A sok navigáció után, most jöjjön egy kis repülés-elmélet. Az átesést fogjuk körbejárni, hogy hogyan jön létre, mit lehet tenni ellene és mikor.
(Frissítés: pontosítások Kotta hozzászólása alapján)
Mi is a dugóhúzó?
A dugóhúzó az a stabil állapot, mikor az egyik szárnyfél folyamatos átesésben van, a másikon pedig még kellő felhajtóerő keletkezik. Az így létrejött felhajtóerő különbség először lebillenti, majd folyamatos pörgésben tartja a gépet, mely a földig tart - ha nem szedjük ki belőle.
Paláston pörög a repülő minden esetben és nem a hossztengelye mentén (a közhiedelemmel ellentétben), a gép orra jellemzően a palást középpontja felé mutat. Minden repülőgép máshogy dugózik és van olyan amelyiket bele sem lehet kényszeríteni dugóhúzóba.
A "barátságosabb" repülőgépek egyáltalán nem dugóznak (van amelyik még kényszerítve sem), vagy nem állandósul a dugóhúzó és/vagy belekényszerítés után a kormányok elengedésével, gyakorlatilag magától kijön a dugóhúzóból.
A "barátságtalanabb", általában teljesítmény vagy műrepülő gépek a dugóhúzóban begyorsulnak és így a végén már nem is dugóhúzó, hanem un. sturc-spirál lesz vagy egyes esetekben belátható időn belül nem lehet kivenni őket dugóhúzóból.
Veszélye a dugóhúzónak, ha nincs elég magasság a kivételhez, vagy a gép dugóhúzóban gyorsul és mire kiveszi az ember, már Vmax felett van és széttörik a repülő a levegőben.
Fajtái
Normál dugóhúzó
Vegyünk egy vízszintesen repülő repülőt. Levesszük a gázt, de adott magasságon tartjuk a gépet - magunk fele húzva a botot/szarvat. A sebesség csökken, az állásszög nő. Mivel a két szárnyfél nem milliméterre pontos tükörképe egymásnak, illetve a repülőgép körül áramló levegő sem homogén, előbb vagy utóbb az egyik szárnyfélen hamarabb következik be az átesés. A gép leborul az átesett szárny irányába, leadja az orrát. A kezdő pilóta első reakciója: még jobban maga fele húzza a kormányt, hogy fenntartsa a gép orrát. Ezzel a lehető legrosszabbat teszi, mivel az átesett gépet így nem hagyja felgyorsulni, hogy mindkét szárnyfélén legyen elég felhajtóerő.
Lapos dugó
Ez a kellemetlenebb változata a dolognak, mivel sokkal nehezebb kiszedni belőle a gépet.
Farok nehéz gépen alakul ki. Súlypont áthelyezéssel lehet csak kivenni a gépet.
Erre voltak ötletek, motoros gépen a toló / vonó erő növelése (ahogy Te is írtad), vitorlán pedig az általad említetteken felül, futó nyitás , féklap nyitás egyes típusokon (orr irányú forgatónyomatékot keltenek). Lapos dugóban se a magassági, se az oldalkormány nem hatásos. A csűrőlapok szintén kevesek, mivel átesésben van az egyik szárnyfél, a másik (külső) pedig relatív kis sebességgel halad a levegőhöz képest. A gép gyakorlatilag úgy esik lefele, mint a balta nyél nélkül, csak ennek van két szárnya is :)
Szándékos
A gép sebességét lassan "elkoptatjuk" az átesési sebességig, majd hirtelen, belépjük egyik irányba a gépet és egy tizedmásodperccel később hirtelen hasra húzzuk a botot. A gép abba az irányba fog pörögni, amelyik irányba beléptük.
Nagy sebességű dugóhúzó
Jóval az átesési sebesség felett is létrejöhet dugóhúzó, amikor a szárny állásszöge meghaladja kritikus állásszöget. Sokkal gyorsabb a dugóhúzóba esés sebessége (drasztikusan válik le az áramlás a szárnyról), általában ez a legveszélyesebb, a nagyobb sebesség miatt gyorsan történnek a dolgok és ha pilóta durva kormánymozdulatokkal reagál az eseményekre, előfordul, hogy a másik irányba kezd el pörögni a gép.
Háton dugó
Ugyanolyan mint a normál dugóhúzó, csak annyi a különbség, hogy a gép hasa van a palást középpontja felé.
Elkerülése
A sima dugóhúzót megszüntetni elég egyszerű: a kormányokat alaphelyzetbe hozzuk, kis gázt adunk, hogy gyorsuljon a gép, majd mikor elegendő sebességünk van, felhúzzuk a gépet óvatosan, nehogy ismét átessen a felhúzás közben. Persze mindehhez kell a megfelelő magasság. Bizonyos magasságok alatt lehetetlen kihozni a gépet, mivel nincs elég idő és magasság a gép felgyorsításara.
