Fly- og motorlære 8291193177 [PDF]

Zitiervorschau

Bjørn Finstad

Fly- og motorlære

Norsk Aero Forlag

©NORSK AERO FORLAG 2001 ISBN: 82-91193-17-7

Fly- og motorlære - PPL-A Utgitt i samarbeid mellom Norsk Aero Forlag og Luftfartsskolen/NAK. Det må ikke kopieres fra denne boken i strid med åndsverksloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningskrav og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.

Henvendelser om denne boken kan rettes til : Norsk Aero Forlag Postboks 383, Sentrum 0201 OSLO

Omslag/Layout: AviMediaans, Lillestrøm

Forsidefoto:

Konservator Gunnar Thoresen ved siden av Deperdussinflyet med 50 HK Gnome roterende stjernemotor, fotografert av Fredrik Oftebro, NTM 1991

Forord Denne boken inngår i serien Teori til Privcitflygersertifikat som består av totalt 9 delfag. Serien er lagt opp i henhold til Luftfartsverket pensumkrav i sertifikatbestemmelsene (BSL C 2.1 og JAR-FCL). Bøkene inngår også i et kurs som er laget primært for elever som har til hensikt å av­ legge prøve i teori for Luftfartstilsynet, men egner seg også for andre interesserte som ønsker kjennskap til de enkelte fly teori fagene.

De ulike fagene er skrevet av fagfolk på områdene.

Fly- og motorlære er utarbeidet av Terje Hansen (1977) og senere revidert og omar­ beidet Kristian Liland (1985) og Bjørn Finstad (1992 og 1999). Terje Hansen og Kristian Liland er begge flygerutdannet. Terje Hansen er idag flykaptein i SAS. Bjørn Finstad er utdannet fly ingeniør fra Kungliga Tekniska Høgskolan i Stockholm og har senere arbeidet i Luftforsvaret på forskjellige våpensystemer og har siden 1983 arbeidet som skaderegulerer i Flyforsikring. Han har tidligere skrevet andre lærebøker innen fagområdet og er både privatflyger og seilflyger.

Boken er produsert av Norsk Aero Forlag i samarbeid med Luftfartsskolen/NAK.

Dersom leseren finner feil og mangler i denne boken, vil vi sette pris på å bli gjort oppmerksom på dette.

Oslo, oktober 2001 Norsk Aero Forlag

Forord 1. Flykonstruksjoner

3 8 Grunnleggende flykonstruksjon (airframestructure) 8 Skroget .............................................................................................................................. 8 Flykropp, vinger, haleflate, halefinne ............................................................... 9 Vingene ....... 10 Inspeksjonsluker og dreneringshull .............................................................................. 13

Primære Styreorganer ________________________________________ 13 Høyderor, balanseror og sideror med hjelperor ................... .............................. 13 Masseavbalansering ...................................................................................................... 14 Flaps og slots ................................................................................................................. 15 Anordningen for manøvrering ....................................................................... 18

Understell___________________________________________________ 23 De forskjellige typer, inkludert styring ............................................................ 23 Oppbygging av understellet .......................................................................... 24 Dekk, tilstand ............................................................................................. 25 Fjæring ................... .................................................................................... 25 Bremsesystemene ........................................................................................................... 26 Skiunderstell og flottører ............................................................................................... 27 Brannslokking 30 Brannslokkingsmidler ............ 30 Handslokkere ................................................................................................................. 31 Strukturelle påkjenninger (airframe loads) 32 Statisk styrke, lastfaktor ....................................................... .................................32 Forsiktighetsregler pa bakken og i luften ..................... ............................................... 33 ØVINGSOPPGAVER DEL 1 2. Flymotor Motorer - generelt

35 37 37 Krav og egenskaper ................................................................................ .......................37 Prinsippet for en firetakts forbrenningsmotor 38 Firetaktsprinsippet ................................................................................ ........................ 38 Effekt............................................................................................................................... 40 Klassifisering av motorer 41 Kjølesystemet ............................................................................................. 41 Sylinderantall ............................................................................................. 42 Sylinderplassering ....................................................................................... 42 Databegrep _ _________________________________________________43 Avgangseffekt (Take-offpower) ....................................................................................43 Offisiell effekt (Rated power).........................................................................................43 Stigeeffekt (Climb power) ....... 43 Maksimal marsjeffekt (Maximum cruise power) ......................................................... 44 Økonomisk marsjeffekt (Optimum cruise power) .......................................... 44 Motorens hoveddeler __________________________________________ 44 Veivhus og syl indere .................................................................................... 44 Luftkjøling ..................................................................................................................... 45 Utforming og bruk av Cowl flaps ............................................................................. ...46

Side 4

Innholdsfortegnelse - Luftfartsskolen - Fly- og motorlære

Måling av temperatur i sylindertopp....................................................................... ....47 Stempelet ........................................................................................................................48 Veivstang og veivaks el .................................................................................................. 49 Ventiler, åpnings- og lukkemekanismer ............................................................. 50

50 Luftfilteret .................................................................................................. 50 Blandingsforholdet luft-bensin...................................................................................... 51 Årsaker til for tidlig tenning og detonasjon.................................................................. 51 Effektuttak som funksjon av motorturtall ..................................................................... 52 Smøring av motor ........................................................................................ 52 Krav til oljepumper og oljefiltre.................................................................................... 55 Oljetypers egenskaper og viskositet (grades of oil)55 Smøreoljer ..................................................................................................................... 55 Kontroll av oljetemperatur og oljetrykk 56 Oljetrykkmåler........... 56 Oljetermometer .................. ........................ 57 Identifikasjon av funksjonsvikt på smøresystemet........................................................ 58 Tenningssystemet 59 Batteritenning................................................................................................................ 59 Prinsippet for magnettenning ........................................................................ 59 Betjening av magnetbryteren................... 61 Impulssystemet............................................................................................................. .63 Tennplugg........................................................................................................... 63 Operative prosedyrer for å unngå soting på tennpluggene ........................................ 64 Forgasser 64 Brann i forgasseren ...................................................................................... ............ 67 Ising i forgasseren ............................................................................. 67 Indikasjoner på forgasserising: .................................................................................... 68 Innsprøytningssystemet ................................................................................................. 70 Luftforvarming................................. 70 Eksossystemet ............................................................... ................ 72 Drivstoff til flymotorer 73 Krav til flymotor drivstoff .............................................................................. 73 Bankefasthet................................................................................................................... 73 Oktantall.................................................................. ...................................................... 73 Flybensin og bilbensin ................................................................................. 74 Drivstoffsystem 75 Bensinsystemet............................................................................................................... 75 Propellere 78 Propellens aerodynamikk...............................................................................................78 Definisjoner .................................................................................................................... 79 Faktorer som påvirker trekkraften .................................................... 81 Angrepsvinkel og hastighet ........................................................................................... 83 Turtall (RPM) ................................................................................................................ 83 Innsugings- og eksossystemet

Luftens tetthet (density) ................................................................................ 83 Windmilling drag ......................................... .. 85

Betjening av motor Innholdsfortegnelse - Luftfartsskolen -Fly- og motorlære

85 , Side 5

Startmetoder ...................................................................................................85

ØVINGSOPPGAVER DEL 2 3. Systemer Elektriske systemer

87 89 89 Det elektriske systemet ................................................................. 89 Vakuum systemer 92 Vakuummåler ..................................................................................... ........................... 93 Venturien................ ..................................................................................... 93 Instrumenter 94 Instrumenter............................................................................................................ 94 Operative begrensninger ................................................. 108 Magnetisk kompass ................................................................................................110 Motorinstrumenter 111 Turteller ......................... . ............................................................................111 Andre instrumenter..................................................................................................... 116 Gradering av instrumentene ........................................................................ 117

ØVINGSOPPGAVER DEL 3 119 4. LUFTDYKTIGHET 120 Luftdyktighet 120

Svar på øvingsoppgaver del 1 Svar på øvingsoppgaver del 2 Svar på øvingsoppgaver del 3

Side 6

122 124 126

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner

1. Flykonstruksjoner Grunnleggende flykonstruksjon (airframe structure) Skroget

Moderne fly er sammensatt av en rekke deler (se figur l). De viktigste av disse kalles hoveddeler og omfatter:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

•

Motor (A)0

•

Flykropp(B)

•

Vingeflater (C)

•

Kontroll- og stabiliseringsflater (D)

•

Understell (E)

Propell-deksel (spinner). Understell. Vingestag. Ving. Balanserer høyre ving. Flaps høyre ving. Kropp. Haleflate. Halefinne.

10. Sideror. 11. Høyderor. 12. Flaps venstre ving. 13. Balanseror venstre ving. 14. Dør. 15. Sete. 16. Frontrute. 17. Motordeksel. 18. Propell.

Fig. 1 Deler i et moderne fly

Side 8

Grunnleggende flykonstruksjon (airframe structure)

Flykropp, vinger, haleflate, halefinne

Det er mange faktorer som en må ta hensyn til når en skal be­ stemme flykroppens ytre form, for eksempel antall seter, laste romskapasitet, brennstoffbeholdning, instrumentering osv. Modifisert skallkonstruksjon (semi monocoque fuselage) Dette er den vanligste konstruksjonsmetoden idag. Kroppen bygges opp av spant (skott) som avstives med langsgående metall-lister (stringere). Utenpå dette legges plater av en alu­ miniumslegering (duraluminium).

Fly som er bygget etter dette prinsippet, får en glatt og strøm­ linjet overflate.

Fig. 2 Modifisert skalkonstruksjon (semi monocoque fuselage)

Fagverkskonstruksjon (truss fuselage) Denne konstruksjonsmetoden ble mye brukt av småflyfabrikantene for noen år tilbake. Kroppen ble bygget opp av sammensveisede stålrør. Dette skjelettet ble trukket med duk som ble behandlet med dop. Fly som er bygget etter dette prinsippet, har en mer firkantet kroppsfasong, noe som fører til økt luftmotstand. Fagverkskonstruksjon brukes mye av selvbyggere.

Fig. 3 Fagverkskontruksjon (truss fuselage)

Bruken av komposittmaterialer som glassfiber og karbonfiber er f.eks. svært vanlig ved konstruksjon av seil- og motorseilfly i dag. Disse materialene blir også brukt ved konstruksjon av en del motorfly. Grunnleggende flykonstruksjon (airframe structure) Side 9

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner Vingene

Vingene har som hovedmål å produsere løft. Løftet skal bære den samlede vekten av fly, passasjerer, bensin, utstyr og last. På enkelte fly er bensintankene plassert i vingene. Vingene kan være selvbærende eller avstivet med stag. Dette går fram av fi­ gur 4.

Fig 4b Staget ving

Fig 4a Selvbærende ving

GRUMMAN AMERICAN AA-5A Cheetah

Fig. 5b Biplan

Fig. 5a Monoplan

Oppbygging av vingene Vingene består av følgende hoveddeler: •

Bærebjelken

•

Ribbene

•

Bekledning

•

Kontrollflater

Det benyttes i mange tilfeller en hovedbjelke og en sekundær bjelke. Vingebjelkene skal overføre “løftet” fra vingene til kroppen.

Side 10

Grunnleggende flykonstruksjon (airframe structure)

For at vingeprofilet skal få den ønskede formen, bruker vi rib­ ber (spanter). Ribbene og bjelkene på dagens fly kles med tyn­ ne plater av aluminiumslegering (duraluminium). Kontrollflatene, balanseror og eventuelt flaps festes som regel til sekundærbjelken ved hjelp av hengsler.

Innfesting Vingene festes til kroppen med kraftige beslag, og vingebolten holder det hele sammen på en betryggende måte.

Fig. 6 Oppbygging av vingene

4----

Fremre vingefeste

Vinge

◄— Bakre vingefeste

Fig. 7 Innfesting (vingebolt)

Plassering Vingene kan festes til kroppen på mange forskjellige steder. Plasseringen er gitt spesielle navn: •

Lavvinget (A)

•

Midtvinget (B)

•

Skuldervinget (C)

•

Høyvinget (D)

•

Parasollvinget (E)

Grunnleggende flykonstruksjon (airframe structure)

Fly- og motorlære Del -1. Flykonstruksjoner

A

B

C

D

E

Fig. 8 Fly klassifisert etter vingeplassering

Finne og haleflate Finne og haleflate har stabilisering og styring som hovedmål. Et typisk haleparti kan være sammensatt av følgende deler:

•

Vertikal stabilisator (finne) (A)

•

Horisontal stabilisator (haleflate) (B)

•

Sideror(C)

•

Høyderor(D)

Oppbygging Finnen og haleflaten er bygget opp på samme måten som en flyvinge, se figur 6. Innfesting Halepartiet kan boltes fast til flykroppen som en enhet, eller finne og haleflate kan festes hver for seg. Sideroret festes med hengsler til finnens bakkant. Høyderoret festes på samme måte til haleflatens bakkant, se figur 9.

Halefinnen monteres ikke alltid i flyets symmetriplan, men litt på skrå i forhold til dette, for å kompensere for virkning av propellerslipstrømmen Prinsippet med kombinert haleflate/høyderor, også kalt stabilator, brukes på noen flytyper (f.eks. på PA-28). Da er hele ha­ leflaten en bevegelig flate som både stabiliserer og styrer flyet.

På noen flytyper har man kombinert finne/haleflate og sideror/høyderor, montert i en V-form.

Side 12

Grunnleggende flykonstruksjon (airframe structure)

Inspeksjonsluker og dreneringshull

Flykropp, vinger og haleparti er forsynt med inspeksjonsåpninger. Åpningene er plassert slik at viktige stag, roroverføringer og kabler kan kontrolleres. Inspeksjonsåpningene er forsynt med deksler som er lette å ta av og på.

På egnede steder i flykroppen, vingene og halepartiet, er det plassert dreneringshull. Disse lar kondensvann renne ut, men de har også en oppgave i forbindelse med utlufting og trykkutjevning.

Primære Styreorganer Høyderor, ba lanseror og sideror med hjelp eror Oppbygging Alle rorflater er i prinsipp bygget på samme måte som en flyvinge, se figur 6.

Aerodynamisk avbalansering Et ror som beveges ut fra nøytralstilling vil pga. værhaneeffekten bli utsatt for et stort dreiemoment som vil forsøke å bringe rorflaten tilbake til utgangsstillingen. Dette betyr at flygeren må bruke mye krefter for å holde rorene i ønsket stilling. For å minske dette dreiemomentet kan kontrollflaten utstyres med horn.

Primære Styreorganer

Side 13

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner

Hornet som stikker ut foran hengsellinjen vil skape et moment som i stor grad reduserer de kreftene som må til for å bringe ro­ ret i ønsket stilling.

Det samme kan vi oppnå ved å legge hengsellinjen et godt stykke bak kontrollflatens fremkant, se figur 11.

Fig. 11

Massea vbalansering Et ror kan komme i farlige svingninger som en følge av stor hastighet og feilaktig plassering av tyngdepunktet (bak heng­ sellinjen). Disse svingningene kalles Flutter.

Vi kan justere rorflatens tyngdepunkt ved å montere motvekter foran hengsellinjen. Motvektene kan plasseres innvendig eller utvendig, se figur 12.

Side 14

Primære Styreorganer

Innvendig plassering brukes ved kontrollflater som har horn eller tilbaketrukket hengsellinje.

1 de tilfellene kontrollflaten ikke har tilbaketrukket hengsellin­ je, kan vekten plasseres utenfor selve roret. Massebalansen kalles da en “bobvekt”, se figur 13.

t Bobvekt av bly Fig. 13

Rorenes innfesting til flyet Rorflatene blir festet til flyet ved hjelp av solide hengsler. Balanserorene festes til vingenes sekundærbjelke, se figur 6, høyderoret til haleflaten, se figur 9, og sideroret til den vertikale stabilisatoren. Hjelperor, så som servoror og trimror, festes til rorflatens bakkant med hengsler. Flaps og slots

Oppbygging og innfesting til flyet Flaps og slots bygges som en flyvinge. Flapsen kan bli utsatt for store påkjenninger og har derfor en sterk konstruksjon.

Flaps Flaps brukes av enkelte fly både under avgang og landing. Ved avgang brukes en liten nedfelling, ca. 10-25°, fordi vi her pri­ mært ønsker at løftet skal øke. Under innflyging for landing brukes en større nedfelling, opp til ca. 60°, fordi vi her ønsker å øke både løft og motstand, (som kan tillate brattere innflygning) Den største økning av løftet forekommer opp til ca. 25° nedfel­ ling. Deretter øker løftet sakte, mens motstanden øker raskt. Det finnes mange forskjellige typer flaps:

•

Enkel flaps

•

Slotted flaps

•

Split flaps

•

Fowler flaps

Primære Styreorganer

Side 15

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner

Fig. 14 Nedtelling

Enkel flaps er hengslet til vingens bakkant. Slotted flaps danner en åpning som luften kan strømme gjen­ nom. Dette medfører en jevnere luftstrøm på oversiden av flapsen.

Side 16

Primære Styreorganer

Split flaps beveges om hengslet ned i luftstrømmen. Vingenes overside forblir uforandret.

Fowler flaps glir bakover og nedover på ruller under utfelling. Dette fører til at vingearealet øker.

Elektrisk flapsvelger med indikator

Fig. 16 Betjening av flaps

Slots Slots er en åpning som dannes i fremkant av vingen ved at en “slat” beveges ut fra denne, se figur 17.

Slots brukes mye i forbindelse med STOL-fly (Short-Take Off and Landing). Ved store angrepsvinkler ledes luft gjennom åp­ ningen til oversiden av vingen og forsinker utviklingen av Primære Styreorganer

Side 17

Fly-

og motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner turbulens. En vinge med slots kan fly med større angrepsvinkel enn en tilsvarende vinge uten slots.

Anordningen for manøvrering •

Sideroret beveger flyet rundt loddaksen.

•

Høyderoret beveger flyet rundt tverraksen.

•

Balanseroret beveger Byet rundt lengdeaksen.

Sideroret manøvreres ved hjelp av siderorspedalene. Fra peda­ lene går det stag eller kabeloverføringer til rorflaten. Pedalene er forbundet med hverandre, slik at når den ene trykkes inn, vil den andre bevege seg bakover, se figur 19. Høyderoret manøvreres ved hjelp av en stikke eller et ratt. Stikken eller rattet beveger vi fremover eller bakover fra nøy­ tral stilling. Bevegelsene føres fra stikke/ratt til rorflatene ved hjelp av enten kabler eller stag, se figur 20.

Balanserorene manøvreres ved hjelp av den samme stikken el­ ler rattet som brukes til høyderoret. Sideveis bevegelse av stik­ ken eller en dreining av rattet vil fa rorflatene til å bevege seg. Side 18

Primære Styreorganer

Fig. 19 Manøvrering av sideroret

Bevegelsene fra stikke eller ratt overføres til rorflatene ved hjelp av kabler eller stag, se figur 21.

Primære Styreorganer

Side 19

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner

Balanseror ned

Fig. 21 Manøvrering av balanserorene

Balanserorsbrems Hvis vi gir balanserorene like store utslag vil det som går ned under vingen bremse mer enn det som går opp over vingen. Dette vil medføre at flyet vil svinge i motsatt retning av krengningen. Mer om dette i faget Flygeteori. Balanserorsbrems kan motvirkes på to forskjellige måter:

l.

2.

Side 20

Vi gir det nedadgående roret mindre utslag enn det oppadgående, se figur 22. Det oppadgående roret kan vi lage slik at forkanten stikker litt nedenfor vingens underside. Dermed

Primære Styreorganer

øker vi motstanden på denne siden (Friseror), se fi­ gur 23.

Trimror Trimroret beveger vi med trimhjulet. Et trimror er en liten, regulerbar flate som er hengslet til bakkanten av høyderoret, se figur 24. Trimroret letter arbeidet til flygeren. Ved bruk av trimroret kan vi fjerne trykkrefter på stikka.

Fig. 24 Betjening av trimror

1 sin enkleste form er “trimmen” faste plater som bare kan stil­ les på bakken. Slike “trimtabs” kan en på en enkelte fly finne på sideror og balanseror.

Fig. 25 Betjening av servoror

Primære Styreorganer Side 21

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner På fly med store rorflater blir ofte høyderorskontrollen utført ved hjelp av servoror. Servororet beveges ut til motsatt side av det en ønsker at høyderoret skal bevege seg. Servororet vil så på grunn av luftens bevegelse styre høyderoret til riktig posi­ sjon, se figur 25. Slots åpnes vanligvis automatisk når trykket ved vingens for­ kant minker ved høye angrepsvinkler, se figur 26 a.

Fig. 26a og 26b

Luftstrømmen bevares lengre på vingens overside med åpne slots, se figur 26 b.

En vinge med åpne slots kan produsere loft ved en langt høyere angrepsvinkel enn en vinge uten slots, se figur 27.

Flg. 27

Side 22

Primære Styreorganer

Stillbare haleflater Monteringsvinkelen på haleflaten kan på enkelte flytyper va­ rieres ved hjelp av en sveiv i førerkabinen. Haleflaten stilles slik at flyet blir riktig trimmet, se figur 28.

Haleflaten stilles slik at den produserer et negativt løft. Dette vil balansere (trimme) flyet.

Høyderoret ligger i forlengelsen av haleflaten. Dette gir minimal motstand

Flyet vil ha en tendens til å senke nesen Fig. 28

Understell De forskjellige typer, inkludert styring

Understellet skal muliggjøre bevegelse og styring på bakken eller vannet og oppta og dempe støt ved landing.

