Druhý režim letu

autor: Antonín "tonde" Janečka (bývalý pilot na L-29, L-39, MiG-21 a MiG-23)

Jelikož je neděle, mám prd na práci a párkrát tu v minulosti zazněl název Druhý režim letu, který souvisí s mým koníčkem - aerodynamikou, tak si dovolím velmi lehce nastínit, co to vlastně onen legendární „Druhý režim letu“ je. Aby mně Kuma zase nedostal, tak mám už po ruce své oblíbené sešity ze školy z aerodynamiky.

Obecně řečeno - je to let nestabilní podle rychlosti. K jeho pochopení použijeme obrázek - Rovnovážný diagram tahu (nebo výkonu, to je v podstatě jedno). Známe dva režimy letu - 1. a 2.

• 1. režim letu je let stabilní podle rychlosti, tzn. rychlost letadla je větší než rychlost optimální a úhel náběhu alfa je menší, než optimální.
• 2. režim naproti tomu je let podle rychlosti nestabilní, tzn. rychlost je menší než rychlost optimální a alfa je větší, než alfa optimální.

Pojďme na první obrázek:

Každé letadlo, každý prvek a každý okamžik letu můžeme promítnout do mnoha diagramů, výpočtů atd. Stanovme si dva základní pojmy:

• Pp - tah potřebný (červená čára)
• Pv - tah využitelný (zelená čára)

Pp je tah, který potřebuji pro provedení daného prvku, my se zatím budeme zabývat ustáleným horizontálním letem - tzn. letem v konstatní výšce a konstatní rychlostí.
Pv je tah, který motor dokáže prakticky vyvinout a poskytnout.
Definujme i pojem Delta P (nevím, jak sem vkládat řecká písmena, tak to píšu takhle) - přebytek tahu: je- li záporný, potřebný tah je větší než využitelný a naopak. Vzorec:

Delta P = Pv - Pp

A obrázek začíná nabývat na srozumitelnosti. Pravá část je I. režim letu a levá část II. režim. Zabývejme se nyní bodem na grafu, který je označený číslem 1:
Pp=Pv, tzn. ideální stav, kdy mi správně vyvážené letadlo letí v horizontu konstatní rychlostí bez nutného zásahu do řízení. Přijde např. k malému vzdušnému poryvu a „nafoukne“ mně to pár metrů nahoru a následně poryv ustane - vertikální rychlost se krátkodobě zvýší, tím pádem mi klesne rychlost dopředná, v tomto okamžiku potřebuji vyšší Pp, který bez zásahu do ovládání motoru nemám. Co se stane? Vlivem působení všech sil na letounu se mi sníží vztlak (velmi zjednodušeně řečeno - snížila se mi rychlost) a letoun má snahu klesat. Díky přeměně výšky v rychlost mi tato právě se zvyšující zapříčiní rychlejší obtékání profilu, tím pádem větší vztlak a letoun sám zastaví klesání. S následnou zvyšující se rychlostí přejde do stoupání, až se po několika kulminacích dostane sám opět do vyváženého horizotnálního letu - až do okamžiku, kdy jej další příčina z tohoto stavu nevyvede - letoun je stabilní dle rychlosti, právě v závislosti na Delta P a jeho kladné či záporné hodnotě, která je patrná z grafu - klesne mi dopředná rychlost, ale jelikož jsem v I. režimu letu - letu stabilním podle rychlosti, kde Delta P má zápornou hodnotu, letadlo začne klesat samo, až se vrátí zpět na křivku, resp. do průsečíku Pp a Pv, kde se již hodnota Delta P při dalším klesání vlivem setrvačnosti změní na kladnou, tzn. využitelný tah motoru je větší, než potřebuji, tím pádem se zvýší dopředná rychlost a následně i rychlost vertikální a letadlo samo začíná dorovnávat původní výšku.

