga /? põhjustab   purilennuki   külgpinnal   aerodü-
 
Joon.  146. a — purilennuki suunamine pöörangusse libistamise abil; b — libisemisega pöörangul mõjuvad jõud; c — kaldega pöörangul
mõjuvad jõud.
227
15*
 
naamilise külgjõu Z, mis kallutab lennujoone paremale. Pöörangus tekkiv tsentrifugaaljõud F tasakaalustatakse tsentripetaaljõu abil, milleks on antud juhul külgjõud Z. Kui Z on püsiv, siis toimub pöörang püsiva pöörlemiskiiruse ja raadiusega (joon. 146, b). Libisemisest tekkiv kaldemoment   tasakaalustatakse   kaldtüüride
abil.
Kirjeldatud pöörangut käsutati eranditult lennunduse algpäevil. Lendurite seas oli siis levinud arvamus, et pöörangus tekkiv kalle on ohtlik ja sellest tuleb hoiduda. Libiseval pöörangul on aga suured puudused. Suhteliselt väike külgjõud Z ei võimalda sooritada väikese raadiusega pöörangut. Libisemise tõttu väheneb märksa purilennuki väärtus ja suureneb vajümiskiirus. Peale selle on libisemine suurtel kohtumisnurkadel ohtlik, põhjustades enneaegse voolu rebenemise tiivalt ja sellega kaasneva autorotatsiooni.
Esimesena kummutas valitseva väärarvamuse kaldeta, libisemisega pöörangu kohta kuulus vene lendur A. Nesterov, hakates käsutama kaldega pöörangut.
Õigesti sooritatud kaldega pöörang väldib" täielikult libisemise. Purilennuki kaldumisega kaasneva tõstejõu kaldumise tõttu mõjub pöörangu horisontaalpinnal tõstejõu komponent Y2 (joon. 146, c), mis sunnib purilennukit pöörama ja tasakaalustab tsentrifugaaljõu F ilma külglibisemiseta. Purilennuki pikitelg on siin lennujoone puutujaks. Mida järsemalt soovib lendur pöörangut teostada, seda enam tuleb tal purilennukit pöörangu suunas kallutada. Seega saab lendur kalde suuruse kaudu reguleerida pöörangu raadiust ja kurust. Võrreldes libisemisega pöörangut kalde abil sooritatava pööranguga, ilmneb viimase täiuslikkus: suur pööramiskiirus, purilennuki väärtuse muutumatus ja oigel piloteerimisel tiiva autorotatsiooni täielik vältimine.
Praegu kasutatakse piloteerimisel peaaegu eranditult kaldega pöörangut. Ainult kompassi järgi lennates tehakse mõnekraadiü-sed teekonna suuna parandused väikese külglibisemise arvel.
Kaldega pöörangu ajal mõjuvate jõudude selgitamiseks vaatleme purilennukit eestpoolt (joon. 147). Lihtsuse mõttes jälgime purilennuki liikumist pöörangu ajal horisontaaltasapinnas, laug-lemisnurka arvestamata, kuna F^R^. Kaldenurk y moodustub tõstejõu ja selle vertikaalprojektsioonijvahel. Püsiva vajumiskii-rusega.pöörangu tingimuseks on tõstejõu vertikaalkomponendi Y{ ja raskusjõu G võrdsus Y\ = G- Tõstejõu horisontaalkomponent Y2 võrdub tsentrifugaaljõuga, s. o. Y2 = F. Purilennuki kaldele vaatamata ei teki lendurile ebameeldivat jõudu, mis suruks teda kallakupoolsele küljele. See on seletatav raskusjõu ja tsentrifugaaljõu kompleksse mõjuga, s. o. nende jõudude geomeetriline summa GF on suunatud piki purilennuki püsttelge ja surub lendurit vaid tema enda kaalust suurema jõuga otse vastu istet.
Kalde suurusest olenevalt nimetatakse pööranguid lamedateks ja sügavateks. Lamedateks loetakse pööranguid kaldega kuni 45°
228
 
 
Joon.   147.  Purilennukile mõjuvad jõud pöörangus.
sügavateks kaldega üle 45°. Lennupraktikas kasutatakse rohkem lamedaid pööranguid kaldega 30°—45°.
Edaspidistes arvutustes oletame lihtsuse mõttes, et purilennuki aerodünaamiline kogujõud võrdub tõstejõuga, millest tekkiv viga on praktiliselt tähtsusetu ega ületa 0,5%. Seega Y mRa.
Lendurit huvitab kõigepealt pöörangu raadius ja selle sõltuvus mitmesugustest teguritest. Purilennuki pöörangu raadiuse leidmisel lähtume tsentrifugaaljõu ja tsentripetaaljõu tasakaalust, s. o. Y2 = F.
Tsentripetaaljõu annab tõstejõu projektsioon horisontaalpin-nale (joon. 147); s. t. Y2 = Y sin y.
mv.
Tsentrifugaaljõud kui inertsjõud   väljendub seoses:
F —
kG sek2 m
kus m  — purilennuki mass
mv.
vp  — lennukiirus pöörangus m/sek.; r    — pöörangu raadius m.
Y sin y ning
Kuna Y2 = F, siis
 QVn
 sin y, millest
2tn
 sin y
229
mV
 
