Enciklopedija letalstva

Enciklopedija letalstva (574)

11 Jul 07
Napisal

V zadnjih petdesetih letih velja, da imajo bojna letala praviloma vitko konfiguracijo, težiščna točka je pomaknjena precej nazaj.

 

Za njihove dobre manevrske zmogljivosti je bistvenega naloga konstruktorjev zagotoviti čim boljšo prečno vzdolžno stabilnost pri letenju pod velikimi vpadnimi koti. Zagotoviti pri tem še odlično krmarljivost pa meji že kar na umetnost, zanesljivo pa vsaj na vrhunskost aerodinamične zasnove. Zahteva namreč natančno uravnoteženje statične in dinamične stabilnosti. Stabilnost leta novodobnih vitkih bojnih letal pod velikimi vpadnimi koti narekuje tok zračnih vrtincev na sprednjem delu, nosu letala  ter tok zračnega vrtinčenja ob korenu kril ob trupu. Odtrganje zračnega toka pri vpadnem kotu med 30° in 40° namreč povzroči precejšnjo prečno vzdolžno nestabilnost. Za zmanjšanje prečnih motenj je rešitev v doseganju največjega vpadnega kota, saj se po vpadnem kotu 60° sežeta dva ločena toka zraka. Naslednji vpliv je giroskopski moment kot posledica rotacije motorjev, ki povzroča prečno nestabilnost, še posebej pri veliki kotni hitrosti gibanja po prečni osi.

 

Ena od značilnosti superkrmarljivih bojnih letal je znaten moment omahovanja nosu pri vpadnih kotih nad 60°. Do pojava pride, ker se središče vzgona krila pomakne nazaj zaradi odcepitve zračnega toka na krilu s približno četrtine tetive pri vpadnem kotu 20° do polovice tetive profila pri vpadnem kotu 80°. To središče vzgona je sedaj za težiščno točko in nastane sila, ki vleče letalo na nos, zato se dviganje nosu ustavi in letalo se ujame. Vzgon bi pri tem lahko dali v narekovaje, kajti pri vpadnem kotu 90° je edina sila, ki nasprotuje gravitaciji in drži letalo v zraku, potisna sila motorjev.

 

Poleg omenjenih aerodinamičnih rešitev, s katerimi se doseže superkrmarljivost, ponuja  v bistvu boljšo rešitev, ali aerodinamičnost še izboljša, usmerjanje potiska. Najbolje v vseh oseh, čeprav je največ izkušenj le po vertikali.


Nazaj

11 Jul 07
Napisal

V prvem obdobju konstruiranja bojnih letal, predvsem lovcev in lovskih bombnikov, so bile krmilne naprave - krmilna palica in pedali - neposredno povezane s krmilnimi površinami z jeklenimi pletenicami, kovinskimi cevmi in vzvodi. Pri takšnih mehanskih komandah so sile pomikanja komand pri velikih hitrostih zahtevale že kar veliko moč. Te sile so se z vse večjim povečevanjem hitrosti še bolj povečevale do meje, ko jih pilot ni več mogel pomikati. Uvedli so hidromehanske pomičnike, vendar so mehansko povezavo še vedno ohranili.

 

Z uvajanjem bojni letal s puščičastimi krili v petdesetih letih so v sisteme za krmarjenje začeli uvajati naprave za stabilizacijo letala, da bi tako pri določenih letalih preprečili vrtenje letala. Uvedba računalnika pa je tudi na tem področju takoj dala koristi, računalnik je postal vmesni člen, v katerega so prihajali pilotovi ukazi; računalnik je te ukaze ustrezno obdelal in jih s pomočjo električnih signalov poslal do pomičnikov krmilnih površin. Pa tudi takšne električne komande niso bile povsem zanesljive, mehanske se v bistvu lažje vzdržujejo in preverjajo, redko pa tudi odpovedo vse po vrsti, zato so v začetku uvedbe obdržali oboje. Zanesljivost je napredovala vzporedno z vse boljšimi in bolj zanesljivimi elektronskimi napravami.

 

V sedemdesetih letih je prišlo do popolne uresničitve zamisli strokovnjakov izpred desetletja z uvedbo sistema za električno krmarjenje - fly-by-wire. Gre preprosto za električno prenašanje komand, ki jih na poti do krmilnih površin v realnem času ustrezno analizira in obdela računalnik, rezultat te obdelave pa je izhodni signal, ki potem prek servopomičnika ustrezno odklanja krmilne površine. Računalnik se na "nemogoče" pilotove ukaze ne odziva, kajti v programski podpori ima vgrajene omejitve, ki ne dovoljujejo prekoračitve na primer določenega koeficienta preobremenitve, vpadnega kota pri določeni hitrosti ipd.

 Dandanes so ti sistemi že toliko zanesljivi, da jih vgrajujejo tudi že v potniška letala. Največ je s tem pridobil pilot, ki se lahko popolnoma osredotoči na zahtevne bojne manevre ob hkratni varnosti.


