1. Lekce: Stalls




Nejprve trocha teorie

V lekci o pomalém letu jsem vám ukázal, jak se zvětšením úhlu náběhu křídla sníží rychlost letadla za účelem udržení dostatečné produkce vztlaku potřebného pro let. Možná vás zajímalo, jestli existuje nějaký limit, jakou maximální velikost může úhel náběhu nabýt. Ale zdravý rozum vám jistě napověděl, že limity existují pro všechny věci.

Pilotova práce spočívá v tom, že musí pracovat se čtyřmi silami (viz 1. lekce student pilota), udržet hodnotu vztlakové síly působící na letadlo v přijatelných mezích pro let a předejít turbulentnímu proudění nad křídlem, jež se projeví jako ztráta vztlaku – stall. Jak jsem se již zmínil v předchozích lekcích, tento druh stallu nemá nic společného se zastavením či výpadkem motoru.

Proudící vzduch začne nad křídlem „bublat“ při dosažení velkého úhlu náběhu křídla (pro většinu letadel je to asi 18ti stupňový sklon). Toto „bublání“ naruší proud vzduchu obtékajícího horní část křídla, čímž překazí vytváření vztlaku. Tím se způsobí stall. Úhel náběhu, při kterém se letadlo dostane do stallu, se nazývá kritický úhel náběhu.

Pamatujte si, že ze stallu se dostanete tehdy, když snížíte úhel náběhu pod jeho kritickou hodnotu.

Stall a úhel náběhu

Abyste pochopili jak zvládnout situaci když nastane stall, představte si molekuly vzduchu jako malá závodní autíčka pohybující se po křídle (obrázek 1-1).

Obrázek 1-1 Úhel náběhu.

Každé autíčko (stejně jako každá molekula vzduchu) má za úkol: svou jízdou kopírovat zakřivení horního povrchu křídla. Pokud je úhel náběhu křídla malý, autíčko nemá problém překonat neostré zakřivení trajektorie jeho jízdy po křídle.

Ale podívejte se nyní na zakřivení trajektorie autíček a tím i molekul vzduchu, když křídlo rozráží vzduch pod velkým úhlem. Jakmile úhel náběhu dosáhne velikosti přibližně 18ti stupňů (známých jako kritický úhel náběhu z důvodů, které brzy poznáte), nezvládnou tyto rychle pohybující se molekuly dostatečně prudce zatočit (obrázek 1-1).

Když nastane taková situace, molekuly se odkutálejí nebo „odbublají“ do okolního vzduchu, místo toho, aby nad křídlem tvořili rychlé rovnoměrné laminární proudění (obrázek 1-2). Křídlo pak ztrácí vztlak.

Obrázek 1-2 Křídla při ztrátě vztlaku (stall)

Vzpomeňte co nám říká Jakob Bernoulli. Čím menší je rychlost vzduchu, jenž obtéká křídlo, tím menší vztlak bude na křídlo působit. Pokud začne být vztlaková síla menší než tíhová, nastanou pro letadlo krušné chvíle. Křídla začnou stávkovat a ztratí vztlak. Gravitace si pak určí podmínky, za kterých letadlo pošle k zemi.

Všechna křídla mají svůj kritický úhel náběhu (měnící se mírně podle typu letadla). Za tímto úhlem křídla a proud vzduchu nepracují v souladu. Naštěstí existuje možnost jak stall zrušit a zvýšit tak vztlak na hodnotu potřebnou pro let. Musíte zmenšit úhel náběhu! Toho docílíte tak, že mírným tlakem na joystick skloníte nos letadla směrem dolů (obrázek 1-3A a 1-3B).

Obrázek 1-3

Jakmile se úhel náběhu zmenší pod jeho kritickou hodnotu, začne na křídla opět působit vztlaková síla a letadlo pak může znovu normálně letět (obrázek 1-3C a 1-3D).

Na tuto věc musím klást velký důraz, abyste si ji pořádně zapamatovali, protože stall je pro velkou část pilotů stresová situace a nesmíte tedy zmatkovat, ale provézt tento jednoduchý krok automaticky.

Jakmile křídla vašeho letadla ztratí vztlak, musíte udělat jednu velice důležitou věc: Zmenšit úhel náběhu pod jeho kritickou hodnotu. Přidání plného plynu a následné zrychlení letadla, také pomůže při zmenšování úhlu náběhu.

Neseďte v kokpitu jen tak se založenýma rukama a nezoufejte, když křídla přestanou vaše letadlo nést. Existuje důvod, proč si říkáme piloti. Udělejte něco. Ale udělejte správnou věc.

Stall v jakémkoli vertikálním sklonu nebo při jakékoli rychlosti

Měli byste si uvědomit, že letadla mohou ztratit vztlak při jakémkoli sklonu či rychlosti. Není žádný rozdíl v tom, jestli nos letadla směřuje nahoru nebo dolu nebo jestli letíte rychlostí 60 či 160 uzlů. To, že letadlo překročí kritický úhel náběhu, je na sklonu nebo rychlosti zcela nezávislé. Na obrázku 1-4A je zobrazen příklad, jak taková situace může nastat.