Vi kan dele understell inn i tre hovedgrupper: •

Hjul underste 11

•

Skiunderstell

•

Flottører

På enkelte sjøfly kan skroget være bygget som en båt - flybåt. Under vingene er det festet pontonger for å bedre stabiliteten.

Fig. 29 Fly med hjulunderstell

Fly med skiunderstell

Fly med flottører og flybåter kan forsynes med opptrekkbart hjulunderstell slik at de kan brukes både på vann og på land -amfibiefly.

Hjulunderstell kan enten være fastmontert eller de kan være opptrekkbare.

Understell

Side 23

Fly- og motorlære Del -1. Flykonstruksjoner

TEAL TSC 1A3 Marlin

V\

PIPER Lance II

SOCATA Rallye 235GT

Opptrekkbart understell

Fig. 31 Fast understell

Fig. 30 Amfibiefly

Oppbygging av understellet De fleste fly som bygges i dag har nesehjuisunderstell. Disse flyene blir lette å manøvrere på bakken, både under taksing og i forbindelse med avgang og landing. Fly av denne typen har også god sikt fremover under taksing. Eldre fly er som regel utstyrt med halehjulsunderstell, (“taildraggere ") .

Denne understellstypen har en rekke fordeler, som for eksem­ pel: •

Lavere vekt og mindre motstand som gir større has­ tighet og mindre bensinforbruk

•

Større propellerklaring som er velegnet på upreparerte baner

Halehjulsfly er av mange ansett som det best egnede skoleflyet, fordi man må beherske landingsteknikken (tre-punkts lan­ ding) for at resultatet skal bli bra. Understellstypen er også velegnet til montering av ski.

Halehjulsfly er noe vanskeligere å manøvrere i forbindelse med avgang, landing og taksing. Den høye nesestillingen gjør også at utsikten fremover fra førerplassen blir begrenset. Et fly av denne typen krever større påpasselighet fra flygerens side, spesielt ved avgang og landing på grunn av faren for “ground loop”. Imidlertid, de som har lært seg å mestre teknikken, hev­ der at det eneste riktige stedet å plassere det tredje hjulet er bak på flyet. (CESSNA Hawk XP)

Fig. 32a Nesehjulsfly

Side 24

Understell

(PIPER Super Cub)

Fig. 32b Halehjulsfly

Begge typer understell kan utstyres med mulighet for styring. Styringen dirigeres med siderorspedalene. Trår man på den venstre pedalen, svinger flyet til venstre og omvendt. Styringen kan overføres mekanisk eller hydraulisk fra pedale­ ne til nese- eller halehjul. Et nesehjulsfly er stabilt under svingemanøvre på bakken, mens et halehjulsfly er utstabilt med en tendens til å øke svingehastigheten (ground-loop). Dette skyldes tyngdepunktets plassering i forhold til hovedhjulene (omdreiningspunktet), se figur 33.

Dekk, tilstand Til forskjell fra en bil er det her ikke noe krav til mønsterdybde i dekket, slik at vi kan godt fly med et blankslitt dekk. Dekket kan slites helt ned til første lag på kordellene blir synlig, men må da skiftes. Dersom det imidlertid har oppstått “solsprekker” i dekket så blir det en vurdering av teknisk ansvarlig instans hvor dype disse sprekkene er og om dekket derfor må utskiftes.

Det er også grunn til å merke seg at dekkene kan slites ujevnt, for eksempel etter hard oppbremsing rett etter landing hvor det fort kan slites en “skalk” av dekket slik at man kommer under minstemålet på ett sted. Dekket kan da se like fint ut på hele omkretsen ellers. Fjæring

Flyfabrikantene har benyttet mange forskjellige former for fjæring: •

Bladfjærer

•

GummiStropper/Gummiklosser

•

Spiralljærer

•

Hydraulisk fjæring

•

Pneumatisk (luft)fjæring

Understell

SHOCK CO8DS

Fig. 34

Side 25

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner På enkelte fly er det benyttet flere av de nevnte Qæringssystemene. Understellet utstyres også med støtdempere.

Indre sylinder presses inn i ytre sylinder når flyet lander

Indre sylinder beveger seg nedover

Fig. 35a Prinsippskisse av hydrauliske/pneumatiske støtdempere

Fig. 35b Bladfjærer

B remsesystemen e

Bremsene skal kunne stoppe flyet på en betryggende måte etter landing. De skal også kontrollere farten under taksing og i en­ kelte tilfeller styre flyet under manøvrering på bakken. Brem­ sene omsetter bevegelsesenergi til varmeenergi under en nedbremsing.

Side 26

Understell

Forskjellige typer bremser Dagens fly er nesten utelukkende utstyrt med hydraulisk ope­ rerte skivebremser.

Flyene er som regel utstyrt med separate bremser for hvert av hovedhjulene. Ved nedbremsing av farten brukes begge bremsepedalene like hardt. Bremsene kan også brukes til å sty­ re flyet med. Trykker man hardere på en av pedalene, så vil fly­ et svinge til den siden.

Fig. 36 Hydrauliske skivebremser

Det hydrauliske trykket (bremsetrykket) kan også frembringes ved å dra i et håndtak. Trykket kan så fordeles til bremsene via en ventil som styres av siderorspedalene. Bremsene kan på denne måten brukes til å styre flyet. Håndtaket kan låses i den stillingen som gir størst trykk, og virker da som en parkeringsbrems, dersom flyet skal parkeres kun for en kort tid. Merk at den eneste riktige og sikre måten å parkere etfly på, (på mer permanent basis ), er ved hjelp av klosser og tjoring Skivebremser kan også i enkelte tilfeller aktiviseres mekanisk.

Eldre fly hadde i mange tilfeller mekaniske trommelbremser. Disse bremsene var lite effektive, og de mistet mye av virknin­ gen når de ble varme (fading). Dette kunne lett skje, f.eks. ved taksing av halehjulsfly i sidevind.

Skiunderstell og flottører Ved landing på snø som er dypere enn ca. 5 cm bør man benyt­ te et fly med skiunderstell.

Understell

Side 27

Fly- og motorlære Del -1. Flykonstruksjoner

Skiunderstell kan monteres på hjulakselen etterat hjulene er fjernet. Både flyet og skiene må være godkjent for slik monte­ ring. Skiunderstell brukes oftest på fly med halehjul. Husk at fly med skiunderstell ikke har bremser!

Det finnes også skiunderstell som er “opptrekkbare”. Her kan skiene eller hjulene løftes opp hydraulisk ved hjelp av en håndpumpe. Hjulene vil da stikke ned gjennom hull på undersiden av skiene.

Med et slikt understell har man et fleksibelt fly som kan brukes både i fjellet og på betong og asfaltbaner. For å føre fly med skiunderstell kreves at man har gjennomgått godkjent kurs og utsjekk med instruktør.

Vanntette skott

Fig. 38 Flottører

For landing på vann må flyet utstyres med flottører. Det ordi­ nære hjulunderstellet fjernes og flottørene monteres ved hjelp av stag og kabler. Både fly og flottører må være godkjent av myndighetene. Enkelte flottører har et“opptrekkbart” hjulunderstell, og kalles da amfibieflottører. Flyet kan da lande både på vann og på fly­ plasser, Se figur 30. For å føre fly med flottører kreves at man har gjennomgått godkjent kurs og utsjekk med en kontrollant fra Luftfartsver­ ket.

Side 28

Understell

Beskrivelse av system for opptrekkbart understell Dyrere og mer hurtiggående fly er utstyrt med opptrekkbart understell. Eksempel på slik understell er vist i figur 39 og 40.

Fig. 39

Fig. 40

Det finnes en rekke forskjellige typer og varianter alt etter bruksområde, design og størrelse på flyet.

Understellet felles da ut ved at man opererer en spake som sit­ ter i cockpit og at men ved lamper som tennes på instrumentpanelet far bekreftet at understellet er i nede og låst posisjon. Enkelte fly har også en varslingstone som høres på headsettet eller i høyttaler dersom man nærmer seg landingskonfiguraUnderstell

Side 29

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner sjon, (f.eks en viss “boost” / pådrag på motoren) uten at hjule­ ne er nede og låst. Det kan i tillegg være fysiske “over ett” indikasjoner i cockpit som viser det samme.

Poenget er at man utover sjekklisten skal få mange nok påmin­ nelser om at hjulene ikke er ute hvis man går inn for landing og har glemt “gearef’. (Enkelte hevder likevel at det er to typer piloter, - de som har glemt “gearef’ og de som kommer til å glemme det)

Utfellingsmekanismen kan også ha forskjellig design, men fel­ les for de fleste løsninger er at man har et hovedsystem og et nodsystem. Hovedsystemet kan være manuelt, (da har man vanligvis ikke noe nodsystem), - eller elektrisk, hydraulisk, eller en kombina­ sjon av dette.

I fra posisjonen “inne og låst” skal hjulene via en nedfellingsmekanisme føres til posisjonen “nede og låst”. I posisjonen “nede og låst” sørger et oversenterledd for at kreftene på un­ derstellet, (gearet) opptas av selve understellet, slik at ikke dis­ se kreftene må opptas av nedfellingsmekanismen. Det ligger derfor i sakens natur at hele dette systemet til en hver tid må være rigget på en korrekt måte, etter fabrikantens anvisninger.

Nødsystemene skal være slik arrangert at hjulene kan felles ut dersom hovedsystemet svikter. For eksempel med håndsveiv fra cockpit eller at hjulene faller ut i låst posisjon ved hjelp av gravitasjonen, (tyngdekraften). Det kan da være viktig å “hjel­ pe” tyngdekraften litt ved å påføre flyet litt “G” i riktig retning slik at hjulene kommer i låst posisjon

Brannslokking Brannslokkingsmidler Vann (H2O) Vann kan brukes mot brann i tekstiler, treverk o.L, men kan ikke brukes mot brann i olje, bensin eller mot brann i elektrisk utstyr. Fig. 41 Handslokker

Side 30

Brannslokking

Kulldioksid (CO2) Kulldioksid kan brukes mot elektrisk brann, brennende olje og bensin, samt ved branner i gasser. Pulver Pulver kan brukes mot alle former for brann. Halongass Halongass kan brukes mot alle former for overflatebranner. Noen typer av disse gassene som brukes er giftige. Skum Dersom det oppstår brann i brannfarlige væsker, vil det være aktuelt å bruke skum som slokkingsmiddel. Skum fremstilles i spesielt utformet apparatur hvor vann, skumvæske og lutt blandes. Håndslokkere Håndslokkere som er beregnet til bruk ombord i fly, bør ha en slik utforming at de blir lette å betjene inne i kabinen. Appara­ tet skal ikke forårsake farlig forurensning av luften i flyet. Kontroll og plombering av beholdere for brannslokkingsmiddel Håndslokkeren skal kontrolleres før hver flyging. Denne kon­ trollen bør omfatte følgende punkter:

1. 2. 3. 4.

At plomben ved utløsermekanismen er intakt At trykket er innenfor det grønne feltet på trykkindikatoren At ikke inspeksjonsdatoen er overskredet At festeanordningen virker tilfredsstillende

Plassering av utstyret Håndslokkeren skal være slik plassert at den lett kan tas i bruk under flyging. Den bør kunne nås fra førerplassen uten at man må spenne seg løs. Enkelte fly har brannslokkingsapparat i motorrommet. Dette kan aktiviseres enten fra førerkabinen eller det kan være av en slik type at det utløser seg selv, f.eks. ved en krasjlanding.

Brannslokking

Side 31

Fly- og

motorlære

Del -1. Flykonstruksjoner

Strukturelle påkjenninger (airframe loads) Statisk styrke, lastfaktor Lastfaktoren er et begrep som du vil møte svært ofte, fordi det beskriver den belastningen et fly blir utsatt for under forskjel­ lige manøvrer, og på bakken Lustfaktor =

Loft Vekt

Dersom et fly flyr horisontalt, er l øftet lik vekten, og vi får en lastfaktor= l som er lik jordens gravitasjonskraft (som vi van­ ligvis gir verdien I G). Dersom flyet nå plutselig kommer inn i et motvindkast, endrer I øftet seg, mens vekten er den samme. Flyet får en vertikal akselerasjon, og lastfaktoren øker.

F ly konstruktøren må i sitt arbeid med styrkeberegninger vur­ dere hvor stor lastfaktor flyet skal tåle i det miljøet flyet skal operere. Dersom han eller hun skulle lage et fly som ville kun­ ne tåle de kraftigste påkjenningene man kan tenke seg, ville det sannsynligvis bli så tungt at det aldri kom opp fra bakken. Konstruktøren må derfor komme frem til et kompromiss mel­ lom konstruksjonens vekt, lasteevne og styrke. Et jagerfly, som skal kunne foreta voldsomme manøvrer, må kunne tåle lastfaktorer som kanskje går opp til 10 G. mens et fly som er beregnet til å føre maksimal nyttelast, for eksempel et passasjerfly, bare er konstruert for 2,5 G Det er derfor av den største betydning at flygeren vet hva flyet er konstruert for, og hvilke lastfaktorer de forskjellige manovrene utsetter flyet for, slik at han eller hun til enhver tid opererer innenfor de gitte begrensningene.

Skulle vi for eksempel prøve å fly et moderne reisefly som om det var et jagerfly, ville det ganske sikkert få fatale følger, fordi det ville bli utsatt for lastfaktorer det aldri har vært meningen at det skulle tåle.

Sertifiseringsmyndighetene har pålagt tlykonstruktørene visse minimumskrav til holdbarhet. Det er snakk om to forskjellige lastfaktorer:

Side 32

•

sikker lastfaktor, som er den maksimale lastfakto­ ren et fly skal kunne tåle under normal bruk uten at konstruksjonen blir deformert, skadd eller svekket

•

bruddlastfaktor, som er den maksimale lastfakto­ ren som et fly skal kunne tåle uten å brekke i styk-

Strukturelle påkjenninger (airframe loads)

ker. Dersom man når bruddlastfaktoren, kan man regne med varige deformasjoner og skader, og flyet vil sannsynligvis være modent for skraphaugen, men man skal kunne lande og spasere bort fra det (plastiske deformasjoner i materialene).

Rorkontroll-låser og bruken av disse De fleste fly har anordninger for å kunne låse rorene når flyet står på bakken.

Grunnen er at ikke rorene skal stå og “slå” mot endestoppene når flyet står parkert på bakken for eksempel på grunn av vind eller propellerblåst fra andre fly. De som har designet flyet har nemlig ikke beregnet at rorene skal utsettes for den type kref­ ter. Dette kan enkelt være arrangert ved at man stikker en “låsepinne” gjennom et dertil egnet hull i rattstammen. En slik pinne bør da være utstyrt med en rød vimpel som gir oss en påmin­ nelse om at den skal fjernes før vi flyr. (Det å fjerne rorlåsen skal jo være fanget opp av sjekklisten, og den bruker vi jo, - med det er nå alikevel så lett å glemme)

Sideroret kan enkelt låses ved at man trer en tilpasset “bøyle” ned over vertikalfinnen og sideroret, (eks. to bøyde lister som er montert sammen). Den bør være innvendig foret for ikke å skade lakken.

Det gjelder ellers at alle slike låseanordninger skal være utstyrt med en vimpel slik at de ikke blir glemt når man foretar in­ speksjon av flyet før man skal ut og fly. (Tilsvarende gjelder deksel for pitotror, deksel for luftinntak osv).

Det har hendt at folk har tatt av med fortøyningslodd hengende bak i halen på flyet og ble oppmerksom på det først når tårnet spurte hva han skulle med det loddet som hang der bak !

Vel, det har hendt og det kommer nok til å hende igjen. - bare ikke la det bli deg. Forsiktighetsregler på hakken og i luften

Om dette emnet kunne det skrives og sies mye ettersom man kan se det som en kombinasjon av at flyet opereres innenfor sine designkriterier samtidig som man opptrer på en måte slik

Strukturelle påkjenninger (airframe loads)

Side 33

Fly- og motorlære Del -1. Flykonstruksjoner

at man unngår å skade andre og seg selv. I sin videste forstand er det begrepet som vi kaller Good Airmanship.

For å begynne på bakken. Etter DI / “walk around” så trekker man flyet forsiktig ut fra hangar eller oppstillingsplass for å forberede oppstart og flytur. Dersom det er trangt og det kan ofte være trangere enn det vir­ ker, så er det lurt å ha med en hjelper som kan passe vingetipper og haleflate etc. Det skjer faktisk langt flere slike bukseringsskader enn hva de fleste tror med skade på eget fly og andres fly eller utstyr. Når man nå har kommet så langt at motoren skal startes, pass da på at det er klart ikke bare foran flyet men unngå å blåse nabohangaren full av sand og støv. Det gjelder også andre fly el­ ler utstyr som står ute. Hold lav taksehastighet og du vil lettere kunne kunne se hind­ ringer på takseveien eller bedre kunne takle ufrutsette situasjo­ ner som fra tid til annen oppstår. Du utsetter dessuten understell og flyet for langt mindre belastninger. Husk at for flykonstruktøren er disse belastningene “et nødvendig onde” for at flyet skal kunne komme seg opp i luften, og er derfor di­ mensjonert deretter.

Nå er vi snart airborne og ikke “røsk” motoren fra idle til max power under take off, men gjør dette i en rolig og bestemt be­ vegelse. Når vi flyr så er det en forutsetning at vi følger de hastighetsbegrensninger og lastfaktorbegrensninger som er gitt for vårt fly.

Side 34

Strukturelle påkjenninger (airframe loads)

Øvingsoppgaver del 1 Hvilke hoveddeler består et fly av? a) Hvordan er en flyvinge oppbygd? b) Nevn fem forskjellige måter å plassere en vinge til fly kroppen på. 3. Hva er hensikten med inspeksjonsluker og dreneringshull i flykroppen, vingene og halepartiet? 4. a) Nevn fire forskjellige typer av flaps. b) Hvilken av de fire typene gir størst økning av løf­ tet? Gi en kort forklaring på dette. 5. a) Hva er slots? b) Hvordan virker slots og på hvilke flytyper brukes disse? 6. a) Nevn de tre hovedgruppene av understell. b) Hva er understellets hovedoppgaver? 7. a) Hvilke krav bør vi stille til en brannslokker i fø­ rerkabinen i et småfly? b) Hva bør vi kontrollere på en håndslokker før hver flytur? Sett merke ved det svaret du mener er mest riktig: 8. Hvordan er motstanden ved bruk av balanseror? a) Det balanseroret som går ned har større motstand enn det som går opp b) Balanserorene har vanligvis større motstand enn høyderorene c) Det balanseroret som går ned har større utslag enn det som går opp d) Det balanseroret som stikker forkanten ned i luft­ strømmen bremser mest 9. Hva menes med et servoror? a) Servoror er et mindre ror som styrer et større ror b) Servororet benyttes på overlydsfly for å kontrol­ lere trimroret c) Servororet brukes for å kontrollere løft ved lave hastigheter d) Servororet benyttes primært til å trimme flyet nesetungt eller haletungt 10. Hva er en Semi Monocoque kroppskonstruksjon a) Flykropp bygd av duraluminium b) En konstruksjon av sveisede rør med duk på

l. 2.

Strukturelle påkjenninger (airframe loads)

Side 35

Fly- og motorlære Del -1. Flykonstruksjoner c) En flykropp bygd av spanter, stringere og platehud d) En flykropp bygd av trelister og finer 11. Hvilken av disse påstandene er riktig? a) Balanserorene beveger flyet om normalaksen b) Høyderoret beveger flyet om tverraksen c) Sideroret beveger flyet om lengdeaksen d) Flyets normalakse vil være loddrett i alle flygestillinger 12. Hovedformålet med flaps er: a) Å stabilisere flyet under landing b) Å gjøre flyet mer lengdestabilt under avgang og landing c) Å øke løft og motstand ved landing for derved å redusere landingsfarten d) Å redusere motstanden ved avgang og landing 13. For å bevege flyet om lengdeaksen benyttes: a) Balanserorene b) Sideroret c) Høyderoret d) Både balanseroret og sideroret

Side 36

Strukturelle påkjenninger (airframe loads)

2. Flymotor Motorer - generelt Krav og egenskaper

Av hensyn til flysikkerheten må det først og fremst kreves av en flymotor at den er pålitelig i drift. Den må tåle alle de på­ kjenninger som kan forekomme under flyging, arbeide ufor­ styrret i alle normale fly stillinger, ved skiftende belastninger og i varierende trykk og temperatur. Driftssikkerheten avhen­ ger først og fremst av en riktig konstruksjon, men også av mo­ torens behandling og vedlikehold.

Sikkerhetshensyn fordrer også at motoren er enkel å betjene, da dette minsker muligheten for flygerfeil. Brann i fly kan lett få katastrofale følger. Selv om motoren er konstruert med brannsikkerhet for øye, forlanges det at motorrommet skal være adskilt fra resten av flyet med et brannsik­ kert skott, brannskottet. Motorens vekt må være lavest mulig i forhold til ytelsen. Vekt som spares på fly og motor uten at bæreevne og ytelse minker, kommer jo direkte nyttelast og brennstoffbeholdning til gode. For sammenligningens skyld oppgis egenvekten i kilo pr. hes­ tekraft. Jo større motoren er, dess lettere kan den normalt byg­ ges i forhold til ytelsen. En moderne småflymotor på ca. 90 hestekrefter (66 kW) veier ca. 0,9 kilo pr. hestekraft, mens en stempelmotor på over 1400 hestekrefter (1 mW) ikke veier mer enn 0,4 kilo pr. hestekraft. Turbopropmotorer kan veie mindre enn 0,3 kilo pr. hestekraft. Flyets luftmotstand bestemmes bl.a. av motorens frontareal, dvs. det tverrsnitt som vender mot luftstrømmen. Forholdet mellom frontareal og ytelse avhenger av motorstørrelse og kjølesystem, og er gunstigst for større motorer. Ved luftkjølte stempelmotorer kan man oppnå ca. 5 hestekrefter (3,7 kW) pr. dm frontareal for ytelser omkring 100 hestekrefter (73,6 kW), mot ca. 20 hestekrefter (15 kW) pr. dm2 for ytelser opp imot 3 500 hestekrefter (2,5 mW).