Nazaj
11 Jul 07
Napisal

Kadar govorimo o aerodinamičnih kvalitetah letala, mislimo seveda na njegove aerodinamične oblike, zatem pa tudi na stabilnost in krmarljivost. Ti dve lastnosti se pri prehodu od podzvočnih v nadzvočne hitrosti precej spremenijo. Pojavil se je problem stabilnosti in krmarljivosti pri nadzvočnih hitrostih in ta problem je bilo treba odpraviti s pomočjo naprav za stabilizacijo letala in  sistemov krmarjenja.

 

Pojem  stabilnost pri letalu pomeni, da se letalo po motnji, povzročeni na primer z nenamenskim pomikom krmilne ročice, vrne v prvotni položaj brez pilotove pomoči. Bolj se sile oddaljujejo od položaja ravnotežja, bolj nestabilno je letalo. Stabilnost nadalje delimo na statično in dinamično. Statična stabilnost pomeni težnjo pomikanja v uravnoteženi položaj po motnji, povzročeni s pomikanjem krmilnih površin ali pa s sunkom vetra, na primer. Dinamična stabilnost pa govori o celotni časovni sliki pomikanja letala po motnji.


S krmarljivostjo pojmujemo odzivanje letala na namensko pomikanje krmilnih površin. Pri vsakem pomikanje komand za krmarjenje letala se letalo odmika od uravnoteženega položaja. Letala z veliko statično stabilnostjo težijo k svojemu uravnoteženemu položaju. Tu pa sta si stabilnost letala in krmarljivost pravzaprav v nasprotju.

 Do pomikanja aerodinamičnega središča nazaj prihaja pri obzvočnih in nadzvočnih hitrostih, pogojeno pa je predvsem z obliko in vitkostjo krila. Zato konstruktorji tudi rešujejo vprašanje stabilnosti letala z najugodnejšo izbiro geometričnih značilnosti krila. Do največjega pomika aerodinamične sredine pride pri ravnem krilu, manjše je pomikanje pri trapezastem in puščičastem krilu, najmanjše pa pri delta krilu.


Nazaj
11 Jul 07
Napisal

Zanimivi so začetki letenja z nadzvočnimi hitrostmi. Prvi je zvočni zid prebil legendarni ameriški letalski as iz druge svetovne vojne, general Charles E. "Chuck" Yeager v Bellovem letalu X-1 leta 1947. Obnašanje letal do hitrosti zvoka je bilo bolj ali manj znano, ne pa tudi potem, ko letalo prebije zvočni zid. Poizkušanja so pokazala, da letalo pri nadzvočni hitrosti izgublja smerno stabilnost, ki narašča z večanjem Machovega števila hitrosti letenja. X-1 je postal v letu z njegovo največjo nadzvočno hitrostjo nekrmarljiv po smeri in je prešel v vrtenje v blagih zavojih. Ta pojav, opisovali so ga kot inercijsko smer (Inertial coupling), je imel veliko vlogo pri snovanju bojnih letal za nadzvočne hitrosti.

 

Predvsem lovci, po vzdolžni osi sicer zelo dobro krmarljivi, se radi podredijo temu pojavu. Inercijska smer se pojavi, čŒe je velika razlika med vztrajnostnim momentom okrog vzdolžne osi in vztrajnostnim momentom vzdolž navpične in prečne osi letala. Pogosto se pojavlja pri lovcih z majhno razpetino kril (majhen vrtilni moment) in dolgim trupom s težkimi motorji. Kadar je takšno letalo izpostavljeno vrtenju okoli vzdolžne osi, lahko velika koncentracija mas v trupu povzroči zibanje okrog navpične in prečne osi.


Za odpravo tega problema so letalom vgrajevali večje smerne stabilizatorje. Ti so zagotavljali boljšo smerno stabilnost pri majhnih, zmernih vpadnih kotih. Dvojni repni smerni stabilizatorji so pokazali svojo vrednost pri visokih nadzvočnih hitrostih in precej izboljšali smerno stabilnost, za majhne hitrosti pa to pravilo ne velja. Sploh pa so dvojni smerni stabilizatorji, nagnjeni navzven, uporabljeni pri vseh konstrukcijah stealth, saj je tako radarska slika manjša zaradi manjšega preseka  radarske slike letala. Prvič so tako konstrukcijo uporabili pri strateškem izvidniku SR-71, vidite jih lahko tudi na lovcu F-22 raptor, pa tudi na lahkem bombniku F-117, prvem bojnem letalu tehnologije stealth v uporabi.


Nazaj
11 Jul 07
Napisal

Prvi reaktivci so imeli vitkost med 12° do 14°, kar je bilo značilno že za njihove predhodnike z batnimi motorji za pogon propelerjev. Krila z manjšim razmerjem debeline profila so že v štiridesetih letih načrtovali za svoje hitre lovce Nemci, saj se je s tem zmanjšal tudi čelni upor. Tako se je uveljavilo tanko, puščičasto krilo, ki so ga potem povzeli vsi kasnejši konstruktorji hitrih bojnih letal. Takšen pristop so kmalu po drugi svetovni vojni uveljavili konstruktorji ameriškega hitrega lovca (za takratne razmere) F-86 sabre. North Americanov lovec je imel 38-stopinjsko puščico kril, razmerje debeline profila krila (razmerje med največjo debelino krilnega profila, merjeno pravokotno na tetivo, in dolžino krila) pa je bilo 12-odstotno.

