Terhelési tényezők

Terhelési tényezők: repülőgépek üzemeltetési határértékei.

Az előző részek a Repülőgép oldal aloldalaiból csak röviden tárgyalták a repülés alapelveinek néhány gyakorlati vonatkozását. A pilótává váláshoz nem szükséges az aerodinamika tudományának részletes műszaki tanfolyama. Az utasok biztonságáért való felelősségvállalás miatt azonban a hozzáértő pilótának megalapozott fogalmakkal kell rendelkeznie a repülőgépre ható erőkről és azok előnyös felhasználásáról, valamint az adott repülőgép működési korlátairól. A repülőgépre ható minden olyan erő, amely eltéríti a repülést az egyenes vonalról, feszültséget okoz a repülőgép szerkezetében; ennek az erőnek a nagyságát “terhelési tényezőnek” nevezzük.”

A terhelési tényező a repülőgépre ható teljes légterhelés és a repülőgép bruttó tömegének hányadosa. Például a 3-as terhelési tényező azt jelenti, hogy a repülőgép szerkezetére ható teljes terhelés a bruttó tömeg háromszorosa. A terhelési tényezőket általában “G”-ben fejezik ki – azaz a 3-as terhelési tényezőt 3 G-nek, a 4-es terhelési tényezőt pedig 4 G-nek lehet nevezni.

Érdekes megjegyezni, hogy ha egy repülőgépet 3 G-nek tesznek ki a zuhanásból történő felhúzás során, akkor az embert az ülésbe olyan erővel nyomják le, amely a személy súlyának háromszorosával egyenlő. Így bármely manőver során kapott terhelési tényező nagyságát meg lehet határozni, ha figyelembe vesszük, hogy milyen mértékben nyomják le az embert az ülésbe. Mivel a modern repülőgépek üzemi sebessége jelentősen megnőtt, ez a hatás annyira hangsúlyossá vált, hogy minden repülőgép szerkezetének tervezésénél elsődleges szempont.

Mivel a repülőgépek szerkezeti kialakítását úgy tervezték, hogy csak bizonyos mértékű túlterhelést bírjanak el, a terhelési tényezők ismerete minden pilóta számára nélkülözhetetlenné vált. A terhelési tényezők két különböző okból fontosak a pilóták számára:

1. A nyilvánvalóan veszélyes túlterhelés miatt, amelyet a pilóta a repülőgép szerkezetére kényszeríthet; és

2. Mert a megnövelt terhelési tényező növeli az átesési sebességet, és lehetővé teszi az átesést látszólag biztonságos repülési sebesség mellett.

A terhelési tényezők a repülőgép tervezésében

A “milyen erősnek kell lennie egy repülőgépnek” kérdésre adott választ nagyrészt az a használat határozza meg, amelynek a repülőgép ki lesz téve. Ez nehéz probléma, mert a maximálisan lehetséges terhelések túlságosan nagyok ahhoz, hogy hatékony tervezésre lehessen őket használni. Igaz, hogy bármelyik pilóta végezhet egy nagyon kemény leszállást vagy egy rendkívül éles felhúzást zuhanásból, ami rendellenes terhelést eredményezne. Az ilyen rendkívül abnormális terheléseket azonban némileg el kell vetni, ha olyan repülőgépeket akarunk építeni, amelyek gyorsan felszállnak, lassan landolnak, és értékelhető hasznos terhet szállítanak.

A terhelési tényezők problémája a repülőgépek tervezésében ezután arra redukálódik, hogy meghatározzuk azokat a legnagyobb terhelési tényezőket, amelyek normál üzemben, különböző üzemeltetési helyzetekben elvárhatók. Ezeket a terhelési tényezőket “határterhelési tényezőknek” nevezik. Biztonsági okokból szükséges, hogy a repülőgépet úgy tervezzék meg, hogy ezeket a terhelési tényezőket szerkezeti károsodás nélkül kibírja. Bár a Code of Federal Regulations előírja, hogy a repülőgép szerkezete képes legyen e határterhelési tényezők másfélszeresének elviselésére meghibásodás nélkül, elfogadott, hogy a repülőgép egyes részei meghajolhatnak vagy elfordulhatnak e terhelések alatt, és hogy bizonyos szerkezeti károsodások keletkezhetnek.