6
2
1
301
Teades, et m — —, saab valemit ümber kirjutades:
(64)
r =	^—=— [m].
gcuSg sm y
Siit selgub, et pöörangu raadius on võrdeline purilennuki kaa-luga ja pöördvõrdeline raskuskiirendusega, pöörangus käsutatava tõstejõu koefitsiendiga, tiiva pindalaga, õhutihedusega ning kaldenurga siinusega. Järelikult on pöörangu raadius seda suurem, mida
suurem on purilennuki pinnakoormus — ja mida väiksem on pöö-
rangus käsutatav kohtumisnurk, õhutihedus ning kaldenurk. Kui kaasaegsete reaktiivlennukite pöörangu raadius, olenevalt suurtest pinnakoormustest ja lennul käsutatavast väikesest tõstejõu koefitsiendist (suur lennukiirus) ulatub mitme tuhande meetrini, siis purilennukite pöörangu raadiuseks on kõigest mõnikümmend meetrit. Suurematel kõrgustel, kus õhutihedus on väiksem, pöörangu raadius suureneb.
Lenduril on oluline teada pöörangu minimaalset raadiust. Minimaalne raadius saadakse võimalikult suure kaldenurga ja kohtumisnurgaga pöörangus. Suurimaks käsutatavaks kaldenur-gaks, mis tekkiva ülekoormuse tõttu ei ohusta veel tavaliste sport-■ purilennukite tugevust, tuleb lugeda y — 75° ja suurimaks kohtu-misnurgaks, millel on tagatud veel lennu ohutus küllaldase põik-püsivuse tagavara tõttu, ökonoomset kohtumisnurka. Viimasele vastab keskmiselt ^=1,0. Asetades nimetatud suurused valemisse 64, saame pärast arvuliste tegurite taandamist lihtsustatud valemi pöörangu minimaalse raadiuse arvutamiseks väikestel lennukõrgustel:
2G
,7^-[m]
rmin — 9;81 ;
"	(65)
1,0-S -0,125-sm 75°
Praktiliselt oleneb pöörangu minimaalne raadius väikesel lennukõrgusel  (kuni  1000 m)   ainult   purilennuki   pinnakoormusest, olles viimasega võrdeline.
Pöörangu raadiuse edasist vähendamist takistab nn. dünaamilise ülekoormuse kiire kasv kaldenurga suurendamisel üle 75°.
Analoogiliselt staatilisele ülekoormusele näitab ka dünaamilise ülekoormuse suurust tõstejõu suhe raskusjõusse. Pöörangu ajal on vajalik tõstejõud Y alati raskusjõust suurem (joon. 147), kuna tõstejõud peab tasakaalustama tsentrifugaaljõu ja raskusjõu geomeetrilist summat GF. Viimane aga kasvab koos kalde suurendamisega, kuna GF = Y = yF2 ~\- G2.
Ülekoormuse suurus väljendub, nagu teada, tõstejõu ja raskusjõu suhtega, s. o.
Y
 

n					1
					/
				/	r-
					
	—	-——'*			
90'
75l
60l

				JT
	Y.	_   4	= 3,86	1

	G	eos 75°	
	

Joon. 148. Ülekoormuse kasv libisemiseta pöörangus kaldenurga
suurenemisel.
Kuna ilma libisemiseta pöörangus G = X\ ülekoormuse valem pöörangu ajal on
l
n =
Y eos y, siis lõplik (66)
Y eos y       eos'?;
Pöörangu ajal tekkiv dünaamiline ülekoormus on pöördvõrdeline kaldenurga koosinusega. Järelikult oleneb libisemiseta p öör angus ülekoormus ainult kaldenurgast, sõltumata purilennuki tüübist, lennukiirusest, kaalust ja muudest teguritest.
Joonisel 148 on toodud ülekoormuse olenevus kaldenurgast. Väikestel kaldenurkadel on ülekoormus ainult pisut suurem kui üks. Kaldenurga suurenemisel hakkab ülekoormus kasvama üha intensiivsemalt, saavutades kaldenurgal 60° suuruse n = 2. Edasine kalde suurenemine põhjustab ülekoormuse järsu tõusu. Kalde-
 

 
230
 
231
 
Kuna suurus
nurgal 75° on ülekoormus n = 3,86 ja kaldenurgal 90° on libisemiseta pöörangus ülekoormus lõpmatu suur, sest:
n —
l
eos 90°
On loomulik, et lennupraktikas ei ole mõeldav libisemiseta pöörangus kaldenurga lähenemine 90°-le. Juba lenduri vastupidavuse piir sunnib piirduma maksimaalsel kaldel, s. o. y ?^ 75°. Kui lend toimub aga lihtsal algväljaõppe purilennukil, mis ei ole arvestatud sedavõrd suurtele ülekoormustele, siis sooritatakse pööranguid kaldega mitte üle 60°.
Ülekoormuse mõjul inimese organismis tekkivaid häireid põhjustab eelkõige inertsjõu toime vereringele ja siseelunditele. Veri surutakse keha alaossa ja süda ei suuda peaaju verega varustada. Suurimaks talutavaks ülekoormuseks mõnekümne sekundi vältel keskmise vastupidavusega lendurile loetakse n — 4—5. Väga lühikest aega kestvaid suuri ülekoormusi kannatab inimene ilma tõsisemate tagajärgedeta. Nii näiteks ülekoormus n — 20 ei põhjusta organismis raskemaid häireid, kui ta mõjub 0,1—0,2 sekundit.
Kui staatiline ülekoormus vintsi abil tõustes mõjus ainult purilennuki konstruktsioonile, siis vabas kõverjoonelises lennus inertsjõudude toimel tekkivad dünaamilised ülekoormused avaldavad üheaegselt mõju nii purilennukile kui ka lendurile. Dünaamilise ülekoormuse eelis seisneb selles, et lendur, otsustades oma enesetunde järgi, saab kaudselt määrata ülekoormuse suurust ja takistada selle ohtlikku kasvu. Teisest küljest on dünaamiline ülekoormus tülikas ja pikemaajalises vigurlennus väsitav nähe oma füsioloogilise mõju tõttu. Suurel ülekoormusel tekivad esmalt nägemismeele häired (silmade ees muutub pimedaks.) Ülekoormuse edasisel suurenemisel inimene minestab.
Eeltoodust ei tohi teha järeldust, et suurema kaldega pöörang on üldse võimatu. Kui pöörang toimub nn. sisselibisemisega (pöö-rangupoolsele tiivapoolele), siis võib kalde suurus võrduda 90° ja ülekoormus ei ületa seejuures lubatud suurust. Sellisel sisselibisemisega pöörangul ei ole aga mingeid eeliseid, välja arvatud väline efekt. Pealegi kaasneb libisemisega vajumiskiiruse suurenemine. Nimetatud kaalutlustel sooritatakse pöörangud alati libisemiseta, kusjuures ülekoormus on kaldenurga kaudu kontrollitav.
Läbivõetu alusel võib teha järelduse, et koos kalde suurenemisega kasvab ka pööranguks vajalik tõstejõud. Mida kiiremini soovime purilennukit pöörata, seda enam peame lisaks tõstejõu kallu-tamisele suurendama ka tõstejõu enese suurust.
Tõstejõudu saab suurendada kahel viisil. Esiteks kiiruse suurendamise abil ja teiseks kohtumisnurga kaudu. Kuna vajaliku põik-püsivuse tagavara säilitamise tingimus ei luba lennu ajal ületada ökonoomset kohtumisnurka, siis tuleb lugeda ka pöörangus kasuta-
232
 
