Rein Porro 2012

Lennuks vajalik kütusErapilootide kevadseminar

2012

Rein Porro 2012

Kuna Eestis on puudulik siseriiklik lennundusalane regulatsioon, siis eluliselt tähtsaimate momentide puhul peaks arvesse võtma EU-OPS vastavaid nõudeid.

Rein Porro 2012

OPS 1.255Käitaja peab kehtestama lendude

planeerimisel ja lennu ajal lennuplaanidemuutmisel kasutatava kütusepoliitika, mis tagab, et kõikidel lendudel oleks pardal planeeritud lennu jaoks piisav kogus kütust ja kütusevarud, mis võimaldavad planeeritud lennust kõrvalekaldumist.

Rein Porro 2012

Kütuse planeerimisel peab arvestama järgmisi asjaolusid:

1) lennutegevuskäsiraamatus toodud protseduurid ning andmed, mis on tuletatudi) lennuki tootjalt saadud andmetest võiii) konkreetse lennuki kohta kehtivatest andmetest, mis saadakse kütuse kasutamise monitooringusüsteemi põhjal;

Rein Porro 2012

2) käitamistingimused, milles tuleb lendu sooritada, sealhulgasi) lennuki kütusekulu tegelikud andmed; ii) eeldatavad massid; iii) eeldatavad meteoroloogilised tingimused ja iv) aeronavigatsiooniteenuste osutaja(te) protseduurid ja piirangud.

Rein Porro 2012

Käitaja tagab, et lennueelsel kütuse arvutamisel loetakse lennuks vajamineva kütuse hulka1) ruleerimiseks vajaminev kütus ja 2) reisilennuks vajaminev kütus ja 3) kütusevaru, mis koosneb

i) ettenägematuteks juhtudeks ette nähtud kütusest ja

Rein Porro 2012

ii) varulennuväljale lendamiseks vajalikust kütusest juhul, kui sihtlennuvälja jaoks peab olema varulennuväli (see ei välista väljumislennuvälja valimist sihtlennuvälja varulennuväljaks), jaiii) lõplikust kütusevarust jaiv) lisakütusest, kui see on vajalik teatud liiki lendude korral (nt ETOPS-lennud), ja

4) erakorraline kütusevaru, kui seda nõuab õhusõiduki kapten.

Rein Porro 2012

Käitaja tagab, et kui lend jätkub planeeritust erineval marsruudil või suundub planeeritust erinevale sihtlennuväljale, siis võetakse kasutatava kütuse ümberarvutamise protseduurides arvesse1) ülejäänud reisilennuks vajalikku kütust ja2) kütusevaru, mis koosneb

i) ettenägematuteks juhtudeks ette nähtud kütusest ja

Rein Porro 2012

ii) varulennuväljale lendamiseks vajalikust kütusest juhul, kui sihtlennuvälja jaoks peab olema varulennuväli (see ei välista väljumislennuvälja valimist sihtlennuvälja varulennuväljaks), jaiii) lõplikust kütusevarust jaiv) lisakütusest, kui see on vajalik teatud liiki lendude korral (nt ETOPSlennud), ja

3) erakorralist kütusevaru, kui seda nõuab õhusõiduki kapten.

Rein Porro 2012

Kütuse planeerimiskriteeriumid:

1. PõhiprotseduurVäljumisel pardal olev kasutatav kütusekogus peab moodustuma järgmiste komponentide summast.

1.1 Ruleerimiseks vajaminev kütus, mille kogus ei ole väiksem kui enne starti eeldatavasti kasutatav kütus. Arvesse võetakse väljumislennuväljal valitsevaid tingimusi ja abijõuseadme tarbimist.

Rein Porro 2012

1.2 Reisilennuks vajaminev kütus, mis hõlmab a) stardiks ja lennuväljalt esialgsele reisilennu

tasandile/kõrgusele tõusmiseks vajalikku kütust, võttes arvesse kavandatavat stardimarsruuti, ja b) saavutatud reisilennukõrgusest kuni laskumise alguseni vajalikku kütust, sealhulgas võimalik astmeline tõusmine/laskumine, ja c) laskumise algusest kuni lähenemise alustamiseni vajalikku kütust, võttes arvesse eeldatavat saabumise protseduuri, ja d) sihtlennuväljale lähenemiseks ja seal maandumiseks vajalikku kütust.