Ez az 1.5 értéket “biztonsági tényezőnek” nevezik, és bizonyos mértékig biztosítja a normális és ésszerű üzemeltetés során várhatónál nagyobb terhelést.

Ezzel a szilárdsági tartalékkal azonban a pilótáknak nem szabad szándékosan visszaélniük; inkább a védelmükre szolgál, amikor váratlan körülményekkel találkoznak.

A fenti megfontolások minden terhelési körülményre vonatkoznak, legyenek azok széllökésekből, manőverekből vagy leszállásból eredő terhelések. A most érvényben lévő széllökés-terhelési tényezőre vonatkozó követelmények lényegében megegyeznek az évek óta érvényben lévő követelményekkel. Több százezer üzemóra bizonyította, hogy ezek megfelelőek a biztonság szempontjából. Mivel a pilótának kevés befolyása van a széllökés-terhelési tényezőkre (kivéve a repülőgép sebességének csökkentését, ha zord levegővel találkozik), a széllökés-terhelési követelmények lényegében azonosak a legtöbb általános repülési típusú repülőgépre, függetlenül azok üzemeltetési céljától. Általában a széllökés-terhelési tényezők szabályozzák a szigorúan nem akrobatikus használatra szánt repülőgépek tervezését.

Teljesen más a helyzet a manőverező terhelési tényezőkkel rendelkező repülőgépek tervezésénél. Ezt a kérdést külön kell tárgyalni a következőkkel kapcsolatban: (1) A kategóriarendszer szerint tervezett repülőgépek (azaz normál, használati, akrobatikus); és (2) a régebbi tervezésű repülőgépek, amelyeket olyan követelmények szerint építettek, amelyek nem írnak elő üzemeltetési kategóriákat.

A kategóriarendszer szerint tervezett repülőgépek könnyen azonosíthatók a pilótafülkében elhelyezett táblával, amely feltünteti az üzemeltetési kategóriát (vagy kategóriákat), amelyben a repülőgépet tanúsították. A különböző kategóriákba tartozó repülőgépekre meghatározott maximális biztonságos terhelési tényezők (határterhelési tényezők) a következők:

KATEGÓRIA HATÁRTERHELÉS

Normál* 3,8 -1.52

Utility (enyhe akrobatikus repülés, beleértve a pörgést is) 4,4 -1,76

Akrobatikus repülés 6,0 -3,0

* A 4000 fontnál nagyobb bruttó tömegű repülőgépeknél a határterhelési tényezőt csökkentik. A fent megadott határterhelésekhez 50 százalékos biztonsági tényezőt kell hozzáadni.

A manőverek súlyosságának növekedésével a terhelési tényező fokozatosan emelkedik. A kategóriarendszer biztosítja a repülőgép maximális hasznosságának elérését. Ha csak a normál üzemeltetést tervezik, a szükséges terhelési tényező (és következésképpen a repülőgép súlya) kisebb, mint ha a repülőgépet kiképzési vagy akrobatikus manőverekben kívánják alkalmazni, mivel ezek nagyobb manőverezési terhelést eredményeznek.

A kategóriatáblával nem rendelkező repülőgépek olyan konstrukciók, amelyeket korábbi műszaki követelmények szerint építettek, amelyekben nem adtak kifejezetten üzemeltetési korlátozásokat a pilótáknak. Az ilyen típusú repülőgépek esetében (körülbelül 4000 font súlyig) a szükséges szilárdság a mai haszonjármű-kategóriájú repülőgépekhez hasonló, és ugyanazok az üzemeltetési típusok megengedettek. Az ilyen típusú repülőgépeknél 4000 font felett a terhelési tényezők a tömeggel együtt csökkennek, így ezeket a repülőgépeket a kategóriarendszer szerint tervezett normál kategóriájú repülőgépekhez hasonlónak kell tekinteni, és ennek megfelelően kell üzemeltetni őket.

Terhelési tényezők meredek fordulókban

Minden repülőgép állandó magasságú, koordinált fordulójában a terhelési tényező két erő eredménye: a centrifugális erő és a gravitáció.

1. ábra: Két erő okozza a terhelési tényezőt fordulók során.

