O stabilitě letounu
4. část
Kombinované stranové pohyby

Na počátku ještě znovu připomeňme, že při posuzování stranové stability, neboť o ní bude i dále jednáno, nemůžeme pojednávat odděleně o pohybech zatáčivých, klonivých a bočivých neboť na sebe navazují a je třeba je podrobit zkoumání z hlediska dynamické stability.

Jedním z typických stranových pohybů jsou stranové kmity. Častěji než u skutečných letounů dochází k tomu jevu u modelů letadel či UAV. Co se stane nebo může stát po náhodném naklonění létajícího stroje?

Je-li stabilizující klonivý moment, po předchozím letu s vybočením, příliš velký ve srovnání s momentem zatáčivým, dojde k prudkému vyrovnávání náklonu. Stroj pak přejde přes původní horizontální polohu do opačného náklonu a celý jev se může periodicky opakovat. Přitom vlivem současného působení zatáčivých momentů stroj mění směr letu. Schematicky je tento jev zachycen v následujícm obrázku.

Dá se prokázat, že na nestabilitě stranových kmitů se výrazně podílí velký klonivý moment vzniklý při vybočení a nedostatečná snaha udržet původní směr letu. Příčinou je obvykle zbytečně velké vzepětí nosné plochy a malá SOP. Působí zde proti sobě vlivy vzepětí a velikost VOP.

Malé stranové kmity nejsou mnohdy tak hrozným prohřeškem, ale vyskytovat by se, snad až na zvláštní „přání“, neměly. Obvykle je možné jim zamezit vhodnou velikostí vzepětí a přiměřenou plochou SOP.

Při létání však existují, mimo jiné, ještě jiné nebezpečné letové stavy související se stranovou stabilitou. Jejich příčinou je spirální nestabilita.

Všechny letouny i modely mají tendenci vykazovat nějakou míru této nemilé letové vlastnosti, přestože mnohé z nich mají dostatek vlastní(inherentní) stability. Tendence k takovému chování může být poznána pilotem, když se letoun přestává pohybovat rovnoměrným ustáleným letem jestliže není řízen (volná kormidla).

Tyto velmi nebezpečné situace nastávají když není viditelný horizont nebo je nemožné ovládat letoun podle přístrojů nebo jejich kombinací. Jestliže k této situaci dojde pilot by měl být obezřetný ve snaze znovu dosáhnout řiditelného letu. Rychlost v sestupné spirále vzrůstá totiž velmi rychle a prudký zásah výškovkou ve snaze omezit rychlost letu výrazně a prudce zvýší namáhání konstrukce letounu. To je velmi nebezpečné, protože k přídi letounu se zemský povrch přibližuje hrůzostrašně.

Ke spirální nestabilitě přispívá příliš velká SOP a malé vzepětí křídla. To je v případech, kdy je statická směrová stabilita mohutná ve srovnání se schopnostmi letounu vyrovnávat příčné náklony. Nebezpečí vzniku tohoto stavu je častější při letech s velkým úhlem náběhu.

Jak k tomu dochází?

Jestliže je stranová stabilita letounu(modelu) porušena vnějším zásahem, třeba větrným poryvem, pak se snaží mohutná SOP následný let s vybočením navrátit do původního směru. Nedostatečné vzepětí křídla se sice současně, ale nesměle snaží znovu nabýt příčné rovnováhy. Polovina křídla, nacházející se při tomto kombinovaném pohybu na vnější části zatáčky, se pohybuje rychleji než ta druhá vnitřní část. Výsledkem je rozdíl vztlaků mezi vnější a vnitřní polovinou křídla a tím větší náklon do zatáčky. Zároveň působí v tomto smyslu nepříznivě i SOP a letoun přechází do strmého klesavého spirálního letu. Pokud včas nezasáhne pilot přiměřeně vhodným způsobem tak je katastrofa neodvratná.

Takto se chovají přirozeně všechny létající stroje s pevnými křídly, tedy i modely a UAV. Celá záležitost může být zhoršena také nesprávnou polohou těžiště.

A tím skončíme tento populární výklad stranových pohybů letounů.

Jako souhrn uvedených poznatků si dovolíme připomenout, že:

a) u stranových kmitů se obvykle jedná o mohutné vzepětí křídla a malou SOP

b) u spirálového pohybu je obvykle příčinou malé vzepětí křídla a mohutná SOP.

A na závěr tohoto povídání ještě několik hrůzně působících obrázků, jež by bylo možno zařadit mezi posledně popisované letové stavy. Tento případ neskončil, jak se zdá, ještě tragicky. Bylo to však zřejmě jen jakousi příznivou shodou okolností, i když se pilot snažil nevhodnému přistání zabránit.

Všimněte si ale, že celý průběh letu po vypnutí probíhal podivným způsobem k čemuž mohl „pomoci“ i vítr v zádech. Z přiloženého videa je patrná nerozhodnost pilota jak ukončit let úspěšným přistáním. Po letu s vybočením následovaly prudké náklony na jednu a druhou stranu a pak zatáčka s velmi pravděpodobnou malou rychlostí. Spirální nestabilita se tu zjevně projevila také.

Takže obezřetně postupovat nejen při navrhování létajících strojů, ale i při jejich řízení neboť nejenom náhody jsou negramotné.