Oktatás

Az autogiró rotorja leggyakrabban két- vagy háromtollú. A rotorlapátokra ható felhajtóerő és a centrifugális erő kölcsönhatásából eredően a forgó rotorlapátok egy, a csúcsára állított kúpot írnak le. A lapátok egy bizonyos fordulatszámtól a külső végeken többé vagy kevésbé felfelé mutatnak. Az autogiró gyakorlatilag mint egy inga függ a kúp alakú rotor-forgófelület alatt, ami rendkívül nagy oldalirányú stabilitást eredményez, mivel a rotorlapátokra ható légerők a giró repülési helyzetét egyik irányban sem tudják megváltoztatni.

A repülés során a rotáció sebessége változhat, de nem szűnik meg akkor sem, ha leáll a motor.

A giró meghajtását általában dugattyús motor, vagy ritkábban turbina biztosítja. A hajtómű részei a motor és perifériái, valamint a légcsavar, amely a vízszintes repüléshez szükséges tolóerőt biztosítja. Repülés közben a motor nem áll kapcsolatban a rotorral, a talajon viszont a rotor előzetes felpörgetéséhez használható.

A meghajtás lehet toló vagy vonó jellegű, attól függően, hogy a légcsavar a gép előtt vagy mögött helyezkedik el. Az első autogirók vonó meghajtással üzemeltek, ezzel szemben a tolólégcsavaros megoldás általában jobb manőverezhetőséget biztosít, mivel a vezérsík közvetlenül a légcsavar által megmozgatott légtömegben helyezkedik el. A másik előnye ennek a konstrukciónak, hogy jobb kilátást biztosít a pilóta számára.

A futómű lehet klasszikus farokfutós vagy orrfutós. Az első autogirók klasszikus futóművet használtak, manapság inkább az orrfutós változat került előtérbe. Akár a repülőknek, az autogirónak is szüksége van a guruláshoz kerekekre, míg a helyből felszálló helikopternek szántalpak is elegendőek.

Az autogiró három tengely mentén irányítható, ezek: a hosszirányú (hosszdőlés), oldalirányú (orsó) és a vízszintes tengely (legyező). A hossz- és oldalirányú mozgásokat a botkormánnyal, a legyezőirányban való elmozdulást az oldalkormánnyal okozzuk. Érdemes megjegyezni, hogy a bot igen kis mértékű elmozdítása is nagy kitérést eredményez, mivel az egész forgószárnyfelületre hat. Az első autogirókat még csak kezdetleges, alapvető vezérlőszervekkel látták el, és irányíthatóságuk bizony sok kívánnivalót hagyott maga után. A mai, modern gépek azonban már egyszerűségük megőrzése mellett magas szintű manőverezőképességekkel rendelkeznek.

A ciklikus irányítórendszer segítségével a rotor eredőjét a megfelelő irányba állíthatjuk.

A rotor előre-hátra, illetve jobbra és balra való döntése teszi lehetővé az emelkedést, süllyedést, fordulást. A legelterjedtebb megoldás a pilóta által a botkormányra kifejtett erő tolórudak által történő közvetítése a rotorfejhez. A gázadás szabályozásával a pilóta csökkenteni vagy növelni tudja a motor teljesítményét, ezáltal pedig a légcsavar tolóerejét. A gázkar koncepciójától függően a gázkar kitérítésének mértéke lehet arányos, vagy sem a motor teljesítményével. A legtöbb autogiró esetében a gázkar útjának 50%-a a rendelkezésre álló teljesítmény 80-90%-át jelenti. Ez azonban minden giró esetén eltérő, a pilótának meg kell szoknia gépe reakcióit.

A vízszintes és a függőleges irányfelületek szükségesek a hosszdőlésben és a legyezőben való stabilitás biztosításához. Ugyanazt a funkciót töltik be, mint a repülőgépek esetében. A függőleges vezérsík elhelyezése az autogirón sokszor kényes pont, mivel a méretek korlátozottak a rotor a repülés egyes szakaszaiban szükséges nagymértékű hátradöntése, illetve a gép leszálláskor jellemző nagy állásszöge miatt. Ezért egyes autogirókon több függőleges iránysíkot helyeznek el a legyezőirányú stabilitás növelése érdekében.

A függőleges vezérsíkot az oldalkormány-pedálokkal lehet irányítani, amelyekkel vagy merev csövek, vagy kábel útján van összeköttetésben. Ez a rendszer nagyon hasonlít a repülőgépekére.