Rein Porro 2012

1.3 Ettenägematuteks juhtudeks ette nähtud kütus, mille kogus peab olema suurem kas allpool alapunktis a või b esitatud määradest.a) Kas

i) kütus, mis on vähemalt 5 % planeeritud reisilennuks vajaminevast kütusekogusest või – lennuplaani

muutmise korral – 5 % ülejäänud lennuks vajaminevast reisilennu kütusekulust, või

Rein Porro 2012

ii) mitte vähem kui 3 % planeeritud reisilennuks vajaminevast kütusekogusest või – lennuplaani

muutmise korral – 3 % ülejäänud lennuks vajaminevast

reisilennu kütusekulust, tingimusel et marsruudil asuv varulennuväli on kasutamisvalmis, või

Rein Porro 2012

iii) kütusekogus, mis on reisi jooksul eeldatava kasutatava

kütusekoguse arvestamise kohaselt piisav 20 minutiliseks lennuks, tingimusel et käitaja on iga lennuki puhul kehtestanud individuaalse kütusetarbimise

seirekava ning kasutab sellise kütusetarbimise

arvestamise kava abil kindlaks määratud asjakohaseid andmeid, või

Rein Porro 2012

iv) lennuameti heaks kiidetud statistilisel meetodil põhinev

kütusekogus, millega kaetakse reisilennuks vajamineva planeeritud ning tegeliku kütuse koguse

statistiline vahe. Kõnealust meetodit kasutatakse kütusetarbimise

jälgimiseks iga linnapaari/lennuki kombinatsiooni puhul ning käitaja kasutab

asjaomaseid andmeid statistiliseks analüüsiks, mille eesmärk on välja

arvutada ettenägematuteks juhtudeks ette nähtud

kütus kõnesoleva linnapaari/lennuki kombinatsiooni puhul.

Rein Porro 2012

b) Kütusekogus, mida on vaja, et lennata sihtlennuvälja kohal standardtingimustes viis minutit ootekiirusel ning kõrgusel 1 500 jalga

(450 m).

Rein Porro 2012

1.4 Varulennuväljale lendamiseks vajalik kütus, mis a) hõlmab

i) katkestatud lähenemiseks vajalikku kütust sihtlennuvälja suhtes kohaldatavalt minimaalselt

laskumiskõrguselt (MDA/DH) katkestatud lähenemise

kõrguseni, võttes arvesse kogu katkestatud lähenemise protseduuri, ning

Rein Porro 2012

ii) katkestatud lähenemise kõrguselt reisilennu tasandile/kõrgusele tõusmiseks vajalikku kütust,

võttes arvesse kavandatavat stardimarsruuti, ning

iii) saavutatud reisilennukõrgusest kuni laskumise alguseni vajalikku

kütust, võttes arvesse kavandatavat marsruuti,

ning

Rein Porro 2012

iv) laskumise algusest kuni lähenemise alustamiseni laskumiseks

vajalikku kütust, võttes arvesse eeldatavat saabumise protseduuri, ning

v) OPS 1.295 kohaselt valitud sihtlennuvälja varulennuväljale

lähenemiseks ja seal maandumiseks vajalikku kütust;b) juhul, kui OPS 1.295 lõike d kohaselt on nõutavad kaks sihtlennuvälja varulennuvälja, on piisav, et lennata sellele varulennuväljale, mille puhul on vaja varulennuväljale lendamiseks vajaliku kütuse suuremat kogust.

Rein Porro 2012

1.5 Lõplik kütusevaru, mille kogus peab olema piisav a) kolbmootoriga lennukite puhul 45 minutiliseks lennuks või b) turbiinmootoritega lennukite puhul sihtlennuvälja kohal 30 minutit kestvaks lennuks, mis sooritatakse standardtingimustes ootekiirusel ning kõrgusel 1 500 jalga (450 m), arvestatuna vastavalt eeldatavale massile sihtlennuvälja varulennuväljale või sihtlennuväljale (kui sihtlennuvälja varulennuväli ei ole nõutav) saabumise hetkel.