Av konstruksjonshensyn er det også viktig at motoren for øvrig tar så lite plass som mulig. Brennstofforbruket påvirker driftsøkonomien både direkte og gjennom nyttelasten. Stort forbruk krever nemlig høy tankkaMotorer - generelt

Side 37

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

pasitet, som reduserer nyttelasten tilsvarende dersom flytid og rekkevidde skal beholdes. For sammenligningens skyld måles gjerne brennstofforbruket i kilo pr. hestekrafttime, og kalles da det spesifikke brennstofforbruk. Ved økonomisk ytelse bruker de beste forgassermotorer ca. 0,20 kg pr. hestekrafttime. Eksosdrevne turbiner kan gjenvinne en del av den ytelsen som el­ lers ville gå tapt, og kan derved forbedre brennstofforbruket til ca. 0,17 kg pr. hestekrafttime.

Motorens vedlikehold utgjør en betydelig del av driftsomkostningene, og store beløp kan derfor innspares for forenkling av vedlikeholdet. Også driftssikkerheten forbedres ved enkelt vedlikehold, idet man alltid må regne med at der kan gjøres feil ved arbeid på motoren. Utstrakt demontering og montering av deler og komponenter medfører dessuten ekstra slitasje selv om det utføres korrekt. Alle flymotorer skal etter en viss tids drift demonteres fullstendig, slik at delene kan rengjøres, inspiseres og kontrollmåles. Dette er selvfølgelig en kostbar operasjon, og dess lengre motoren kan gå mellom hver slik heloverhaling, dess billigere blir flytiden. Enkelte ting må kontrolleres, justeres eller utskiftes med kortere gangtidsintervaller. Det er selvfølgelig viktig at også dette vedlike­ holdsarbeidet kan reduseres til et minimum. Motoren drives ved forbrenning av en bestemt blanding av luft og brennstoff. Luften fortynnes med høyden, og ytelsen vil derved avta hvis ikke luften presses sammen før den suges inn i motoren. Uten forkompresjon vil ytelsen i ca. 5 000 meters høyde bare være halvparten av hva den er ved havflaten. Større fly har ofte behov for å fly høyere enn dette, og stempelmotorer for slike fly utstyres derfor gjerne med forkompressor. Det arbeides nå også med å utvikle mindre dieselmotorer for bruk i småfly og det kan forventes at disse etter hvert blir et godt alternativ til dagens tradisjonelle flymotorer.

Prinsippet for en firetakts forbrenningsmotor Firetaktsprinsippet Firetaktsprinsippet forklares enklest ved hjelp av figur 42.

Innsugingstakten begynner med stempelet ved eller like ved øvre dødpunkt, dvs. det punktet hvor stempelet er lengst vekk fra veivakselen. På dette stedet åpner inntaksventilen seg og stempelets nedadgående bevegelse trekker en blanding av luft og bensin inn i sylinderen fra inntaksmanifolden. Når stempe-

Side 38

Prinsippet for en firetakts forbrenningsmotor

Bensingass trekkes inn i sylinderen når stempelet går ned. Inntaksventilen er åpen.

Gassblandingen kompri­ meres idet stempelet går opp. Begge ven­ tiler er stengt.

Gnisten tenner blandingen, tvinger stempelet ned og produserer kraft som dreier propellen. Begge ventiler er stengt.

Utbrent gass skyves ut av sylinderen ved at stempelet går opp. Eksosventilen er åpen.

Fig. 42 Firetaktsprinsippet

let når nedre dødpunkt, dvs. det punktet hvor stempelet er nær­ mest veivakselen, stenges inntaksventilen og kompresjons­ takten begynner. Stempelet går nå mot øvre dødpunkt og luft/bensin-blandingen komprimeres sterkt med stadig økende temperatur. Et lite øyeblikk før stempelet når øvre dødpunkt, gir tennpluggene fra seg en gnist som antenner blandingen av luft og bensin. Mens blandingen brenner med stadig økende trykk og temperatur, går stempelet mot nedre dødpunkt. Stem­ pelet øver nå et stort trykk mot veivakselen og driver denne rundt. Når stempelet når nedre dødpunkt, åpnes eksosventilen og den oppadgående bevegelsen av stempelet driver de for­ brente gassene ut av sylinderen. Ved avslutning av utblåsningstakten, åpnes inntaksventilen og en ny takt begynner. Som vi ser av figur 42, gå stempelet inn mot veivakselen to ganger og ut fra veivakselen to ganger for å få utført ett arPrinsippet for en firetakts forbrenningsmotor

Side 39

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor beidsslag. Det vil si at veivakselen går rundt to ganger for hvert arbeidsslag.

For å øke motorkraften og for å fa en jevnere gange, bygger vi flere syl indere sammen og lar arbeidsslaget i de forskjellige sylinderne virke med jevne mellomrom under veivakselens ro­ tasjon.

Alle tennpluggene i motoren har således tent en gang når vei­ vakselen har gått rundt to ganger. Effekt

Bare en liten del av den varmeenergien som forbrenningen av luft-bensin-blandingen forårsaker, blir omdannet til nyttig ar­ beid. Resten av varmeenergien går tapt gjennom eksosgassene, motorens kjølesystem og friksjon i de bevegelige delene i mo­ toren. Forholdet mellom den energien som kan brukes og den totale energien, kalles motorens virkningsgrad. Moderne mo­ torer har en virkningsgrad på ca. 30 %.

Motorens virkningsgrad: Friksjon: Kjøling: Eksos:

ca. ca. ca. ca.

30 % 5% 20 % 45 %

Fig 43 Kjølesystemet i en stempelmotor

Friksjonstapet er lik differansen mellom de hestekreftene mo­ toren utvikler, indikerte hestekrefter (ihp), og de hestekreftene som kommer til veivakselen, bremsehestekrefter (bhp).

Forholdet mellom bremsehestekrefter og indikerte hestekrefter kalles mekanisk effekt. Side 40

Prinsippet for en firetakts forbrenningsmotor

Alle bremsehestekreftene brukes ikke til å drive propellen. Noen går med til å drive f.eks. bensin- og oljepumper, genera­ tor osv. Effekt = Arbeidpr. tidsenhet

Kompresjonsforhold Motorens kompresjonsforhold angir hvor stor kompresjonen er. Med kompresjonsforholdet menes forholdet mellom de vo­ lum som dannes da stempelet er i sitt øvre og nedre dødpunkt. —r- øvre «। Vk . . ,. ----- 4Ldødpunkt

—-m

---------------

Kompresjonsforhold er forholdet mellom største og minste , Vk + Vs volum = —----- Vk Fig. 44

Jo større kompresjonsforholdet er, desto mer presses bensin/luftblandingen sammen, og desto høyere effekt kan man, innen visse grenser, ta ut av motoren. Men en høy kompresjon innebærer store mekaniske påkjenninger for motoren. Dersom man vil ha en veldig høy kompresjon, så må motoren dimen­ sjoneres heretter. Dermed blir motoren også tyngre.

En flymotor vil man ha så lett som mulig. Derfor må man gjøre et kompromiss og velge et kompresjonsforhold som er for­ holdsvis lavt. Kompresjonsforholdet i en flymotor er normalt 7-8:1. Til sammenligning har en bensinmotor i en bil et kom­ presjonsforhold på 8-10:1.

Klassifisering av motorer Kjølesystemet

En flymotor kan enten være luftavkjølt eller vceskeavkjølt. Klassifisering av motorer

Side 41

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Væskeavkjølte motorer ble tidligere mye brukt på motorer som hadde stor toppeffekt, f.eks. Rolls Royce Merlin som ble brukt i jagerflyet Spitfire. Denne motoren var helt oppe i 2640 hk. Dagens småfly benytter seg av luftkjølte motorer. Sylinderantall

Flymotorer kan benevnes etter hvor mange sylindere de har. Moderne småfly benytter vanligvis fire- eller sekssylindrede motorer.

Sylinderplassering Flymotorer kan deles inn i grupper etter sylinderplasseringen, for eksempel:

•

Rekkemotor

•

Boksermotor

•

V-motor

•

Stjernemotor

Eksempel på vanlig benevnelse: luftavkjølt firesylinders bok­ sermotor. Rekkemotoren Sylindrene sitter, som navnet sier, etter hverandre på en rekke og kan være fire- eller sekssylindrede. Sylindrene henger un­ der veivakselen. Boksermotoren Dette er den mest brukte motortypen på dagens småfly. Sylin­ drene ligger her vannrett og parvis mot hverandre.

Fig. 45 Luftkjølt boksermotor

Side 42

Klassifisering av motorer

V-motor

Sy lindrenc er på en slik motor ordnet i to rekker som danner en V. Brukes ved motorer med stor effekt og er som regel væskekjølt, og med 12 sylindere. Stjernemotor

Sylindrene sitter her i en krans rundt veivakselen. Sylinderantallet er ujevnt, f.eks. 7 eller 9. Motorer av denne typen har vært konstruert med fra en (7 sylindere) til fire kranser (28 sy­ lindere), med effekt fra 300-3700 hk.

Databegrep Motorfabrikantene oppgir data for sine produkter på en rekke måter.

Vi skal gi en forklaring på de uttrykk som blir mest brukt i for­ bindelse med motorer som har propell med fast stigning. Avgangseffekt (Take-offpower)

Dette er den effekten som ytes ved det høyeste turtallet som til­ lates under avgang. Motorens effekt oppgis ved dette turtallet. På motorer med stort effektuttak er det vanlig at dette turtallet tillates over en kortere tidsperiode, f.eks. fem minutter.

Offisiell effekt (Rated power)

Dette er den effekten som ytes ved det høyeste turtallet som til­ lates under vedvarende operasjon. For motorer med oppgitt avgangseffekt vil fabrikanten oppgi største turtall som kan brukes, unntatt under avgang. Dette be­ nevnes METO (maximum except take-off) Det er verd å legge merke til at alle flymotorer skal ha full rik blanding når de opererer under en av de tre nevnte forhold (Takeoff power/Rated power/METO). Overskuddet av bensin som blir tilført sylindrene, brukes til kjøling. På fly med forgasser skal blandingen magres ifølge instruksjo­ nene i flygehåndboken i forbindelse med avgang fra flyplasser med stor tetthetshøyde (density altitude). Dette er nødvendig for å få full effekt ut av motoren.

Stigeeffekt (Climb power)

Enkelte motorer har oppgitt et maksimalt turtall som kan be­ nyttes under stigning (Climb power). Databegrep

Side 43

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Motorene i moderne småfly har som regel sine hestekrefter oppgitt som '‘Offisiell effekt”. Det turtallet som denne effekten er oppgitt ved, kan brukes både under avgang og under hele stigningen til marsjhoyde.

Maksima! marsjeffekt (Maximum cruise power)

Denne begrensning ligger som regel på ca. 75% av offisiell ef­ fekt. Dette er det høyeste effektuttak som tillates på mager blanding. Turtall og bensinforbruk under slike forhold finnes i flygehåndboken. Økonomisk marsjeffekt (Optimum cruise power)

Dette er også en verdi som finnes i flygehåndboken. Den gir, som navnet sier, det effektuttak som er mest økonomisk.

Motorens hoveddeler Motoren kan deles i følgende hoveddeler:

•

Veivhus og sylindere

•

Stempel

•

Veivstang og veivaksel

•

Ventiler

Veivhus og sylindere Veivhuset er støpt i to deler av en lettmetallegering. De to de­ lene blir skrudd sammen slik at motorens bevegelige deler be­ skyttes mot støv og smuss. Veivhuset avkjøles av luften som strømmer gjennom motorrommet.

Veivhuset må ha utlufting, slik at et eventuelt overtrykk kan le­ des bort. Sylindrene må være laget av et solid materiale, fordi de blir ut­ satt for stor belastning under arbeidstakten. Sylindrene er skrudd fast til veivhuset. På moderne luftkjølte motorer kan sylindrene skiftes ut enkeltvis. Dette letter vedlikeholdsarbeidet. Fly med luftkjøling bruker kortere tid på bakken i forbindelse med sylinderbytte enn fly med væskekjølt motor.

Stde 44

Motorens hoveddeler

Fig. 46 Motorens hoveddeler

Luftkjøling Sylinderveggene og sylindertoppen er forsynt med kjøleribber

Utforming av motordeksler og ledeplater til sylindrene Motorens hoveddeler

Side 45

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Inne i motorrommet og på motoren er det montert sideplciter (baffle plates). Disse leder luftstrømmen rundt sylindere og veivhus, slik at alle deler får god kjøling. Motordekslene er også slik utformet at de gir motoren så god kjøling som mulig.

Fig. 48 Luftstrømmen og effekten av sideplatene

Utforming og bruk av Cowl flaps Det skal generelt påpekes at kjøleluften som strømmer rundt sylindrene forårsaker motstand, (drag). Og jo mer luft som strømmer, jo større drag. På småfly med moderate ytelser så er ikke dette drag bidraget av stor betydning mens på fly med større ytelser blir “cooling drag” mer kritisk og det monteres derfor cowl flaps for å kon­ trollere strømmen av kjøleluft. (Dette er små dører som fra cockpit kan felles ned fra undercowlingen, se fig. 47 og fig. 49).

Piloten kan med en “Cown flap control” justere flapen til den stilling som er ønsket, fra fullt åpen til fullt stengt. Cowl flapen justeres slik at motoren opereres innenfor det grønne feltet på målerne for temperatur på sylingertoppen og oljen. Cowl flapsene er vanligvis fullt åpne under taxiing, take off og klatring. Når motoren opereres på bakken så er det lite luft som passerer forbi sylindrene og man kan få overopphe­ ting, spesielt på særlig varme dager. Man kan også få overopphetning ved lange “climbs” ettersom motoren da er på høy setting med en tilsvarende lav flyhastighet.

Side 46

Motorens hoveddeler

Når man har kommet opp på cruise så lukkes normalt cowl flapsene for å redusere motstand og gi motoren normal operasjonstemperatur. Dersom motoren opereres på høyere temperatur enn det som er anbefalt så vil resultatet kunne bli tap av effekt, unormalt høyt oljeforbruk og detonasjon. Det kan også føre til alvorlige per­ manente skader på motoren, (sylindervegger, stempler, stempelringer og ventiler).

Fig. 49

Måling av temperatur i sylindertopp Sylindertermometer Sylindertermometeret gir et bilde av temperaturen i sylinder­ toppen. Det er viktig at motoren opereres innen de anbefalte temperaturområdene, og her kan dette instrumentet være til stor hjelp. Instrumentet måler temperaturen i en spesiell pakningsskive. termoelement, under den tennpluggen som går varmest. Pakningsskiven er forbundet med to metalltråder av forskjellige legeringer, den ene av jernkobber, den andre av konstantan. Begge ledningene er loddet sammen i festepunktet til skiven. Ledningene går videre til et galvanometer. Det dannes elek­ trisk strøm pga. temperaturforskjellen mellom skiven og galvanometeret, jo større forskjell jo sterkere strøm. Strømmen måles i galvanometeret og overføres til en instrumentskive gradert i grader celsius (°C) eller grader fahrenheit (°F). Termoelementet kan også være formet som en plugg som monte­ res i en gjenget åpning på undersiden av den aktuelle sylindertoppen.

Motorens hoveddeler

Side 47

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Fig. 50 Sylindertermometer

Stempelet

Stempelet danner en av veggene i forbrenningskammeret. Un­ der arbeidstakten overfører det varmeenergi til bevegelse­ senergi og transporterer denne via veivstangen til veivakselen.

Stempeltoppen blir utsatt for svært høye temperaturer under arbeidstakten. Noe av varmen overføres til sylinderveggen via stempelringene, og noe ledes bort av oljedampen og luften i veivhuset. Under avgang og stigning avkjøles også stempel­ toppen og sylinderen på grunn av fordamping av uforbrent drivstoff. Stempelet er hult for å redusere vekten. Det er videre forsynt med stempelringer. Noen av disse brukes til å tette mellom stempel og sylindervegg slik at ikke forbrenningsgassene kan strømme forbi og ned i veivhuset. Disse kalles kompresjonsringer.

Andre stempelringer er beregnet på å skrape overflødig olje vekk fra sylinderveggen og ned i veivhuset. Disse kalles skraperinger. Oljedampen i veivhuset smører både sylindervegger og stem­ pel.

Side 48

Motorens hoveddeler

Kompresjonsringer

Skrapering

Stempel

Fig. 51 Stempelet

Veivstang og veivaksel

Veivstangen er bindeleddet mellom stempel og veivaksel. Den er festet til stempelet ved hjelp av en stempelbolt. Stempelbolten er hul for at vekten skal bli så lav som mulig. Mellom stempelbolten og veivstangen er det en lagerforing.

Fig. 52 Veivstang

Fig. 53 Veivaksel

Veivstangen blir utsatt for stor trykkbelastning. Den støpes av sterkt materiale, og profilet er laget slik at vekten blir så liten som mulig. Veivstangen og stempelbolten smøres av oljetåken i veivhuset.

Veivakselen er smidd av et sterkt materiale og er nøye avbalan­ sert. Den overfører kraften fra stempelet og veivstangen til propelleren. Akselen er opphengt i veivhuset via et system av rammelagre.

Motorens hoveddeler

Side 49

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor Vippearæ

Veivstengene er skrudd fast til veivakselen med bolter. Mellom veistang og veivaksel ligger det lagerskåler. Disse smøres av oljen under trykk fra den hule veivakselen For å oppta trekkraften fra propelleren har veivakselen et kraf­ tig trykklager (Thrust bearing). Rammelagrene og trykklageret tilføres smøreolje under trykk.

Ventiler, åpnings- og lukkeniekanismer Ventilene blir utsatt for store påkjenninger. De skal åpne og lukke mange ganger pr. sekund, og de skal tåle høye tempera­ turer. Ventilene er som regel hule og fylt med natrium som skal hjelpe til med avkjølingen. Ventilene styres av en kamaksel. Kamakselen drives av vei­ vakselen via en tannhjulsoverføring. Kamakselkransen har dobbelt så mange tenner som veivakselkransen.

Kamakselen beveger seg halvparten så fort som veivakselen.

Veivaksel

Fig. 54 Ventilmekanismen

Ventilene holdes lukket ved hjelp av kraftige fjærer. De åpnes ved hjelp av støtstenger som styres av kamakselen. Støtstengenes bevegelse overføres til ventilene via en vippearm. Kamaksellagrene, støtstengene, vippearmene og ventilfjærer smøres med smøreolje under trykk.

Innsugings- og eksossystemet Luftfilteret

LuftfiIteret skal hindre at urenheter og smuss kommer inn i motoren. Se figur 55. Filteret består av en sammenfoldet papir- eller asbestduk. Filterduken er beskyttet av tynn netting. Luftfilteret må inspiseres før hver flytur og om nødvendig renses.

Fig 55 Luftfilter

Side 50

Innsugings- og eksossystemet

På enkelte fly finnes en mulighet for å ta inn luft utenom filte­ ret i de tilfeller hvor dette skulle tettes helt igjen, f.eks. i for­ bindelse med isdannelse.

Blandingsforholdet luft-bensin

For at bensinen skal kunne brenne må den ha dampform. Fordampingsprosessen begynner i forgasseren.

En blanding av små bensindråper (forstøvet bensin) og luft møtes i forgasseren og suges videre inn i sylinderen av stem­ pelet via inntaksmanifolden. Den forstøvete bensinen fordam­ per raskt på grunn av den lille dråpestørrelsen. Det blandingsforholdet som gir den beste forbrenning er 15 vekt­ deler luft til 1 vektdel bensin. En motor som arbeider for fullt i forbindelse med avgang eller stigning må ha full rik blanding. Det samme blandingsforhol­ det brukes ved kjøring på bakken. Ved marsjfart brukes mager blanding. Fremgangsmåten ved magring finnes i flygehåndboken. Benytt riktig prosedyre og pass på at ikke sylindertemperaturen blir for høy. Har flyet eksosgasstemperaturmåler, vil en bedre kunne tilpasse blan­ dingsforholdet nøyaktig til motorens arbeidsforhold.

Årsaker til for tidlig tenning og detonasjon Under avgang og stigning tilføres motoren mer bensin enn det som forbrennes. Den overflødige bensinen fordamper og av­ kjøler stempeltoppen og sylindrene. Ved mager blanding vil all bensinen forbrenne og vi får ingen kjølende effekt fra overflø­ dig bensin. Det fører til en høy sylindertemperatur. Hvis blandingsforholdet blir svært magert, vil kanskje forbren­ ningen stoppe, eller vi kan få “backfiring”. “Backfiring” skyl­ des ufullstendig forbrenning i sylinderen. Blandingen brenner for langsomt.