tavaks kohtumisnurga ülemiseks piiriks auk. suurust. Oletame, et: purilennuk laugleb ökonoomsest märksa suuremal kiirusel ja järelikult ökonoomsest väiksemal kohtumisnurgal. Nüüd osutub lameda pöörangu sooritamisel küllaldaseks kohtumisnurga mõningane suurendamine. Kui aga sirgjooneline lend toimub ökonoomsel voi sellele lähedasel kohtumisnurgal, siis tuleb enne pöörangut kurust suurendada sel määral, et pöörangus a ei ületaks aök.- Kõige sagedamini kasutatakse lennupraktikas pöörangu teostamiseks nii kiiruse kui ka kohtumisnurga üheaegset suurendamist. Tähtis on teada, et pöörangu ajal ei saa lendur kontrollida kohtumisnurka ainult kiiruse kaudu,, sest koos kalde suurendamisega tõuseb mingile kindlale kohtumisnurgale vastav vajalik k i i r u s. Nii näiteks kohtumisnurgale a = 4° vastab libisemiseta pöörangus igal erineval kaldenurgal erinev vajalik kiirus. Lendurile on eelkõige oluline teada ökonoomsele kohtumisnurgale" vastava vajaliku lennukiiruse muutumist sõltuvalt kaldenurgast,-sest ökonoomne kiirus on pöörangu ajal käsutatavate kiiruste alammääraks ja tagab pöörangu sooritamise võimalikult väikese raadiuse ja ajakuluga.
Kuidas muutub kalde suurenemisel pööranguks  vajalik  kiirus.
püsival kohtumisnurgal? Teades, et Y == cyS -—- ja
Y
võime kirjutada
 
n, millest vp
Y == Gn = c,,S
võrdub horisontaallennuks vajaliku kiiru-
sega (valem 30), horisontaallennu kiirus on aga praktiliselt.võrdne lauglemiskiirusega, s. o. vt^v (valem 40), siis võib kirjutada, et
vp «^ vt yX	. (67)
kus vp  — pööranguks vajalik kiirus mingil kindlal kohtumisnurgal,
vt   — lauglemiseks vajalik kiirus samal kohtumisnurgal; n    — pöörangu ajal mõjuv ülekoormus.
Kuna purilennuki lennujoon on õhu suhtes alati suunatud laug-lemisnurga St võrra alla, tuleks vp arvutamisel käsutada valemit:
vp =■ vi \Jn • eos 0t.
Et aga Veos (9/ on tavalistel lauglemisnurkadel peaaegu üks,» muudab see parandus vp suurust väga vähe ja seetõttu ei ole praktiliselt vajalik.
233
 
140
120
JOO
80
60
40
-«kt,					

					

	KAH2
<Xs*rÕ,7°-		
	
	J	
	
	/	
			■/		
					
—    —		"^Ökonoomne laugtemiskiirus	
				
					r
15°    30°    45°    60°   75°    90'
Joon. 149. Purilennuki KAI-12 ökonoomsele koh-
tumisnurgale vastava  kiiruse kasv  libisemiseta
pöörangus kaldenurga  suurenemisel.
Joonisel 149 on näitena antud purilennuki KAI-12 pööranguks vajaliku kiiruse kasv ökonoomsel kohtumisnurgal sõltuvalt käsutatavast kaldenurgast. Kui sirgjoonelisel lauglemisel on ökonoomne kiirus 71 km/t, siis suureneb see kaldegä koos algul aeglaselt, hiljem aga üha järsemalt. Nii on kalde puhul 45° ökonoomseks kiiru-seks 84,5 km/t, 60°-sel kaldel tõuseb ökonoomne kiirus 100,4 kilo-:meetrini tunnis. Edasine kalde suurendamine ei ole purilennukil lubatav, kuna vastavalt oma ülesandele ei ole KAI-12 eriti suure tugevusega.
Pöörangu ajal suureneb purilennuki vajumiskiirus. Vajumiskii-ruse suurus vyp leitakse järgmiselt. Analoogiliselt lauglemisele vyP = ÜP sin 6i.
Teades, et Ra «=; Y, Y\ = Y eos y ja väikeste nurkade puhul tg 0i ?« sin 0i, võime kirjutada:
 X
.              X          X
sin 0i ^ -^- = ^	
 X
et aga
 
Järelikult suureneb vajumiskiirus pöörangu ajal, võrreldes sirgjoonelise lauglemisega samal kohtumisnurgal, pööranguks vajaliku kiiruse ja ülekoormuse tõusu arvel. Näiteks purilennuki KAI-12 vaj.umiskiirus suureneb pöörangu ajal 45° kalde all 2,18 meetrini sekundis (ökonoomsel kohtumisnurgal); 60°-se kaldega pöörangus on sama purilennuki vyp ■= 3,67 m/sek.
Leiame nüüd pöörangu sooritamise kestuse. Selleks tuleb kõigepealt leida pöörangu raadiuse sõltuvus pöörangu kiirusest ning kaldest. Joonisel 147 näidatud jõudude kolmnurga alusel võib kirjutada:
Y2= Yitgy       ja kuna        YX = G, siis Y2^Gtgy.
mv
Asendades siit - y2 suuruse sellele võrdse tsentrifugaaljou valemiga, saame:
 = F= -~p- = G tg y, millest r •=
mv.
Teades, et m >= — , saame
G tg y •
(69)
r =
[m].
^ ö tg y        gtgy
Valem näitab eriti kujukalt, et pöörangu raadius oleneb suurel määral kiirusest, kuna kiirus esineb teises astmes. Järelikult, kui pöörang toimub mingil kindlal kaldenurgal, suureneb pöörangu raadius kiiruse kahekordsel kasvul neli korda. Kui aga pöörangu kiirus on kolm korda suurem, kasvab raadius üheksakordseks. Seepärast ületavad lennukite pööranguraadiused tihti mitmekümnekordselt purilennukite pööranguraadiuse.
Pöörangu sooritamiseks   vajalik aeg   leitakse   nüüd   teekonna pikkuse kaudu, mille läbib purilennuk pöörangu  ajal. Teekonna
•1 i	r	nr
pikkus Lp= Ysõ   a>)
kus r — pöörangu raadius m ja
w — nurk kraadides, mille võrra purilennuk pöördub. Pöörangu sooritamiseks vajalik aeg
.   	  Lp   	     nr
ehk asendades pöörangu raadiuse tema valemiga
 

 
 
COS y
siis
 

1
tl
sin 0 = —r
COS y	K '
Paigutades saadud tulemuse vyp valemisse, saame:
v n Vyp == vp sin 0 = ~.
 