A függőleges vezérsíkkal tartjuk középen a golyót és kompenzáljuk a motor forgatónyomatékát. Mint minden aerodinamikai vezérlőszervnek, érzékenysége és hatékonysága egyenesen arányos a vele érintkező légáramlás sebességével. Így a legtöbb autogiró függőleges vezérsíkját a törzs hátsó részén, a tolólégcsavar által létrehozott légáramlat útjába helyezik el. Ez a konfiguráció növeli a vezérsík hatékonyságát, amíg a légcsavar forgásban van, de nagyobb kitérítést tesz szükségessé, ha a motor áll, vagy csak alapjáraton üzemel.

Az autogirók vízszintes vezérsíkjainak többsége fix, nem mozgatható, csak a hosszdőlésben való stabilitást hivatott növelni. Repülés közben nem használható úgy, mint egy repülőgép magassági kormánya, szerepét alapvetően a rotor megdöntése veszi át. Az első autogirókon a mobil vízszintes vezérsíkok csak arra szolgáltak, hogy a légcsavar keltette légáramlatot a rotor felé tereljék a felpörgetés megkönnyítésére.

Az autogiró felszállásához a rotornak megfelelő forgási sebességet kell elérnie, hogy kialakuljon a felhajtóerő. Az első autogirókon kézzel pörgették fel a rotort. Ezt követően a giró teljesen hátradöntött rotorral lassan gurult a pályán, hogy az alááramló levegő minél hamarabb felgyorsítsa a rotort. A modern autogirók felpörgetőmechanizmust alkalmaznak, melynek segítségével a giró álló helyzetében felpörgethető a rotor a megfelelő fordulatszámra. A legtöbb ilyen mechanizmus csak a repüléshez szükséges sebesség töredékére gyorsítja fel a rotort, a hiányzó sebesség a gurulás során adódik hozzá.

A felszállás és a repülés során jelentkező mechanikai és aerodinamikai jelenségekről a következő számban írunk, remélve, hogy addigra lesz ennek aktualitása is. Jelen pillanatban ugyanis csak ICAO-normáknak megfelelő lajstrommal ellátott, tehát tudomásunk szerint nem létező autogiró repülhet hivatalosan Magyarország légterében, az azonosítóval ellátott girók csak a légügyi hatóság előzetes engedélyével használhatják a légterét.

 

Autogiró, amit mindenkinek tudni kell!

Az autogiróra ható erők

Mint bármely, a levegőnél nehezebb repülő szerkezetre, az autogiróra is a következő négy erő hat: a felhajtóerő, a tömeg, a (légcsavar kifejtette) tolóerő és a légellenállás.

Az autogiró esetében a felhajtóerőt a rotor, a légcsavar tolóerejét pedig a motor generálja. A rotor által létrehozott erő két összetevője a rotor felhajtóereje és légellenállása. A légellenállás az autogiró haladási irányával, sebességével párhuzamosan, a felhajtóerő pedig erre merőlegesen fejti ki hatását. Az autogiróra ható összes légellenállás kiszámolásához természetesen a törzs keltette légellenállást is figyelembe kell venni.

Számított tömegnek nevezzük a valós tömeg és az inercia eredőjét. Ezt az eredő erőt az autogiró sebességére (a légellenállás tengelye) és arra merőlegesen (a felhajtóerő tengelye) vetítjük ki.

Számított tangenciális tömegnek nevezzük a számított tömeg légellenállással megegyező irányú összetevőjét, számított normál tömegnek pedig a számított tömeg felhajtóerővel megegyező irányú összetevőjét.

Végül, a számított normál tömeg és a valós tömeg hányadosa a terhelési tényező.

Mivel az autogiróra ható erők összege folyamatosan nulla, ebből következően a légellenállás, illetve a felhajtóerő tengelyeire vetített erők (eredő erők) összege is nulla.

 

Azt feltételezve, hogy a tolóerő kizárólag a légellenállás tengelyén hat (ami a legtöbb röppálya esetén elfogadható megközelítés), két fontos következtetést vonhatunk le:

A felhajtóerő egyenlő a számított normál tömeggel.

A motor tolóereje egyenlő a légellenállás és a számított tangenciális tömeg összegével.

A rotor felhajtóereje

A rotor által generált felhajtóerő szükséges a gép súlyának megtartásához. Ha egy aerodinamikai profil felhajtóerőt hoz létre, automatikusan légellenállás is keletkezik.

A profil legjobb állásszöge az, amely a legnagyobb felhajtóerőt hozza létre a legkisebb légellenállás mellett. A rotorla-pátprofilok azonban nem működhetnek optimálisan, mivel állásszögük minden fordulat közben folyamatosan változik. Ezenkívül a rotornak autorotációban kell maradnia, ehhez pedig szükséges egy enyhe megfúvási szög, hogy ne szűnjön meg a forgás, és ezáltal a felhajtóerő.