Neste gang inntaksventilen åpner og slipper inn bensin/luft, vil denne blandingen øyeblikkelig antennes i inntaksmanifolden av den fremdeles brennende bensinen i sylinderen.

Hvis blandingsforholdet er moderat magert, men fremdeles ikke i riktig forhold, kan man fa detonasjon ved stor belastning av motoren. Forbrenningshastigheten blir da for stor og hele den gjenvæ­ rende blandingen i sylinderen eksploderer øyeblikkelig.

Innsugtngs- og eksossystemet

Side 51

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor Effektuttak som funksjon av motorturtal!

Motorens effekt er bestemt av den ladning som forbrenner i sy­ lindrene i løpet av en viss tid. Når turtallet stiger vil antall lad­ ninger som forbrenner i lopet av en viss tid øke og motorens effekt vil derfor stige med turtallet. Hestekreftene stiger med turtallet opp til en viss grense og av­ tar når turtallet øker over denne grensen. Grunnen til at effek­ ten avtar med for høyt turtall er:

•

Størrelsen av innsugningsåpningen og tiden inngassventilene er åpne begrenser den mengden av blandingen som kan suges inn i sylindrene når tur­ tallet er for høyt.

•

Størrelsen av eksosåpningene og tiden eksosventilen er åpen tillater bare en del av eksosgassen å strømme ut når turtallet er for høyt.

•

Friksjonen øker og en større del av de hestekreftene som motoren utvikler, IHP, går tapt som friksjonshestekrefter, FHP

Det vises til figur 56 a og b som viser at begrensningene på grunn av åpningene, (de to første punktene) tilsvarer et turtall som vanligvis ligger over det turtall motoren vanligvis opere­ rer under (max. RPM). Friksjonen vil imidlertid alltid være til stede.

RPM Fig 56 a og b

Smøring av motor

Oljen i smøresystemet har fem hovedoppgaver. Den skal:

Side 52

Innsugings- og eksossystemet

• • • •

•

smøre bevegelige deler kjøle viktige motorkomponenter rense motoren innvendig ved å transportere bort smuss og slam tette i sylindrene under arbeidsslaget slik at forbrenningsgassene ikke trenger forbi stempelfjærene og ned i veivhuset beskytte alle innvendige deler mot rust og skader som følge av korrosjon.

Oljen oppbevares i en oljetank. Denne er forsynt med en peilestav. Oljebeholdningen kontrolleres før hver flytur og om nødvendig etterfylles olje etter motorfabrikantens forskrifter. Oljetanken utluftes via motoren slik at ikke oljen går til spille.

Oljen føres under trykk gjennom kanaler og utboringer i moto­ ren og veivakslen. Trykket lages av en tannhjulspumpe som blir drevet av motoren. Oljen fra pumpen passerer en trykkreguleringsventil. Blir trykket høyere enn det som er nød­ vendig, vil ventilen åpne seg og sende en del av oljen tilbake til pumpens inntaksside. Før oljen kommer inn i motoren må den passere et oljefilter. Dette vil holde tilbake smuss og urenheter. Filteret byttes ved hvert oljeskift. Oljesystemet har også en eller flere magnetplugger som samler opp metallspon. Disse kan være av to ty­ per. Den ene sjekkes ved oljeskift og den andre varsler flygeren i førerkabinen via et varslingslys (CHIP WARNING) om metallspon oppdages. Oljetrykket måles umiddelbart før innløpet til motoren. Ved oppstart er det meget viktig å sjekke oljetrykket. Hvis ikke det registreres oljetrykk innen de tidsrammer som fabrikanten har kunngjort i flygehåndboken, vanligvis 30 sek. eller opp til 1 min. i streng kulde, må motoren stoppes umiddelbart for a hin­ dre at den blir alvorlig skadet. Inne i motoren smøres og kjøles veivaksel, veivlagre, rammelagre, trykklager og kamaksellager av olje under trykk. Stem­ pler, veivstenger, stempelbolter og sylindre smøres og avkjøles av oljedampen i veivhuset. Veivhuset har utlufting som hindrer skadelig overtrykk.

En returpumpe bringer oljen fra veivhuset tilbake til oljetan­ ken. Pumpen blir drevet av motoren og har dobbelt så stor ka­ pasitet som oljepumpen for å hindre at motoren blir overfylt av smøreolje.

Innsugings- og eksossystemet

Side 53

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor På vei fra veivhuset til oljetanken passerer oljen en termostat. Hvis oljen er varmere enn normalt, vil den bli ledet via en oljekjøler. Er temperaturen normal eller lavere, går den direkte tilbake til oljetanken.

Oljekjøleren består av en kjerne omgitt av en dobbel vegg. Ol­ jen går gjennom rommet mellom rørene i kjernen, mens luften går gjennom dem, (varmeveksler). Oljen kan ta forskjellige veier gjennom kjøleren avhengig av viskositeten og tempera­ turen på oljen. På mindre fly er ofte oljekjøleren sløyfet, da oljen får tilstrek­ kelig kjøling av luftstrømmen i den tynnveggede oljetanken.

Oljesystemet er også forsynt med en temperaturmåler. Instru­ mentet sitter på instrumentbrettet i førerkabinen, men målepunktets plassering i motoren kan variere. Skillevegg

c c c c c

Påfylling

Oljekjøler

Termostatventil Denne delen av oljen sirkulerer

Sil

Maks. Peilepinne Min.

Oljetank

Magnetisk dreneringsPlugg

Tannhjulspumpe

Fig. 57 Smøresystemet

Side 54

Innsugings- og eksossystemet

Krav til oljepumper og oljefiltre Oljepumpene monteres på motoren og blir drevet av den. Det kan være mer enn en trykkpumpe på en motor, og ofte så er det to eller flere lensepumper. Alle disse er tannhjulspumper. En pumpe har også ofte flere sett tannhjul, drevet av den samme akslingen. Lensepumpen har alltid større kapasitet enn trykkpumpen, (2-3 ggr.)

I utløpet fra trykkpumpen så sitter det en fjærbelastet ventil. Den holder trykket innenfor de tillatte grenser ved å sende overflødig olje tilbake til sugesiden av pumpen.

Forurensninger i form av småpartikler i oljen kan skade moto­ ren og i verste fall kan den bli helt ødelagt. For å stanse slike fremmedlegemer dirigeres oljen gjennom et filter før den kommer frem til de deler som skal smøres inne i motoren. Filtret kan enten være montert utenpå motoren eller bygges inn i motoren.

I begge tilfeller har man plassert en forbipasseringsventil som åpner hvis filterelementet tettes til, eller oljen blir for stiv. Den­ ne ventilen lar oljen gå forbi filtret til motoren. Ventilen er en­ ten innebygget i flitret eller plassert i motoren i nærheten av filtret.

Det kan nevnes tre typer filtre: Nettingfiltre, Cuno filtre og labyrintfiltre (air-maze).

Oljetypers egenskaper og viskositet (grades of oil) Smøreoljer

Smøreolje som brukes til fly, utvinnes av mineralolje. Det fin­ nes to hovedtyper av smøreolje:

•

Ren mineralolje

•

Mineralolje tilsatt visse stoffer

Mineralolje kan tilsettes stoffer som 1 øser opp smuss og slam og holder disse flytende rundt om i motoren bundet til oljen. Urenhetene i oljen felles ikke ut, men holdes i sirkulasjon og fjernes sammen med oljen ved oljeskift. Denne oljen er også tilsatt stoffer som øker oljefilmens styrke og oljens evne til å beholde sine gode egenskaper under en høy arbeidstemperatur.

Oljetypers egenskaper og viskositet (grades of oil)

Side 55

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor

En slik olje kalles AD - Ashless Dispersant. En noe enklere ut­ gave kalles Detergent-oil (renseolje).

Smøreoljer med bokstaver som W. E og D foran viskositetsbetegnelsen hører med til denne gruppen. Ren mineralolje vil ikke holde på urenheter etterat motoren stoppes. Disse vil felles ut som slam. Denne oljen brukes som regel i alle motorer som en innkjøringsolje. Motoren går de første 25 timer med denne oljen slik at tettingen mellom stempelringer og sylinderforinger skal bli best mulig.

Ren mineralolje er i likhet med AD-oljene tilsatt stoffer som bl.a. nøytraliserer syrer og stabiliserer oljen. I flygehåndboken er det oppgitt hvilken oljetype som skal bru­ kes. Det er videre angitt anbefalt viskositetstall innenfor visse temperaturområder. Disse anbefalingene må følges av eieren eller brukeren av flyet. Tabellen under viser aktuelle benevnelser på olje og bruksområder.

Levrandør

Type

Bruksområde

Shell Esso Norol

80

Hele året, (mest vanlig)

100

Sommer

65

Vinter

Kontroll av oljetemperatur og oljetrykk

Hvit

Fig. 58 Oljetrykkmaler

Side 56

Kontroll av oljetemperatur og oljetrykk

(232

Oljetrykkmåleren viser trykket i oljeledningen etter den mot­ ordrevne pumpen. Oljetrykket er en meget viktig parameter og overvåke da den viser om oljen sirkulerer tilfredsstillende inne i motoren. Når motoren skal startes så er det viktig å påse at oljetrykket kommer, for dersom trykket ikke viser seg må motoren stoppes med en gang.

Det er ikke uvanlig at oljetrykket er høyere enn normalt like et­ ter starten. Det er særlig tilfelle hvis motoren har en sikkerhets­ ventil med temperaturkompensasjon. Denne typen av ventiler lar trykket stige til 200 psi eller mer under starten og oljen blir presset gjennom alle smørekanalene. Trykket skal imidlertid gå tilbake til det normale når oljen har nådd arbeidstemperatu­ ren.

Under flyging lønner det seg derfor å ha et øye på dette instru­ mentet en gang i blant, fordi det kan si if ra hvis noe galt er i ferd med å skje med oljetilførselen. Oljetrykket kan måles på samme måten som bensintrykket, se figur 123.

Oljetermometer

Oljetermometeret er på mange fly det eneste instrumentet som forteller oss hvor “varm” motoren er.

Oljetemperaturen er viktig i forbindelse med oljens smøreegenskaper. Oljetermometeret kan være et damptrykktermometer eller et elektrisk instrument som måler varierende motstand i en termometerkolbe i kontakt med oljen - og indikerer temperatur.

Kontroll av oljetemperatur og oljetrykk

Side 57

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Fig. 61 To typer oljetemperatur-indikatorer

Identifikasjon av funksjonsvikt på snwresysteniet Forandringer i oljetemperatur og/eller oljetrykk under normal operasjon skal utløse en reaksjon fra piloten sin side. Det kan da være en varsel om at noe galt er i ferd å skje med smøringssystemet til motoren eller i beste fall at det er en feil på instru­ mentet. Vanligvis så sitter oljetemperaturmåleren og oljetrykksmåleren plassert like ved hverandre på instrumentbrettet slik at de kan observeres samtidig. Man bor huske på at oljetemperatur­ måleren ikke vil reagere så raskt som oljetrykksmåleren.

Dersom man observerer høy oljetemperatur på instrumentet så følges dette gjerne av at temperaturen på sylindertoppen stiger. Dersom dette ikke er tilfelle så kan man misstenke at det er feil på et av instrumentene. Feil ved smøresystemet som leder til oljetrykksbortfall og overoppheting fører også gjerne etter hvert med seg uvanlig lukt, ev røyk eller at man merker eller hører at motoren er i ferd med å forandre “driftsmønster”, for eksempel uvanlige vibra­ sjoner.

Dersom man mener at noe alvorlig er i ferd med å skje vil det normalt være fornuftig å stoppe motoren før den skjærer seg og forsøke seg på en best mulig nødlanding. (Er man i en situasjon der en nødlanding vil være meget hasar­ diøs, så vil man nok "ta sjansen” på at motoren går "litt” til før den skjærer, slik at man kan få kontroll over situasjonen, - man ligger over stort kalt vann, fjellterreng hvor det er håpløst og lande, man ligger på "topp” og vet at det er “solid” ned til bak­ ken, etc.)

Side 58

Kontroll av oljetemperatur og oljetrykk

Tenningssystemet Batteritenning Batteritenning brukes praktisk talt ikke i moderne fly, men om tales her for oversikten sin del. Systemet består av følgende de ler:

Prinsippet for magnettenning

Magnettenning De fleste moderne fly er utstyrt med magnettenning. På grunn av sikkerheten, finnes det to uavhengige magneter. Magnetene drives direkte av flymotoren. En magnet består av en roterende magnet, primcerspole, sekundærspole, hammerbryter, kondensator og en tenningsbryter.

Magneten lager en strøm med tilstrekkelig spenning til å slå over gapet i tennpluggene,

Den høyspente Strømmen går fra sekundærspolen via en for­ deler og pluggledninger frem til tennpluggene. Den roterende magneten frembringer et vekslende magnetfelt i jemkjernen, se figur 63. Ved å vikle en spole med et lite antall viklinger rundt jernkjernen ser vi av voltmeteret at det induseres vekselspenning iprimærspolen når magneten roterer, se figur 64.

Tenningssystemet

Fly- og motorlære Del -2. Flymotor

Magnetiske kraftlinjer forårsaket av den

Fig. 63

Dette feltet vil indusere en spenning på flere tusen volt i en spole med mange viklinger som er viklet rundt primærspolen. Denne spolen kalles sekundærspolen. Fra sekundærspolen går den høyspente strømmen til fordeleren og videre til de enkelte tennplugger, se figur 65.

Nedre hammerbryter arm AV

,• PÅ Magnetbryter

Fig. 65

I kretsen for primærspolen er det koplet inn en hammerbryter. Denne styres av en roterende kam. Kammen holder samme hastighet som magneten og blir i likhet med denne drevet av motoren.

Side 60

Tenningssystemet

Hammerbryteren bryter strømmen gjennom primærspolen når denne er sterkest, og lager dermed en hurtig nedbryting av det magnetfeltet som spolen (primærspolen) har bygget opp. Kondensatoren begrenser gnistdannelsen når hammerbryteren åpnes. Den bevirker også at nedbrytingen av magnetfeltet i pri­ mærspolen går raskere, slik at den høyspente strømmen i sekundærspolen blir sterkere.

7. Magneten dreier seg rundt med klokken. 2. Magnetfeltet bryter inn i primærspolen. 3. Strøm induseres i primærspolen og danner et magnetfelt som motvirker det magnetfeltet som trenger inn. 4. Hammerbryteren åpner og bryter strømmen i primærspolen. 5. Magnetfeltet bryter nå plutselig inn med full styrke. 6. Dette fører til at det induseres så høy spenning i sekundærspolen at det slår gnist over tennpluggen (15 000-25 000 volt). 7. For å hindre at det også slår gnist over hammerbryteren, parallellkobles denne med en kondensator som opptar spenningsstigningen i primærspolen. 8. Fra kondensatoren pend­ ler strømmen tilbake gjennom primærspolen. Dette forlenger tenningsgnisten.

Fig. 66

Betjening av magnetbryteren

Tenningssystemet

Side 61

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor I førerkabinen er det plassert magnetbrytere. Magnetene kan settes på enkeltvis eller begge samtidig. På moderne fly betje­ nes bryteren med en nøkkel.

•

1 stillingen “AV” (OFF) er magnetsystemet kort­ sluttet.

•

I stillingen “VENSTRE” (LEFT) er høyre magnet kortsluttet

og venstre magnet på.

•

1 stillingen “HØYRE” (RIGHT) er venstre magnet kortsluttet og høyre magnet på.

•

I stillingen “BEGGE” (BOTH) er begge magneter pa. o

Fig. 67 Forskjellige typer magnetbrytere

Magnetene må sjekkes enkeltvis før hver flytur. Denne sjokken forteller oss om hvert av tenningssystemene fungerer som de skal. Korrekt fremgangsmåte ved magnetsjekken finnes i flygehåndboken. Motorfabrikanten oppgir turtall for motorprøven, anbefalt rekkefølge for magnetsjekk og maksimalt til­ latt fall i turtall ved operasjon på en magnet.

Magnetsjekken utføres som regel på 1700 RPM og høyre (right) magnet velges først. Merk fall i turtall. Deretter velges begge (both) magneter, og turtallet skal gå til bake til 1700 RPM. Venstre (left) magnet velges. Merk fall i turtall og gå deretter tilbake til begge magneter. Ved testing av høyre magnet er det mulighet for at man dreier tenningsnøkkelen ett hakk for langt og havner i AV (OFF). Hvis så skulle skje, bør man ikke skru magnetbryteren på igjen, men la motoren stoppe og deretter foreta en ny oppstart.

Side 62

Tenningssystemet

NB! Motoren og eksossystemet kan skades alvorlig hvis magnetbryteren skrus av og deretter raskt på igjen mens mo­ toren går på høyt turtall.

Før motoren stoppes etter flyturen sjekker man at magnetene kan jordes (grounding). Motoren går under denne sjekken på tomgang, og magnetbryteren slås raskt til AV (OFF) og med en gang tilbake til BEGGE (BOTH). Hvis man hører et svakt fall i turtallet mens magnetbryteren står “AV”, så virker bryteren, og man vet at magnetene virkelig er av, med bryteren i AV-stilling. (NB ! Da vet vi at jording av magnetene virket når vi av­ sluttet flyturen)

I motsatt tilfelle, intet fall i turtall med bryteren i AV, så betyr det at magnetene ikke kan jordes. Dette kan skyldes at jordforbindelsen er ristet løs. Magnetene kan nå ikke slås av, og motoren kan starte, selv med magnetbryteren i AV, hvis pro­ pellen dreies. Motoren og propellen bør av sikkerhetshensyn alltid be­ handles som om magnetbryteren var på. Impulssystemet

Impulssystemet virker under start og ved lavt turtall. Systemet gir en forsterket og forsinket gnist ved at en av de roterende magnetene holdes igjen for så å slippes raskt. Dette frembrin­ ger en gnist av stor styrke. Impulssystemet er som regel bare bygd inn i en av magnetene. Ved økt turtall settes systemet au­ tomatisk ut av funksjon. Tennplugg

I hver sylinder er det plassert to tennplugger som får strøm fra hver sin magnet. Dobbelt tenningssystem gir: •

Økt sikkerhet

•

Bedre forbrenning

Fig. 68 Tennplugg

Den høyspente strømmen føres fra magnetens sekundærspole til fordeleren og derfra via tennkablene til tennpluggen. Strøm­ men kommer inn via senterelektroden og springer over “ga­ pet” til sideelektrodene. Det er nå også utviklet selvtennende tennplugger som kan be­ nyttes i eksisterende forbrenningsmotorer. Disse “smartplugs” består av et kammer som inneholder et katalytisk varmeeleTenningssystemet

Side 63

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor ment. Ved kaldstart kreves forvarming som ved start av en die­ selmotor. Så snart motoren er varmet opp med moderat belastning kan strømtilførselen brytes og pluggen er selvtennende så lenge den er under belastning. Systemet er fortsatt un­ der uttesting og vil eventuelt på sikt erstatte magneter og vanlige tennplugger på småflymotorer.

Motorfabrikanten anbefaler i flygehåndboken hvilke tennplug­ ger som bør brukes. Følg disse rådene, og benytt tennplugger med riktig varmeverdi.

En tennplugg med for stor varmeverdi kan brenne i stykker, og en med for lav varmeverdi blir lett belagt med sot.

Tennplugger og tennkabler skjermes med et metallhy Ister. Denne skjermingen hindrer “støy” fra tenningssystemet i å for­ styrre flyets radioer. Operative prosedyrer for å unngå soting på tennpluggene

Under oppstart og taksing frem til “holding” hvor man skal foreta siste sjekk av systemene før flyturen, kan det ofte fore­ komme at motoren går med for rik blanding slik at pluggene soter. Dette merker vi straks på magnetsjekken av motoren ettersom motoren går urent på enten høyre magnet eller venstre magnet, eller begge.

Man trekker da gasshåndtaket noe tilbake og magrer / leaner bensinblandingen med Mixtur håndtaket slik at motoren gåren stund med unormalt mager blanding, (ikke leane så mye at mo­ toren stopper). Man forbrenner da vanligvis bort det sotbelegget som har skapt problemet og etter en stund går man tilbake til normal blanding for å foreta en ny motorprøve.

Dersom ikke denne metoden virker kan det være et annet pro­ blem med tenningssystemet og teknisk personell bør konsulte­ res.

Forgasser Forgasseren regulerer luftmengden til motoren og tilsetter ben­ sin i riktig mengde. Det finnes mange typer av forgassere, men de virker alle stort sett etter samme grunnleggende prinsipper.

Side 64

Forgasser

Forgasseren benytter et venturirør til å måle luftmengden og et gasspjeld for å regulere mengden av luft til motoren.

Bensinen kommer til flottørkammeret enten fra falltanker eller ved hjelp av en motordrevet pumpe. Bensinen blir ledet fra flottørkammeret, hvor riktig nivå holdes av fl ottørme kan is­ men, gjennom dysene til hovedsprederen som sitter i venturirørets trangeste del. Når luften strømmer gjennom røret, vil det statiske trykket i venturien bli mindre enn det atmosfæriske trykket i flottør­ kammeret. Trykket reduseres proporsjonalt med luftstrøm­ men. Det statiske trykket avtar etter hvert som luftstrømmen øker. Dette medfører at strømmen av bensin fra flottørkammer til hovedspreder også øker, se figur 70. Sug

Fig. 69 Venturirør - skjematisk

Fig. 70 Venturirør - skjematisk

Venturien og dysene er slik konstruert at de vil gi riktig blan­ dingsforhold under de mest vanlige operasjonsforhold.