(68)
 
saame:
(70)
Otsustades saadud valemi järgi oleneb pöörangu sooritamise aeg kiirusest ja kaldest.. Siinjuures tuleb teha veel väike parandus.   Nimelt   suureneb lennupraktikas   pöörangu   teostamise   aeg
 

 
234
 
235
 
kalde sujuva muutumise tõttu pöörangusse minekul ja väljumisel mõne sekundi võrra. Valem arvestab pöörangu aega pideva kaldega, s. t. kalle peaks pöörangu alustamisel muutuma hetkeliselt võrdseks pöörangus käsutatava kaldega, mis muidugi on praktiliselt teostamatu.
■ Lennupraktikas on väga oluline teada, kui palju kõrgust kao-tab purilennuk pöörangu vältel. Kõrguse kaotust Hp pöörangul saab arvutada vajumiskiiruse ja pööranguks vajaliku aja kaudu,, s. o. Hp = vyp tp.
Kui osutub vajalikuks kõrguse kaotust "vahetult arvutada, s. t Vyp ja tp on teadmata, siis on lihtsam käsutada ümberkujundatud valemit. Asendades vyp ja tp nende valemitega, s. o.
 nr
v  n
ning teades, et võime kirjutada:
H —    vPnjtvP
p'     l80Kvpgtgy
0).
Kuna
tg y= -—L ja n =-
1
saame pärast vp taandamist valemit arendada edasi järgmiselt:
;      ■    „	xvp2cosy
v       180gKsiny cosy
1        •      o	1
m y eos y — y sin 2y  ning eos y = —,
CO.
Et aga

sm
sus
Ct)
•p ~~ 180^/(sin2?rt
23 p==T80gKsm2yn
 n
ja asendades vp2 = {viy/n)2 = v?n,   saame lõplikult:
o) = 0,0036
^hT2?- M- <71> Selle valemi käsutamine, kõrguse kaotuse arvutamisel on lihtne, sest lauglemiseks vajalik kiirus vi ja purilennuki aerodünaamiline yäärtus K on lendurile alati teada. Samast valemist võib teha tähtsa järelduse kõige kasiilikuma kaldenurga üle, millel teekonna suuna muutmisel mingi kindla nurga võrra kaotame kõige vähem kõrgust. Kuna vt ja K on püsival kohtumisnurgal muutumatud suurused, siis oleneb kõrguse kaotus pöörangul (kindlale kohtumis-nurgale vastaval kiirusel lennates) ainult kaldenurgast. Järelikult vastab minimaalne kõrguse kaotus sin 2y maksimaal-
236
 
sele suurusele, mis saadakse kaldenurgal 45°, kuna (sin 2y)max =• sin 2 • 45° = sin 90° == 1.
Kõigil teistel kaldenujkadel sin2>> on 1-st väiksem ning seega kõrguse kaotus pöörangu vältel on seda suurem, mida enam erineb kaldenurk 45°-st.
Lõpuks tutvume purilennuki piloteerimisega pöörangu ajal.
Purilennuki pöörangusse viimiseks peab lendur eelnevalt suuren
dama lennukiirust (tavaliselt 5 km/t võrra, kui lauglemine toimus
kasulikemal kiirusel). Selleks antakse juhist sujuvalt ettepoole.
Vajaliku kiiruse saavutamisel kallutab lendur üheaegselt pöörde-
tüüri, vajutades soovitava pöörangu poolsele pedaalile (annab
jalga), ja kaldtüüre, kallutades juhist soovitava pöörangu suunas.
Juhise ja pedaalide kallutamine peab toimuma sellise arvestusega,
et purilennuk ei hakkaks pöörangusse minnes libisema, s. t. et koos
pöörlemiskiiruse suurenemisega kasvaks vastavalt ka kalle. Soovi
tud kaldenurga saavutamisel tuleb purilennukit hoida kalde edasise
suurenemise eest. Kuna pöörangupoolne tiivapool liigub välisest
tiivapoolest väiksema kiirusega, siis tekib tiivapooltel töstejõudude
vahe, mis püüab kallet veelgi suurendada. Püsiva kalde hoidmiseks
kallutab purilendur nüüd juhist vastassuunas. Kalde suurust ja len
nukiirust kontrollitakse kapoti asendi järgi horisondil (joon. 150).
r Sügavatel pöörangutel ilmneb kõrgustüüri ja pöördetüüri suh
telise mõju vahetumine. Kui lamedal pöörangul mõjutab pöörlemis
kiirust pöördetüür, siis sügaval pöörangul muutub domineerivaks
kõrgustüüri mõju, mille enda poole võtmisega kaasneb siin pöörle
miskiiruse suurenemine, kuna kõrgustüüri ettepoole andmisel pöör
lemiskiirus väheneb. See asjaolu mõjutab piloteerimist sügaval
pöörangul. Purilennuki kaldenurga suurenemisel 30°—40°-ni peab
lendur vähehaaval alustama juhise enda poole võtmist ja vähen
dama pöördetüüri kallet, kuna viimane töötab nüüd nagu kõrgus-
tüür. Kaldenurga suurenemisel 45°—50°-ni hakkab lendur pöörle
miskiirust reguleerima juhise abil. Pedaalidega tuleb kõrvaldada
vaid libisemine.	V
Pöörangust väljumine on vastupidine pöörangusse minekule. Pedaalide ja juhise sujuva kallutamisega pöörangule vastassuunas viiakse purilennuk tagasi horisontaalasendisse. Sügavast pöörangust väljumisel ei tohi unustada, et pöörangu vältel on juhis tunduvalt enda poole võetud. Järelikult tuleb lauglemisasendisse üleminekul' kiiruse kaotuse vältimiseks anda juhist sujuvalt ettepoole, kuni purilennuk võtab normaalse lauglemisnurga. Peamiseks orientiiriks kiiruse kontrollimisel on siin jällegi kapoti asend horisondi suhtes.
Pöörangust väljumisel väheneb purilennuki pöörlemiskiirus sujuvalt koos kaldega. Seetõttu tuleb pöörangust väljumist alata enne soovitud lennusuuna saavutamist. Mida suurem on kaldenurk, seda varem tuleb alustada pöörangust väljumist. Väljuma peab hakkama keskmiselt poole kaldenurga võrra enne soovitud len-nu-
0-
237
 