A rotor légellenállása

 

A rotor légellenállása az egyes rotorlapátok által különböző pozícióikban, a lapátok sebessége és állásszöge függvényében létrehozott légellenállások összege, mely folyamatosan változik a repülés során.

A légellenállás két összetevője az indukált légellenállás és a profil légellenállása. Az indukált légellenállás a felhajtóerőből ered, miközben a profil légellenállása alapvetően a rotor forgási sebességének függvénye.

Ahogy az indukált légellenállás a rotor felhajtóerejéből ered, a profil légellenállását úgy tekinthetjük, mint a rotor teljes légellenállását, amennyiben az nem hoz létre felhajtóerőt.

A profil légellenállásának szemléltetéséhez képzeljük el azt a légellenállást, melyet a rotor nominális sebességre való felgyorsításához kell legyőzni, miközben a lapátok nem hoznak létre felhajtóerőt.

A légcsavar tolóereje

A légcsavar tolóereje a hajtómű által indukált erőnek a haladás irányával megegyező irányú összetevője.

A helikopterrel ellentétben az autogiró esetében a légcsavar tolóereje közvetlenül az autogiró szerkezetére hat, a rotor közvetítése nélkül. Így az autogiróra ható erők is különbözőek. A motor elforgató-nyomatéka például a légcsavar forgásirányával ellentétes irányba fordítja a törzset, ami által az a függőleges síkhoz képest enyhén oldalra dől. Ez az enyhe dőlés általában elhanyagolható, és a legtöbb repülési helyzetben nem játszik jelentős szerepet.

A tömeg

Mint láttuk, az autogiró úgynevezett számított tömege a repülési körülményektől függ. A tömeggel ellentétben (mely az üzemanyag-fogyasztás függvényében csak elhanyagolható mértékben változik a repülés során) a számított tömeg nem állandó. Az autogiró állandó magasságon való megdöntése megnöveli a számított tömegét, és így a terhelési tényezőt is.

Mivel a felhajtóerő mindig egyenlő a normál számított tömeggel, a terhelési tényező növekedése a felhajtóerő növekedését, csökkenése pedig a felhajtóerő csökkenését vonja maga után.

Vízszintes repülés esetén a terhelési tényező 1, ami azt jelenti, hogy a rotor a gép teljes tömegét tartja fent.

Ha a magasságot megtartva az autogirót 60°-ban bedöntjük, a terhelési tényező értéke megnő, 2 lesz. Ebben az esetben a rotor az autogiró tömegének kétszeresét tartja fent.

A rotorra ható terhelés a látszólagos tömeg és a rotor által súrolt terület arányából adódik. A repülési manőverek alatt a terhelés folyamatosan változik, minél nagyobb, annál nagyobb teljesítményre van szükség.

A légellenállás

Az autogirót a haladása során fékező erő a relatív széllel mindig párhuzamos légellenállás. A légellenállás három összetevője: a profil légellenállása, az indukált légellenállás és az alaki légellenállás.

A profil légellenállása

A levegőnek a lapátok profiljára gyakorolt ellenállása. Az állásszög változása nem befolyásolja jelentősen, ellenben a levegő relatív sebességének növekedésével megnő. A profil légellenállása függ a profil alakjától és felületétől:

A profil formájából adódó légellenállás a profil által szétválasztott légáramlat által keltett turbulenciából adódik, mértéke a profil méretétől és formájától függ.

A légellenállás függ a profil felületének egyenetlenségétől is. Minél nagyobb a felület (szabad szemmel akár nem is látható) egyenetlensége, annál nagyobb a légellenállás.

Az indukált légellenállás

Az indukált légellenállást a rotorlapátok keltette felhajtóerő hozza létre. A rotor alsó és felső része közt kialakuló nyomáskülönbség cirkulációt hoz létre (vortex), aminek hatására a levegőrészecskék felfelé mozdulnak el.

A felhajtóerőnek a rotor forgási sebességével ellentétes irányú összetevője az indukált légellenállás.

A rotor fölötti és alatti nyomáskülönbség az állásszög növekedésével szintén nő, ezért a cirkuláció nagyobb állásszögnél jelentősebb mértékű lesz.

Mivel a lapátok állásszöge az autogiró nagyobb sebessége esetén kisebb, az indukált légellenállás az autogiró sebességének növekedésével csökken.

Alaki légellenállás

Az alaki légellenállás az autogiró haladása során jelentkezik, és mértéke annak sebességével nő. Kiváltója a rotoron kívül az autogiró minden más része, mint például a kabin, a rotor árboca, a burkolat, a vezérsík, a futómű stb. Az alaki légellenállás a sebességgel négyzetes arányban növekszik.