Ved tomgang er ikke luftstrømmen gjennom venturien stor nok til å skaffe den rike blandingen som behøves. For å rette på det­ te blir ekstra bensin tilført via en tomgangsdyse med utløp like etter gasspjeldet som i dette tilfellet er nesten helt lukket. Tom-

Forgasser

Side 65

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor gangsdysen settes ut av virksomhet når luftstrømmen øker ved økt gasspådrag, se figur 71. Tomgangsspreder

Fig 71

Ved stor belastning av motoren, nær toppytelse, åpnes en ek­ stra dyse som sørger for at blandingen blir rik nok. Denne dy­ sen styres mekanisk av gass-staget, og åpnes når gass-spjeldet nærmer seg full åpen stilling, se figur 72.

presses ut gjennom en egen spreder

Fig. 73

Fig. 72

En akselerasjonspumpe er også forbundet med gass-staget. Denne vil gi ekstra bensin ved rask bevegelse av gasshåndtaket, se figur 74. Forgassere tiest er bygget for operasjon ved havets nivå. På grunn av avtagende lufttetthet med økende høyde vil forgasse­ ren gradvis gi en rikere blanding. Side 66

Forgasser

For å holde blandingsforholdet (vektdeler luft til vektdeler bensin) riktig ved økende høyde, må forgasseren kompenseres for den avtagende lufttettheten.

Fig. 74

Fig. 75

De fleste fly er forsynt med et blandingshåndtak som opereres manuelt. Det brukes til å regulere blandingen mekanisk fra rik (rich) til mager (lean). Håndtaket styrer en dyse i forgasseren. Dysen kan stenges helt og motoren vil da stoppe. Denne posi­ sjonen av håndtaket kalles “Idle cut-off”. Se figur 75.

Enkelte forgassere er forsynt med automatisk blandingskontroll.

Det ønskede blandingsforhold innstilles manuelt, og deretter holder automatikken dette forholdet under skiftende høyde og temperaturforhold.

Brann i forgasseren Forgasserbrann oppstår som regel i kaldt vær og i forbindelse med at man prøver å starte en motor som ikke er forvarmet.

Under gjentatte startforsøk vil det samle seg endel bensin i inn­ taksmanifolden. Dette gjelder særlig hvis man pumper med gasshåndtaket og dermed aktiviserer akselerasjonspumpen. Bensinen vil kunne antennes, og vi får en “back-fire”. Dette merkes best ved at det siver mørk røyk ut fra motordekslet.

Forgasserbrann slokkes best på følgende måte: 1.

Fortsett med å kjøre motoren på starteren i forsøk på en start, som vil dra flammene og bensinen inn i sylindrene. Hvis den starter, så la den gå på ca. 1700 RPM i et par minutter før du stopper og inspiserer motoren grundig for eventuelle skader.

Forgasser Side 67

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor 2.

3.

4. 5.

Hvis den ikke starter, så fortsett med å kjøre moto­ ren på starteren med gasshåndtaket helt inne (full gass) og med blandingshåndtaket i helt uttrukket stilling (idle cut-oft), vi får da max luft og min fuel. Er flyet utstyrt med bensinpumpe, slår du den av. Eventuelle medhjelpere kan i mellomtiden hente/klargjøre brannslokkingsapparatet. Når brannslokkingsapparatet er klart til bruk, stop­ per du motoren, slår av hovedbryteren, tenningsbryteren og bensinkranen. Slokk flammene med apparatet. Undersøk motoren grundig for eventuelle skader. Er du i den minste tvil om noe er skadet, så kontakt en mekaniker.

Ising i forgasseren Fordamping av bensin kombinert med utvidelse av luften (trykkfall) idet den passerer gjennom forgasseren, fører til en plutselig avkjøling av blandingen. Temperaturen kan synke så mye som 35 °C.

Denne temperatursenkningen kan lett føre til isdannelse i for­ gasseren hvis luften er fuktig. Risiko for karburatoris i luft fri for skyer og nedbør

Vær på vakt motforgasserising når lufttemperaturen er mel­ lom -5 og + 18 °C og det er synlig nedbør i luften eller den re­ lative fuktigheten er større enn 60 %. Det kan forekomme selv om det ikke er synlig nedbor tilstede i luften. Merk også Side 68

Forgasser

at noen motorer/forgassere iser lettere enn andre og da er det spesielt grunn til å være på vakt Passasjen i forgasseren kan bli helt stengt av isdannelse. Dette har lettest for å skje med gasspjeldet i nesten lukket stilling. Denne situasjonen oppstår lett under innflyging til landings­ plassen.

Indikasjoner på forgasserising: •

På fly med fast propell-stigning synker turtallet gradvis.

•

På fly med variabel propell-stigning synker trykket i inntaksmanifolden.

Hvis isingen øker i intensitet, vil motoren etterhvert begynne å gå ujevnt, og til slutt vil den stoppe. Merker vi at motoreffekten avtar og turtall eller manifoldtrykk faller, skal vi være varsomme med å øke gasspådraget hurtig. Hurtig bevegelse av gasshåndtaket vil aktivisere akselerasjonspumpen som vil bringe mye bensin ut i luftstrøm­ men. Denne overflødige bensinen vil øke fordampingen og dermed senke temperaturen og øke isingsfaren. Det beste er å teste med jevne mellomrom mens man flyr, dersom man misstenker at det kan være fare for ising.

Fig. 76 Ising

Forgasserising fjernes ved hjelp av bruk av forgasservarmen. Se side 72.

Forgasser

Side 69

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor

En annen type ising kan forekomme på selve IuftfiIteret og i kanalen fra IuftfiIteret til forgasseren, særlig der denne foran­ drer retning 90 grader. Denne form for ising kan også forårsake reduksjon i motoreffekten og i alvorlige tilfeller - motorstopp. Ising av denne type vil opptre sammen med is på flyets øvrige fremspringende deler og kan forekomme ved flyging i skyer.

For å hindre at motoren stopper på grunn av blokkert luftinntak, har enkelte fly en fjærbelastet dør som vil åpne automatisk og slippe luft fra motorrommet inn til forgasseren, se figur 77.

Innsprøytn ingssystemet På fly med bensininnsproytning(fuel injection) blir bensinen sprøytet direkte inn i sylindrene eller inn i inntaksmanifolden like før innsugsventilen.

Bensinen settes undertrykk av en motordreven pumpe. Meng­ den av bensin avpasses etter den luftmengden som suges inn i motoren og fordeles direkte til de enkelte sylindrene. Fly med innsprøytningsmotor har ofte instrumenter som gir beskjed om bensintrykk og bensinforbruk. Følgende fordeler ved innsprøytningssystemet kan nevnes:

Side 70

•

Ingen forgasserising

•

Jevnere fordeling av bensin til sylindrene

•

Bedre brennstofføkonomi

•

Bedre akselerasjon

Forgasser

Fig. 78 Innsprøytningsystemet

NB! En innsprøytningsmotor kan i likhet med en forgassermotor utsettes for ising i luftfilteret og et stykke innover i ka­ nalen fra luftfilteret under flyging i skyer.

L uftforvarming Den varme luften som brukes til å fjerne is i forgasseren, tas fra en kappe som ligger rundt eksosrøret. Man kan ved hjelp av forgasservarmehåndtaket velge luft fra det normale inntaket eller luft som er forvarmet. Det går også an å velge en blanding av kald og varm luft. Ved bruk av forgasservarme blir motoren tilført ufiltrert luft. Man bør derfor være varsom med bruk av forgasservarme på bakken under støvete forhold.

Motorfabrikantene har i flygehåndboken bestemt under hvilke forhold forgasservarmen bør brukes og hvordan den skal bru­ kes. Enkelte fly er utstyrt med en forgassertemperaturmåler. Her kan man lese av temperaturen på blandingen like etter gasspjeldet. Denne måleren er forsynt med en fargekode i tillegg til vanlig temperaturangivelse. Forgasservarmen brukes i et slikt utstyrt fly til å holde tempe­ raturen innen målerens grorme område, dvs. det området hvor faren for forgasserising er minst.

Forgasser

Side 71

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor

Fig. 79 Luftforvarming

På fly uten en slik temperaturmåler anbefaler man enten bruk av full varme eller ingen varme - håndtaket skal med andre ord ikke brukes i en mellomstilling. En forgassertemperaturmåler forteller altså om det er fare for at forgasserising kan forekom­ me. Enkelte fly er utstyrt med en forgasserisindikator. Dette er et system som virker ved hjelp av en fotocelle sammen med en lyskilde i innsugingsmanifolden. En lampe på instrumentbordet lyser så snart iskry stal ler tar til å legge seg i forgasseren. Fordelen her er at en ikke trenger å bruke forgasservarme før en direkte vet at ising forekommer.

Forgasservarme brukes normalt under nedstigning med redu­ sert turtall og under innflyging for landing. Varmen bør settes på ca. 10 sekunder før man reduserer turtallet - dette for å gjøre bruk av den varme luften rundt eksosrøret. Reduserer man tur­ tallet først, så vil luften rundt eksosrøret raskt avkjøles og ef­ fekten av forgasservarmen vil være vesentlig redusert. Forgasservarme bør ikke brukes når motoren går for fullt, da det kan forekomme overoppheting og detonasjon.

Forgasservarmen testes i forbindelse med motorprøven før hver flytur. Motoren går i dette tilfelle med ca. 1800 RPM, og forgasservarmehåndtaket trekkes helt ut, dvs. full varme. Tur­ tallet skal nå synke med mellom 50 og 100 RPM, håndtaket trykkes inn igjen og turtallet skal gå tilbake til det opprinneli­ ge.

Side 72

Forgasser

Reduksjon i turtall tyder på tapt effekt og dette er en normal in­ dikasjon. Effekt-tapet skyldes at luften som tilføres motoren med forgasservarme på er varmere og dermed har mindre tett­ het enn luften fra det normale inntaket.

Flyr man under forhold hvor ising kan ventes, og man ikke har forgasserisindikator, bør forgasservarmen settes på med jevne mellomrom. Dra håndtaket til forgasservarmen helt ut, turtallet vil synke 50 til 100 RPM, og hold øye med turtelleren i ca. 10 sekunder. Hvis turtallet forblir konstant, er det ingen fare; øker turtallet gradvis, har det vært isdannelse i forgasseren. Eksossystemet Eksosen ledes vekk fra motoren via eksosmanifolden og eksosrøret. Noen fly har også en lyddemper med i systemet. Varme fra eksosen benyttes som vi tidligere har omtalt til forgasservarming, men i tillegg også til oppvarming av kabinen og til defrosteranlegget. Denne varmen tas fra en varmeveksler som ligger rundt eksosrøret.

Eksossystemet må ofte undersøkes for lekkasje. En utstrøm­ ning av eksos fra røret til varmeveksleren kan forårsake kullosforgiftning. Dette er alvorlig, da man kan miste bevisstheten på kort tid som en følge av en slik lekkasje. Hvis du merker eksoslukt under flyging, så steng av kabinvarmen og åpne for friskluft. Undersøk eksossystemet grundig et­ ter landing og reparer eventuelle feil før neste flytur.

Fig. 80 Eksossystemet på en boksermotor A) Øvre deksel B) Varmeveksler C) Nedre deksel

Forgasser

Side 73

Fly- og

motorlære

Del - 2. Flymotor

Drivstoff til flymotorer Krav til fly motordrivstoff

Flymotordrivstoff fremstilles ofte ved fraksjonert destillasjon av naturlig jordolje. Bruker man tyngre, flyktige jordoljefraksjoner, kalles behandlingen “cracking”. Flymotordrivstoff bør tilfredsstille følgende krav: •

Stor bankefasthet

•

Gunstig damptrykk (lavt flammepunkt)

•

Jevn spesifikk vekt (0,71) (egenvekt)

•

Motstand mot korrosjon

Bankefasthet Med bankefasthet mener vi motstand mot detonasjon. Ved detonasjon forbrenner den gjenværende delen av blandingen luft/bensin i sylinderen for hurtig. Dette medfører stor belast­ ning for motoren, og den kan bli ødelagt.

NB! Ved økende kompresjon kreves det brennstoff med høy­ ere bankefasthet. Oktantall

Brennstoffets bankefasthet angis ved hjelp av en oktanskala.

Bankefastheten for to stoffer - heptan og oktan sammenlignes.

Oktan har stor motstand og heptan liten motstand mot detona­ sjon. Bensin med samme bankefasthet som oktan benevnes med oktantall 100, og bensin med samme bankefasthet som heptan benevnes med oktantall 0. Vi har dermed en skala for oktanverdier som går fra 0 til 100. At bensin har oktantall 80, betyr at den har samme bankefasthet som en blanding av 80 % oktan og 20 % heptan. For å øke bankefastheten tilsettes et stoff som heter blytetraetyl (TEL). Dette stoffet er giftig. Man bør derfor unngå å kom­ me direkte i berøring med flybensin. Motorfabrikanten oppgir det minste tillatte oktantall som kan brukes.

NB! Bruk aldri bensin med lavere oktanverdi enn det som er foreskrevet. Man oppnår ingen fordeler ved å bruke bensin med høyere ok­ tanverdi enn det fabrikanten anbefaler. De fleste motorer i daSide 74

Drivstoff til flymotorer

gens småfly er konstruert for 100 oktan. Det brukes i dag Avgas 100LL. Denne bensinen er på 100 oktan og har lavt bly­ innhold (Low lead). Flybensin og bilbensin

Vanlig bilbensin må ikke brukes i fly. Dette kan føre til skade­ lige avleiringer og andre uheldige reaksjoner i motoren. Bilbensin har høyere damptrykk enn flybensin og inneholder flere flyktige bestanddeler. Dette kan medføre damplås. Bensi­ nen fordamper i bensinledningene og bensintilførselen til for­ gasseren kan hindres (vapour locking).

Farvekode for bensin:

80 oktan RØD 100 oktan GRØNN 100 LL oktan BLÅ

Klar bensin er vaskebensin og må ikke brukes verken i fly eller bakkeutstyr. Drivstoffsystemet på et fly er utstyrt med filtre for å hinder at smuss og forurensninger blir tilført motoren. Det stilles også strenge krav til de tankanlegg og bensintappesystemer som be­ nyttes for fly.

Et spesielt viktig punkt i forbindelse med enhver flyging er å forsikre seg om at det ikke er vann i drivstoff systemet, dvs. i brennstofftankene eller tilførselsledningene. Tankene er utstyrt med dreneringstappekraner i tankens laveste punkt, (vann er tyngre enn bensin), samt at vann som kan ha samlet seg, kan dreneres ut fra bunnen av filtrene. Det er viktig å merke seg at når man sjekker om det er vann i systemene, som man skal gjøre før hver flytur, så skal denne sjekken være den første på en daglig inspeksjon, - og før man beveger på flyet. Hvis man i motsatt fall tar denne sjekket først etter at flyet er tauet ut av hangaren så blander vannet seg med bensinen på grunn av skvalpingen og man oppdager ikke vannet og far ikke skilt det ut.

Husk at vannet ikke nødvendigvis stammer fra bensinen som sådan, men at vannet kan komme fra kondensasjon av vann­ damp i luften over brnnstoffet.

Side 75

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Drivstoffsystem Bensinsystemet Bensinsystemet kan deles inn i to hovedtyper:

•

Falltanksystem

•

System med motorpumpe

Falltanksystemet brukes i høyvingete fly. Bensinen ligger høyere enn forgasseren og strømmer ved hjelp av tyngdekraf­ ten frem til denne.

System med motorpumpe brukes i lavvingete fly. Motorpumpen drives som det går frem av navnet direkte av flymoto­ ren. Denne pumper (suger) bensinen fra tanken til forgasserens flottorkammer. Et slikt bensinsystem er i tillegg til motorpumpen utstyrt med en reservepumpe (booster pump). Denne bru­ kes i forbindelse med avgang og landing og når man skifter fra en tank til en annen. Reservepumpen er som regel elektrisk drevet, men kan i enkelte tilfeller være manuell.

Bensintankene må forsynes med dreneringskraner. Dette er tappekraner som er plassert på det laveste punktet i tanken. Vann og urenheter i bensinen vil samles her. Ved drenering av tankene tapper man helt til det ikke lenger kommer vann og/eller urenheter i kontrollglasset.

Side 76

Drivstoffsystem

CARBURETOR (Forgasser)

THROTTLE (Gasspjeld)

ELECTRIC FUEL PUMP (Elektrisk pumpe)

MIXTURE (Blandingskontroll)

FUEL PRESSURE GAUGE (Bensintrykkmåler)

ENGINE FUEL PUMP (Mekanisk pumpe)

PRIMER (Snapsepumpe)

FUEL STRAINER (Filter) LEFT MAIN TANK (Venstre hovedtank)

FUEL TANK SELECTOR VALVE (Bensinkran)

RIGHT MAIN TANK (Høyre hovedtank)

FUEL QUANTITY GAUGES (Bensinmålere) Fig. 82 System med motorpumpe

Bensintankene kan ikke være helt lufttette. Etterhvert som bensinen forbrukes, må luft ha mulighet til å komme inn. Lufteåpningene er ofte plassert i fartsretningen slik at de er med på å skape et lite overtrykk som vil drive bensinen i retning av for­ gasseren. Ethvert bensinsystem har en bensinkran. Den enkleste formen har bare to stillinger, AV eller PÅ. På fly med flere tanker kan bensinkranen ha flere stillinger.

Til hjelp ved starting av en flymotor har vi en pumpe som sprøyter bensin inn i inntaksmanifolden. Denne kalles snapsepumpen. Pumpen tar bensin fra systemet etter tankvelgeren (bensinkranen) og etter bensinfilteret (fuel strainer), se figur 82. Bensinfilteret skal rense bort urenheter og om mulig skille ut vann. Filteret er utstyrt med en dreneringskran. Denne skal

Drivstoffsystem

Side 77

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Fig 83 Forskjellige bensinkraner

brukes før første tur om dagen og da helt til det ikke kommer mer urenheter og vann i kontrollglasset.

Flygeren må fra sin plass i førerkabinen ha mulighet for å følge med på hvor mye bensin som er tilbake i bensintakene til en­ hver tid. Et meget enkelt system med en flottør og en indikatorstang som stakk opp av påfy 11ingslokket ble benyttet på tidligere ver­ sjoner av det kjente flyet Piper Cub, se figur 84.

På nyere fly brukes flottører med enten mekanisk eller elek­ trisk overføring til indikatorene Som sitter på instrumentbrettet inne i førerkabinen.

NB 1 Bensinindikatorene er relativt pålitelige, men man kommer vel aldri utenom den gamle regelen Som sier: Sjekk bensinmengden på tanken og se om den stemmer med det som må­ lerne indikerer. Samtidig sjekker du at dette stemmer med det som står loggboka. (Det havarerer altfor ofte fly pga “tom for fuerj. Enkelte fly har varslingsanordninger som trer i kraft når det er liten bensinmengde igjen på tanken, eller når bensintrykket faller under en viss grense. Varslingsanordninger av dette sla­ get består ofte av et lys på instrumentbrettet. Man må hele tiden sørge for "proper fuel management” slik at man til en hver tid har oversikt at man har nok bensin på den Side 78

Drivstoffsystem

tanken man føder fra, eller hvor lenge man har fløyet på en be­ stemt tank. Husk også på at ikke all bensinen i en tank er “useable” ettersom det vil være igjen noen liter etter at motoren har stoppet på grunn av tom tank.

Det er derfor viktig å skifte tank i tide.

Noen praktiserer å skifte til fullest tank på “downwind”. Det er imidlertid en god regel å ha skiftet noe før, - eller ikke skifte i det hele tatt dersom man er sikker på at den tank man føder fra har nok fuel. Slik kan man unngå at det oppstår “snags” i bensintilførselen i en så viktig del av forberedelsen til landing.

Husk at det alltid er en god regel å ha en “landingsmulighet” under seg når man skifter tank, også når man ligger på cruise.

Propellere Propellens aerodynamikk Da vi behandlet de fire hovedkreftene som virker på et fly, nøyde vi oss med å slå fast at det finnes en trekkraft T som motvirker motstanden D. Nå skal vi se nærmere på hvordan vi får denne trekkraften.

Flyets motor produserer en roterende dreiekraft (torque). Ved hjelp av propellen omdanner vi den til en rettlinjet, fremoverrettet trekkraft på aerodynamisk vis. En flypropell består av to eller flere blader som er festet til et nav. Vi kan betrakte hvert blad som et uendelig antall vinge­ profiler som til sammen utgjør det totale bladet. Det finnes flypropeller i en mengde utforminger, og de blir la­ get av forskjellige materialer. For motorer med en ytelse under ca 180 hk er det vanligst med en tobladet propell som er laget i ett stykke. Materialet kan være stål eller aluminium, laminert tre eller en kombinasjon av tre og fibermateriale.

Når vi har større motorytelser, er det vanlig å bruke en propell der bladene kan justeres slik at bladvinkelen endrer seg etter

Propellere

Side 79

Fly-

og motorlære

Del - 2. Flymotor flyforholdene. Ofte bruker vi propeller med tre, fire eller flere blader.

En av propellens hoveddeler er navet med en festeanordning som det er festet til motorens hovedakse! med. Dersom propel­ len er vribar, ligger også vrimekanismen i navet. Propellen består som nevnt av to eller flere propeliblader. Der­ som propellen er laget i ett stykke, går bladene over i navet. Dersom propellen er justerbar, er bladene festet i navet slik at de kan dreies om sin lengdeakse. Ofte er propellnavet innkapslet i en strømlinjeformet kapsel som vi kaller spinner.