 

Prav tako so že nemški konstruktorji v vetrovnikih preizkušali delta krilo, ki je v notranjosti ponujalo veliko prostora za gorivo in trdnost strukture, manjše naraščanje upora pri prehodih v obzvočne hitrosti, povrhu vsega pa je to krilo ponujalo izboljšano krmarljivost. Američani so v začetku petdesetih prišli do ugotovitve, da je za nadzvočne hitrosti primernejša konstrukcija z delta krilom brez horizontalnih repnih površin, kar so uporabili pri konstrukciji lovca F-102A.

 

Francoski Dassault je skonstruiral letalo za nadzvočne hitrosti z delta krilom v letu 1952. Za dvakratno hitrost zvoka so načrtovali delta krilo s še manjšim razmerjem debeline profila krila in še večjo puščico. Krilo je postalo zelo tanko in navidez trdno, brez prostora za gorivo v notranjosti, kar govorijo podatki o puščici krila 65° in razmerjem debeline profila 5 % (kar pomeni, da je največje debelina krilnega profila znašala dvajsetino dolžine profila).

 

Krilo s spremenljivo puščico je ponujalo neugodno rešitev za celo vrsto problemov, kajti posamezne oblike kril so ponujale prednosti v posameznih režimih letenja, nobeno pa ni bilo univerzalno. Na podlagi nemških raziskav so začeli Američani v petdesetih letih preizkušati letalo s spremenljivo puščico kril Bell X-5, sledili so še poskusi z Grummanovim XF10F1, Britanci pa so se zadovoljili zgolj s poskusi v vetrovniku.

 

Letalo s spremenljivo puščico krila je namreč hkrati ustrezalo kar več postavljenim zahtevam, na primer letenju bojnega letala nizko na tlemi s hitrostjo 1200 km/h, z možnostjo preleta Atlantika brez oskrbe z gorivom v zraku in možnostjo vzletanja in pristajanja na 1 km dolgi stezi. Naslednja zahteva pa je bila dvainpolkratna hitrost zvoka na veliki višini.

 

Dobre zmogljivosti v nizkem letu narekujejo krilo z majhno puščico, torej krilo visoke vitkosti z relativno debelim profilom, ki omogoča velik vzgon, in hkrati z majhno razpetino zaradi nizkega induciranega upora. Vse omenjene lastnosti ponuja prav krilo s spremenljivo puščico s pomočjo kombinacije zmanjšane vitkosti in povečane puščice krila.

 

Za operacije na skrajšani ali omejeno dolgi vzletno-pristajalni stezi ali na palubi letalonosilke je potreben kar največji vzgon, kar je možno doseči samo z  debelim krilom in ustreznimi napravami za povečevanje vzgona.

 

Odlična ali kar se da dobra krmarljivost v območjih obzvočnih hitrosti je naslednja zahteva za vsako sodobno bojno letalo. Velika kotna hitrost v zavojih je nujno potrebna v bojih v zraku, nujen pogoj je upravljivost, ali drugače: vodenje letala (tu bi lahko govorili o krmarljivosti, vendar bo treba v terminologiji še definirati, kako poimenovati vodenje letala v manevrih v zraku, ki jih letalo ne izvaja samo s krmilnimi površinami, pač pa tudi z usmerjanjem potiska; gre namreč za interakcijo krmarilnih površin in usmerjanja potiska - samo navzgor in navzdol ali za 360°) v letenju pod visokimi vpadnimi koti (AoA), ko se normalno zračni tok na krilu odcepi. Ta odcepitev povzroči povečanje čelnega upora, oscilacij ter težav s stabilnostjo  in krmarljivostjo. Vse te težave potem bistveno vplivajo na samo učinkovitost bojnega letala. Z naštetimi težavami so se otepali praktično vsi  konstruktorji nadzvočnih letal od petdesetih let prejšnjega stoletja naprej. šele razvoj pogonskih agregatov je izboljšal razmerje med potiskom in maso - T/W - v korist prvega in to je omogočalo vzdrževanje kotne hitrosti v zavojih, razširilo obseg režimov letenja in vzpodbudilo izboljšave v režimu letenja pod visokimi vpadnimi (pozitivnimi) koti pri obzvočnih hitrostih. Pri današnjih sodobnih bojnih letalih (z redkimi izjemami) je možno letenje pod visokimi vpadnimi koti (AoA), pri kritičnih kotih dobi letalo tendenco povešanja nosu (umetno ali naravno), toda vse skupaj je kontrolirano. Seveda se je bilo težko približati idealnemu, prva uspešna konstrukcija v tej smeri je bil sloviti ameriški F-4 phantom II (nekdaj, še ne tako dolgo, je bil pri nas v žargonu vsak ameriški lovec ali lovski bombnik z začetno oznako F fantom, ruski pa mig), sledila sta mu še A-7 corsair in A-6 intruder (vsa ta letala izvirajo iz  šestdesetih let in še operativno letijo!); nad razvojem teh bojnih letal je bdelo letalstvo Vojne mornarice ZDA. Problem so rešili z uvajanjem tako imenovanih naprav za povečevanje vzgona na sprednjih in zadnjih robovih kril. S temi napravami so dandanes opremljena vsa sodobna bojna letala, ne služijo pa le za izboljšanje vzletno-pristajalnih zmogljivosti (krajše steze ...), ampak bistveno povečujejo tudi njihove bojne manevrske zmogljivosti.