suunani jõudmist. Näiteks pöörangust väljumist kaldel 30° tuleb-alata siis, kui soovitud suunani on jäänud veel pöörduda 15°, 60°-se kaldega pöörangust väljumist aga alata 30° enne soovitud lennusuunda.
6.   Mehhaniseeritud tiibade omadusi
Kaasaegsetelt purilennukitelt nõutavat suurt lennuomaduste varieerumist erinevates, lennu ajal ettetulevates olukordades, on •praktiliselt peaaegu võimatu saavutada lihtsate purilenriuki-konst-ruktsioonide abil. Seepärast kasutatakse purilennukite lennuomaduste parendamiseks mitmesuguseid abimehhanisme, mis tavaliselt muudavad tiiva aerodünaamilisi omadusi ning lülitatakse tööle lenduri poolt vastavalt vajadusele. Seni oleme tutvunud ainult otseeltiibade ülesandega, mis suurendasid purilennuki poikpüsivust ja juhitavust kriitilisel ning sellest suuremal kohtumisnurgal. Nüüd vaatleme põhjalikumalt kõiki enamkasutatavaid tiiva mehhaniseerimise mooduseid ja nende aerodünaamilist mõju.
Tiiva mehhanismid, olenevalt ülesandest, jagatakse kolme peamisse gruppi:
1.	Tiiva   tõste j õudu   suurendavad   mehhanis
mid, mille peamiseks ülesandeks on   lennukiiruse  vähendamine.
Nii näiteks on kasulik vähendada purilennuki vajalikku kurust
maandumisel    (maandumisteekonna   lühendamiseks),   startimisel
(starditeekonna lühendamiseks), tõusul vintsi abil, kõrguse kogu-
misel tõusvates õhuvooludes, kus pööranguid on kasulik sooritada
võimalikult väikese raadiusega jne. Tiiva tõstejõudu suurendavat
mehhaniseerimist käsutades suureneb paratamatult ka purilennuki
takistus. Kui takistuse kasv ületab suhteliselt tõstejõu kasvu, siis
väheneb  mehhanismi   käsutamisel   purilennuki   aerodünaamiline
väärtus. Väärtuse langemine, kui see  ei   ole   liiga, järsk,"osutub
mõningal juhul   isegi   kasulikuks. Näiteks   maandumisel   kõrgete
takistustega piiratud lennuväljale tekib vajadus väärtuse vähenda
mise abil lauglemisnurka suurendada (joon. 151). Tiiva mehhanis
mide käsutamisel langeb vajalik kiirus ja väärtus, mistõttu vastu
tuult lauglemisel suureneb lauglemisnurk ja purilennuk, ületanud
ohutul kõrgusel takistuse, laskub maapinnale ning lõpetab läbi
jooksu väljaku piirides.
Sageli peab aga lennukiirust vähendama, nii et selle all ei kan-nataks purilennuki väärtus (tõus, lauglemine tõusvates õhuvooludes, jne.): Sel juhul tuleb tiiva mehhanisme oskuslikult käsutada, et vältida väärtuse liigset vähenemist.
2.	Tiiva    aerodünaamilist    väärtust    vähen
davad  mehhanismid    on   vajalikud  purilennuki   väärtuse
tunduvaks vähendamiseks kas ainult takistuse suurendamise või
siis tõstejõu vähendamise ja takistuse üheaegse suurendamise teel..
Viimane moodus annab eriti efektiivse tulemuse. Kõrgete lennu
ks
 

WW/,

Joon. 151. Mehhaniseeritud tiivaga purilennukite eelised maandumisel väikestele väljakutele.

omadustega purilennuki väärtuse tunduv vähendamine on väga tähtis maandumisarvestuse täpsustamisel, lauglemisnurga suurendamisel, läbijooksu vähendamisel ja pikeerimisel (et mitte ületada lubatud maksimaalset pikeerimiskiirust).
3. Purilennuki püsivust ja juhitavust parendavad tiiva mehhanismid on ette nähtud lennu ohutuse tagamiseks kriitilisele lähedastel ja kriitilisest suurematel kohtu-misnurkadel. Selle ülesande lahendamiseks kasutatakse peamiselt
otseeltiiba.
Esmasteks nõueteks tiiva mehhaniseerimisel on seadmete töökindlus, lihtne ja kerge käsitlemine ning võimalikult väike tiiva takistuskoefitsiendi suurenemine sissetõmmatud mehhanismide puhul (tiiva pinnasileduse rikkumine ning pilude tekkimine liiku--vate osade ja tiiva vahel suurendab tiiva cx min).
Joonisel 152 on näidatud mitmesugused tiiva-mehhaniseerimise moodused ja nende abil saavutatav aerodünaamiline mõju tiiva maksimaalsele tõstejõu koefitsiendile Cymax, kriitilisele kohtumis-nurgale akr. ja minimaalsele takistuskoefitsiendile cxmin sissetõmmatud ja väljalastud mehhanismi puhul. Joonisel märgitud andmed -on kehtivad, kui tiib on mehhaniseeritud kogu ulatuses, tagatiivad ja maandumisklapid (välja arvatud servtagatiib) on kallutatud 45° võrra alla, nende kõõlu pikkus moodustab 30% tiiva kõõlu pikkusest ning Reynoldsi arv lennu ajal Re f^ 1—2 • 106. Järjekorra numbrite all 2 kuni 7 on toodud lihtsamad mehhanismid, numbrid %8 ja 9 kujutavad tehnoloogiliselt keerukamaid mehhanisme, kuna 10 ja 11 on kombineeritud mehhaniseerimise variandid.
Erinevate  mehhaniseerimismooduste   katsetusel   on   lähtutud Clark Y profiiliga    (lamekumer)  tiivast, mille Cymax — 1,4, a&r. =■ t=17° ja cx mto= 0,010 (nr. 1).
Lihttagatiiva (nr. 2) käsutamisel suureneb cymax 2,2-ni, s. o. 157%, mistõttu maandumiskiirus väheneb 22,5% võrra ning kriitiline kohtumisnurk väheneb 13°:ni. Seega algab voolu rebenemine tiivalt purilennuki väiksemal pikinurgal kui mehhaniseerimata tiivalt. Väljalastud lihttagatiib suurendab tiiva minimaalse takis-iuse 15-kordseks. Järelikult peab purilennuki väärtus väljalastud
■   '	'	240
 