Rein Porro 2012

1.6 Minimaalne lisakütusekogus, mis võimaldab a) lennukil tavapäraselt laskuda ja lennata sobivale sihtlennuvälja varulennuväljale, kui lennukit tabab mootoririke või kaob survestus, võttes arvesse seda, kumma puhul nendest on vaja suuremat kütusekogust, tuginedes oletusele, et selline rike leiab aset marsruudi kõige kriitilisemas etapis, ning

i) oodata lennuvälja kohal 1 500 jala (450 m) kõrgusel standardtingimustes 15 minutit ja

Rein Porro 2012

ii) läheneda ja maanduda, kuid lisakütust on vaja üksnes siis, kui vastavalt eespool esitatud alalõigetele 1.2–

1.5 arvutatud minimaalsest kütusekogusest selliseks

tegevuseks ei piisa, ningb) lennata ootekiirusel sihtlennuvälja kohal 1 500 jala (450 m) kõrgusel standardtingimustes 15 minutit, kui lennu jaoks ei ole määratud sihtlennuvälja varulennuvälja.

1.7 Erakorraline kütusevaru, mis määratakse kapteni äranägemisel.

Rein Porro 2012

Ülalöeldust tulenevalt peab lennukis visuaallendude puhul olema kütust:1. Käivitamiseks, ruleerimiseks, mootori proovimiseks, ja2. Tõusuks, horisontaallennuks, laskumiseks,

maandumiseks, ruleerimiseks ja3. Ettenägematuteks juhtudeks ette nähtud

kütus (5%), ja 4. 45 minutiliseks lennuks sihtlennuvälja

kohal 1500 jala kõrgusel

Rein Porro 2012

EASA-OPS

Lendudel punktist A punkti A (huvilennud) peab operaator määrama kütuse hulga, mis peab paakidesse jääma peale lendu. See ei tohi olla väiksem kui 45 minutiliseks lennuks

Rein Porro 2012

VarisemineKohtumisnurga (α) suurenedes suureneb tõstejõu koefitsdient (CL) kuni mingi maksimaalse suuruseni (CL MAX). Selle suurusele vastavat kohtumisnurka nimetatakse kriitiliseks kohtumisnurgaks. Sellest nurgast suuremal nurgal toimub vooluse rebenemine ja tiiva varisemine.Väikelennukitel on tavaliselt kriitilise nurga suuruseks 16° (sileda tiiva puhul).

Varisemise likvideerimiseks on tavaliselt vaja vähendada kohtumisnurka (nina alla).Varisemisel ja sellest väljatoomisel soovitatakse kallaku vältimiseks sirgetiivalisel lennukil kasutada pöördetüüri. Noolekujulise tiiva puhul elerone ja vähesel määral pöördetüüri.

Rein Porro 2012

VarisemineTunnused:1. Ei reageeri hästi juhistele (uimane)2. Käivitub varisemishoiatus3. Tekib aerodynaamiline bafting

Suurtel kohtumisnurkadel olla ettevaatlik eleronide kasutamisel

Rein Porro 2012

VarisemineVarisemissignalisaator peab hakkama tööle kiirusel, mis on varisemiskiirusest (CAS) vähemalt 5 kts või 5% suurem (olenevalt kumb saavutatakse enne).Varisemissignalisaatori ennetusaeg peab tagama piloodile võimaluse varisemisest välja tuua kui ta alustab seda ühe sekundi jooksul ja varisemine toimub aeglustuvast pöörangust ülekoormusega vähemalt 1,5G ning kiiruse vähenedes vähemalt 2 kts sekundis. Kusjuures lennuk on trimmeeritud horisontaallennuks kiirusel 1,3 varisemiskiirust.Varisemine ei tohi toimuda järsku. Kuid siiski selliseid masinaid leidub.

Rein Porro 2012

VarisemineProfiili ja tiiva kuju valik.Mida teravam on esiserv, mida õhem profiil, mida tagapool asub profiili maksimaalne suhteline kumerus ja –paksus, seda ootamatum on varisemine.