Minden adott dőlésszögnél a fordulás sebessége a légsebességgel változik; minél nagyobb a sebesség, annál lassabb a fordulás sebessége. Ez kompenzálja a hozzáadott centrifugális erőt, így a terhelési tényező változatlan marad.

A 2. ábrán látható egy fontos tény a fordulókkal kapcsolatban – a terhelési tényező félelmetes mértékben növekszik, miután a dőlésszög elérte a 45° vagy 50°-ot. A terhelési tényező bármely repülőgép esetében 60°-os dőlésszögben 2 G-nek felel meg. A terhelési tényező 80°-os dőlésszögben 5,76 G. A szárnynak ezeknek a terhelési tényezőknek megfelelő felhajtóerőt kell produkálnia, ha fenn akarja tartani a magasságot.

2. ábra: A dőlésszög megváltoztatja a terhelési tényezőt.

Meg kell jegyezni, hogy a terhelési tényezőt jelölő vonal milyen gyorsan emelkedik, ahogy közeledik a 90°-os dőlésvonalhoz, amelyet csak a végtelenben ér el. A 90°-os dőlésszögű, állandó magasságú forduló matematikailag nem lehetséges. Igaz, egy repülőgépet lehet 90°-os dőlésszögűre dőlni, de nem koordinált fordulóban; az a repülőgép, amelyet 90°-os dőlésszögű csúszófordulatban lehet tartani, képes egyenes késszögű repülésre. Valamivel több mint 80°-nál a terhelési tényező meghaladja a 6 G-s határértéket, ami egy akrobatikus repülőgép határterhelési tényezője.

A koordinált, állandó magasságú fordulóhoz az átlagos általános repülés repülőgépeinek megközelítőleg 60°-os maximális dőlésszöge. Ez a dőlés és az ebből eredő szükséges teljesítménybeállítás eléri az ilyen típusú repülőgépek határértékét. További 10°-os dőlés növeli a terhelési tényezőt körülbelül 1 G-vel, ami közelíti az ilyen repülőgépeknél megállapított folyáshatárhoz.

Terhelési tényezők és átesési sebességek

Minden repülőgép, a szerkezetének határain belül, bármilyen sebességnél áteshet átesésbe. Ha kellően nagy állásszöget alkalmazunk, a sima légáramlás a szárnyprofil felett megszakad és szétválik, ami a repülési jellemzők hirtelen megváltozását és a felhajtóerő hirtelen elvesztését eredményezi, ami áteséshez vezet.

Az e hatás tanulmányozása során kiderült, hogy a repülőgép átesési sebessége a terhelési tényező négyzetgyökével arányosan nő. Ez azt jelenti, hogy egy normál, gyorsítás nélküli 50 csomós átesési sebességgel rendelkező repülőgép 4 G-s terhelési tényező előidézésével 100 csomós sebességnél is áteshet átesésbe. Ha ez a repülőgép 9-es terhelési tényezőt tudna elviselni, akkor 150 csomós sebességnél leállhatna. Ezért a hozzáértő pilótának tisztában kell lennie a következőkkel:

– Annak veszélyével, hogy a repülőgépet a terhelési tényező növelésével, mint például egy meredek fordulóban vagy spirálban, véletlenül leállítja; és

– azzal, hogy a repülőgép szándékos leállítása a tervezési manőverezési sebesség felett óriási terhelési tényezőt eredményez.

A 2. és 3. ábrán látható diagramokra való hivatkozással látható, hogy a repülőgép meredek fordulóban a 72°-ot éppen meghaladó dőlésszögűre történő dőlése 3 terhelési tényezőt eredményez, és az átesési sebesség jelentősen megnövekszik. Ha ezt a fordulatot egy olyan repülőgépen hajtják végre, amelynek normál, gyorsítás nélküli átesési sebessége 45 csomó, a légsebességet 75 csomó felett kell tartani, hogy elkerüljük az átesés előidézését. Hasonló hatás tapasztalható gyors felhúzásnál, vagy bármely olyan manővernél, amely 1 G feletti terhelési tényezőt eredményez. Ez volt az oka a hirtelen, váratlan irányításvesztésből eredő baleseteknek, különösen meredek fordulóban vagy a hátsó magassági kormány hirtelen alkalmazásakor a föld közelében.