To je důvod, proč za bezvětří a ideálních podmínek nastavím režim, vyvážím letadlo a nemusím se o řízení starat - let je stabilní podle rychlosti a v tomto okamžiku Delta P = 0.

Pojďme k bodu, který je na grafu označen číslem 2:
Opět ideální stav, kdy Pv=Pp, ale jen do okamžiku, než dojde vlivem jakéhokoli vnějšího podnětu k odychlce od tohoto bodu - zde je Delta P s opačnými znaménky, než v prvním režimu letu. Tzn. Pp je vyšší, než Pv = letoun není schopen se sám vrátit do ustáleného letu, podívám se na vário, které klesá a prvotní podvědomá reakce je, že přitáhnu ve snaze zastavit klesání. A co se stane: hodnota Pp stoupá, zatímco já mám k dispozici jen tu jednu hodnotu Pv = letadlo začíná ztrácet dopřednou rychlost = snižuje se vztlak, ač stále přitahuji letadlo klesá a zvyšuji úhel náběhu. Let je nestabilní podle rychlosti. Pokud bych stále přitahoval spadnu.

Další zajímavá věc vyplývá z diagramu: v bodech č. 1 a 2 se Pp=Pv. Tzn. při stejných otáčkách motoru (jeho výkonu a tudíž Pv) dokážu letět dvěmi rychlostmi, jen při jiném úhlu náběhu a to jednou rychlostí vysokou a podruhé nízkou (v1 a v2). A to je tajemství fascinujících ukázek na leteckých dnech - let na minimální rychlosti na velkém úhlu náběhu za burácení motoru téměř na plný výkon - pilot předvádí řízený let ve druhém režimu letu - let nestabilní podle rychlosti, skutečně mistrovská ukázka pilotáže a citu pro letadlo, pokud k tomu přičteme ještě to, že i pitotka je ofukována pod velkým úhlem, tzn. údaje rychloměru moc nesedí a pilot to prostě musí cítit prdelí. Abych použil příklad pro virtuální komunitu. Kdo je vlastníkem beta verze grippenu od Milana Lisnera, tento to umí nádherně - dokáže několik sekund letět při úhlu náběhu téměř 70 - 80 stupňů s podvozkem a klapkami, jen to chce zkoušet, zapnout si air čmoudíky, dívat se na něj z boku a hrát si jemně s plynem a kniplem, nádherný a klasický případ letu ve II. režimu.

A dostáváme se k druhému obrázku a modré a žluté čáře, abychom pochopili II. režim letu o něco víc:

Pp znázorněný červenou čarou platí pro ustálený horizontální let, tedy pro n=1 (přetížení 1g, abychom v tom neměli bordel, tedy normální stav, kdy sedíme na židli u kompu). Ale: v ustálené správné zatáčce s náklonem 60 stupňů (tzn. zatáčka s konstatní rychlostí a náklonem v horizontu) je přetížení 2g (n=1/cos gamma, kde n je násobek a gamma je náklon ve stupních v zatáčce), z čehož logicky vyplyne, že Pp bude větší - proto je modrá křivka Pp při přetížení 2g na grafu výš - rezerva Pv je tudíž menší - pokud jdu z horizontu do správné zatáčky s náklonem 60 stupňů a chtěl bych udržet původní rychlost, musím přidat plyn a zvýšit Pv. Na grafu jsem se záměrně teď dopustil jedné chyby oproti popisu, že musím přidat plyn - uvažuji, že Pv je neustále konstatní. Ale principielně to nevadí, pokud se podíváme dobře na graf, tak i beze změny režimu motoru jsem v tomto případě schopen otočit správnou zatáčku na 2g - jen na nižší rychlosti, než mám právě v horizontu (průsečík modré a zelené křivky v pravé části grafu). Dotočím zatáčku a letoun se mi sám rozběhne na původní rychlost a bude držet horizont.