Obrázek 1-4 Obnovení vztlaku, pokud dojde k překročení kritického úhlu náběhu.

Na letadla působí setrvačná síla, což znamená, že při změně směru jejich pohybu, mají tendenci pohybovat se ve stále stejném směru, kterým se původně pohybovaly. Letadlo A letí střemhlav 150 uzly (tohle doma nezkoušejte!). Pilot zatáhnul za joystick příliš agresivně a donutil tak křídla překročit kritickou hodnotu úhlu náběhu. Páni! Dovedete si to představit? Ztratil vztlak při letu směrem dolů rychlostí 150 uzlů! Na obrázku 1-4B je zobrazen příklad ztráty vztlaku u letadla letícího vodorovně přímočaře rychlostí 100 uzlů poté, co pilot prudce zatáhnul za joystick.

Co pilot musí udělat, aby se z takové situace dostal a obnovil vztlak? Nejprve musí zmenšit úhel náběhu a to tak, že zatlačí na joystick směrem dopředu nebo jej přestane tahat k sobě (připomeňme si, že prudké přitažení joysticku k sobě, mělo pravděpodobně za následek velké zvětšení úhlu náběhu a tím nastala ztráta vztlaku). Jakmile pak vzduch začne opět správně obtékat křídlo, obnoví se vztlak a letadlo může pokračovat v letu.

Druhý krok, který by měl pilot v případě potřeby udělat je, že přidá plyn na maximum a následné zrychlení letadla pomůže při zmenšení úhlu náběhu.

Jakmile se vám podaří dostat letadlo ze stallu, měli byste upravit jeho sklon na příslušnou hodnotu, tentokrát ale opatrněji, aby nedošlo k opětovné ztrátě vztlaku. Pokud taková situace nastane, nazýváme ji sekundární stall.

Úmyslně provedený stall, v bezpečné výšce ovšem, je docela zábavný nebo přinejmenším poučný. Ze ztráty vztlaku těsně nad zemí se ovšem stává závažná situace, protože se obvykle nedělá schválně.

Řízení letadla při ztrátě vztlaku je jedna věc; ovšem řízení vašich instinktů je, jak se zdá, věc druhá. Například, typickou pastí, kterou vám můžou křídla bez vztlaku připravit a do níž můžete spadnout, je vysoká rychlost klesání během přistání. Během přiblížení byste se mohli pokusit o snížení rychlosti klesání tím, že zatáhnete za joystick směrem k sobě. Pokud přitom přesáhnete kritickou hodnotu úhlu náběhu, letadlo ztratí vztlak. Přistávací dráha pak expanduje přes čelní sklo vašeho letadla jako právě vzniklá supernova.

Pokud budete následovat vaše nevytrénované instinkty a budete dále tahat joystick k sobě, stall se ještě prohloubí. Trénovaní piloti umí víc. Dokážou se vyvarovat a předejít ztrátě vztlaku během přistání tím, že zvolí vhodnou kombinaci přidání plynu a tahu joysticku a dokážou tak změnit svou sestupovou dráhu bez dosažení kritického úhlu náběhu. Jak piloti poznají, že mají joystick k sobě zatáhnout zrovna o tolik a ne o víc či míň? Jak můžou vědět, že jejich letadlo neztratí vztlak?

Kdyby vaše letadlo mělo ukazatel úhlu náběhu, rozpoznání stallu by bylo jednoduché. Jednoduše byste udržovali úhel náběhu daného letadla pod jeho kritickou hodnotou. Ukazatele úhlu náběhu se u malých letadel vyskytují jen zřídka. Ve Flight Simulátoru bude vaší hlavní pomůckou pro rozpoznání stallu zvuková signalizace, která začne pískat, pokud poletíte jen o trochu větší rychlostí než je stall rychlost. Bude vám dopřán i takový luxus, že na vaší obrazovce uvidíte nápis STALL. Ve skutečném letadle se samozřejmě takových vymožeností nedočkáte. Ovšem, můžete očekávat červené varovné světýlko, které v podstatě odvede stejnou práci.

Nyní, když máte dobré základy o stall aerodynamice, pojďme si popsat detaily o vyproštění letadla ze stallu (o obnovení vztlaku).

Nelétejte; nechte letadlo bez vztlaku

Přitažení joysticku směrem k sobě způsobí dosažení kritického úhlu náběhu čímž dojde ke ztrátě vztlaku z důvodů dříve uvedených (narušením správného obtékání křídel). Tento nedostatek vztlaku pro let způsobí, že se letadlo začne sklánět směrem dolů (za předpokladu, že zavazadla, cestující a palivo jsou v letadle umístěny tak, jak mají být). Tento automatický sklon letadla je něco jako kdybyste sami sobě dělali Heimlichův chvat; letadlo si zmenší úhel náběhu pod jeho kritickou hodnotu a získá tak zpět schopnost letu.