3. ábra: A terhelési tényező megváltoztatja az átesési sebességet.

Mivel a terhelési tényező négyzetre nő az átesési sebesség megduplázódásával, belátható, hogy a repülőgép viszonylag nagy légsebességgel történő átesésével óriási terhelések érhetik a szerkezeteket.

A maximális sebességet, amellyel egy repülőgép biztonságosan áteshet az átesésen, ma már minden új konstrukciónál meghatározzák.

Ezt a sebességet “tervezési manőverezési sebességnek” (VA) nevezik, és minden újonnan tervezett repülőgép FAA által jóváhagyott repülési kézikönyvébe vagy pilóta üzemeltetési kézikönyvébe (AFM/POH) be kell írni. A régebbi általános repülőgépek esetében ez a sebesség körülbelül a normál átesési sebesség 1,7-szerese. Így egy régebbi repülőgép, amely normál esetben 60 csomónál áll le, soha nem állhat le 102 csomó fölött (60 csomó x 1,7 = 102 csomó). Egy 60 csomós normál leállási sebességgel rendelkező repülőgép 102 csomós leállási sebességnél a sebességnövekedés négyzetével, azaz 2,89 G-vel egyenlő terhelésnek lesz kitéve (1,7 x 1,7 = 2,89 G). (A fenti számok tájékoztató jellegűek, és nem jelentenek pontos választ egyetlen problémakörre sem. A tervezési manőverezési sebességet az adott repülőgép üzemeltetési korlátai alapján kell meghatározni, ha azt a gyártó megadja.)

Mivel a különböző repülőgépeknél a vezérlőrendszerben lévő tőkeáttétel változik, és egyes típusok “kiegyensúlyozott” vezérlőfelületeket alkalmaznak, míg mások nem, a pilóta által a vezérlőkre kifejtett nyomás nem fogadható el a különböző repülőgépeknél fellépő terhelési tényezők mutatójaként. A legtöbb esetben a terhelési tényezőt a tapasztalt pilóta az ülésnyomás érzetéből tudja megítélni. A terheléstényezőket egy “gyorsulásmérőnek” nevezett műszerrel is lehet mérni, de mivel ez a műszer nem gyakori az általános repülést oktató repülőgépeken, fontos annak a képességnek a fejlesztése, hogy a terheléstényezőket a testre gyakorolt hatásuk érzékeléséből lehessen megítélni. A terhelési tényezők becslési képességének fejlesztéséhez elengedhetetlen a fent vázolt elvek ismerete.

A különböző mértékű dőlésszögek által kiváltott terhelési tényezők és a tervezési manőverezési sebesség (VA) jelentőségének alapos ismerete segít a balesetek két legsúlyosabb típusának megelőzésében:

1. A meredek fordulókból vagy a földközeli túlzott manőverezésből eredő holtpontok; és

2. Akrobatikus vagy más erőszakos manőverek során bekövetkező szerkezeti meghibásodások, amelyek az irányítás elvesztéséből erednek.

Feszültségi tényezők és repülési manőverek

A kritikus terhelési tényezők minden repülési manőverre vonatkoznak, kivéve a gyorsítás nélküli egyenes repülést, ahol mindig 1 G terhelési tényező érvényesül. Bizonyos, ebben a szakaszban vizsgált manőverekről ismert, hogy viszonylag magas terhelési tényezőkkel járnak.

KANYAROK – A megnövekedett terhelési tényezők minden dőlésszögű kanyarra jellemzőek. Amint azt a meredek fordulók terhelési tényezőiről szóló szakaszban és különösen a 2. és 3. ábrán megjegyeztük, a terhelési tényezők mind a repülési teljesítmény, mind a szárnyszerkezet terhelése szempontjából jelentőssé válnak, amint a dőlésszög kb. 45° fölé nő.

Az átlagos könnyű repülőgép hozamtényezője kb. 70°-75°-os dőlésszögnél érhető el, és az átesési sebesség kb. 63°-os dőlésszögnél kb. a felére nő.