A lapos dugó már kicsit mókásabb, hiszen ott nincs semmi olyan kormánylap, ami a dugóhúzó közben hatna a repülőre, és kibillentene a stabil állapotból. Viszont van egy gázkarunk, ha motoros a repülő. Minden épeszű ember lehúzna a gázt, ha beleesik lapos dugóba. Hibás döntés, ugyanis a gép tovább lassul, a szárnyakon továbbra sem lesz elegendő felhajtóerő. Ilyenkor kell gázt adni, hogy a hajtómű kihúzza a gépet a dugóból. Itt is, ha megvan a megfelelő magasság, tudunk elegendő sebességet gyűjteni, hogy a gép pörgése megálljon és kiszedjük a dugóból.
Itt meg kell jegyezzem a vitorlázó repülőket. Ezeknek ugyanis nincs semmi olyan eszközük, mellyel ki lehetne szedni a lapos dugóból. Nincs motor, ami kihúzza, a féklapok szintén hatástalanok. Mit lehet akkor tenni? Ki kell billenteni a gépet a súlypont eltolásával. Hogyan lehetséges ez? Kikapcsolni az öveket és előremászni a műszerfalra. Ez remélhetőleg annyira előretolja a gép súlypontját, hogy leadja az orrát, majd elkezd gyorsulni, végül pedig fel lehet húzni. Két dolog kell ehhez: lélekjelenlét és kellően lassú pörgés, hogy ki tudja az ember csatolni magát és előre tudjon mászni. Ugyanis, ha a pörgés túl gyors, a pilótát egész egyszerűen belepréseli az ülésbe a centrifugális erő.
A kihozatal
Kezdetben a pilóták nem tudták, hogy mit is kellene tenni egy ilyen helyzetben, mivel ismeretlen volt, nem voltak rá megfelelő eljárások. Ennek következtében gyakran végzetes volt egy-egy dugóhúzó.
Az első kihozatalt 1912 augusztusában Wilfred Parke követte el, mikor 700 láb magasan dugóhúzóba került a repülője a Larkhill-i repülőtéren. Parke megpróbálta kihozni a gépet a dugóhúzóból, úgy hogy gázt adott, és felhúzta a gép orrát, de az hatástalan volt. Ahogy pörgött a gép, a centrifugális erő odapasszírozta a gép oldalához a pilótát. Ekkor 250 láb magasan járhatott, cirka 100m magasan. Ahogy próbált ellenállni az erőnek, belépett jobbra az oldalkormánynak, aminek hatására a gép kijött a dugóhúzóból, 50 láb magasan. Kiemelkedett, majd egy ismételt megközelítés után sikeresen leszállt.
Annak ellenére, hogy Parke sikeresen kihozta a dugóhúzóból a gépet, egészen az első világháborúig nem terjedt el a technika.
Az első dokumentált szándékos dugóhúzó, és abból kihozatal Harry Hawker nevéhez fűződik. 1914 nyarán Hawker sikeresen kiszedte a gépet a dugóból azzal, hogy alap helyzetbe állította a kormányokat. 1917-ben Frederick Lindemann egy sor kísérletet végzett az áteséssel kapcsolatban.
Minden esetben: sikló pozícióba kell hozni a gépet, hogy mindkét szárnyon állandó áramlás legyen. Ezt a legkülönfélébb módon lehet megoldani, majdnem minden repülőgépnél máshogy és máshogy.
Hogyan esik át a szárny?
Egy szárny sokféleképp áteshet, de alapvetően két módja van, ami dugóhúzóba viheti a gépet: a nagyon magas állásszög, vagy az adott állásszöghöz tartozó alacsony sebesség.
Alacsony sebesség esetén a szárnyprofil nem termel elég felhajtóerőt, a szárny megsüllyed, majd lebillen. Általában ebből nem keletkezik dugóhúzó, mivel egy lassú folyamat, ahogy a szárny elveszti a felhajtóerőt - a lebillenés sem hirtelen következik be.
Nagy állásszög eseten a szárny hirtelen veszti el a felhajtóerőt.
Látható a képen, hogy egy átlagos szárnyprofil 0 állásszögnél is termel felhajtóerőt. Ahogy növeljük az állásszöget, a felhajtóerő úgy nő, egy pontig. Ezt hívjuk kritikus állásszögnek. Ezen pont után drasztikusan lecsökken a felhajtóerő és megnő a szárny légellenállása. Ez okozza a hirtelen léfordulást, hiszen a másik szárnyfél még nem érte el a görbe felső pontját.