Az összlégellenállás

Az összlégellenállás a profil-, az indukált és az alaki légellenállás összege. Az autogiró sebességének növekedésével az alaki légellenállás nő, az indukált csökken, a profilellenállás nagyjából állandó marad.

Az össz-légellenállási görbe legalacsonyabb pontján található a legjobb siklószám. Ezen a ponton a legkedvezőbb a felhajtóerő és a légellenállás aránya.

 

Pilótaképzés

Ha nem elég, hogy a földről nézd a repülőket, vagy utasként repülj, hanem Te magad szeretnéd kezedbe venni az irányítást, és autogyro pilótává szeretnél válni, javaslom keresd a NIMBUS Repülőklubot ahol ezt megtanulhatod.

Hogyan lehet jelentkezni?

Ha eldöntötted, hogy autogyro pilóta akarsz lenni, vagy még csak érdeklődnél, ne habozz, bátran keress bennünket telefonon: + 36 20 924-4091, vagy emailen írj nekünk.

A kiképzés menete

Röviden:

1. Elméleti és gyakorlati képzés párhuzamosan. Szükséges tankönyvek: PPL kézikönyv és Autogyro tankönyv. Gyakorlati képzést Budakeszi farkashegyi repülőtéren kaphatsz.
2. Elméleti vizsga a hatóságnál.
3. Gyakorlati vizsga az iskolagéppel.
4. Szakszolgálati engedély: önállóan repülhetsz ;-)

Kicsit bővebben:

Tapasztalatunk szerint az a legpraktikusabb, ha az elméleti és a gyakorlati képzés párhuzamosan zajlik, mert így a két rész jól kiegészíti egymást, és jobban kezelhető az új ismeretanyag. Az általános témakörökhöz a PPL kézikönyv tartalmazza a szükséges tudnivalókat, a konkrét autogiro ismereteket pedig az Autogyro tankönyv.

Az elméleti vizsga a Légügyi Hivatal vecsési irodaépületében zajlik, KRESZ vizsgához hasonló, feleletválasztós teszteket kell megoldani számítógépen.

A gyakorlati képzéshez előzetes időpont egyeztetés szükséges. Napi 3 óra a maximális képzési idő (ez is napon belül elosztva), és egy-két képzési nap után érdemes kis szünetet hagyni, hogy legyen idő az új ismeretek leülepedésére. A sikeres egyedül repülések, és a teljes képzés elvégzése után, amikor a növendék tudása, gyakorlottsága alapján készen áll, akkor jöhet a gyakorlati vizsga, aminek sikeres elvégzése után kiállítják az autogyro pilóta szakszolgálati engedélyt.

A Légüggyel az ügyintézés elektronikus levelezés úton zajlik.

Mennyi az előírt repülési idő?

A teljesen kezdők számára 30 óra a kötelezően előírt minimális repülési óraszám. A merevszárnyú vagy rotoros szakszolgálati engedéllyel rendelkezőknek 15 óra az előírt minumum; helyből felszálló repülőgép, vitorlázó repülőgép (SPL vagy LAPL(S)) vagy motoros sárkányrepülő eszköz vezetésére jogosító hatályos szakszolgálati engedéllyel vagy jogosítással rendelkezőknek az alap óraszámból 30% írható jóvá, tehát 21 repült óra nekik az előírt minimum. (Jóváírások: 53/2016. NFM rendelet 2. Melléklet 1.4.)

Gyakori kérdések:

Hány éves kortól lehet elkezdeni a képzést?

• Az első egyedül repüléshez 16. betöltött életév szükséges, szakszolgálati engedélyt pedig 17 éves kor után állítanak ki.

Miért pont autogiróval repüljek?

• Mert a kis szárnyfelület miatt sokkal kevésbé befolyásolja a szél és a termikek, mint a merevszárnyú- vagy sárkányrepülőket (a siklóernyőről és a hőlégballonról nem is beszélve); és sokkal olcsóbb, egyszerűbb, mint a helikopter. Na és persze azért, mert nagyon szuper érzés vele repülni ;-)

Miben más az autogyro, mint a helikopter?

• Az autogyro rotorlapátjait autorotáció hajtja, nem motor, mint a helikopternél. Az autogyronál a motor csak az előrahaladáshoz szükséges tolóerőt biztosítja.

Milyen orvosi minősítés kell ahhoz, hogy pilóta lehessek?

• II. Kategóriájú orvosi minősítés kell az autogyro szakszolgálati engedélyhez, ezt általános jó egészségi állapotot felmérő vizsgálat után állítják ki a repülőorvosok.