ÁLLÓSZINT – Az egyenes síkrepülésből vagy a gyorsítás nélküli egyenes emelkedésből belépő normál átesés nem okoz az egyenes és síkrepülés 1 G-jénél nagyobb terhelési tényezőt. Az elakadás bekövetkeztével azonban ez a terhelési tényező a nulla felé csökkenhet, amely tényezőnél úgy tűnik, hogy semminek sincs súlya; és a pilóta úgy érzi, hogy “szabadon lebeg a térben”. Abban az esetben, ha a helyreállás a magassági kormány előrecsapásával történik, negatív terhelési tényezők keletkezhetnek, olyanok, amelyek a szárnyakat lefelé terhelik és a pilótát felemelik az ülésből.

Az elakadás utáni helyreállást követő felhúzás során néha jelentős terhelési tényezők keletkeznek. Ezek akaratlanul tovább növekedhetnek a túlzott merülés (és ebből következően a nagy légsebesség) és a vízszintes repülésbe való hirtelen felhúzás során. Az egyik általában a másikhoz vezet, így növelve a terhelési tényezőt. A nagy merülési sebességű hirtelen felhúzás kritikus terhelést jelenthet a repülőgép szerkezetére, és visszatérő vagy másodlagos átesést okozhat azáltal, hogy a támadási szöget az átesés szögéhez növeli.

Általánosságban elmondható, hogy az átesésből való kilábalás csak utazó vagy tervezési manőverezési sebességig történő merüléssel, fokozatos felhúzással, amint a sebesség biztonságosan az átesés fölé emelkedik, 2 vagy 2,5 G-t meg nem haladó terhelési tényezővel végezhető el. Ennél nagyobb terhelési tényezőre soha nem lehet szükség, kivéve, ha a helyreállítást úgy hajtották végre, hogy a repülőgép orra a függőleges helyzet közelében vagy azon túl van, vagy rendkívül alacsony magasságban, hogy elkerüljék a földbe merülést.

PÖRGETÉS – Mivel a stabilizált pörgés a forgáson kívül semmilyen más elemében nem különbözik lényegében az elakadástól, ugyanazok a terhelési tényezővel kapcsolatos megfontolások érvényesek, mint az elakadás utáni helyreállításra. Mivel a megpördüléses helyreállítások általában az orral sokkal lejjebb történnek, mint az áteséses helyreállításoknál, nagyobb légsebességek és következésképpen nagyobb terhelési tényezők várhatóak. A terhelési tényező egy megfelelő pörgés utáni helyreállásnál általában 2,5 G körül van.

A pörgés alatti terhelési tényező az egyes repülőgépek pörgési jellemzőitől függően változik, de általában valamivel a vízszintes repülés 1 G-je felett van. Ennek két oka van:

1. A légsebesség pörgés közben nagyon alacsony, általában 2 csomón belül van a gyorsítás nélküli átesési sebességhez képest; és

2. A repülőgép pörgés közben inkább forog, mint fordul.

NAGYGÉPES STALLEK Az átlagos könnyű repülőgép nem úgy van megépítve, hogy ellenálljon a nagy sebességű áteséseknél szokásos ismételt terhelési tényezőknek. Az ilyen manőverekhez szükséges terhelési tényező olyan igénybevételt jelent a szárnyak és a farokszerkezet számára, amely a legtöbb könnyű repülőgépnél nem hagy ésszerű biztonsági tartalékot.

Az egyetlen mód, ahogyan ez az átesés előidézhető a normál átesésnél nagyobb sebességnél, az egy további terhelési tényező bevezetése, amelyet a magassági kormány erős meghúzásával lehet elérni. Az átesési sebesség 1,7-szeresének megfelelő sebesség (kb. 102 csomó egy könnyű repülőgépnél, amelynek átesési sebessége 60 csomó) 3 G-s terhelési tényezőt eredményez. Továbbá, könnyű repülőgépeknél csak nagyon szűk hibahatár engedhető meg az akrobatikus repülésnél. Annak illusztrálására, hogy a terhelési tényező milyen gyorsan növekszik a légsebességgel, egy 112 csomós nagy sebességű átesés ugyanezen a repülőgépen 4 G terhelési tényezőt eredményezne.

CHANDELLES ÉS LAZY EIGHTS – Nehéz lenne határozott kijelentést tenni e manőverek terhelési tényezőiről, mivel mindkettő sima, sekély merülést és felhúzást jelent. A felmerülő terhelési tényezők közvetlenül a merülés sebességétől és a felhúzás hirtelenségétől függenek.