 

Ena bistvenih težav konstruktorjev in aerodinamikov je bila vseskozi odpravljaje odcepitve zračnega toka s krila. Da bi se izognili učinkom stisljivosti, so povečali puščico krila in zreducirali razmerje debeline profila krila. Spremembe so vodile do dejstva, da je bilo vzdrževanje trdnega zračnega toka bolj zapleteno, zato so si pomagali na različne načine, da so ohranjali normalen zračni tok prek krila. V petdesetih letih so začeli proučevati tanka krila, da bi minimalizirali čelni upor, in pokazalo se je, da so ostri sprednji robovi pri majhnih hitrostih povzročili odcepitev vzdolž celotne dolžine. Raziskave pa so pokazale, da ta pojav povzroča zelo stabilno vrtinčenje, usmerjeno nazaj prek krila, kar povečuje vzgon pri majhnih hitrostih.

 

Do podobnega rezultata so prišli konstruktorji ameriškega lahkega Northropovega lovca F-5, ki je dobil spredaj ob trupu majhen vzdolžni podaljšek kril, s katerimi so skušali zmanjšati tlačni upor pri pospeševanju ob najvišjih obzvočnih hitrostih, rezultat tega pa je bilo še 10-odstotno povečanje vzgona pri letenju pod vpadnimi koti. Do še večjega izboljšanja pri uporabi vzgonskega vrtinčenja je prišlo pri Northropovem projektu YF-17, ki je (po neuspehu na natečaju, v katerem je zmagal F-16) kasneje postal F-18 hornet. Podaljšek sprednjega roba krila je bil že izrazit in lahko bi že govorili o preobrazbi v hibridno krilo s podaljški, ki so povzročali močno vrtinčenje prek glavnega krila. Pod te podaljške sprednjega roba krila so namestili vstopišči zraka v motorja, kar je še izboljšalo lastnosti letala pri letenju pod vpadnim kotom in povečevalo vzgon.

 

Naslednja večja izboljšava, ki je povečevala aerodinamično vrtinčenje, so bili kanardi, ki jih ima danes praktično vsako sodobno bojno letalo.

 

Na prvi pogled ta predkrila delujejo kot površine za destabiliziranje letal. Prispevek predkril - kanardov, nameščenih tik pred krilom, je prav v že omenjenem vrtinčenju, ob seveda puščičastem krilu. Kanardi v tem primeru delujejo podobno kot podaljšek sprednjega roba krila, inducirajo polje vrtinčenja, ki izboljša porazdelitev tlaka na glavnem krilu. V tem primeru je povečanje vzgona kar 20- do 30-odstotno. Naslednja izboljšava je v dejstvu, da tako krilo kot predkrilo ustvarjata pozitivni vzgon, kar je v nasprotju s konvencionalno repno konstrukcijo letala, kjer repna vodoravna površina ustvarja ravno nasprotno silo.

 Poleg omenjenih prednosti kanard konstrukcija zmanjšuje nadzvočni čelni upor, saj nima klasičnih repnih površin.



Nazaj
11 Jul 07
Napisal

Bojna letala so vedno bila in bodo zagotovo še naprej v ospredju, kar zadeva aerodinamične in tehnično-tehnološke rešitve ter napredek v razvoju letalstva. Praktično so bile domala vse revolucionarne iznajdbe uporabljene najprej v bojnih letalih, potem pa prenesene na ostali del letalstva, predvsem potniški in tovorni promet ter športni del letalstva.

 

Še v prvi svetovni vojni, ko so se letala uveljavila kot bojna sredstva, so bili to predvsem dvokrilniki, v drugo svetovno vojno so večinoma vstopila že enokrilna letala. Naslednji prelom je pomenil reakcijski pogon s puščičastimi in delta krili.

 

Rojstvo puščičastega krila pa sodi že v obdobje pred reakcijskimi motorji. Da to krilo precej pripomore k zmanjšanju čŒelnega upora, je leta 1935 dokazal nemški aerodinamik Busemann, njegovo ugotovitev pa je štiri leta kasneje dopolnil švicarski fizik Albert Betz s trditvijo, da puščičasto krilo odpravlja nastale probleme v zvezi s kompresibilnostjo (stisljivostjo) zraka v obzvočnem režimu letenja.

 

Nemški konstruktorji so potem puščičasto krilo uporabili leta pri dotlej najbolj nenavadnem brezrepem raketnem lovcu Messerschmitt Me-163 komet. Resda pa so puščičasto krilo konstruktorji uporabili predvsem, da bi dosegli sprejemljivo razmejitev med težiščem in aerodinamičnim središčem, prednosti puščičastega krila pa so jim bile postranske!

