20 października 2017


Wizja pielęgnowana w mym umyśle, a po wielu latach zmaterializowana: widok „kaczki” lecącej z minimalną prędkością, z przednim płatem ustawianym względem opływającego powietrza tylko o tyle, ile potrzeba do zachowania równowagi.

Edward Margański

Etap I
VariEze_2Na firmamencie gwiazd wśród konstruktorów lotniczych, pojawił się w początkach lat 70–tych 30-latek Burt Rutan ze swoim samolotem o nazwie VariEze. Samolocik zbudowany był w sposób amatorski, w dość nietypowym układzie „kaczki”. Cechował się nieprzeciętnymi osiągami, a głównie prędkością maksymalną i zasięgiem. Sława samolotu i konstruktora potwierdzona m.in. rekordem świata (zasięg 2635 km osiągnięty w kategorii samolotów o masie mniejszej niż 500 kg) spowodowały, że konstruktorzy amatorzy na całym świecie zbudowali ponad 400 sztuk takich samolotów.skanuj0004_s
Powstanie ulepszonej wersji Long-Ez (ponoć 1500 sztuk wykonali wg planów oraz z zestawów konstruktorzy amatorzy) oraz innych modeli wywodzących się z idei VariEze zdawało się potwierdzać głoszone przez Burta Rutana poglądy jakoby w ciągu najbliższych kilku-kilkunastu lat większość samolotów będzie budowana właśnie w układzie „kaczki”.
Sam układ znany jest od zarania lotnictwa gdyż właśnie w takim bracia Wright zbudowali swój samolot. Został on uznany pierwszym samolotem silnikowym, na którym człowiek dokonał sterowanego lotu. Gwoli wyjaśnienia - układ „kaczka” jest to taki układ konstrukcyjny samolotu (lub szybowca), w którym usterzenie wysokości usytuowane jest przed skrzydłem wytwarzającym siłę nośną (odmiennie niż jest to w znanym nam układzie klasycznym, w którym usterzenie wysokości umieszczone jest za skrzydłem).
Wśród zalet układu wymienia się głównie fakt, że siła nośna skrzydeł jest w nim wspomagana przez siłę nośną, jaką wytwarza usterzenie umieszczone z przodu. Rutan.long-EZ.g-wily_sDzieje się tak, ponieważ dla zachowania stateczności układu (samolotu) środek ciężkości usytuowany jest zdecydowanie bardziej z przodu względem skrzydeł niż w konwencjonalnych maszynach. Aby skompensować moment (siła nośna skierowana do góry za środkiem ciężkości) pochylający do dołu nos samolotu, usterzenie z przodu musi wytwarzać siłę skierowaną do góry. Praktyka wykazała, iż w określonej konfiguracji (położenie środka ciężkości, wielkość, usytuowanie i kąt zaklinowania usterzenia przedniego względem skrzydeł) układ jest stateczny, zaś przez fakt, iż zarówno siły na skrzydła, jak i na usterzenie „ciągną do góry”, ma duże perspektywy, jeśli chodzi o możliwość zastosowań.

O tym, że konstruktorzy lotniczy tak naprawdę wstydzą się tego problemu, świadczy asekuranckie założenie, że usterzenie poziome nie jest powierzchnią nośną i tak w ogóle – nie uczestniczy w wytwarzaniu siły nośnej.


Zatrzymajmy się na chwilkę dla oceny znaczenia faktu, że siły na skrzydła i usterzenie „współdziałają ze sobą”. Jak bowiem jest w klasycznym samolocie? Jako „pomoc naukową” przypomnijmy widok lądującego Boeinga, Airbusa, czy jakiegoś tam innego. Moment przed dotknięciem kołami ziemi. Wychylone klapy, zadarty do góry nos dla uzyskania niezbędnego kąta natarcia i pytanie: jaką siłę (ile procent aktualnego ciężaru samolotu) muszą w tym momencie wytworzyć skrzydła? Okazuje się, że ok. 110-115 %, gdyż obok ciężaru samolotu muszą skompensować skierowaną w dół siłę (owe 10-15 %) wytworzoną przez usterzenie wysokości dla utrzymania równowagi podłużnej w tym stanie lotu.

BeechStarship Starship_s