Lekce

Systémy chlazení nejen v letecké simulaci

Systémy chlazení vs letecká simulace
Proces létání na motorových letounech všech kategorií, je nepochybně spjat s procesem nepřetržitého spalování paliva, namáháním jednotlivých válců motoru a to zejména při extrémní zátěži motoru během letu. Motor letounu (myslím tím převážně pístový pohon letadel GA), se kterým v letecké simulaci přicházíme velmi často do styku, je přitom nejčastěji zatěžován např. v pomalém letu, kdy ochlazování klasickým obtékáním vzduchových částic kolem – chlazení vzduchem, začíná být méně efektivní. Ve fázích, mezi které lze zařadit vzlety, přistání, popř. též manévry v bezprostřední blízkosti letiště (“go around”), ale také náročnější výstupy do letové výšky v horském terénu, apod., je motor každého letounu vystaven extrémní zátěži. Přitom je nutné podotknout, že motor lze přehřát též při klasickém pojíždění – a to především tam, kde může pojížděcí proces trvat i déle než-li několik desítek minut – i s tím je zapotřebí počítat. Jak na systémy chlazení odpovídá letecká simulace?? Proces systémů chlazení a jejich indikace je sice do simulace dnes běžně zahrnuta v operativních režimech a též v režimech odezírání těchto indikací, ne každý simulátor však chlazení jako nedílnou součást pilotáže každého letounu dokáže simulovat dle reálné předlohy. Chlazení, obdobně jako např. elektrické systémy a elektrický rozvod v letounech včetně simulacejejich funkce, znamená pro leteckou simulaci poměrně složitou oblast a to zejména proto, že většina těchto systémů – zejména systémů chlazení je spjata s matematicko-fyzikálním vyjádřením chování atmosféry ve vztahu k letounu a jeho činnosti v atmosféře… Proces chlazení je ve skutečnosti totiž velmi proměnlivý téměř v každé fázi letu a v letecké simulaci tedy záleží především na tom, zda je tento proces součástí matematicko-fyzikálního modelu nejen samotného letounu, ale především globálního jevu jako celku letecké simulace.

Microsoft Flight Simulator 2002, X-Plane, FLY! II
Nutno podotknout, že letecká simuace sleduje systémy chlazení především v možnostech jejich typické funkce, jež může být prvkem pro její striktní dodržení v oblasti správného ovládání letounu během všech fází letu (checklisty). Jinými slovy: systémy chlazení bývají často v letecké simulaci zastoupeny ve fyzické formě, což nabízí možnost manipulace s těmito ovládacími prvky zhruba tak, jak káže realita… Horší je to již s jejich indikacemi během jednotlivých fází letu, kdy např. CHT jako samostatná indikace o zátěži a výrazném oteplování motoru nemusí vždy odpovídat tomu, co letoun v dané chvíli provádí a jakým způsobem je jeho motor zatěžován.

A - CHT (CYLINDER HEAD TEMPERATUR INDICATOR)
B - COWL FLAPS
C - MIX (MIXTURE)

Malé odbočení do simulace elektrických systémů letounů GA (chlazení je totiž podobný problém)
    Elektrický systém, instalaci primárních přístrojů jako celek, dokonale ovládl např. letový simulátor FLY!, přičemž FLY!II tuto skutečnost doladil do nejmenších detailů. V sérii FS máme sice možnost většinu primárních ovládacích funkcí souvisejících s chlazením a elektrickými obvody včetně magnet využívat, bohužel však v oblasti indikace, již každý díl FS nebyl tak přesný a i dnes ve verzi FS 2002 podstatně chybí relevance těchto indikací ve spolehlivé formě a je co dohánět… V případě X-Plane v6 se řada těchto otázek řeší postupně a např. kompletní simulace elektrických systémů a jejich indikace proběhla ve verzi X-Plane v6 až v její další bezplatné nástavbě 6.21… Nyní např. v X-plane v6 můžete sledovat stav elektrické baterie letounu, která je součástí letounu (BATTERY), funkci alternátoru (ALTERNATOR) u starších letounů generátoru, zrovna tak pozorovat indikaci o stavu elektřiny v elektrickém obvodu a napájení dostupného přístrojového vybavení vyjádřenou v ampérech (AMMETER) i správnou funkci dobíjení baterie (LOADMETER) a funkci hlavního spínače (MASTER SWITCH). Přitom např. opakované nahazování motoru v chladném počasí dočasně vybíjí baterii – pomůže (PRIMER), ovšem simulace dokáže reprodukovat též funkci samodobíjení baterie…
    Není to úžasné? Až tam dnes dospěla klasická desktopová simulace a na další systémy a jejich variabilitu a funkci se můžeme těšit v následujících měsících. FS 2002 i X-Plane v6 i FLY! II patří do roviny simulátorů, které v těchto otázkách mají co nabídnout. Každý však na daná témata odpovídá odlišně “vyčerpávajícím” způsobem. To je tedy určitě zapotřebí brát na vědomí.