Ha megtartjuk a szárnyat ebben az állásszögben, akkor az átesés folyamatos lesz - így lesz a dugóhúzó stabil, földig tartó élmény.
Figyelmeztető rendszerek
Többféle figyelmeztető rendszer létezik. A legegyszerűbb, mikor a megváltozott áramlást figyelik a szárnyon. Ha a levegő túl nagy szögben éri a szárnyat, akkor a levegő egész egyszerűen keresztül áramlik egy dudán, vagy egy érzékelőn, mely megszólal, vagy megszólaltat egy csengőt, dudát, fény-jelzést, stb.
A modern gépeken mar "stick-shaker" található, mely az átesés előtti pillanatokban elkezdi rázni a szarvkormányt, az újabb rendszerek adott szituációban automatikusan előre is toljak, megakadályozva ezzel a további átesést és/vagy a dugóhúzóba esést.
A Kruger lap egy nagyon egyszerű, automatikusan működő szerkezet, a szárny belepőélén.
Amikor a szárny állásszöge egy adott szögnél nagyobb, a légáramlat a lap "alá" fúj, ezzel "kihúzva" azt, melynél az íveltségéből és keresztmetszet csökkenésből következően felgyorsul a levegő mozgása (Bernoulli törvénye). A felgyorsult levegő ad annyi plusz tartalékot, hogy a szárny még épp ne essen át, de a pilóta tudjon reagálni a jelzésre.
Egy másik megoldás, hogy a szárny mentén hossztengely irányban lapokat helyeznek el - lásd Tupolev Tu-154. Mikor a szárny nagy állásszöggel repül, és az áramlás elkezd leválni a szárnyról, ezt a turbulens légáramlatot "egyenesíti ki" ez a kis lap. Nem sok, de pont elég lehet egy átesés elkerülésére.
Egy kis meteorológia
Egyik legnagyobb félelmük a pilótáknak a szélnyírás; az időjárási jelenség, mikor hirtelen megváltozik a szél iránya és/vagy ereje. Egyik legrosszabb esetben pl. leszálláskor 180 fokos fordulatot vesz és az addig a gép sebességéhez adódott szembe-szél hirtelen kivonódik, és az amúgy is lassan repülő repülőgép átesik és/vagy dugóhúzóba kerül. Se sebesség, se magasság nincs a korrigálásra.
Hogy jön létre?
Általában "microburst" okozza. Hasonló a termikekhez, csak itt nem folyamatos a meleg levegő feláramlása. Egy meleg levegő-buborék elszakad a földtől, melynek helyére hirtelen hidegebb levegő tódul. Ez lehet egészen kicsi, de akar több száz négyzetméteres is. Vegyünk például egy sötét erdős-bokros részt a kifutó előtt, egy szép, meleg nyári napon. A nap süti a növényeket, ott megreked a meleg levegő, de nincs elég meleg ahhoz, hogy folyamatos termikforrás legyen. Egy gép átstartol, és a hajtóműve által keltett légmozgás "kifújja" az ott megrekedt meleg levegőt. Hiába a 2-3 perces elkülönítés a gépek közt, ez a légmozgás még akkor is tarthat, mikor a következő gép megérkezik.
Mit lehet ellene tenni?
A reptereken az időjárás rendszer folyamatosan figyeli a szél változását, és ha hirtelen irány és/vagy szélerősség változást észlel, azonnal jelez az irányítóknak, akik tovább adjak az infót a gépeknek, hogy azok biztonságos sebességtöbblettel tudják megközelíteni a repteret.
Végszó
Közismert mondás repülős tanoncok körében az aggódó anyuka intelme: "Kisfiam, aztán csak lassan és alacsonyan repülj!".
Akinek volt szerencséje vitorlázó repülővel repülni, lehet észrevette, hogy minden forduló előtt egy kicsit gyorsított a pilóta: emiatt van, hogy a gép ne essen be dugóhúzóba a forduló közben. Ha simán elkezdené a fordulót, akkor előbb vagy utóbb elkopna a sebesség a koordinált forduló miatt - és mivel koordinált a forduló a belső szárny lassabban repül. Ha az átesik, máris beborul a gép a dugóba.
Vannak egészen érdekes viselkedésű gépek, mint pl. a Zlin Z-142-es műrepülő-oktató. A gép nem a "szokványos módon" borul le: előszór elkezd elborulni lassan az egyik irányba, majd hirtelen átborul a másik oldalra, így téve teljesen kiszámíthatatlanná a gépet.
Aki esetleg tudja, hogy ez miért van, ossza meg velünk!
u.i.: bocs a Móricka ábrákért :)