Definisjoner Dersom vi studerer det enkelte propellbladet, vil vi som for nevnt se at det har et tverrsnitt som et vingeprofil med en korde som er lik bredden av bladet i tverrsnittet. Videre vil vi se at bladet har en markert vridning slik at bladvinkelen minker fra roten mot propelltippen. PROPELLPtANET

Fig. 86 Propellplanet

For vi går videre med å forklare den aerodynamiske virknin­ gen, må vi først definere en del begreper: Propellplan: Propellplanet er det planet propellen roterer i, og det er vinkelrett på propellaksen.

Bladvinkel: Bladvinkelen er vinkelen mellom korden og pro­ pellplanet. Vi snakker ofte om propellens pitch.

Side 80

Propellere

Fig 87 “Stien” etter propellspissen (spissbanen)

Angrepsvinkel: Angrepsvinkelen er vinkelen mellom den re­ lative vinden og korden.

Virkningsgrad: Virkningsgraden er forholdet mellom den kraften propellen utvikler, og motorens kraft på propellen. Geometrisk stigning: Den geometriske stigningen er den av­ standen som propellen ville bevege seg fremover ved en om­ dreining dersom den for eksempel "skar seg fremover i smør". Effektiv stigning: Den effektive stigningen er den virkelige avstanden som propellen beveger seg fremover per omdrei­ ning i forhold til den luften den beveger seg i. Den virkelige avstanden er mindre ettersom luften rent fysisk vil tendere å "gli unna" for propellen. Slipp: Slippet er forskjellen mellom geometrisk og effektiv stigning.

Vi kan altså sammenligne propellbladet med en vinge, men en vinge som roterer om den ene enden.

SETT OVENFRA

SETT FORFRA

PROFILFORMER

Fig. 88 Typisk propellblad. Merk hvordan pofilformen og vridnin­ gen endrer seg mye fra propellnavet til propellspissen

Siden hastigheten til den relative vinden varierer med økende avstand fra navet, må bladvinkelen minskes utover bladet for at vi skal få optimal angrepsvinkel. Derfor er bladet vridd slik at bladvinkelen er størst ved navet og minker mot tippen. Som andre vingeprofiler vil også propellbladets profil steile dersom den kritiske angrepsvinkelen blir oversteget. Og dersom rotasjonsfarten til propellspissene nærmer seg eller overstiger ly­ dens hastighet (Mach= 1,0), oppstår det andre virkninger som reduserer effektiviteten. Foruten de aerodynamiske virkninge­ ne er det mange andre ting konstruktøren må ta hensyn til, for eksempel stivhet både for vridning og bøying, sentrifugalkreftenes virkning og selve dreiekraften fra motoren.

Det hele går ut på at propellen kontinuerlig "sparker" en luft­ masse bakover, og dermed blir den drevet fremover med flyet på slep. Faktorer som påvirker trekkraften La oss se hva som hender ved et profil, et tverrsnitt, av propel­ len.

Propellere

Side 81

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

To komponenter gir oss den relative vinden: profilets rota­ sjonshastighet Vr og flyets relative hastighet (V).

Fig. 89 Propellprofil (bladelement). En snitter ut en tynn skive fra pro­ pellen pa samme mate som for vingen

Fig. 90 Totalt løft R, trekkraft T og indusert motstand D

Vi får en angrepsvinkel mellom den relative vinden, VR, og korden. Dermed oppstår det et totalløft, R. vinkelrett på den reSide 82

Propellere

lati ve vinden, som for en vinge. Dette løftet kan vi dele opp i to komponenter: en komponent for effektivt løft og en motstandskomponent, D. Komponenten for effektivt løft kaller vi her trekkraften T.

Trekkraften T virker i propellaksens retning, og den induserte motstanden D virker mot dreieretningen i propellplanet. I tillegg til den induserte motstanden får vi en formmotstand og en friksjonsmotstand (som for en vinge). Disse formene for motstand virker i samme retning som den induserte motstan­ den og mot propellens dreieretning.

For å oppnå trekkraften T må vi altså tilføre en dreiekraft over propellakslingen som kan oppveie alle former for motstand som oppstår når propellbladet beveger seg i forhold til luften omkring. Både trekkraften og motstanden er avhengig av disse faktore­ ne:

•

angrepsvinkelen

•

flyets hastighet

•

propellens turtall (RPM)

•

luftens tetthet, (density).

Fig. 91 Fast vridning, rotasjons­ hastigheten konstant, flyhastigheten avtar V2 < V1

Dersom vi ser på de enkelte faktorenes innflytelse, finner vi: Angrepsvinkel og hastighet

Dersom vi holder turtallet (RPM) konstant på en propell med fast stigning og varierer flyhastigheten, vil angrepsvinkelen variere (se figur 91). Etter hvert som hastigheten øker, minker angrepsvinkelen. Dermed minker løftet også. Altså: For ett og samme turtall og med. konstant propellstigning minker trekkraften med økende fly hastighet.

Turtall (RPM) Dersom vi holder konstant stigning og flyhastighet og varierer turtallet (se figur 92), øker angrepsvinkelen og trekkraften med økende turtall. Altså: Trekkraften øker med turtallet.

NB! Ta et papir og tegn et propellprofd som på figur 90. Tegn forskjellige lengder på pilene for rotasjonsfart ogflyets hastig­ het og virkningen på den relative vinden og loftparallellogrammet. Du ser da hvordan forandringene virker grafisk. Propellere

Fig. 92 Fast vridning, flyhastighe­ ten konstant (V), turtalet varierer (RPM) Vp2 > Vri

Side 83

Fly-og

motorlære

Del - 2. Flymotor Luftens tetthet (clensity) Endring av luftens tetthet har samme virkning på propellen som på vingene. Altså: Når luftens tetthet oker, oker trekkraften.

Vi kan dermed slå fast at en propell med fast stigning gir best effekt ved en bestemt hastighets- og turtalIskombinasjon som gir optimal angrepsvinkel. Og optimal angrepsvinkel er den vinkelen som gir best forhold mellom effektivt løft og motstand, det vil si trekkraft og mot­ stand her. Dette forholdet er vanligvis best ved en angrepsvin­ kel på 2-4°. Den største virkningsgraden vi i praksis kan oppnå, ligger da på 70-80 %.

For en propell med stor stigning, såkalt grov pitch, er vir­ kningsgraden størst ved høye hastigheter, mens en propell med liten stigning, såkalt fin pitch, har størst virkningsgrad ved lave hastigheter.

Dersom flyets operasjonsområde stiller større krav til avgangslengde og stigeevne enn til reisefart, velger vi derfor en pro­ pell med fin pitch. Dersom kravet til reisefart derimot er viktigere enn kravet til banelengde og stigeevne, er vi bedre tjent med en propell med grov pitch. Som vi ser. kan vi ikke få en propell med fast pitch som er ide­ ell under alle forhold. Derfor er det laget flere typer propeller der pitchen kan justeres etter flyforholdene. De forskjellige ty­ pene varierer i grad av effektivitet, mekanisk kompleksitet og kostnad. Den enkleste og billigste typen har to posisjoner: fm pitch for avgang og grov pitch for marsjfart. Med en dyrere og mer komplisert utgave kan vi variere stignin­ gen trinnlost innenfor et område som vi kan kontrollere ved hjelp av et håndtak. Optimal effekt får vi med den såkalte “constant speed” pro­ pellen. Der blir bladene holdt i optimal angrepsvinkel, og slik får vi maksimal trekkraft under alle forhold. Det skjer på den måten at vi velger det turtallet vi vil ha, med propellkontrollen. Deretter sørger et system av sentrifugalvekter og oljetrykk fra flyets motor for å justere bladvinkelen, altså pitchen, etter hvert som farten endrer seg.

Side 84

Propellere

Felles for alle propellkontroller er at vi fører håndtaketfrem for å reduserepitchen (vi minsker stigningen), og vi fører håndta­ ket tilbake for å øke den.

Propellene på flermotors fly har gjerne to funksjoner til: kantstilling og reversering.

Kantstilling blir brukt dersom vi far motorstopp og ønsker så liten motstand som mulig fra propellen. Bladene blir da vridd silk at de gir minst mulig motstand (feather).

Reversering blir gjeme brukt på tyngre fly for å redusere stoppdistansen etter landing. Bladene kan da vris gjennom nøytralstillingen til en negativ pitch silk at propellen skyver i stedet for å trekke. Windmilling drag

En propeller som ikke produserer kraft (windmiller) vil, ved li­ ten bladvinkel (fin pitch) gi en betydelig motstandsøkning. En slik propell som windmiller med fm pitch vil kunne gi like stor parasittmotstand som parasittmotstanden for resten av flyet. Dette kan ha stor innvirkning på vår mulighet til å kontrollere flyet, (spes, en windmillende propeller på en twin) Enkelte fly er derfor utstyrt med autofeather (kantstilling) sys­ tem.

SANN FLYFART i KM/T Fig. 93 Som det fremstår av figuren, er propellen lite effektiv ved høyere hastigheter. Den er imidlertid svært effektiv i “vårt” hastighetsomrade

Side 85

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Betjening av motor Startmetoder Håndstart: Tidligere var det vanlig at man startet en flymotor ved at en medhjelper dreide propellen rundt med hånden, mens flygeren i førerkabinen passet magnetbryter og gasshåndtak. Det er da viktig at den som svinger propellen står på et underlag som ikke er glatt (olje eller is), og at han holder seg fast i flyet med den ledlige hånden. Denne startmetoden var ikke helt ufarlig, og en del unødvendige uhell forekommer.

Sørg alltidfor å ha med en medhjelper som sitter i cockpit og som vet hva som skal gjøres dersom flyet farer i veg. Eller sørgfor atJlyet er skikkelig tjoret, (i halen og/eller vingene dersom du skal gjøre dette på egen hånd Svinghjulstart: Denne metoden bruker et tungt svinghjul. Hjulet bringes i hur­ tig rotasjon, enten ved hjelp av en sveiv eller ved en elektrisk motor. Svinghjulet koples så til veivakselen som blir satt i ro­ tasjon. Denne rotasjonen fører til at magnetene trer i funksjon og leverer strøm til tennpluggene. Elektrisk starter: Praktisk talt alle moderne fly er utstyrt med elektrisk starter. Veivakselen drives rundt av en startmotor. Startmotoren krever mye strøm. Derfor er det viktig at batteriet er i god stand. En­ kelte fly har mulighet for å tilkople utvendige batterier til bruk ved start.

Merk: Det er viktig at vi betjener motoren i henhold til de retningslin­ jer som er gitt av motorfabrikanten. Før vi starter opp motoren skal vi under Dl ha sjekket at alt er “nomalt”. Er det f.eks. oljesøl under flyet eller inne i motorrommet så må vi regne med at noe ikke er som det skal. Når vi har startet opp motoren så er det en god regel å la mo­ toren oppnå en viss driftstemperatur før vi begynner å belaste den og dette er spesielt viktig om vinteren.

Det er viktig å følge med på oljetemperaturen og oljetrykk og at verdiene ligger innenfor “grønt”-området.

Side 86

Betjening av motor

Dersom vi “leaner” motoren så vil den gå varmere og man må da nøye følge med temperaturen på sylindertoppen eller eksosgassen (EGT).

Betjening av motor

Side 87

Fly- og motorlære Del - 2. Flymotor

Øvingsoppgaver del 2 I. 2. 3. 4.

5. 6. 7.

8. 9. 10. 11.

12.

13.

Side 88

a) Hva menes med en motors virkningsgrad? b) Hva er virkningsgraden på en moderne motor? Hvordan kan flymotorer inndeles i grupper? Hvilken oppgaver har stempelringene? a) Hva er veivakselens oppgaver? b) Hvordan er den smurt og avkjølt? Hvorfor skal man bruke rik blanding under avgang og ved sterk belastning av motoren? Under hvilke forhold kan det oppstå forgasser­ brann? a) Hvordan oppvarmes førerkabinen i et småfly? b) Hvorfor bor eksossystemet undersøkes ofte? Hvorfor er det viktig at man sjekker at magnetene kan jordes? Nevn komponentene i et smøresystem. Hva menes med et brennstoffs bankefasthet? Sett merke ved det svaret du mener er mest riktig: Hovedsprederen i en motor med flottørforgasser finnes: a) I forgasseren der hvor venturiets tverrsnitt er tran gest b) 1 flottørkammeret c) I bensinrørsforbindelsen til flottørkammeret d) Umiddelbart før innsugingsventilen Hvor mange ganger må veivakselen i en firesylin­ dret boksermotor gå rundt for at alle tennpluggene skal ha tent en gang? a) 1 gang b) 4 ganger c) 8 ganger d) 2 ganger For hver flymotor fastsetter motorfabrikanten an­ vendelse av bensin med et bestemt oktantall. Oktantall er: a) Det samme som spesifikk vekt b) Et mål på oljemengden som er innblandet i ben­ sinen c) En benevnelse som forteller hvilket oljeselskap som leverer bensinen

Betjening av motor

d) En opplysning om bensinens bankefasthet 14. Motoren bør stoppes og undersøkes dersom ikke ol­ jetrykket på en varm dag - etter start av motoren, vi­ ser seg på oljetrykkmåleren: a) Innen 30 sekunder b) Når motoren blir varm c) Etter et minutts forløp d) Etter to minutter 15. I et magnetsystem forekommer det strøm av lav spenning i en av følgende komponenter: a) Sekundærspolen b) Primærspolen c) Fordeleren d) Tennpluggene 16. Tennpluggene skal være av en type som: a) Holder seg så kald som mulig b) Holder seg så varm som mulig c) Motorfabrikanten anbefaler d) Er likegyldig bare gjengene passer

Betjening av motor

Side 89

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

3. Systemer Elektriske systemer Det elektriske systemet Batteri

Hovedrelé

|||— I I I

Radio

Hovedbryter

Beacon

Kab. lys

Starter

Start-relé

Land, lys

Instr. lys Starter-bryter Generator

Gyro Nav. lys

—

Spenningsregulator

Hovedstrømskinne (Main Bus Bar)

Fig. 94 Det elektriske systemet vist skjematisk

Prinsippbeskrivelse Generatoren forsyner det elektriske systemet med strøm, og den holder akkumulatoren i oppladet stand. Generatoren dri­ ves av motoren og den fordrer et minimum turtall på mellom 1000 og 1200 omdreininger pr. minutt (RPM) for at den skal kunne forsyne de elektriske forbrukerne med strøm. Det sitter gjerne en lampe på instrumentbrettet som lyser rødt så lenge batteriet forsyner det elektriske systemet med strøm. Denne lampen slukker idet generatoren begynner å forsyne systemet med strøm.

På nyere fly finner man ofte en vekselstrømsgenerator (alternator). Denne forsyner det elektriske systemet med strøm, og den lader batteriet ved et langt lavere turtall.

I systemet er også innkoplet en spenningsregulator som holder konstant spenning.

Akkumulatoren kan lagre strøm som blir brukt til å drive den elektriske startemotoren (starter). Batteriet kan også forsyne

Side 90

Elektriske systemer

nødvendige instrumenter og radioer med strøm for et kortere tidsrom hvis generatoren skulle svikte. Det elektriske systemet har vanligvis følgende indikeringsanordninger. •

Amperemeter

•

Generatorlampe

Amperemeteret viser strømstyrken i ampere, fra generatoren til batteriet eller fra batteriet til flyets elektriske system. Når motoren går raskere enn 1000 - 1200 RPM og hovedbryteren (master switch) er på, indikerer amperemeteret ladestrømmen som går til batteriet. Hvis generatoren svikter, vil amperemete­ ret indikere strømstyrken som går fra batteriet og ut i systemet - batteriet tappes. På enkelte flytyper viser amperemeteret kun uttaket fra vek­ selstrømsgeneratoren til de enkelte forbrukere (radio, landingslys o.l.).

Det elektriske systemet har en hovedbryter. Denne kontrollerer alle elektriske kretser. 1 forbindelse med enkle systemer styrer bryteren også generatoren:

Hovedbryter A V = GENERA TOR AV = BA TTERIA V I denne sammenhengen bør vi nevne at motoren går like godt selv om generatoren og det elektriske systemet koples fra. Det­ te kommer av at tenningsstrømmen leveres av to “magneter” som arbeider uavhengig av hverandre og som er drevet direkte av motoren.

De enkelte forbrukere i systemet er også forsynt med brytere. Landingslys, taxi-lys, navigasjonslys, antikollisjonslys, pitotvarme osv. har alle sine brytere merket med AV og PÅ. Sikringer

Sikringene skal forhindre skade eller brann i det elektriske sys­ temet som følge av overbelastning eller kortslutning. Sikringer finnes i to utgaver: •

Smeltesikringer

•

Automatsikringer

Begge typene er som regel plassert på instrumentpanelets un­ derkant. Elektriske systemer

Side 91

Fly- og

motorlære

Del - 3. Systemer Smeltesikringen (fuse) består av et glassrør med en tynn tråd inni som vil smelte hvis strømstyrken blir for høy. For å få strøm tilbake til den berørte kretsen må en reservesikring settes inn. Automatsikringen (circuit breaker) vil bryte strømmen hvis strømstyrken blir for høy. En del av sikringen vil da sprette ut av panelet, slik at et hvitt bånd vil komme til syne. Den berørte kretsen kan reaktiviseres ved at vi trykker automatsikringen inn igjen.

Smelte- eller automatsikringer bør ikke byttes eller trykkes inn mer enn maksimalt to ganger pr. berørte krets.

Hvis vi ikke følger denne regelen, kan den elektriske kretsen skades, og i verste fall kan det oppstå brann som følge av over­ belastning. Statisk elektrisitet Fly kan bli ladet med statisk elektrisitet som følge av at det flyr gjennom sterke elektriske felter eller gjennom frossen nedbør. Blir oppladingen sterk nok kan man observere St. Elms ild på frontglasset og man kan høre spraking fra flyets radio.

Fig. 95 Beskyttelse mot statisk elektrisitet

For å lede bort statisk elektrisitet kan vi montere pisker av le­ dende metall på f.eks. vingens bakkant.

Side 92

Elektriske systemer

Understellet kan også forsynes mod en pisk som sørger for god forbindelse til jord etter landing. Enkelte fly har dekker som le­ der strøm.

Vakuum systemer

Fig. 97

Et slik system kan bestå av komponenter som figur 96 viser: En vakumpumpe som drives av motoren skaffer det nødvendi­ ge undertrykk for å drive gyroinstrumentene, videre sitter en regulator og et filter før dette igjen er knyttet til gyroinstru­ mentene. Det sitter også en vakuummåler i systemet som skal fortelle om det er tilstrekkelig vakuum for å drive instrumen­ tene. Gyro instrumentene som opereres av vakuum systemet drives av en forskjell i lufttrykk. Vakuum pumpen sørger for et partsiellt vakuum i systemet. Et filtrert luftinntak for systemet er plassert “ovenfor” gyroene. På grunn av det partielle vakuu­ met, strømmer luft inn i systemet gjennom det sentrale filtret og rutes deretter til gyroene hvor den får gyrohjulene til å spin­ ne.. Luften slippes deretter ut til atmosfæren gjennom pumpen. En motordreven vakuum pumpe er den mest vanlige kilden for å oppnå vakuum til gyroene i vanlige småfly. Pumpens kapasi­ tet og størrelse varierer i fra fly til fly avhengig av hvor mange Vakuum systemer

Side 93

Fly- og

motorlære

Del - 3. Systemer gyroer som skal drives. Systemet har også vanligvis en “relieve valve” for overflødig vakuum.

Vakuumtnåler Dette instrumentet måler effekten av motorens vakuumpumpe og denne er montert på instrument panelet. Dette instrumentet angir undertrykket ofte i tommer HG mel­ lom trykket ved sentral filtret og relief ventilen. På gamle sys­ temer, (gyroer) lå undertrykket på ca 3,5 mens nyere gyroer krever undertrykk på 5 og over det.

SUCTION

Fig. 98 Vakuummåler

Dersom undertrykket har for lav verdi så vil ikke gyroen spin­ ne med det turtall den er designet for og instrumentet vil ikke gi oss de riktige verdien På noen fly er det en indikatorlampe som tennes dersom vakuumtrykket blir for lavt.

Venturien En venturie kan benyttes i stedet for en vakuumpumpe og har den fordelen at den er billig på grunn av sin konstruksjon og operasjon. Se figur 97.

En eller flere venturier sitter vanligvis plassert på høyre side av flyet hvor luften fra propelleren vil passere gjennom dem.

Man utnytter her det fenomen at det statiske trykket i en luft­ strøm minker da det dynamiske trykket øker. På den måten oppnås en trykkdifferanse eller et partiellt vakuum som igjen driver gyroene.

Stde 94

Vakuum systemer

Instrumenter

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Clock Turn indicator Airspeed indicator Directional gyro Attitude gyro Vertical speed indicator Altimeter Annunciator panel Magnetic compass Omni & glide slope indicators 11. Transponder 12. Marker beacon 13. Audio selector panel

14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27.

VHF transceivers ADF receiver DME receiver Engine hour meter Suction gauge Heat & defrost control Cigar lighter Mike Jack Phone Jack Autopilot Engine instrument duster Omni coupler Nav switch Magneto & starter switch

28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.