Proč se musíte učit všechny tyhle věci, když se letadla mohou dostat ze stallu sami? Problém je v tom, že když dojde ke stallu, piloti často dělají věci, které zabraňují obnově vztlaku. A vy musíte vědět, co mezi tyto věci patří. Také náhodná ztráta vztlaku nízko nad zemí vyžaduje, abyste věděli jak nejrychleji, za minimální ztráty výšky, dostat letadlo z této situace. Pojďme vyzkoušet další stall, ale tentokrát se podívejme co se stane, pokud letadlu zabráníme, aby změnilo svůj sklon směrem dolů.

Dělání špatných věcí při ztrátě vztlaku

Co se stane, když letadlo ztratí vztlak a my mu zabráníme získat vztlak zpět?

Neustálým tahem joysticku úplně k sobě letadlo zůstane bez vztlaku. Nebude stoupat ani kdybyste ten joystick strhali. Zamyslete se pořádně: kdybyste joystick táhli pořád k sobě, vaše letadlo by mohlo zůstat bez vztlaku celou dobu, dokud byste s ním nespadli na zem jako hruška ze stromu. A to by se vám asi moc nelíbilo, že? Tím, že držíte joystick stále směrem k sobě, se udržuje úhel náběhu křídel za jeho kritickou hodnotou. Bohužel se někteří piloti této chyby dopouštějí.

Dělání správných věcí při ztrátě vztlaku

Proto jsme se naučili, že musíte uvolnit joystick a zatlačit na něj směrem od vás, dokud se nezmenší úhel náběhu pod jeho kritickou hodnotu. Správný sklon letadla, při kterém by došlo k obnově vztlaku, závisí na spoustě okolnostech. V našich interaktivních lekcích budeme používat -5ti až -10ti stupňový sklon. Nesnižujte příliš sklon letadla, aby letělo moc strmě, protože by tím došlo k velké ztrátě výšky a velkému nárůstu rychlosti.

Jak poznáte, že jste dostatečně zmenšili úhel náběhu? V simulátoru byste si měli zvyknout na tyto věci: zvuková signalizace přestane pískat, slovo STALL zmizí z obrazovky, letadlo znovu poletí, rychlost letadla se začne zvyšovat a ovládání letadla se celkově zlepší.

Až na pár výjimek, piloti rozpoznávali stall a dostávali se z něj vždycky tímto způsobem. Jakmile zmenšíte úhel náběhu, přidejte plný plyn. Tím celý proces návratu k normálnímu letu urychlíte. Ale opatrně. Nedovolte letadlu během přidání plynu zvětšit svůj sklon směrem nahoru. To by mohlo opět vést k velkému růstu úhlu náběhu a došlo by tím k opětovné ztrátě vztlaku. Jakmile letadlo poletí zas normálně (až přestane pískat varovná zvuková signalizace), zvětšete sklon letadla pro stoupání a upravte rychlost letadla pro stoupání.

Stall při vzletu

Co se stane, když nastane ztráta vztlaku i při letu pod maximálním nastaveným výkonem motorů? Řekněme, že jste akorát vzlétli z letiště a stoupáte pod plným výkonem (jako to obvykle v tomto letadle děláte). Náhle najdete velkého čmeláka v kokpitu. Jste z něj jako zbaveni smyslů a v momentě, když oběma rukama rozmačkáváte toho hrozného tvora jste úplně zapomněli, že letíte. Samozřejmě, že všechno to šílené mlácení rukama všude kolem sebe vypadá, jako kdyby se v kokpitu odehrávala scéna z nějakého kung fu filmu, zatímco letadlo přichází o vztlak. Co uděláte?

Nuže malé luční kobylky, žádné kung fu na celém světě vám v této situaci nepomůže pokud neuděláte jednu věc: zmenšit úhel náběhu křídla pod jeho kritickou hodnotu. Jakmile je letadlo mimo nebezpečí a opět normálně letí, můžete zas přejít ke stoupání. Nedělejte si starosti s plynem, protože je již nastaven na maximum.

Je jednoduché zapamatovat si, že kvůli zvýšení úhlu náběhu nad jeho kritickou hodnotu letadla mohou ztratit vztlak. Ale nesmíte přitom zapomenout, že k tomu může dojít při jakémkoli sklonu, jakékoli rychlosti a při jakémkoli nastavení výkonu. Je čas si říct úplnou pravdu.

Pokud bychom seslali skutečné letadlo střemhlav dolů a rychle bychom přitáhly řídící páku směrem k sobě, letadlo by pravděpodobně ztratilo vztlak (nastal by stall). Samozřejmě bychom takovou věc se skutečným letadlem neudělali (ani kdyby bylo pronajaté). Nezapomeňte, že tohle je simulátor. Můžeme dělat věci, o kterých se nám ve skutečných letadlech ani nezdálo. Je to jako návštěva vymyšlené země, ve které nejsme během jakékoli ukázky vystaveni obrovskému nebezpečí. Takže můžeme využít naší technologie a vidět to, o čem ostatní mohou jen mluvit.



Rozdělení private pilot lekcínahorudalší lekce