 So pa na Zahodu snovalci novih, predvsem hitrih lovskih letal upoštevali prednosti puščičastega krila, ki so jih tako dobili vsi načrtovani reaktivci, nič drugače ni bilo tudi v Rusiji, ki je povrhu vsega zajela veliko nemških letalskih strokovnjakov in s pridom izrabila njihovo znanje (podobno so ga tudi drugi). Toda puščičasto krilo je puščalo tudi nekaj težav, namreč zmanjšan vzgon pri letenju pod večjimi vpadnimi koti in zmanjšanje učinka zadnjega robi kril z zakrilci, kar je pomenilo večje vzletne in pristajalne hitrosti. To se je kompenziralo s povečanjem obremenitve krila.



Nazaj
11 Jul 07
Napisal

Druga vojna je navrgla težke bombnike, ki so za spremstvo in zaščito uporabljali lovce. Najbolj znamenita letalska bitka je bila bitka za Britanijo v letu 1940, v njej pa je bilo prvič uporabljeno elektronsko sredstvo za zaznavanje ciljev v zraku, letal - to je seveda radar. Uvedli so ga Britanci na kopenskih radarskih postajah in na podlagi pridobljenih podatkov usmerjali svoje lovce proti nemškim bombnikom in njihovim lovcem v zaščiti. Proti nemškim bombnikom so se zapodili hurricani, proti njihovim zaščitnim lovcem gibčnini spitfireji. Zanimiva sta bila ameriška lovca: North Americanov P-51 mustang, namenjen strmoglavim bombnim napadom, je postal odličen eskortni lovec; P-38 lightning je bil namenjen za prestrezanje na velikih višinah, izkazal pa se je na srednjih višinah v spopadih z nemškimi Me-109
.

čŒe med samo drugo svetovno vojno je bilo moč zaslutiti vzpon na velike višine: turboreakcijski motorji so dvignili potovalne višine bojnih letal za 300 do 4500 m, hitrosti, največje do takrat, pa povečali za slabih 200 km/h.

 

Konstruktorji bojnih letal so se znašli pred novimi zahtevami, ki jih je narekovala višina: kabine pod tlakom, mraz, namerilne naprave in oborožitveni sistemi, ki so bili kos novim hitrostim in naenkrat slabšim manevrskim sposobnostim letal z novim pogonom v zelo razširjenem prostoru. Svetovni višinski rekord, dosežen v prvih letih druge svetovne vojne, je bil kar 17.000 m, toda nobeno od bojnih letal še kar nekaj časa ni bilo sposobno resnejših bojnih manevrov niti na dosti manjših višinah.

 

Prevlada v hitrosti je bila poglavitna v zračnih dvobojih letal, oboroženih s strojnicami in topovi. Pobuda je bila na strani hitrejšega. Med korejsko vojno so se ameriški P-21 lahko spopadali z ruskimi reaktivnimi lovci MiG, pa jim ti niso mogli kaj dosti, vendar tudi mustangi njim ne.

 

V šestdesetih letih so v bojna letala, predvsem lovce, že vgrajevali računalnike, povezane z radarji, ki so prek avtomatskega pilota usmerjali lovce na cilj: nasprotnikova letala. še naprej so zahtevali velike hitrosti, velike višine. Lovci so prestrezali izvidnike visoko, na višino so se morali vzpenjati silno hitro. Bojna letala prihodnosti ne bodo med seboj nikoli v vidnem stiku, na cilje bodo izstreljevala rakete srednjega in dolgega dosega tudi izven vidne razdalje, vendar pa bo moral to "videti" radar. Hitrost, in to visoka nadzvočna, ter gibčnost pa bosta kljub temu potrebni. Lovec se bo moral povzpeti hitro, zajeti cilj in se v hitrem manevru še hitreje oddaljiti, da ga ne bi zajela nasprotnikova raketa. Je pa prav ta hitrost, na primer prek Machovega števila 2, močno vprašljiva. Prispeva namreč k izjemno visoki ceni letala, hkrati pa ni popolnega zagotovila, da se bo prav na račun te hitrosti bojno letalo lahko izognilo nasprotniku. Pri dvakratni in višji hitrosti zvoka letijo bojna letala le pičel odstotek svoje življenjske dobe in zato je učinkovitost doseganja te hitrosti vprašljiva.

 

Pri večini drugih vlog bojnih letal, torej tistih v območju vidnega kontakta, hitrost ni prevladujoča kvaliteta bojnega letala, pomembna za preživetje. še posebej ob sodobnih, zelo gibčnih raketah, ki se jih je moč otresti samo z učinkovitimi toplotnimi/svetlobnimi ali radarskimi vabami na eni strani in na drugi strani s supermanevrskimi (superkrmarljivostnimi) zmogljivostmi V neposrednih zračnih dvobojih je prevelika hitrost dosti bolj ovira kot prednost, saj so ostri zavoji omejeni z velikostjo težnostnega pospeška g, ki ga še preneseta zgradba letala in seveda pilot.