COWL FLAPS: mohou zaručit efektivnější chlazení motoru a tím pádem prodloužit jeho životnost
    Jedním typickým atributem letounů GA pístových motorů jsou “cowl flaps”, které je možné dnes využívat prakticky v každé letecké simulaci. Proto je zřejmé, že “cowl flaps” budeme během pilotáže využívat především v těch fázích letu, ve kterých je motor extrémně zatěžován (např. “slow flight during landing maneuvers, climb out, take off procedures” – tedy např. na pomalých rychlostech během přípravy konfigurace přistání, při výstupu do předepsané výšky, při vzletu… Jak poznám, kdy mohu funkce “cowl flaps” využít? Správná otázka: Samozřejmě, že v letecké simulaci, tak jako ve skutečnosti je zapotřebí pozorovat funkci motoru a jeho pravidelný běh prostým sluchem. Zátěž motoru jste schopni rozeznat též při řízení vozu, nejinak je tomu též v běžné pilotáži. Pro pilota je však relevantní indikace nejdůležitějším a rozhodujícím činitelem, aproto je tu kontrolka CHT (Cylinder Head Temperature) indikující stav zátěže motoru – přehřívání. CHT totiž zosobňuje aktuální zahřívání hlav válců motoru a pro pilota je zapotřebí, aby indikace zůstávala v poli zeleného zbarvení, nejlépe uprostřed indikátoru po celou dobu letu. V tuto chvíli přichází na řadu regulace – manipulace s “cowl flaps”. Je třeba si uvědomit, že Cowl Flaps jsou umístěny přímo na spodní části motoru vpředu, kde probíhá jeho chlazení obtékáním vzduchových částic. cowl flaps se ovládají analogově, je tedy možné přístup vzduchu regulovat – podobně jako škrtící klapky u kamen… ? Co když “cowl flaps” nestíhají??? Pokud je váš motor během letu již natolik zatížen, je třeba ihned změnit přístup k pilotáži a např. obohatit směs, snížit rychlost stoupání, zvýšit rychlost, apod… Zamyslete se opět nad tím, co zde píši, zjistíte, že mít dohled nad funkcí motoru je velmi snadné, je však zapotřebí tuto indikaci (CHT) během pilotáže na simulátoru brát na zřetel. Věřte mi, že tím opět přispějete do přiblížení předlohy letecké simulace reálné předloze pilotáže skutečných letounů…
    Nutno podotknout, že teplo v kabině je defacto teplý vzduch, který je odváděn od tepelné energie motoru (během provozu motoru). Teplý vzduch je totiž příslušným způsobem odváděn přímo do kabiny, zajišťuje teplíčko v kokpitu během letu v chladném počasí a i toto teplo je možné regulovat příslušným regulátorem – k dispozici u většiny letadel přímo v kokpitu.

Hele když už jsi u směsi..neumím manipulovat se směsí… K čemu to je? Cože?
Ochlazování motoru, jeho výkon, možnost využít rychlejšího výstupu do předepsané letové výšky, možnost zkrácení dráhy vzletu ve vyšších nadmořských výškách (stačí i Alpy)… a možnost snížit spotřebu paliva během letu, to vše vám manipulace se směsí v praxi umožňuje ve FS 2002 excelentní!!!). Věřte mi však, že v každé letecké škole, v aeroklubech, v náletech potřebných pro získání soukromé licence, je většinou funkce směsi “striktně neměnná” a právě kvůli citlivosti manipulace se směsí v různých atmosférických podmínkách provozu, se této kapitole mnohdy nevěnuje dostatek pozornosti ani ve skutečné pilotáži. Přitom právě manipulace se směsí dokáže u pístového pohonu doslova nemožné a vhodným příkladem je např. velmi zajímavý článek – nevzpomenu si na autora tohoto článku, jež byl věnován manipulaci se směsí v jednom starším čísle amerického časopisu FLYING. Osobně doufám, že bychom se do našich lekcí vrátili v příkladné formě, kterou právě teď čtete a že bychom se na naše stránky v nejbližší době opět mohli v pravidelných příspěvcích, na toto téma spolu více bavit… Baví vás to? Mě také!