Extrémní situaci popisuje čára žlutá - přetížení v ustálené zatáčce 7g. Zde křivka Pp nemá žádný průsečík s křivnou Pv, tudíž nemohu při daném režimu motoru provést správnou zatáčku na přetížení 7g = Pv není dostačující, tzn. zatáčku sice na 7g utáhnu, ale v jejím průběhu mi bude klesat rychlost, v závislosti na předešlém vzorci budu muset zvyšovat náklon za cenu snižování rychlosti, chci-li dodržet přetížení, až mi mašina začne třást - neklamný příznak letu v II. režimu až na hranici pádu - levá část prvního grafu.

A otázka: co udělám, když mi letoun začne v zatáčce ztrácet rychlost a třást? Pokud se nechci zabít, tak okamžitě dávám plný plyn, srovnávám náklon a potláčím - potřebuji si srovnat Pv a Pp na Rovnovážném diagramu tahu i za cenu přeměny výšky v rychlost. Pokud nemám výšku ani rychlost, vypínám autopilota, POM na stop, pokud mám čas hlásím řídícímu poslední polohu, vypínám baterku a bez prodlení tahám za ta veselá červená madla mezi nohama s tím, že novinářům potom řeknu, že jsem se snažil mašinu navést do neobydlené oblasti. Mathre a Fathre - matka a otec letání. Výška a rychlost. Pokud nemám jedno, můžu druhé přeměnit na to prvé. Pokud nemám obojí, jsem v mašině zbytečný. A nastupuje to, co říkají staří piloti - mašinu musíš znát, musíš vědět, jak dokážeš přeměnit Mathre na Fathre a obráceně. Pokud to nevíš, do mašiny nesedej. Rychlé mašiny - nejen migy - mají obecně velmi neefektivní přeměnu výšky v rychlost, tzn. ztratíš hodně výšky na to, abys zvýšil rychlost na potřebnou a většinou pár metrů chybí. Dá se tedy říct, že hlavním příznakem pro II. režim letu je to, že pokud přitáhnu, letadlo začne klesat a ne stoupat, přičemž se mi zvyšuje úhel náběhu alfa a klesá dopředná rychlost.

Opět pro virtuální komunitu - geniálně toto simuluje placený Spitfire - nevím teď od které firmy, tuším Real Spitfire. Pokud ho utáhnete v zatáčce moc, začne jednak zvuková karta bláznit a vyluzovat divné zvuky a druhak pokud nesrovnáte náklon, nevrazíte plný plyn a nemáte dostatek výšky potřebné na brutální potlačení a nábor rychlosti v klesání a ještě k tomu nemáte vypnuté crashe ve FS, tak se ocitnete s letounem po restartu letu opět na stojánce.

A přesně o tom je druhý režim letu a úžasná logická věda, které se říká Aerodynamika. Kouzelné na ní je, že minule jsme si vysvětlili proč kamikadze končili své útoky daleko před lodí a dnes po pochopení II. režimu letu a jeho nebezpečích nám dojde, proč jsou display ukázky na leteckých dnech nepopulárně omezené co se týče výšek a povolených náklonů - je to právě i proto, aby pilot mohl včas zareagovat na případnou chybičku pilotáže a následného II. režimu letu.

Skutečně se dá říct, že většina havárií malých soukromých letadel je zapříčiněna neznalostí aerodynamiky jejich piloty a neznalostí aerodynamických charakteristik letadla. A rovněž několik havárií display pilotů na leteckých dnech má určitě po pochopení II. režimu letu i pro leteckého fandu najednou logické vysvětlení a dojde mu, kde asi pilot udělal tu drobnou chybičku.

A pokud tento článek někomu pomůže k lepšímu si zalétáni ve FS, když mu konečně dojde proč se s rychlou po vysunutí podvozku a klapek ve třetí zatáčce na uchu místo předepsaných maximálních 45ti stupňů rozmlátí o zem, tak budu rád.

Peace, brothers!!!