Általában minél jobban hajtják végre a manővert, annál kevésbé szélsőséges lesz a kiváltott terhelési tényező. Egy olyan chandelle vagy lazy eight, amelyben a felhúzás 2 G-nél nagyobb terhelési tényezőt eredményez, nem fog olyan nagy magasságnövekedést eredményezni, és kis teljesítményű repülőgépeken nettó magasságveszteséget eredményezhet.

A lehető legsimább felhúzás, mérsékelt terhelési tényezővel, a legnagyobb magasságnövekedést fogja eredményezni a chandelle-ben, és jobb általános teljesítményt fog eredményezni mind a chandelle-ben, mind a lazy eight-ban.

Megjegyezzük továbbá, hogy az ajánlott belépési sebesség ezeknél a manővereknél általában a gyártó által tervezett manőverezési sebesség közelében van, ezáltal lehetővé téve a terhelési tényezők maximális fejlesztését a terhelési határértékek túllépése nélkül.

ROUGH AIR – Minden minősített repülőgépet úgy terveztek, hogy ellenálljon a jelentős intenzitású széllökések által okozott terhelésnek. A széllökések terhelési tényezői a légsebesség növekedésével nőnek, és a tervezési célokra használt erősség általában a legnagyobb sík repülési sebességnek felel meg. Rendkívül zord levegőben, mint például zivatarokban vagy frontális körülmények között, célszerű a sebességet a tervezési manőverezési sebességre csökkenteni.

A megtartott sebességtől függetlenül előfordulhatnak olyan széllökések, amelyek a terhelési határértékeket meghaladó terhelést okozhatnak.

A legtöbb repülőgép repülési kézikönyve ma már tartalmazza a turbulens levegő behatolására vonatkozó információkat. A modern, széles sebesség- és magasságtartományra képes repülőgépek üzemeltetőinek mind a kényelem, mind a biztonság szempontjából előnyös ez a hozzáadott funkció. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a maximális, “soha nem meghaladó” plakáton feltüntetett merülési sebességek csak sima levegőre vannak meghatározva.

Nagy sebességű merüléseket vagy az ismert manőverezési sebességet meghaladó sebességgel járó akrobatikát soha nem szabad durva vagy turbulens levegőben gyakorolni.

Összefoglalva, nem szabad elfelejteni, hogy a szándékos akrobatika, a merülésből való hirtelen felhúzás, a nagy sebességű leállások és a nagy légsebességű széllökések által kiváltott terhelési tényezők mind plusz terhelést jelentenek a repülőgép teljes szerkezetére.

A szerkezetre ható terhelés magában foglalja a repülőgép bármely részére ható erőket. A tájékozatlanok hajlamosak a terhelési tényezőkről csak a gerendákra és a merevítőkre gyakorolt hatásukat tekintve gondolkodni. A túlzott terhelési tényezők miatti legtöbb szerkezeti meghibásodás a szárnyak és a farokcsoport elülső és hátulsó élein belüli bordaszerkezetet érinti.

A szövetborítású repülőgépek kritikus területe a szárny felső felületén az akkord hátuljának körülbelül egyharmadát kitevő borítás.

Az ilyen terhelések halmozott hatása hosszú időn keresztül hajlamos lehet a létfontosságú részek meglazulására és meggyengülésére, így a tényleges meghibásodás később, a repülőgép normál üzemeltetése során következhet be.

Vg diagram

A repülőgép repülési üzemi szilárdságát egy grafikonon ábrázolják, amelynek vízszintes skálája a terhelési tényezőn alapul.

4. ábra: Tipikus Vg-diagram.

A diagramot Vg-diagramnak nevezik: sebesség kontra “g” terhelés vagy terhelési tényező.

Minden repülőgépnek megvan a saját Vg-diagramja, amely egy bizonyos tömeg és magasság mellett érvényes.

A Vg-diagram első fontos elemei a maximális felhajtóerő-képesség vonalai (görbe vonalak).

Az ábrán látható repülőgép legfeljebb egy pozitív “g”-t képes kifejteni 62 m.p.h. sebességnél, a repülőgép szárnyszintes átesési sebessége.