\Jrk nr
Skeem
oi kr
Väljalastud
Sisse-Wmmatud
Kasutatov mehhanism
17
Mehhaniseerimala
1A
0,010
etalonliib (profiil Clark Y)
 
2,2
13
0,011
0,150
Lihttagatiib
13
2,25
0,0105
0,145
Pilutagatiib
2,10
30
0,040
Fikseeritud eeltiib (kõige kasulikumas asendis)
5
2,60
14     0,011
0,100
Servtagatiib „ Ka/m'
 
14
2,15
0,011
0,190
Maandumisklapp
0,12
0.155
0,011
Pidurklapp
8
28
1,80
0,040
0.012
Automaatsel} avanev eeltiib
=*»
12
2,80
0,011
0,150
Nihkuv tagatiib uFowler"
 
2,4
15
Automaatselt avanev
10
0,018
0,18
eeltiib koos maandumisklapiga
11
Automaatselt avanev
20
3,30
0,018
0,140
\
eeltiib koos nihkuva
tagatiivaga
Joon.  152. Peamised tiiva mehhaniseerimise moodused ja_nende mõju tiiva
aerodünaamilistele omadustele.
241
 
lihttagatiibadega tunduvalt langema. Takistuse kasv ja väärtuse langus ei ole sedavõrd suured kui algul näib, kuna joonisel 152 on antud Cxmin tõus. Tegelikus lennus käsutatavatel kohtumisnurkadel, millel cx ]> Cx min, on takistuse suhteline kasv märksa väiksem. Pealegi ei kasutata peaaegu kunagi mehhaniseerimist kogu tiiva ulatuses.
Lihttagatiibu võib edukalt käsutada tõusunurga suurendamiseks ja spiraali raadiuse vähendamiseks, kusjuures neid kallutatakse 15—20° võrra alla. Suurem kaldenurk (45—60°) on kasulik maandumisel, kui koos kiiruse vähendamisega soovitakse vähendada ka purilennuki väärtust. Tiiva minimaalne takistus kasvab sissetõm-matud lihttagatiibadega tiival 10% võrra, mis ei avalda suurt mõju purilennuki väärtusele. Tagatiiva käsitsemine toimub tavaliselt hoova abil, mis asub lenduri kabiini vasakul küljel. Kuna lihttaga-tiib ei ole aerodünaamiliselt kompenseeritud, tekivad tema kalluta-misel küllalt suured, lenduri tööd raskendavad jõud.
Pilutagatiib (nr. 3) on aerodünaamiliselt kompenseeritud ja ei nõua käsitsemisel suurt jõukulu. Tänu profileeritud pilule tiiva ja tagatiiva vahel, suureneb eelmisega võrreldes mõningal määral sellise tagatiiva kasulik efekt. Tehnoloogilisest küljest ei ole pilutagatiib nimetamisväärselt keerukam lihttägatiivast.
Tagatubade käsutamine on eriti sobiv vintsi abil tõusuks kohan-datud purilennukeil, kuna tagatiib suurendab tiiva profiili kumerust ja vähendab seega vajalikku tõusukiirust ning võimaldab, eriti tuulise ilmaga tõustes, saavutada suuremat kõrgust. Pilutagatii-vaga varustatud tiiva aerodünaamiline spekter kriitilisele lähedasel kohtumisnurgal on kujutatud joonisel 153, a. Tagatiiva peamiseks ülesandeks on purilennuki vajaliku kiiruse vähendamine. Suurte kaldenurkade käsutamisel saab tagatiiva abil tunduvalt vähendada ka kogu purilennuki väärtust.
Fikseeritud eeltiiba (nr. 4) kasutatakse peamiselt purilennuki põikpüsivuse suurendamiseks, kusjuures väheneb ka maandumiskiirus. Nagu jooniselt näha, tõuseb sellise peituva käsutamisel Cymax kuni 2,10-ni, mis vastab maandumiskiiruse vähenemisele 18% võrra. Oma profileeritud pilu aerodünaamilise toime tõttu suurendab eeltiib tunduvalt kriitilist kohtumisnurka ja muudab seega lennu väga suurtel kohtumisnurkadel põikpüsivuse suhtes ohutuks.
Fikseeritud eeltiival on kaks põhilist puudust. Esiteks suurendab ta tiiva takistuse väikestel kohtumisnurkadel neljakordseks (kuna ta on kogu aeg välja lastud) ja teiseks on tema käsutamine maandumiskiiruse vähendamisel seotud konstruktiivsete raskustega, aur. vastab sel juhul liiga suurele purilennuki pikinurgale (30° lähedase purilennuki seisunurga saavutamiseks on tarvis tõsta sabaosa pikiteljest ülespoole ja ninaosa all asuva teliku kõrgust tunduvalt suurendada).
Võrdlemisi lihtne, kuid seejuures efektiivne maandumiskiiruse
242
 
 
Joon. 153. Mehhaniseeritud tiibade aerodünaamilised spektrid: a — pilutaga-tiivaga tiib; b — maandumisklapiga tiib; c — pidurklapiga tiib; d — eel-
tiiva ja nihkuva tagatiivaga tiib.
vähendamine on võimalik servtagatiiva«Kal m» abil (nr. 5). Servtagatiib, moodustades ainult 6—8% tiiva kõõlu pikkusest, suurendab väljalaskmisel tiiva kumerust, mistõttu cy max kasvab 2,60-ni. See vastab maandumiskiiruse vähenemisele 26,5% võrra. Üheaegselt kasvab tiiva takistus 10 korda, s. o. vähem kui tagatubade käsutamisel. Kuna servtagatiiva kaldenurk on väljalastult alati 90°, siis on lennukiiruse ja väärtuse vahepealne reguleerimine võimatu ning selle käsutamine tõusul ja lauglemisel ebasoodus. Servtagatiiva puudusteks on käsitsemist takistavad suured aerodünaamilised jõud ja tehnoloogilisest küljest — tiiva õhukesse tagaserva paigutamise raskus sellega kaasneva tiiva tagaserva konstrukt-siooni keerukuse tõttu.
M a a n d u.m i s k 1 a p p (nr. 6) on üheks ehituselt lihtsamaks ja küllaltki tõhusaks tiiva mehhanismiks. Tõstes tiiva tõstejõudu 153%-ni, vähendab ta samal ajal maandumiskiirust 19% võrra. Üheaegselt tõstejõu suurendamisega tõstab maandumisklapp ka takistust 19 korda, s. o. rohkem kui teised mehhanismid, mistõttu tunduvalt langeb purilennuki väärtus. Väärtuse suure vähenemise tõttu kasutatakse maandumisklappi, nagu nimetuski näitab, peamiselt maandumiskiiruse vähendamiseks ning maandumisarvestuse parandamiseks. Startimisel, tõusul ja spiraalis ei anna maandumisklapp sedavõrd häid tulemusi kui tagatiib ja on käsutatav vaid kaldenurkadel 5—15° (et vältida purilennuki väärtuse liigset vähendamist).
243
 