Rein Porro 2012

VarisemineReeglina ei toimu õhuvoolu eraldumine üheaegselt kogu tiiva ulatuses.Ristkülikukujuliselt tiival algab see tiiva tüveosalt, kuna üle tiiva otsa

voolav rõhk (õhuvool) vähendab kohtumisnurka tiiva otstes.Tõstejõu vähenemine toimub üsna RK (CG) lähedal ja seetõttu nihkub TK (CP)

tahapoole. Tekib pikeeriv moment – lennuk ise üritab välja tulla.Tüviosalt rebenenud voolus satub stabilisaatorile – tekib bafting.1. Eleronid säilitavad efektiivsuse2. Lennuk laseb nina alla3. Tekib hoiatav bafting4. Lennukil pole erilist tendentsi kallakuks

Rein Porro 2012

VarisemineTrapetsikujulisel tiival algab õhuvoolu eraldumine tiiva otstest (õhem profiil ja nõrgem ülevoolavus).

1. Puudub stabilisaatori bafting2. Tekib eleronide bafting3. Lennuk üritab minna kallakusse – pöörise oht4. Pole erilist pikeerivat momenti5. Eleronid pole efektiivsed

Rein Porro 2012

VarisemineTrapetsikujulise tiiva aerodünaamika parandamiseks:1. Geomeetriline vääne – otstes väikse kohtumisnurk2. Otsaprofiilide suhteline kumerus ja –paksus tehakse suuremaks –

rebenemine toimub tüveosal3. Pilud tiiva esiservas – suurendab õhuvoolu kineetilist energiat ja eleronide

juhitavust

Rein Porro 2012

VarisemineKolmnurkne riba (varisemisriba – stall strip) tiiva tüveosa esiservas muudab profiili esiserva teravamaks ja kutsub õhuvoolu rebenemise esile väiksema kohtumisnurga juures.Selline riba toimib ainult suuremate kohtumisnurkade puhul, kuid ei sega tiiva aerodünaamikat tavakiirustel.

Rein Porro 2012

VarisemineKeeriste generaatorid (Vortex Generators) loovad keerisjoad, tänu milledele saab piirikiht kineetilist lisaenergiat ja õhuvoolu rebenemine tekib tunduvalt hiljem.

Rein Porro 2012

VarisemineNoolekujulisel tiival algab eraldumine tiiva otstelt. Tõstekese nihkub etepoole ja lennukil tekib kabreeriv moment.Stabilisaator asub tiiva tüviosalt tuleva õhuvoolu (allavoolu) mõju all. Kabreeriva momendiga kaasneb allavoolu nurga suurenemine ja stabilisaatoril suureneb samuti kabreeriv moment. Lennuki nina pöördub järsult üles. See on ohtlik olukord

Rein Porro 2012

VarisemineKuna noolekujulisel tiival piirikiht valgub otste poole, pakseneb seal ja rebeneb, siis selle vältimiseks kasutatakse erinevaid aerodünaamilisi ja mehhaanilisi võtteid:- aerodünaamilised noad- mootorite püloonid- esserva sakid – “saehambad”

Rein Porro 2012

VarisemineVarisemist mõjutavad faktorid:1. Kaal ja tsentreering2. Lennuki manöövrid – ülekoormused3. Konfiguratsiooni muudatused (CLMAX ja tangaažimomendi muutused)

4. Mootori tõmme ja propi juga5. Mahhi arv (suurtel kiirustel)6. Tiiva pinnal olev segav element (vesi, härmatis, lumi, jää, krobeline värv,

mustus jne)7. Tugev vihm

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Start ja maandumine sõltuvad:- ÕS kaal;- Lennuvälja rõhkkõrgus;- Õhu temperatuur (koos rõhkkõrgusega annab

tiheduskõrguse);- Tuul;- Raja pikkus;- Raja kalle;- Raja pind;- Tagatiibade asend;- Niiskus.

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadInglased soovitavad:- Käsiraamatu abil leitud

vertikaalkiirusest võta maha 40 ft/min;

- Stardiraja pikkusele lisa 5%.- Eralenduritele soovitatakse stardis

ohutuskoefitsiendiks 1,33 ja maandumisel 1,43.

- Ohutu kiirus (TOSS) peaks olema 1,2Vs (50 ft kõrgusel).

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadTagatiivad:- Lühendavad hoojooksu pikkust;- Vähendavad varisemiskiirust;- Vähendavad eraldumiskiirust;- Vähendavad ohutut kiirust;Kuid stardidistants ei vähene märgatavalt kuna

suureneb takistus, väheneb väärtus ja tulemusena vähenevad vertikaalkiirus ja tõusunurk:

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Mida suurem kaal, seda pikem stardidistants

10% kaalu annab 20% distantsi, faktor 1,2.