Pitch control Manifold pressure gauge Tachometer Fuel gauges Primer Microphone Throttle quadrant Friction lock Carburetor heat control Egt indicator Instrument panel lights Circuit breaker panel Climate control

Fig. 99 Velutstyrt instrumentpanel i en Piper Cherokee Archer II. En rekke av disse instrumen­ tene er ikke standardutstyr

Instrumenter

Det stilles forskjellige krav til et flys instrumentering avhengig av hvilket bruksområde flyet er beregnet for. Et fly som brukes til flyging av lokal karakter eller til elemen­ tær skoleflyging har ikke behov for så mange instrumenter. Et fly som derimot er beregnet på lengre reiser stiller større krav når det gjelder instrumentering. Instrumentene kan deles inn i følgende hovedgrupper:

•

Navigasjonsinstrumenter

Instrumenter

Side 95

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

•

Flyinstrumenter

•

Motorinstrumenter

•

Øvrige instrumenter

Navigasjonsinstrumentene i et fly kan variere i omfang, men noen av de mest brukte kan nevnes: Magnetkompass, retningsgyro og forskjellige former for radionavigasjonsinstrumenter.

Fly instrumentene kan omfatte: Sti 11ingsindikator, kule og svingeviser, stigefartsmåler, høydemåler og hastighetsmåler. Motorinstrumentene kan omfatte: Turteller, oljetrykk, oljetem­ peratur, sylindertemperatur, eksosgasstemperatur (EGT), am­ peremeter, voltmeter, bensin og bensintrykkmåler.

Øvrige instrumenter kan omfatte: Utelufttemperaturmåler og klokke.

Flyinstrumentene i det pitot-statiske systemet Det pitot-statiske systemet er et hjelpemiddel som brukes for å sette fartsmåler, høydemåler og stigefartsmåler i virksomhet. Pitot-røret Pitot-røret befinner seg utenfor propellerstrømmen og parallelt med relativ vind ved flyging på marsjfart, slik at det får fullt trykk fra luften som flyet beveger seg gjennom. På mindre fly er den vanligste plasseringen under vingen nær vingens fremkant.

Totaltrykket tas inn i den åpne enden av pitotroret. Dette tryk­ ket overføres via plastrør til fartsmåleren. En vertikal plate i selve hodet, like bak åpningen, reduserer effekten av turbulens og hindrer regn, is og støvpartikler fra å trenge inn i røret under flyging. Pitotrøret er vanligvis forsynt med varmeelement for å fjerne eller forebygge isdannelse. Under opphold på bakken skal pitotrøret tildekkes med en het­ te som er spesielt beregnet til formålet. Dette er viktig slik at ikke regn, støvpartikler og insekter kommer inn i røret. Insek­ tene legger gjerne egg i røret, og hvis ikke det blir oppdaget i forbindelse med den utvendige inspeksjonen, så er det fare for at flyet kan komme i luften med en fartsmåler som ikke virker.

Man må ikke blåse inn i pitotrøret for å fjerne ev fremmedle­ gemer, da dette kan medføre skade på de tilknyttede instru­ menter.

Side 96

Instrumenter

Fig. 100 System med statisk inntak pa flykroppen

Fig. 101 Varmeelementer og alternativt statisk inntak

Det statiske trykket tas i de fleste moderne fly gjennom ett eller flere små hull i siden av flykroppen. Tar man trykk fra begge sider av flyet og leder disse sammen via et Y-stykke, vil mye av feilindikeringene som følge av skid eller slip elimineres. Men som figur l Ol viser, kan statisk inntak også plasseres i pitotrøret. Da flere instrumenter er avhengig av dette statiske trykkinntaket, er det viktig å forsikre seg om at hullene er åpne. Enkelte fly er utstyrt med et alternativt statisk inntak. Dette brukes hvis f.eks. de ordinære inntakene skulle være dekket av is. Ved hjelp av en bryter eller et håndtak kan man tilføre det pitotstatiske systemet statisk trykk fra førerkabinen.

Skulle flygeren finne at fartsmåler, høydemåler og stigefartsmåler ikke virker under flyging, er det sannsynlig at det statis­ ke inntaket er tett. Hvis ikke flyet er utstyrt med et alternativt statisk inntak, kan flygeren i en slik nødsituasjon knuse glasset til høydemåleren for å slippe statisk trykk inn i systemet.

Knuses glasset, slik at instrumentet ikke skades, blir høydemå­ ler og fartsmåler igjen brukbare. Instrumenter

Side 97

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer Fartsmåler Fartsmåleren er et instrument som måler trykkdifferansen mel­ lom totaltrykk og statisk trykk.

Totaltrykket oppstår ved at flyet beveger seg gjennom luften og tas gjennom pitotrøret. Statisk trykk er det atmosfæriske trykket som omgir flyet. Inntaket er gjennom de små hullene på siden av flyet eller gjennom statisk inntak i pitotrøret. Differansen mellom de to trykkene kalles dynamisk trykk.(ref Flyteorien).

Det er det dynamiske trykket fartsmåleren virkelig måler. Gjennom et system av armer og tannhjul overføres trykket til indikatornålen på en kalibrert instrumentskive.

Den vanlige flyger er svært avhengig av fartsmåleren når det gjelder sikkerheten under flyging. Det er verd å merke seg at hverken temperatur eller høyde har nevneverdig betydning for avlesningen.

Steiler flyet ved en bestemt indikert fart ved bakken, vil det steile ved samme indikerte fart i for eksempel 10 000 fot, for­ utsatt at vekt, tyngdepunktsplassering, flapsetting og annet som påvirker flyets flyge- egenskaper er uforandret. 1 boka Navigasjon blir normale feil ved fartsmåleren nærmere behandlet.

Side 98

Instrumenter

\ 200

120

Fartsmåler

Fartsmåler

40 MPH

\ 200

180

WRSPEED

IbC

lUO

Fartsmåler med fargemarkering.

1. Ope rasjonsom rådet for flaps. (hvit bue) 2. Steilefart uten motor med flaps og hjul i landingsposisjon (den laveste grensen på den hvite buen) 3. Maksimal fart for flaps ute (den øverste grensen på den hvite buen). Dette er den høyeste fart du kan sette ut full flaps. Hvis flaps settes ut ved større fart kan det oppstå alvorlige skader eller strukturelle brudd. Normalt operasjonsområde (den grønne buen) 5. Steilefart uten motor med flaps og hjul inne (den laveste grensen av den grønne buen). 6. Maksimal strukturell marsjfart (den øvre grensen av den grønne buen). Dette er den maksimale fart for normale operasjoner. Forsiktighetsområdet (den gule buen). Unngå dette området hvis du ikke flyr i rolig luft. B. Maksimal fart (den røde, radielle streken). Dette er den maksi­ male fart flyet kan ha i rolig luft. Ingen flyger bør noen gang overskride denne farten med hensikt.

Flyfart. (se illustrasjon) 45 til 100 mph

45 mph

100 mph 54 til 160 mph 54 mph

160 mph 160 til 183 mph

183 mph

Note: En »v de v«kt*g«te fansbegremnmgene «om ikke er markert på fartsmåleren er rrwnøvrenngsfarten Det er den fan du skal bcuke i turtxilent luft og samtid tg den maktimale fart ved brå manøvrering Skulle du komme ut for turbulente forhold under en flytur, skal du reduaere til denne manøyrer»ngsf»rt eller lavere fert for A unngå «trukturelle overbelastninger.

Fig. 103 Eksempel på viserinstrument

Høydemåler

Fig. 104 Aneroiden utvider seg

En trykkhøydemåler er et aneroidbarometer som viser høyden i fot. Inne i instrumentkassen er det plassert en eller flere lufttette belger. Selve instrumentkassen får statisk trykk via et rør fra en eller flere statiske åpninger.

Gjennom et system av hevarmer og tannhjul overføres trykk­ endringer fra den lufttette belgen til viser. Når flyet stiger, vil den innesluttede luften i belgen utvide seg og dermed indikere Instrumenter

Side 99

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer større høyde. Når flyet går ned, vil det økende trykket fra ut­ vendig (statisk) luft som kommer inn i instrumentkassen, klemme belgen sammen og dermed indikeres lavere høyde.

Høydemåleren vil bare vise riktig høyde over havet hvis trykkskaiaen som sees i et vindu på fremsiden av instrumentet inn­ stilles til korrekt trykk.Temperaturen må være som i standardatmosfæren (ISA)

Vær nøye med å stille høydemåleren etter de reglene som gjel­ der. I boka Navigasjon blir enkelte feil ved høydemåleren nærmere belyst, hvor man bl.a kommer inn på virkning av atmosfærens tetthet, trykk høyde og sann høyde, flyge nivå etc.

Stor viser indikerer høyde i hundreder av fot.

Liten viser indikerer høyde i titusener av fot.

03 1035 OA

3

Mellomstor viser indikerer høyde i tusener av fot.

Trykkskala for innstilling av høydemålere til lokalt trykk.

Justeringsknapp for å stille trykkskala. Fig. 105b Trykkhøydemåler

Side 100

Instrumenter

(1)

Fig. 106 Eksempel pa høydemåleravlesing

(3)

(2)

1) 4)

7 500 fot 8 800 fot

2) 5)

7 880 fot 12 420 fot

3) 6)

1 380 fot 880 fot

Stigefartsmåler/variometer Stige fartsmåleren er bygget opp omkring en liten belg, som ligner den i fartsmåleren. Belgen er knyttet til det statiske røropplegget. Den lufttette instrumentkassen er også knyttet til det statiske opplegget, men må først gjennom en liten innsnevring som kalles en kalibrert lekkasje (kapillar eller hårrør).

En side av belgen er knyttet til indikatornålen gjennom en overføringsmekanisme. Alle utvidelser eller sammenpressinger av belgen vil føre til at viseren beveger seg oppover eller nedover. Under horisontal flyging vil det statiske trykket i bel­ gen og i instrumentkassen være det samme, og viseren vil stå i nullstilling. Utvidelse eller sammenpressing av belgen som følge av for­ andringer i det statiske trykket når flyet går opp eller ned, over­ føres via mekaniske forbindelser til viseren på forsiden av instrumentet. En fjær hjelper til å bringe viseren tilbake til nøy­ tral stilling når trykket i belgen og i instrumentkassen er utlig­ net. Fjæren virker også som en demper på viserens bevegelser.

Når flyet går ned, kommer det i tettere atmosfære med høyere trykk. Den tette luften fyller belgen øyeblikkelig gjennom det statiske røropplegget. Større trykk i belgen fører til utvidelse Instrumenter

Side 101

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer og indikasjon av nedstigning. Innsnevringen i den statiske rør­ ledningen til instrumentkassen hindrer en øyeblikkelig trykkutjevning rundt belgen fordi luften siver sakte inn i kassen.

Fig. 107 Prinsippet i en stigefartsmaler

1. Nålen viser 0 - flyet hverken stiger eller går ned. 2. Nalen står pa 5 over 0 - flyet sti­ ger med 500 fot pr.min. Standardstigerate. 3. Nalen står på 5 under null - flyet går ned me 500 fpm. Standard gjennomsynking. 4. Justeringsskrue for å stille in­ strumentet. Indikatoren skal vise 0 pa bakken Fig. 108 Stigefartsmaler

Høydeforandringen blir så målt. Skalaen på instrumentet er laget slik at den giret bildeav antall fot pr. min. flyet beveger seg opp eller ned. Jo hurtigere endring, jo større trykkdifferanse mellom det innvendige belgtrykket og trykket i kassen. Dette forårsaker en større viserbevegelse.

Når en stigning eller nedstigning er begynt eller avsluttet, tar det noen sekunder (opp til 9 sekunder) før trykket i belgen og instrumentkassen utjevner seg. Denne forsinkelsen før man får nøyaktige indikasjoner, betyr at flygeren må la stigefartsmåleren få “roe seg” litt før han kan stole på indikasjonene. Stigefartsmåleren vil imidlertid gi øyeblikkelig beskjed om en begynnende stigning eller nedstigning.

Fig 109 Vertical speed

Momentan stigefartsmaler (instantanious vertical speed indicator, IVSI) De fleste stigefartsmålere som brukes i turbindrevne fly har ikke den ovenfor nevnte forsinkelsen. De mer presise og dyre

Side 102

Instrumenter

IVSI ene gir en øyeblikkelig korrekt indikasjon på stige-synkefarten. Et slik Instrumentet er bygget etter treghetsprinsippet.

Gyroer Gyroinstrumenter har spilt en viktig rolle i utviklingen av flyinstrumenter som benyttes på dagens fly. Det er derfor viktig at en pilot kjenner hvordan disse opererer slik at gyroinstrumentene kan betjenes på en korrekt og effektiv måte. Prinsippet for en roterende gyro er dens spinnretning i forhold til verdensrommet eller den gyroskopiske tregheten.

Newtons første lov stadfester bl.a at et legeme i bevegelse vil forsøke å fortsette med konstant hastighet og retning så sant det ikke påvirkes av en yttre kraft. Rotoren inne i en gyro vil beholde sin konstante retning i for­ hold til verdensrommet så lenge ingen yttre kraft forandrer dets bevegelse. Dette stabilitetskriteriet er bedre jo større mas­ se og rotasjonshastighet rotoren har.

Derfor er en gyro som flyinstrument av ganske tung konstruk­ sjon og er designet for å spinne med stor hastighet.

De tre gyroinstrumentene som man finner i de fleste GA små­ fly er Attitude Gyro (kunstig horisont), Directional Gyro (retningsgyro) og Turn Coordinator (svinge indikator). Den kunstige horisonten og retningsgyroen opprettholder en uforandret referanse i forrhold til verdensrommet. Når de først spinner beholder de sin stilling i forhold til den virkelige hori­ sonten eller retningen. Flyets retning og stilling vil derfor kun­ ne sammenlignes med disse stabile referansene.

Instrumenter Side 103

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer For eksempel, rotoren på en universalmontert gyro vil beholde sin samme posisjon selv om de tilhørende Gimbals, (de sirku­ lære opphengings-rammene), beveges. I motsetning til magnetkompasset så er retningsgyroen uav­ hengig av enhver magnetisme, slik at verken missvisning eller deviasjon gjøre seg gjeldene for dette instrumentet.

Fig. 111 Retningsgyro

Fig. 112 Kunstig horisont

Presesjon En av karakteristikkene til en gyro erpresesjonen som beskri­ ver hvordan gyroens akse beveger seg som følge av tilført kraft.

Dersom du tilfører en kraft til ytterkanten av en gyro som ikke spinner så vil rotoren bevege seg i kraftens retning. Hvis deri­ mot rotoren spinner så vil den samme tilførte kraft gjøre at ro­ toren beveger seg som om kraften hadde blitt tilført på et punkt på pereferien forskjøvet 90 grader i spinnretningen. Denne be­ vegelsen av rotoren ellerpresesjonen gjør at rotoren vil innta en ny stilling. Man kan ikke helt unngå dette presesjonsfenomenet på grunn av manøvre og innvendig friksjon i instrumentene.

Av denne grunn vil man oppleve en viss “drift” og feilaktige indikasjoner på disse instrumentene og det er derfor nødvendig at man fra til til annen, når man flyr, måjustere/ oppdatere dis­ se instrumentene etter andre kilder, (retningsgyro etter kom­ pass for eksempel).

Side 104

Instrumenter

Svinge indikator (turn and slip indicator)

Fig. 113

Turn and slip-indikatoren som er vist i figuren er en av de vik­ tigste gyroinstrumentene ettersom den er meget essensiell for instrumentflyging.

Denne indikatoren, (tidligere kalt Turn and Bank indicator) re­ fereres også til som nåla og kula og kan være en veldig viktig instrument for piloten i dårlig vær.

Det følsomme element i en turn and slip indikator er den spin­ nende gyroen som er montert i sin ramme (gimbal ring). Ram­ men er opplagret i hver ende og tillater gyroen å rotere til høyre og til venstre. Denne frihetsbevegelsen til gyroen gir den egen­ skapen å indikere når flyet svinger, se fig 114.

Fig. 114 Turn and slip indikator (innvendig)

Instrumenter

Side 105

Fly- og

motorlære

Del - 3. Systemer

En viser er plassert på toppen for å indikere svinger til høyre og venster. En kulelibelle i bunnen viser oss om svingen er ko­ ordinert eller om man slipper utover eller innover. Når viseren på instrumentet står over ett med merket til høyre eller venstre for loddlinjen så vil flyet svinge 1 80 grader på et minutt eller 360 grader på to minutter.

Fig 115 "Standard rate" turn

Kulelibellen består av et bøyd glassrør med en liten kule som ligger i midten. Ved å se på kula kan piloten få følgende infor­ masjon: •

Under en standard-turn eller hvilken som helst sving hvor flyets kontroller er riktig koordinert vil kula forbli i senterposisjonen og fortelle piloten at flyr en koordinert sving.

•

Dersom imidlertid kula beveger seg utover mot yt­ terkant av svingen så er det en indikasjon på at flyet slipper utover i svingen og at flyets kontroller ikke er riktig koordinert.

•

Når kula beveger seg inn mot midten av svingen, så har flyet en slipp innover i svingen og kontrollene må igjen koordineres for at man skal fa en riktig sving.

Svinge koordinator (Turn Coordinator) I mange nyere fly så er turn og slip indikatoren erstattet med en svinge koordinator.

På dette instrumentet så roterer siluetten av et lite fly for å vise at flyet svinger. Den drives vanligvis an en elektrisk dreven gyro som er kantstilt ca 35 grader. Ettersom gyroen er plasser slik så vil det lille siluettflyet svinge enten flyet svinger rundt yaw eller roll aksen. Side 106

Instrumenter

Fig. 116 Turn koordinator

Når flyet vårt svinger til høyre eller venstre så vil det lille siluettflyet vise bank i riktig retning. Dersom vingen på siluettflyet står over ett med en av de lavere indexmerkene så er flyet inne i en standard- rate turn.

Roll raten kan også føles av dette instrumentet på grunn av gyroens kantstilling og piloten får med en gang indikert inngan­ gen til en slik manøver. Etter at krengevinkelen for en sving er etablert og rollraten er 0 så indikerer flysymbolet kun hvilken svingerate som flyet har.

Fig. 117 Forskjellige tolkninger av Turn koordinatorer

Bruk av Turn and slip indikatoren og Turn koordinatoren for svinger gir imidlertid ikke så stor mening uten at flyet er utstyrt med en klokke.

“Instrument” svinger utføres ved at man noterer posisjonen på svingeindikatoren og den tiden som har gått mens man er i Instrumenter

Side 107

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

svingen. For eksempel, dersom man har flydd en Standard Rate turn i et minutt så har flyet svingt 180 grader. Kulelibellen på en Turn Koordinator gir de samme informasjo­ ner som den for Turn and Slip indikatoren.

Svingekoordinatoren viser imidlertid ikke krengningsvinkelen og den må derfor ikke forveksles med informasjonen fra den kunstige horisonten når du svinger. Kunstig horisont (Attitude Gyro) Denne gyroen refereres til som den kunstige horisonten, eller sti11ingsindikatoren. Med miniatyrflyet og den horisontale in­ dikatoren gir dette instrumentet bilde av stillingen / attituden til flyet som vi sitter i. Ettersom instrumentet er et gyroskop så er horisonten parallell med den virkelige horisonten. Forholdet mellom minjaty rflyet og den horisontale indikatoren er det samme som forholdet mellom flyet vårt og den virkelige hori­ sonten. Horisonten forholder seg parallell med den virkelige horisonten og flyet og instrumentkassen kan rotere rundt den.

For å hjelpe piloten for å unngå parallakse feil. Sitter det en justeringsknapp som kan flytte miniatyrflyet opp og ned inne i instrumentkassen. Normalt vil det være slik justert at vingene til minjatyrflyet vil overlappe den horisontale indikatoren når flyet er i “straight-and-level cruising flight”. Denne gyroen gir en øyeblikkelig indikasjon på selv den min­ ste forandring av attitude og er meget pålitelig dersom den vedlikeholdes riktig.

Som figuren viser så angir denne gyroen, i tillegg til bevegelse omkring lateral aksen også bevegelse omkring lengdeaksen, (roll). Det er ved en index på toppen av kassen angitt hvor mange grader bank som tilsvarer strekene på instrumentet ut fra vertikalsti 11 ingen. Når flyet foretar en bank til høyre så vil den horisontale indi­ katoren i instrumentet opprettholde sin stilling i forhold til den virkelige horisonten slik at høyre vinge på det lille flyet vil be­ vege seg under den horisontale indikatoren mens den venstre beveger seg over. Dette er den samme stilling som da flyet vårt har til den virkelige horisonten.

Side 108

Instrumenter

Fig. 118 Relasjon “kunstig horisont” og virkelig horisont

Operative begrensninger

Begrensningene på pitch og bank i et slik instrument er avhen­ gig av type og modell. På nyere instrument vil man ha 360 gra­ ders rotasjonsmulighet uten at gyroen blir ubrukelig, (tumbler). Mange fly har alikevel gyroer hvor det er en begrensning på bank fra 100 til 110 grader og at pitch bevegelsen er begrenset fra 60 til 70 grader, se figur 119a.

Instrumenter

Side 109

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

Gyro rotoren vil forsøke å opprettholde sin stilling men der­ som flyet opereres utenfor de angitte grenser så vil gyromekanismen nå endestoppene og dette vil tvinge gyroen ut av sitt fixe rotasjonsplan. Dersom gyroen på den måten tumbler så må den resettes med “caging” (opprettings) mekanismen.