 

Z razvojem bojnih letal in njihovim izpopolnjevanjem se je kopičilo vse več opreme, ki jo je bilo treba razmestiti v trup, ta pa je bil že tako utesnjen, ker so bile tudi zahteve po zalogi goriva za požrešne nadzvočne motorje z dodatnim zgorevanjem ogromne. V celovit in zapleten sistem, kot je bojno letalo, je bilo treba poleg same zgradbe in motorjev integrirati še vrsto sistemom, kot so oborožitev, elektronika ter podobno. Vse to je zahtevalo celovit pristop, začenši z uvajanjem celovitega šolanja letalcev, njihove trenaže in s tem povezanih naprav, uporabe oborožitvenih in komunikacijskih ter drugih sistemov letala, zatem orodja za vzdrževanje, različnih podpornih sistemov in podobno. Vzporedno z zapletenostjo bojnih letal je naraščalo število tako potrebnega časa za konstrukcijo novega bojnega letala, kot tudi število potrebnih specializiranih strokovnjakov za samo izgradnjo. čŒe je bilo za nastanek slovitega mustanga potrebnih skupaj 250.000 ur in skupaj dve leti, so za nadzvočnega F-86 sabra že potrebovali 1,7 milijona ur in skoraj polpeto leto. Za zelo zapleten in kompleksen sistem, kot je težki palubni prestreznik F-14 tomcat, so razvojniki potrebovali tri leta, v devetdesetih letih pa so pri Eurofighterju opravili 4000 ur preizkusnega naleta s typhoonom v šestih letih pred predserijsko proizvodnjo letala. Po drugi strani je tudi res, da so Američani v sedemdesetih letih, in tudi kasneje, za razvoj potrebovali več kot tretjino manj časa, njihova bojna letala pa so imela tudi enkrat več sestavnih delov glavnih sklopov in krila letala kot evropska.

 

Primerjava z Rusi je tu skoraj nemogoča, kajti nekdaj so letela proizvajali v velikih serijah in številnih verzijah, prevladoval je koncept velikoserijske proizvodnje relativno cenenih in trdoživih bojnih letal. V zadnjih desetletjih so se stvari korenito spremenile in tudi Rusi izdelujejo bojna letala, ki so izrazito kompleksni sistemi, v katere so integrirali visoko tehnološko znanje z različnih področij (vzemimo samo Suhojevo družino lovcev Su-27 "flanker" in že lovca MiG-29 skoraj sočasno).

 

V nastanku novega letala je pomembna že sama definicija zahteve, torej izražene potrebe po bojnem letalu, ki postavlja zahteve po določenih zmogljivostih. Usklajenost teh zahtev z uresničenim, torej obnašanje letala v zraku, predvsem pa integriranost vseh sistemov in sklopov ter njihovo uspešno delovanje, je potem merilo uspešnosti projekta samega. Resda oblikovanje letala vedno ne sledi povsem zahtevam - izraženim željam, vendar so običajno točke odstopanja določene. Bojno letalo je zares kompleksna zadeva v današnjem času in zasnova je dostikrat kompromis. Recimo: nekatere zahteve so prav lahko protislovne, združiti slabo radarsko opaznost letala in supermanevrske sposobnosti v eno konstrukcijo je zelo zapleteno. Konstruktorji, in sami uporabniki letala, se zato odločijo, čemu bodo dali prednost.

 

Vgrajevanje silno veliko naprav v sodobna bojna letala zahteva dolgotrajno integracijo sistemov, predvsem elektronskih in namerilnih ter oborožitvenih sklopov, dostikrat pa tudi pogonskih. Ta integracija in preizkušanja se dostikrat tako zelo zavlečejo, da se postavi vprašanje smiselnosti prvotne namembnosti letala. Lahko boste videli, da so na primer lovski bombnik F-111 s spremenljivo puščico kril snovali za povsem drugačne naloge in namene, kot jih je potem opravljal in bil v njih celo bolj uspešen. Ravno tako je razvoj bombnika B-1 trajal toliko časa, da se je povsem spremenila strategija uporabe bombnikov: od prvotno načrtovanega nadzvočnega bombnika za velike višine so zaradi omejevanja proračunskih razvojnih sredstev in spremenjene taktike uporabe nadzvočno bombniško letalo spustili tik na površino, mu dali naloge globokih prodorov v nasprotnikov zračni prostor, ga opremili z najsodobnejšimi vodljivimi izstrelki in podobno.

 

Naslednje vprašanje pri snovanju novega bojnega letala je njegova življenjska doba. Danes načrtujejo uporabo bojnih letal celo za 30 let in več. Sloviti phantomi so prišli v operativne eskadrilje v letu 1960, pa v določenih bojnih nalogah še vedno letijo. To zahteva še nova naprezanja konstruktorjev, ki morajo razmišljati vsaj 15 let in več naprej. Ravno tako tudi načrtovalcev vseh sistemov, ki morajo kar nekako predvideti hiter razvoj različnih senzorjev in nasploh elektronskih sklopov, zatem vgrajenih oborožitvenih sistemov in podobno. Naslednje vprašanje je presoja nevarnosti, ki bo določeni državi (ki gradi ali kupi bojno letalo) grozila v obdobju uporabe letala.