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Rõhkkõrguse suurenemine 1000 ft võrra suurendab stardi distantsi 10%, faktor 1,1

Temperatuuri suurenemine 10° võrra suurendab distantsi 10%, faktor 1,1

Niiskus vähendab lennuki suutlikkust

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Väikelennukite puhul – pärituul, mille kiirus on 10% ÕS kiirusest suurendab maandumisdistantsi 20%, ehk faktor on 1,2.

Tuule arvestamise puhul pidada silmas, et vastutuult võib arvestada mitte rohkem kui 50% ja pärituult mitte vähem kui 150%.

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Väikelennukite puhul pole mõistlik startida kui pärituul on üle 5 kt.

Külgtuul:- 30° annab 1/2 tuulest;- 45° annab 2/3 tuulest;- 60° annab 9/10 tuulest.

Rein Porro 2012

Tuulenihe:

Suutlikkusnäitajad

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadStardidistants sõltub raja kattest:- Lühike, kuiv hein – suurendab 20%;- Pikk, kuiv hein – suurendab 25%;- Pikk, märg hein – suurendab 30%

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadStardidistants sõltub raja kaldest:2% tõusu pikendab stardidistantsdi 10%

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadTODA – take-off distance availableTORA – take-off run availableTODA – olemasolev rada pluss ohutusala

(Clearway). TODA ei tohi olla üle 1,5 TORA.

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadKatkestatud startKatkestatud stardi distants (kiirendus-

pidurdus distants) – hädadistants – (ei kõla hästi) (emergency distance) on kogu raja pikkus pluss ohutusriba.

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Maandumisdistants algab 50 ft kõrguselt kus lennukil peab kiirus olema 1,3xVs ja lõpeb lennuki seiskumisega rajal.

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Võimalik maandumisdistants (Landing distance available – LDA), see on maandumiseks võimaliku raja pikkus võttes arvesse kõiki takistusi lähenemissirgel.

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadMaandumisandmeid mõjutavad:Kaal – mida suurem kaal, seda suurem Vs,

seda suurem kineetiline energia (1/2 mV²) ja pidurdustee. Reeglina 10% kaalu annab 10%

pikkust, faktor 1,1.

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Tiheduskõrgus – mida hõredam õhk seda suuremat kiirust vajame ja seda suurem on kineetiline energia.1000 ft rõhkkõrgust või 10° temperatuuri suurendab maandumisdistantsi 5%, faktor 1,05.

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadTuul – 10% lennukiirusest suurendab

distantsi 20%, faktor 1,2

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Tuulenihe

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadRaja kate – hüdroglisseerimine,

suurematel kiirustel.Maandumisdistantsi pikendab:- lühike, kuiv hein (alla 5 tolli) 20%, f = 1,2- pikk, kuiv hein (üle 5 tolli) 30%, f = 1,3- lühike, märg hein 30%, f = 1,3- pikk, märg hein 40%, f = 1,4- lumi 25% või rohkem, f ≥ 1,25

Rein Porro 2012

Hüdroglisseerimine

Lihtsustatud valem, mis ei arvesta kihi paksust ja viskoossust, survet rattale ning protektori mustrit

V = 9 V = 17,5 PR

ρV

X

Y

PR (Psi)

R

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadRaja kalle:2% laskumist pikendab distantsi 10%, f

= 1,1

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadTagatiibade asend:Mida suurem tagatiibade asend, seda

väiksem varisemiskiirus ja järelikult ka 1,3Vs.

UK CAA soovitab suurendada 1,43 korda.

Rein Porro 2012

Suutlikkusnäitajad

Suur lähenemiskiirus:

Rein Porro 2012

SuutlikkusnäitajadPea meeles:

Kõrgem temperatuur tähendab pikemat maandumisdistantsi või väiksemat maandumiskaalu.

Suurem rõhkkõrgus tähendab pikemat maandumisdistantsi või väiksemat maandumiskaalu.

Allapoole kalle tähendab pikemat maandumisdistantsi või väiksemat maandumiskaalu.

Pärituul tähendab pikemat maandumisdistantsi või väiksemat maandumiskaalu.

Suurem kaal nõuab pikemat rada ja vähendab tõmbevaru.