Fig 119a Gyrobegrensninger pa "eldre" enheter

På mange nye gyroer så er det ikke slik opprettingsknapp etter­ som et system i gyrokassen sorger for automatisk oppretting Den kunstige horisonten drives vanligvis av flyets vakuumsystem

Retningsindikator (Directional Gyro) Retningsgyroen er designet for automatisk å kunne kompense­ re for de magnetiske variasjonene som ligger i magnetkompas­ set. Retningsgyroen har ingen retningssokende egenskaper og retningen må stilles etter magnetkompasset. Retningsgyroen opererer etter treghetsprinsippet med et rota­ sjonsplan som er vertikalt. Kompassroseviseren på instrumen­ tet er linket til gyroringene slik at kompassrosen svinger når flyet svinger, se figuren 119b.

Retningsgyroen er tilbøyelig til å drive ut av korrekt magnetisk retning på grunn av presesjonen. Mens man flyr så må ret­ ningsgyroen justeres etter magnetkompasset, men da må man fly “straight-and-level” med konstant hastighet for å få riktig kompasskurs. Det gjøres dessuten på bakken under run-up. På grunn av presesjonsfeil bør retningsgyroen sjekkes minst hvert l 5. minutt og om nødvendig justeres. Selv en gyro i perfekt kondisjon kan drifte fra sin opprinnelige posisjon. Retningsgyroen drives vanligvis av vakuumsystemet.

Side 110

Instrumenter

Fig. 119b De innvendige komponentene i retningsgyroen

Magnetisk kompass

Magnetkompasset påvirkes av jordens magnetfelt viser flyets kurs i forhold til magnetisk nord.

Det magnetiske kompasset består av to magneter av stål mon­ tert på en flottør. Rundt flottørkanten er det plassert en kompasskala. Skalaen har tall for hver 30°. Mellom disse tallene er skalaen gradert for hver femte grad. Flottøren med magneter og skala er anbrakt i en tett instrumentkasse. Kassen inneholder en væske (syrefri parafin) som demper større bevegelser, smører og rustbeskytter kompasset innvendig og tar opp en del av flottørens vekt.

Glasset på instrumentkassen har en referanselinje som brukes til å lese av kursen.

Magnetkompasset er utstyrt med regulerbare magneter slik at vi kan justere kompasset med små magnetfelt, og på den måten minske virkningen av andre magnetfelt som oppstår på grunn av elektrisk utstyr og metalldeler i flyet. Vi klarer imidlertid ikke å eliminere all magnetisk forstyrrelse rundt flyet.

Instrumenter

Side 111

Fly- og motorlære Del- 3. Systemer

Fig. 120 Magnetkompass

Etter at de kompenserende magnetene er justert, lager vi derfor et deviasjons-kort som viser de forskjeller som forekommer mellom kompassavlesning og sann magnetisk retning. For å få en brukbar avlesning bør flyet ha: •

Vingene horisontale

•

Jevn høyde

•

Konstant fart

Magnetkompasset er utsatt for svingefeil og akselerasjonsfeil, som du kan lese mer om i kurset Navigasjon.

Det skal bemerkes at ettersom kompassets funksjon er basert på magnetisme så vil magnetisk utstyr som ev. monteres i flyet ha stor innvirkning på magnetkompasset. Det samme vil gjøre seg gjeldene dersom vi i last eller bagasje har utstyr som er magnetisk.

Motorinstrumenter Motorinstrumentene gir et bilde av motorens arbeidsforhold.

Turteller Turtelleren gir flygeren beskjed om motorens omdreiningstall. Dette gis i antall omdreininger pr. minutt - rpm. Turtellere kan være mekanisk eller elektrisk drevet.

Side 112

Motorinstrumenter

RPM

Vekter

HHll'»' . pra motoren Fig. 121 Mekanisk turte Ile r

Mekanisk turteller En slik turteller er koplet direkte til veivakselen ved hjelp av en fleksibel slange. Etterhvert som turtallet øker, vil vektene slyn­ ges mer og mer ut til siden som følge av sentrifugalkraften. Ved heving av et stag overføres denne bevegelsen til instru­ mentets viser.

Motorinstrumenter

_ Stde 113

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

Turteller (Tachometer)

Fig. 122 Elektrisk turteller

Elektrisk turteller ] dette tilfellet driver motoren en generator. Denne generatoren er forbundet med en elektrisk motor i selve instrumentet som vil holde samme turtall som generatoren. Denne omdreiningshastigheten overføres til instrumentet. Bensintrykkmåler Det er viktig å holde rede på bensintrykket på lavvingete fly. Trykket måles mellom den motordrevne bensinpumpen og for­ gasseren. Faller dette trykket under en fastsatt laveste grense, må reservepumpen settes inn. Denne pumpen kan enten være elektrisk eller manuell. Enkelte fly har også et rødt lys som varsler lavt bensintrykk. Side 114

Motorinstrumenter

Fig. 123a Prinsippet i en bensitrykkmåler (Bourdonprinsippet)

Fig. 123b Bensintrykkmaler

Bensintrykkmåleren virker etter det såkalte bourdonprinsip­ pet. Bensinen føres inn i bourdonrøret som vil rette seg mer og mer ut etter som trykket øker. Denne bevegelsen overføres til en viser og en skala som er gradert i PSI (pounds per square inch). Eksosgasstermometer (EGT) Eksosgasstermometeret blir mer og mer vanlig også i småfly. Dette instrumentet måler temperaturen i eksosgassen fra den sylinderen som under test av motortypen har vist seg å gå var­ mest. En kan også ha en føler for hver sylinder slik at det er mulig å følge med temperaturen i eksosen ut fra hver enkelt sy­ linder. Også dette instrumentet virker ved at det måler varia­ sjon i elektrisk strøm og indikerer temperatur. Temperaturføleren for en sylinder stikker inn i eksosrøret gan­ ske nær sylindertoppen.

Eksosgasstemperaturen gir et mål for blandingsforholdet mel­ lom luft og bensin og er dermed et godt utgangspunkt for nøy­ aktig justering med motorens blandehåndtak (mixture) slik at forbrenningen i motoren blir så gunstig som mulig. Eksosgasstemperaturen kan også gi pekepinn om funksjonsfeil (for eksempel en defekt plugg) som virker inn på forbrenningsprosessen.

Bensinmålere De fleste bensinmålere har en flottør som følger bensinivået i tanken. Flottørens bevegelser overføres enten mekanisk eller elektrisk til en bensinmåler. Enkelte målere er plassert ved tan­ ken. Dette er i de tilfellene der flygeren kan se måleren fra sin plass i førerkabinen. På moderne fly plasserer man bensinmåleren på instrumentbrettet sammen med de andre motorinstru-

Motorinstrumenter

Side 115

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

Flottør —x Fig. 124 Bensinmåler- mekanisk overføring

mentene. Dette betinger at man bruker elektrisk overføring fra flottøren.

N ivået i tanken styrer flottøren. Flottørens bevegelse overføres mekanisk til en U-magnet. U-magnetene fører med seg en stavmagnet, som styrer en slepekontakt over en sirkelformet motstand.

Følerens bevegelse gjør at motstanden i kretsen varierer. Dette vil fore til at viseren på instrumentet beveger seg i takt med variasjonene i magnetfeltet. En liten fast magnet vil trekke vi­ seren vekk fra skalaen dersom strømmen slås av. Andre instrumenter Vakuummåler Ref tidligere kapittel

Voltmeter og Ampermeter Ref. tidligere kapittel Klokke Dette er vanligvis en klokke av kvartstypen. Det er ellers en fordel med en klokke med innebygget stoppeklokkefunksjon for å muliggjøre en nøyaktigere navigasjon.

En separat stoppeklokke er ofte anskaffet og sitter plassert på “rattet” for å være meget lett tilgjengelig

Side 116

Motorinstrumenter

Sleper

Instrumentviser

Magnet (kan rotere)

Motorinstrumenter Side 117

Fly- og motorlære Del - 3. Systemer

Utetemperaturmåler

Fig 126 Utetemperaturmåler

Varslingsindika torer De fleste fly er utsty rt med et varierende antall “warning indicators”. Dette gjelder for eksempel understell ikke nede og låst, bortfall av strøm fra alternator osv.

GPS, (Global Positioning System), er ikke direkte et instru­ ment og inngår heller ikke i dette kurset, men likevel snart hvermanns eie. GPS en er i skrivende stund ennå ikke godkjent som primærnavigasjonsinstrument men ment som et hjelpe­ middel under navigasjonen. Det hersker ingen tvil i flykretser i dag om at GPS “er kjekt å ha” og er til stor hjelp ved navigasjon under marginale forhold med dårlig sikt og “flat” topografi. Gradering av instrumentene Fartsmåleren (figur 102) kan være gradert i knots, mph eller km/t. Den mest nøyaktige inndelingen finnes i det området som brukes for innflyging og landing.

Enkelte instrumenter har en skala som kan dreies slik at den in­ dikerte hastigheten gjøres om til TAS (true airspeed/sann fly­ fart) ved å kompensere for temperatur og høyde. Høydemåleren (figur 105 b) kan være gradert i fot eller meter. Den mest brukte høydemåler i småfly har 3 visere.

Den lengste viseren går en gang rundt pr. 1000 fot. Den mel­ lomste viseren går en gang rundt pr. 10 000 fot, og den minste viseren går en gang rundt pr. 100 000 fot. Trykkinnstillingen kan være gradert i mb (millibar), Hpa (hektopascal) eller Hg (tommer kvikksølv). Side 118

Motorinstrumenter

Stigefartsmåleren (figur 108) er som regel gradert i fot pr. mi­ nutt, men i fly utstyrt med høydemåler gradert i meter er stigefartsmåleren gradert i meter pr. sekund.

Magnetkompasset (figur 120) er gradert med streker for hver femte grad. Kardinalkursene er markert med tall hvor den siste nullen er utelatt. Turtelleren (figur 121 og 122) er gradert i omdreininger pr. mi­ nutt RPM. For motorer som er direkte drevet (dvs. uten reduksjonsgir) gir dette et bilde av veivakselens omdreiningshastighet.

Bensintrykksmåleren (figur 123 b) er gradert i pund pr. kvadrattommer (PSI). Noen instrumenter har bare en fargekode. Det grønne feltet er det normale arbeidsområdet. Normal indikasjon er 3-5 psi. Oljetrykkmåleren (figur 58) er gradert på samme måte som bensintrykkmåleren. Normal indikasjon er 60-80 psi.

Vakuummåleren (figur 59) er gradert i tommer kvikksølv "Hg. Normal indikasjon er 3,75 - 4,25 "Hg.

Oljetermometeret (figur 61) er gradert i grader Celsius eller Fahrenheit. Normal indikasjon er 70-80 °C. Sylindertermometeret (figur 49) er gradert på samme måte som oljetermometeret. Normal indikasjon er 150-200 °C. Bensinmålerne (figur 124 og 125) er gradert enten i deler av full, dvs. E for tom (empty), 1/4, 1/2, 3/4 og F for full, eller i liter, gallons, kilo eller pund. I forbindelse med de to siste drei­ er det seg om vekt. Her må derfor bensinens egenvekt komme med i bildet. NB: Det som er oppgitt som normal indikasjon i dette brevet passer ikke for alle typerfly. Sjekk opp iflygehåndboken for ditt fly og bruk de verdiene du finner der.

Motorinstrumenter

Side 119

Fly- og

motorlære

Del - 3. Systemer

Øvingsoppgaver del 3 1.

2. 3.

4. 5.

6.

7.

8.

9.

a) Hvilke instrumenter tilhører det pitotstatiske sys­ temet b) Tegn en enkel skisse som viser disse instrumen­ tene og hva slag trykk som tilføres det enkelte in­ strumentet. Hva er hensikten med et alternativt statisk inntak? Hvordan kan du som flyger få den mest nøyaktige avlesningen fra flyets magnetkompass? Hvordan virker en bensintrykkmåler? a) Nevn to typer bensinmålere. b) Hvilken av typene brukes dersom bensinmåleren er plassert på instrumentbrettet? Sett merke ved det svaret du mener er mest riktig: Flygefarten avlest på fartsmåleren (indikert fart) vil være riktig (sann flyfart): a) Bare ved havets overflate b) I alle høyder c) Bare under standard atmosfæriske forhold ved havets overflate d) Bare i vindstille Høydemåleren i fly er konstruert etter samme prin­ sipp som: a) Et kvikksølvbarometer b) Et aneroidbarometer c) En gyro d) En gasstrykkmåler Sann steilefart i 10 000 fots høyde sammenlignet med sann steilefart ved havets overflate er: a) Lavere på grunn av mindre motstand i 10 000 fot b) Høyere på grunn av mindre lufttetthet i 10 000 fot c) Den samme da sann steilefart ikke influeres av høyden d) Lavere på grunn av mindre motorkraft i høyden Av følgende flyinstrumenter er det ett som ikke er avhengig av statisk trykk, hvilket? a) Høydemåler b) Fartsmåler (pitot) c) Stigefartsmåler d) Turteller

Motorinstrumenter

4. Luftdyktighet Luftdyktighet Bestemmelsene vedrørende Luftdyktighetsbevis finnes nedfelt i BSL, B, (Bestemmelser for Sivil Luftfart).

Denne forskriften inneholder de luftdyktighetskrav som gjel­ der luftfartøy som brukes til luftfart samt krav til dokumenta­ sjon i tilknytning til flymateriellet. Luftfartøy inndeles i klassene: •

Normal

•

Spesial

•

Eksperiment

Det vises til utdrag fra BSL B 1-2, Bilag 1, fig 127 KLASSIFISERING AV LUFTFARTØY

Kategori

Klasse

ftransport

Normal

n

Sertifiseringsgrunnlag

Bruksområde

JAR fly (FAR 25) helikopter (FAR 29) andre (andre bestem.)

ervervsmessig klubb privat

JAR fly (FAR 23) helikopter (FAR 27) andre (andre bestem.)

| standard L

Anm.: På et gyldig luftdyktig­ hetsbevis skal det være påført bare ett bruks­ område.

; transport

Spesial standard transport

-

Eksperiment

i^standard

Fig. 127

Luftdyktighet

Side 121

Fly- og motorlære Del - 4. Luftdyktighet

Et Luftdyktighetsbevis er normalt gyldig i 12 måneder etter ut­ stedelse. Beviset gjøres gyldig ut utløpsmåneden. Med hensyn til de retningslinjer som er nedfelt for utforming av flygehåndbok og sjekkliste for luftfartøy så vises til BSL B 1-5. Med hensyn til bestemmelser om Reisedagbok og tekniske journaler så vises til BSL B 1-1-5.

Feil og mangler som fremkommer vil være fanget opp av en Vedlikeholdsrapport ref. BSL B 3-2-13. Vedlikehold av luftfartøy skal utføres av godkjent instans og det vises til oversikt fra BSL, BSL B 1-2, bilag 2.

Disse utdragene fra BSL B kan du finne i dokumentsamlingen som følger kursene.

Side 122

Luftdyktighet

Svar på øvingsoppgaver del 1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Flyets hoveddeler består av: motor, flykropp, vingeflate, kontroll- og stabiliseringsflater og under­ stell a) En flyvinge er som regel bygget opp av følgende deler: Bærebjelker (hovedbjelke + eventuelt sekundærbjelke), ribbene, kledning og kontrollflater. b) En vinge kan plasseres til flykroppen på følgen­ de måter: lavvinget, midtvinget, Skuldervinget, høyvinget og parasollvinget. Inspeksjonslukene er slik plassert at viktige stag, roroverføringer og kabler kan kontrolleres. Dreneringshull lar kondensvann renne ut av flyet. Hulle­ ne har også en oppgave i forbindelse med utlufting og trykkutjevning. a) Enkel flaps, slotted flaps, split flaps og fowler flaps. b) Flowler flaps gir størst økning av løftet. Denne typen flaps glir bakover og nedover ved hjelp av skinner og ruller. Denne konstruksjonen fører til at vingearealet øker. a) Slots er en åpning som dannes i fremkant av vin­ gen ved at en “slat” beveges ut fra denne. b) Ved store angrepsvinkler ledes luften opp til vin­ gens overside og gjennom åpningen (slot). Dette fører til at luftstrømmen over vingen vedlikeholdes lengre enn for en tilsvarende vinge uten slots (bru­ kes av “STOL-FLY”). a) De tre hovedgruppene av understell er: hjul, ski, flottører b) Understellets hovedoppgaver er: • Muliggjøre bevegelse og styring på bakken eller vannet. • Oppta og dempe støt i forbindelse med lan­ ding. a) Håndslokkere som er beregnet til bruk ombord i småfly bør ha en slik utforming at de blir lette å be­ tjene inne i kabinen. De skal ikke forårsake farlig forurensning av luften i flyet. b) Kontrollen bør omfatte følgende punkter: 1. At plomben ved utløsermekanismen er intakt.

Luftdyktighet Side 123

Fly- og

motorlære

Del - 4. Luftdyktighet

8. 9. 10.

11. 12. 13.

Side 124

Luftdyktighet

2. At trykket er innenfor det grønne feltet på trykkindikatoren. 3. At ikke inspeksjonsdatoen er overskredet. 4. At festeanordningen virker tilfredsstillende. a) Motstanden øker på den vingen der balanseroret går ned. Større angrepsvinkel—større motstand. a) Et servoror er et hjelperor, dvs. et mindre ror som styrer et større ror. c) Semi monocoque kroppskonstruksjon vil si at flykroppen er bygd opp av plater, spanter og stringere. b) Høyderoret beveger flyet rundt tverraksen. c) Flaps øker løftet og motstanden, silk at innfly­ ging kan bli brattere og landingsfarten lavere. a) Vi bruker balanserorene for å bevege flyet rundt lengdeaksen.

Svar på øvingsoppgaver del 2 a) Forholdet mellom den energi som brukes og den totale energi, kalles motorens virkningsgrad. b) Moderne motorer har en virkningsgrad på ca. 30 %. 2. Flymotorer kan deles inn i grupper etter kjølesys­ tem, sylinderantall og sylinderplassering. 3. Stempelringene har to oppgaver: 1) De skal tette mellom stempelet og sylindervegg slik at ikke forbrenningsgassen kan strømme forbi og ned i veivhuset. Disse ringene kalles kompresjonsringer. 2) De skal skrape overflødig olje vekk fra sylinder­ veggene og ned i veivhuset. Disse kalles skraperinger. 4. a) Veivakselen overfører kraften fra stempelet og veivstangen til propellen. b) Den smøres og avkjøles av olje. 5. Under avgang og stigning tilføres motoren mer bensin enn det som forbrennes. Den overflødige bensinen fordampes og dette avkjøler stempeltoppen og sylinderne. 6. Forgasserbrann oppstår som regel i kaldt vær og i forbindelse med startforsøk av en motor som ikke er forvarmet. 7. a) Varmluft til oppvarming tas fra en varmeveksler som ligger rundt eksosrøret. b) En utstrømming av eksos fra røret til varmeveksleren kan føre til kullosforgiftning. 8. Hvis magnetene ikke kan jordes, kan motoren starte ved berøring av propellen, selv om magnetbryteren står i AV (OFF). 9. Oljetank (med peilestav og utlufting), Tannhjulspumpe (motordrevet), Trykkreguleringsventil, Oljefilter Magnetplugger (samler opp metallspon), Oljetermostat, Oljekjøler, Returpumpe (dobbelt så stor kapasitet som oljepumpen), Oljetrykkmåler, Oljetemperaturmåler 10. Med bankefasthet mener vi motstand mot detona­ sjon. 1.

Luftdyktighet

Side 125

Fly-

og motorlære

Del - 4. Luftdyktighet 11.

12.

13.

14. 1 16.

Side 126

Luftdyktighet

a) Hovedsprederen i en motor med flottørfbrgasser sitter i forgasseren der hvor venturiet er trangest. d) Veivakselen i en vanlig firetakts flymotor må gå to ganger rundt for at alle tennpluggene skal ha tent en gang. d) Oktantallet er en opplysning om bensinens ban­ kefasthet. a) Normalt skal oljetrykket være i orden etter 30 sekunder (nærmere ett minutt i særlig streng kulde). 5. b) Strømspenningen er lav i primærspolen. c) Tennpluggene skal være tilpasset motorens kon­ struksjon og driftsforhold. Vi må altså holde oss til motorfabrikantens anbefalinger

Svar på øvingsoppgaver del 3 1. 2.

3. 4.

5.

6.

7.

8.

9.

Luftdyktighet

a) Fartsmåler, høydemåler og stigefartsmåler b) Se figur 100. Alternativt statisk inntak brukes hvis f.eks. de ordi­ nære inntakene skulle dekkes av is. Ved hjelp av en bryter eller et håndtak kan man tilføre det pitotstatiske systemet statisk trykk fra førerkabinen. Du bør passe på at flyet har vingene horisontalt, jevn høyde og konstant fart. Bensintrykkmåleren virker etter bourdonprinsippet. a) Måler med mekanisk overføring, måler med elektrisk overføring b) Er bensinmåleren plassert på instrumentbrettet, så brukes elektrisk overføring. c) Fartsmåleren er kalibrert for Standard atmosfæ­ riske forhold, og indikert fart vil bare være korrekt i slike forhold ved havoverflaten. b) Prinsippet for høydemåleren er det samme som for et aneroidbarometer (trykkmåler), bare med skala i fot (eller meter). b) Sann steilefart øker med økende høyde (indikert steilefart er den samme i alle høyder). d) Av de nevnte instrumentene er det bare turtelleren som ikke er avhengig av statisk trykk.

Side 127