= -r>, sus antud juhul vy—
Maandumisklapi kallutamine toimub nagu teistelgi mehhanismidel vastava hoova abil. Kriitiline kohtumisnurk lihttagatiivaga võrreldes suureneb paari kraadi võrra, kuna õhuvool tekitab tiiva taga-serva ja maandumisklapi vahel alarõhu, mille toimel piirikiht imetakse keeriste tsooni ja välditakse teatud piirini õhuvoolu rebenemine tiiva pinnalt (joon. 153,6).
P i d u r k 1 a p i (nr. 7) käsutamise eesmärgiks on ainult tiiva aerodünaamilise väärtuse vähendamine. Maandumiskiirus pidurklapi toimel suureneb, sest väljalastud klapi tõttu toimub õhuvoolu rebenemine tiiva pinnalt, mis põhjustab tõstejõu languse ja purilennuki minimaalse kiiruse suurenemise (joon. 153, c). Pidurklapi efekt aerodünaamilise väärtuse vähendamisel on eriti suur seetõttu, et siin koos takistuse suurenemisega langeb üheaegselt tõstejõud. Tingituna cymax 11,7-kordsest langusest pidurklapi käsutamisel, tõuseb maandumiskiirus antud juhul 3,4 korda. Nii suur maandumiskiirus on purilennukile ohtlik ja nõuab väga suurt lennuvälja, mistõttu pidurklapp hõlmab tavaliselt ainult 10—20% tiiva ulatusest. Saavutatav efekt on siin küllaldane. Nii näiteks langeb purilennuki PAI-6 väärtus pidurklappide väljalaskmisel 3—3,5 korda, kuna lauglemisnurk suureneb 2°26'-lt kuni 7°40'-ni. See võimaldab küllalt suures ulatuses parandada maandumisarvestust. Sama purilennuki maandumiskiirus suureneb väljalastud pidurklappidega 55 kilomeetriselt tunnikiiruselt 80 kilomeetrini tunnis.
Maandumiskiiruse vähendamiseks peab lendur enne maapinnale laskumist pidurklapid sisse tõmbama ja läbijooksu algul kiiruse pidurdamiseks uuesti välja laskma. Väljalastud pidurklappidega lennates tuleb kurust suurendada, sest kogu tiiva kriitilise kohtu-misnurga ületamine toimub sel juhul suurema kiiruse juures kui pidurklappe käsutamata. Pidurklapid, liikudes õhuvooluga risti, või siis üksteise vastupidiseid momente tasakaalustades, ei vaja käsitsemisel suurt jõukulu. Ehituse lihtsuse ja suure aerodünaamilise efekti tõttu kasutatakse pidurklappe kõrge väärtusega puri-lennukeil ulatuslikult.
Automaatselt avanev eeltiib (nr. 8) sarnaneb fikseeritud eeltiivaga. Väikesel kohtumisnurgal lennates liibub ta vastu tiiva esiserva ja ei tekita nimetamisväärset lisatakistust. Suurtel kohtumisnurkadel automaatselt avanedes, suurendab automaatne eeltiib kriitilist kohtumisnurka ja cy max pisut vähem kui fikseeritud eeltiib, sest esimese poolt tekitatavat pilu kuju ja eeltiiva enese asendit ei ole võimalik automaatse töö tagamisel nii valida, et need annaksid optimaalseid tagajärgi.
Automaatne eeltiib on keeruka ehitusega ja nõuab minimaalsel kiirusel maandumiseks väga suurt kohtumisnurka. Seetõttu on tä purilennukeil vähe levinud. Automaatset eeltiiba kasutatakse tavaliselt ainult otseeltiivana purilennuki põikpüsivuse^uurendamiseks.
«Fowle r»-t üüpi nihkuv tagatiib (nr. 9) töötab tiiva suhtelise kumeruse ja efektiivse pindala üheaegse suurendamise
244
 
põhimõttel ning annab seetõttu maandumiskiiruse vähendamisel parimaid tulemusi. See tiiva tagaserva kontuurist täiesti väljuv tagatiib suurendab koos profileeritud pilu tekitamisega tiiva cy max kuni 200% ja vähendab seega tunduvalt maandumiskiirust. Komp-litseeritud ehituse ja mehhanismi suure kaalu tõttu pole ta aga purilennukeil eriti levinud. Meil kasutatavaist purilennukeist on Fow-leri tagatiivaga varustatud «Blanik» ja A-15.
Eeltiiva ja, maandumisklapiga üheaegselt varustatud tiib (nr. 10) töötab võrdlemisi efektiivselt, kuna eeltiib suurendab maandumisklapi käsutamisel vähenevat kriitilist kohtumisnurka ning võimaldab seega cy max tõsta 2,4-ni. Takistuse kasv väljalastud asendis on veidi väiksem kui ainult maandumisklapi käsutamisel. Sissetõmmatud mehhanismi korral on seevastu suhteliselt suur, sest nii tiiva esi- kui ka tagaosas moodustu-
 min
vad paratamatult väikesed pilud või randid.
Eeltiiva kombinatsioon nihkuva tagatiiva g a (nr. 11) annab maksimaalse cy juurdekasvu, kuna siin kasutatakse korraga kolme moodust — tiiva suhtelise kumeruse, pindala (nihkuv tagatiib) ja akr. suurendamist (eeltiib). Viimasest tingituna suureneb nihkuva tagatiiva efekt veelgi (joon. 153, d), mis võimaldab maandumiskiirust vähendada 35% võrra. Keeruka ehituse tõttu pole ka viimane tiiva mehhaniseerimise moodus leidnud purilennukeil laialdast käsutust.
Kokkuvõttes võib märkida, et enamlevinumateks mehhanismideks oma otstarbekuse ja lihtsa ehituse tõttu on kujunenud pidurklapid ja pilutagatiivad. Tagatubade mõju on võimalik suurendada kaldtüüride erilise konstruktsiooniga, mis võimaldab neid üheaegselt alla kallutada (BRO-12). Seejuures jääb alles nende kalluta-misvõimal.us juhise abil. Niisuguse meetodi puuduseks on aga kaldtüüride töövõime halvamine suurtel kohtumisnurkadel (enneaegne voolu rebenemine allakallutatavalt kaldtüürilt). Nimetatud puuduse kõrvaldamiseks suurendatakse kaldtüüride üheaegsel allakalluta-misel nende diferentsiaalastet, mis konstruktiivselt muudab juhti-mismehhanismi keerukaks.
Arvutusnäiteid
1. Leida purilennuki KAI-12 maandumisteekonna pikkus, kui on teada, et purilennuk laugleb kasulikema kiirusega 83 km/t, vmin=55 km/t. Kmax= 17,5 ja tuule kiirus u = b m/sek,  (vastu puhuv tuul)!
Esmalt arvutatakse maapinnale lähenemiseks vajalik teekond Lt. Kuna vy =
83
v.
 3,6 -17,5
= 1,32 m/sek.
smax
(60)
Nüüd leitakse väljajoondumiseks ja väljahoidmiseks vajaliku teekonna pik-
kus Lv:
245
 