 

Razvoj sodobnega bojnega letala je prav zato velik podvig. zahteva trud številnih skupin strokovnjakov, inženirjev, znanstvenikov z najrazličnejših področij od aerodinamike do pogona, konstrukcij, krmarjenja, materialov, elektronike, zatem operativnih analitikov, izvedencev za organizacijo proizvodnje, za trženje Nikakor ni nujno, da je vsaka konstrukcija kaj povsem novega. Bistveno je, da z njo odpravijo pomanjkljivosti in slabosti obstoječih rešitev in pridejo do boljših v okviru sredstev, ki so na voljo. Ta pa so ob zmanjševanju vojaških proračunov (z izjemo ZDA) vedno manjša. Zaradi tega in pa zaradi negotove presoje o tem, kakšna vrsta nevarnosti grozi, morajo biti sodobne konstrukcije bojnih letal kar se da prilagodljive, bolj ali manj večnamenske. Zanimivo pri vsem skupaj je, da so preliminarne študije o projektu ocenjene na zgolj odstotek vrednosti življenjskega cikla letala, čeprav ravno v tem obdobju lahko najbolj vplivajo na ceno v celotnem življenjskem ciklu letala.

 

Med zahtevami, ki se postavljajo pred projekt bojnega letala, je na prvem mestu njegova ubojnost: torej dobiti za čim manjše stroške (tu je prav tako mišljeno celotno življenjsko obdobje, ki vključuje snovanje, razvoj, preizkušanje, operativno rabo, vzdrževanje, servisiranje, nadgradnjo in posodabljanje, celotno podporo, šolanje in trenažo pilotov ter oskrbovalnega osebja ter naposled na koncu življenjske dobe tudi uničenje ali razgradnjo letala) kar največ.

 

Najcenejši oborožitveni sistem današnjih bojnih letal je top, že orožje kalibra 20 mm je primerno za zračne dvoboje z drugimi letali, čeprav so za bližinske zračne dvoboje najprimernejše orožje IR vodljive rakete. Ponavadi so lovci prestrezniki, ki delujejo proti manevrsko manj zmogljivim letalom, oboroženi z vodljivimi izstrelki zrak-zrak srednjega in dolgega dosega, opremljeni so z radarji velikega dosega in drugimi namerilnimi sistemi. Večnamenska bojna letala običajno nosijo kombinacijo orožij zrak-zrak in zrak-zemlja, pa tudi lovski bombniki in jurišniki so lahko oboroženi z orožji zrak-zrak za samoobrambo.

 

Naslednja velika zahteva sodobnih bojnih letal so manevrske zmogljivosti, z drugo besedo krmarljivost, najlažje jih ponazorimo s pojmom gibčnosti. Bojno letalo naj bi položaj in hitrost spreminjalo hitro, kar mu prinese ugodnejše izhodišče v zračnem boju. In kateri so tisti parametri, ki govorijo v prid dobri krmarljivosti in manevrskim zmogljivostim letala? To so faktor obremenitve (vertikalni pospešek g), polmer zavoja in kot najpomembnejša kotna hitrost v zavoju. Bojna prednost se skladno s temi parametri doseže z vzdrževanjem kotne hitrosti in rezervo moči, potrebno za pospeševanje in vzpenjanje.

 

Poleg omenjenih zmogljivosti mora imeti pilot še možnost lahkotnega in varnega upravljanja letala v zahtevnih manevrih. Skrajnih manevrskih zmogljivosti letala se namreč nikoli ne da doseči brez lahkotnega upravljanja letala.

 

Bojni radij je prav tako zelo pomemben dejavnik, ki govori o kakovosti bojnega letala. Boljše letalo je tisto, ki ob potrebnih manevrih, potrebnih na primer v zračnem boju, obdrži optimalen dolet oziroma bojni radij. Pri lovskih bombnikih je na primer zelo zaželena velika hitrost na majhni višini, na kateri se v radarski senci letalo približa cilju, ga uniči in se tako potem tudi varno izmakne.

 

Tudi vztrajnost sodi med osnovne zahteve pri sodobnem bojnem letalu. Gre za časovno enoto, v kateri letalo doseže čim večji akcijski radij z razpoložljivo količino goriva. čŒe lahko zmore določen profil leta do boja in v samem boju brez uporabe pogona z dodatnim zgorevanjem, pomeni to še toliko večjo zmogljivost letala. Pri tem je najbolj pomembno ugodno razmerje med potiskom in maso letala. Prav tako k vztrajnosti pripomore možnost oborožitve z različnimi vrstami orožij.

 

Dobra vidljivost je tudi nadvse pomembna, predstavlja pa zmožnost letala, da prvo zazna cilj in ga sledi. Predvsem je to pomembno za današnje prestreznike, ki odkrivajo in napadajo tudi cilje za vidnim horizontom. Enako pomembno je opozarjanje, da je letalo v radarskem snopu nasprotnikovega radarja, torej je opaženo in s tem potencialni cilj.