Mivel a maximális terhelési tényező a légsebesség négyzetével változik, ennek a repülőgépnek a maximális pozitív felhajtóereje 2 “g” 92 m.p.h.-nál, 3 “g” 112 m.p.h.-nál, 4,4 “g” 137 m.p.h.-nál, és így tovább. Minden e vonal feletti terhelési tényező aerodinamikailag nem elérhető; azaz a vizsgált repülőgép nem tud a maximális felhajtóerő-képesség vonala felett repülni (elakad). Lényegében ugyanez a helyzet áll fenn a negatív felhajtóerővel való repülésnél, azzal a különbséggel, hogy egy adott negatív terhelési tényező előállításához szükséges sebesség nagyobb, mint ugyanannak a pozitív terhelési tényezőnek az előállításához.

Ha a vizsgált repülőgépet a 4,4-es pozitív határterhelési tényezőnél nagyobb pozitív terhelési tényezővel repüljük, akkor szerkezeti károsodás lehetséges. Ha a repülőgépet ebben a tartományban üzemeltetik, az elsődleges szerkezet kifogásolható tartós deformációja következhet be, és nagymértékű fáradásos károsodás következik be. A határterhelési tényező feletti üzemeltetést normál üzemben kerülni kell.

A Vg diagramon két másik fontos pont is van. Az első a pozitív határterhelési tényező és a maximális pozitív emelési képesség vonalának metszéspontja. Az ebben a pontban lévő légsebesség az a minimális légsebesség, amelynél a határterhelés aerodinamikailag kifejleszthető. Bármely ennél nagyobb légsebesség elegendő pozitív felhajtóerő-képességet biztosít a repülőgép károsodásához; bármely ennél kisebb légsebesség nem biztosít elegendő pozitív felhajtóerő-képességet ahhoz, hogy a túlzott repülési terhelések károsodást okozzanak. Ezt a sebességet általában “manőverezési sebességnek” nevezik, mivel a szubszonikus aerodinamika figyelembevételével a minimális használható fordulósugár ennél az állapotnál várható. A manőverezési sebesség értékes viszonyítási pont, mivel az e pont alatt működő repülőgép nem képes káros pozitív repülési terhelést produkálni. A manőver és a széllökés bármilyen kombinációja nem okozhat károsodást a túlzott légterhelés miatt, ha a repülőgép a manőversebesség alatt van.

A következő a negatív határterhelési tényező és a maximális negatív felhajtóerő-képesség vonalának metszéspontja.

Az ennél nagyobb légsebesség elegendő negatív felhajtóerő-képességet biztosít a repülőgép károsodásához; az ennél kisebb légsebesség nem biztosít elegendő negatív felhajtóerő-képességet a repülőgép túlzott repülési terhelésből eredő károsodásához.

A határsebesség (vagy redline sebesség) a repülőgép tervezési referenciapontja – a vizsgált repülőgép 225 m.p.h.-ra van korlátozva. Ha a repülést a határsebességen túl próbálják végrehajtani, különböző jelenségek következtében szerkezeti károsodás vagy szerkezeti meghibásodás következhet be.

Ezért a repülőgép repülés közben olyan légsebességekre és g-kre van korlátozva, amelyek nem haladják meg a határsebességet (vagy redline), nem lépik túl a határterhelési tényezőt, és nem haladhatják meg a maximális felhajtóerő képességet. A repülőgépet ezen a “burkolaton” belül kell üzemeltetni a szerkezeti károsodás megelőzése és a repülőgép várható üzemi felhajtóerejének biztosítása érdekében. A pilótának a Vg-diagramot úgy kell értékelnie, mint amely a biztonságos üzemeltetéshez megengedett légsebesség- és terhelési tényezők kombinációját írja le. Bármilyen manőver, széllökés vagy széllökés plusz manőver a szerkezeti burkolaton kívül szerkezeti károsodást okozhat, és hatékonyan lerövidítheti a repülőgép élettartamát.

Ezzel lezárul a terhelési tényezők oldal. Most továbbmehet a Súly és egyensúly oldalra, vagy kipróbálhatja az FAA Principles of Flight Testet.

Leave a Reply

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.