 v = OAK(vl—vmin).
Lisades tulemusele 3—4 sekundit, saame ümmarguselt 25 sek.
6.  Arvutada  180°-se pöörangu ajal kaotatav kõrgus, kui pöörang sooritatakse purilennukil  KAI-12 ökonoomse kohtumisnurgaga,  millel Kö^ = 15,9 ja
ot = 19,7 m/sek!
Pöörangul käsutatavad kalded olgu 30°, 45°, 60°. Kui y = 30°:
y^-180	19 72 • 180
(71)        ,     Ho = 0,0036 -Z^TT-TT- = 0,0036 > ,1*'   .„„ = 18,0  m.
Ksin2y
(61)
 )+u\ = 0,1- 17,5(23-15,3)
'min J'   ^^\ul~umin •[0,5-(23+15,3)+(—5)] =0,1-17,5-7,7. 14,1 = 191   m,
CC	oo
kus vmin = -Õ-£-= 15',3 m/sek, ja vkas = -^-=23 m/sek. Järgmisena arvutatakse läbijooksu teekonna pikkus Lj-.
(ümin+u)2      '[55+(—18)]*       372
(62)
37
—   rK  === <£' f
1	50	—■      ■ .50	~  50
sest u = 5 m/sek. = 18 km/t.
Ja seega kogu maandumisteekond:
(63)	■■   ,Im = L/ + It, +Iy= 110+191+ 27 =328 m.
2.   Arvutada purilennukite KAI-fl ja A-9 minimaalne pöörangu raadius, kui
on teada KAI-11  pinnakoormus     -—- = 13,9 kG/m2 ja A-9 pinnakoormus    ^- = =30,4 kG/m2;
 :rmn= 1,7
(65)
1,7- 13,9 «24 m.
 
Reaktiivlennuki ^p =
Kui y = 45°:
Hp = 0,0036
Kui y = 60°
Hp = 0,0036
 

15,9-sin60°
jt v   • 180         3 14 . 250  180 ,g tg? - 9,81. 3>732
= 15,6 m.
19,72 • 180 15,9-sin90°
= 18,0 m.
19,72 • 180 15,9 • sin 120°
 
■21,4 sek.
 

 
A-9:r
= 1,7- = 1,7 -30,4 «52 m.
3. Leida samade purilennukite vajumiskiirus pöörangus, mille kalle on 60°, kui pöörang sooritatakse ökonoomsel kohtumisnurgal, millele KAI-11 puhul vastab vlöL = 55 km/t, Kök, = 12 ja A-9 puhul vlök = 86 km/t, Kök = 29,5.
Ülekoormus libisemiseta pöörangus ei sõltu purilennuki tüübist:
(66)	„_-!- = .   •'	1	■
 2.
eos y      eos 60°     0,5 Ökonoomse kohtumisnurgaga pöörangu ajal on vajalikuks lennukiiruseks:
(67)    KAI-11  puhul üplfc = ot õkt V"n = 55 • V2~"= 77,8 km/t == 21,6 m/sek.
A-9    puhul vp ök. = vlöky~n = 86 • V2~= 122,5 km/t = 33,8 m/sek. Nüüd saab arvutada vajumiskiirused pöörangus:
 VPäk.n
21,6-2
(68)
 ii -11 : vyp=
 =3,6 m/sek.
 
Käesolev arvutus toestab veel kord, et suuna muutumisel mingi kindla kraadide arvu võrra kaotame kõige vähem kõrgust 45°-se kaldega pöörangus.
Praktiliselt on pöörangu ajal kaotatav kõrgus suurem, kuna pöörangusse minekul ja sellest väljumisel tekib täiendav kõrguse kaotus (purilennuk suurendab ja vähendab kallet sujuvalt; arvutuses on aga lähtutud püsivast kaldest).
 
4.   Arvutada   75°   kaldega   toimuvate   pöörangute   raadiused   lennukiirusel 100 km/t (purilennuk BRO-12) ja lennukiirusel 900 km/t (reaktiivlennuk)!
1) 2	nj 02	772
(69)	BROA2:r = -£-=nJZnm=KST-rvõ«=2l,l  m,
 9,81 tg 75°      9,81-3,732
62500
2502
= 1710 m,
(100 km/t = 27,8 m/sek.). Reaktiivlennuki r =
gigy   ~9,81tg75°     9,81-3,732 (900 km/t = 250 m/sek.). 5.   Leida samade andmetega 180°-se pöörangu sooritamiseks vajalikud ajad.
 
 180
= 2,39 sek.
BRO-12 :tn =
(70)
3,14-27,8        3,14-27,8
180 gigy      9,81 tg 75C      9,81 • 3,732 Lisame pöörangusse viimise ja pöörangust väljumiseks vajaliku aja 3—4 sek. Saame ümmarguselt 6 sek.
246