V konstrukciji sodobnih bojnih letal praktično ne gre več brez težnje po čim manjši radarski opaznosti ali nevidnosti letala. Nevidnost letala se izraža na več načinov, govorimo o radarski slabi opaznosti, vizualni nevidnosti in čim šibkejšem infrardečem signalu. Radarsko nevidnost dosežejo konstruktorji s postavitvijo takih površin letala, ki čim manj pravokotno odbijajo radarski snop, imajo čim manj kotov, imajo čim bolj zakrit kompresor motorja v vstopnik zraka, z uporabo radarsko absorbcijskih materialov, s čim manj zunanjimi nosilci orožij, minimalnim sevanjem energije lastnih elektronskih senzorjev, z ustreznimi elektronskimi protiukrepi in podobno. Vizualna opaznost letala pa se zmanjša z nedimljenjem motorjev; maskirno barvo, ki se staplja z okoljem in navidezno zmanjša letalo, prav tako s slabo opaznimi številčnimi in identifikacijskimi oznakami.

 

Infrardečo neopaznost letala dosežejo s čim manjšo uporabo komore za dodatno zgorevanje, ki daje veliko toplotno sliko.

 

Prožnost letala pomeni hitro vrnitev letala v akcijo, potem ko je v prejšnji že sodelovalo. Za dosego prožnosti pa je potrebno dobro in zanesljivo vzdrževanje, hkrati pa mora biti letalo primerno trdoživo in hitro popravljivo.

 

Problem prožnosti je nastal po šestdesetem letu, ko je zapletenost in kompleksnost bojnih letal narekovala veliko ur priprav in vzdrževanja za vsako uro naleta bojnega letala. Obenem so uporabniki izražali potrebo po vse boljši zaščiti vitalnih delov letala in posadke.

 

Ob zmanjševanju proračunov postaja eden bistvenih elementov tudi cena letala, ne samo nakupna, pač pa predvsem cena za uro uporabe letala in cena celotnega življenjskega ciklusa letala. Cene bojnih letal so začele hitro naraščati po drugi svetovni vojni, v zadnjem desetletju pa prav strmoglavo. Največji vpliv na takšen dvig cen je kompleksnost opreme, avionika je v začetku obsegala le nekaj odstotkov cene celotnega bojnega letala, z vgrajevanjem radarjev v petdesetih letih se je ta del v ceni letala že odražal tretjinsko, največje nesorazmerje pa so elektronski sklopi dosegli v sedemdesetih letih, ko so letalsko elektroniko razvijali posebej za vsako vrsto letala. Danes v sodobnem bojnem letalu elektronski sklopi obsegajo 40 do 50 % cene letala, ostalo pa gre na račun motorjev, same zgradbe letala in mehanske opreme.


Nazaj

10 Jul 07
Napisal
Lahko šolsko letalo Zlin Z-242L češkega proizvajalca Moravan je namenjeno za osnovno šolanje vojaških pilotov, omogoča pa tudi akrobatsko in instrumentalno letenje. Zlin je klasično propelersko dvosedo letalo z batnim motorjem in neuvlačljivim tricikelskim podvozjem, ki ima dvojne komande za krmiljenje. Od letala Z-143L se razlikuje le po številu sedežev v kabini in moči motorja. Tako ima Z-143L štiri sedeže in za 35 KS močnejši motor, Z-242L pa dva sedeža. Obe letali sta opremljeni z motorjem ameriškega proizvajalca Textron Lycoming, pri čemer ima Z-143L šest cilindrski motor, Z-242L pa štiri cilindrskega.  

zlin_242l_pred_poletom_3.jpgzlin_od_spodaj_virmors.jpg













Letala Z-242L se nahajajo v letalski šoli SV na letališču Cerklje ob Krki, ki razpolaga z osmimi letali. Z njimi bodoči piloti Slovenskega vojaškega letalstva naletijo letno okoli 1700 ur, oziroma 210 ur na posamezno letalo. Poleg tega se letala Z-242L uporabljajo tudi za urjenje protizračne obrambe Slovenske vojske in so pogost gost na številnih letalskih prireditvah po celi Sloveniji.
zlin.jpg

Štirisedežno letalo Z-143L se nahaja v sestavi Letalskega transportnega oddelka na letališču Brnik, ki razpolaga z dvema letaloma. Letali se uporabljata za različne prevoze po Sloveniji, za urjenje pilotov, ter za pridobivanje in podaljševanje pilotskih dovoljenj, opravljata pa tudi kurirske naloge. Kljub temu se z njimi ne leti tako intenzivno kot z dvosedimi "brati".

Vsekakor Moravanovi letali Z-143L in Z-242L predstavljata eno izmed redkih čeških letal, katerim je uspel preboj na neusmiljen svetovni trg in ju poleg nizke nakupne cene odlikujejo še nizki operativni stroški ter enostavno vzdrževanje.

 











Nazaj

Fotografije: Borut Podgoršek in MORS
Vir: Jaka Alijeski Ulčar, www.mors.si