Etusivu I Lajit I Experimental I Autogiro I Mikä on Autogiro

MIKÄ ON AUTOGIRO?


Autogiro on ilmaa raskaampi ilma-alus, joka pystyy lentämään koneen yläpuolelle sijoitetun, suunnilleen vaakasuorassa asennossa pyörivän roottorin aiheuttaman nostovoiman avulla.
Autogiro eroaa helikopterista siinä, että sen roottori pyörii roottorin lapojen välitse ylöspäin virtaavan ilman (autorotaation) avulla, kun helikopterista roottori saa käyttönsä mekaanisesta moottorista. Helikopterin roottorin lavat voidaan asettaa suuremmalle nousukulmalle, joten se pystyy "ruuvaamaan" itseään ylöspäin. ­
Lentokorkeuden lisäämiseksi tai säilyttämiseksi autogi­ro tarvitsee voimalaitteen, jonka avulla saadaan aikaantarvittava etenemisliike. Voimalaitteena voidaan käyttää joko moottoria ja potkuria tai suihkuturbiinia. Kun roottoria kallistetaan hieman taaksepäin, saavat roottorin lavat aikaan dynaamisen nostovoiman ilman virratessa ylöspäin lapojen välitse. ­
Autogiro tarvitsee lentokorkeutensa säilyttämiseksi tie­tyn lentonopeuden, minkä vuoksi se ei, päin vastoin kuin helikopteri, kykene leijumaan ilmassa paikallaan eikä kohoamaan lentoonlähdössä pystysuoraan ylöspäin.


MITEN SE LENTÄÄ?

Roottorin pyörimisnopeus ja siitä aiheutuva ylöspäin suunnattu voimakomponentti ovat täysin riippuvaisia autorotaatiosta, jonka saa aikaan pyörivien roottorinlapojen välitse ylöspäin virtaava ilma autogiron liikkuessa eteenpäin.
Tuulimylly oli todennäköisesti ihmisen ensimmäinen keksintö, jossa käytettiin hyväksi autorotaation periaatetta. Tuulimyllyssä tuulen voima sai aikaan pyörivän liikkeen. Kuvitelma lentävästä tuulimyllystä, jossa pyörivät siivet aiheuttavat ilmanvirtauksen ja sen avulla koneen kohoamisen, oli monen keksijän mielestä kiinnostava ajatus. Leonardo da Vincin (1452-1519) tuhansien piirustusten joukossa on myös yksi ehdotus tällä periaatteella toimivaksi lentokoneeksi. Todelliset mandollisuudet tällaisen koneen rakentamiseen olivat olemassa vasta kun lentokoneen kantosiivet olivat kehittyneet niin pitkälle, että niiden periaatteita voitiin käyttää hyväksi.
Tuulimylly on periaatteessa ikään kuin väärään suuntaan toimiva lentokoneen potkuri, jossa siipien ohi virtaava ilma poikkeaa suunnastaan ja aiheuttaa voiman, joka saa aikaan pyörimisliikkeen.
Jo keskiajalla tiedettiin, että tuulen suuntaan nähden pieneen kulmaan asetetut tuulimyllyn siivet pyörivät ilmavirtaa vastaan, jolloin tuuli ikään kuin vetää niitä.
Tässä tapauksessa tilanne on sama kuin purjehdittaessa purjeveneellä tiukasti tuuleen. Purjevene voi liikkua miltei vastatuuleen ilmanvirtauksen osuessa purjeisiin vinosti edestäpäin. Suunnilleen samalla tavoin liikkuu purjelentokone, jonka siivet aiheuttavat tarvittavan kantovoiman koneen liukuessa eteenpäin ja menettäessä samalla hitaasti korkeuttaan.
Autogiron roottorin lavat on muotoiltu siten, että ne saavat aikaan samanlaisen tuloksen liikkuessaan pienessä kulmassa (noin Y) vaakasuoraan tasoon nähden. Niiden poikkileikkausmuoto vastaa lentokoneen siiven poikkileikkausta, minkä vuoksi roottorin lavat voivat taipumisen sijasta liikkua ilmavirtauksen aiheuttaman imun vaikuttaessa niiden yläpinnoilla.
Roottorinlapojen pyöriessä nopeasti aiheuttavat ne huomattavan vastuksen ylöspäin virtaavalle ilmalle ja juuri tätä vastusta voidaan käyttää nostovoiman kehittämiseen. Aikaansaadun nostovoiman suuruus riippuu roottorin pyörimisnopeudesta ja liikkuvien roottorinlapojen ilmavirralle aiheuttamasta vastuksesta. Käytännössä saavutetaan riittävä nostovoima vain silloin, kun roottorin pyörimisnopeus on huomattavasti suurempi kuin autogiron lentonopeus.

 

Oikea ja Virtuaali JT-5 samassa kuvassa

Tässä ylhäällä Jukka Tervamäen suunnittelema ja rakentama Nykyaikainen pieni autogiro, JT-5 (yksi on oikea ja toinen on virtuaalinen). Moottorina on pieni nelisylinterinen moottori, usein Volkswagen-autonmoottorista ilmailukäyttöön muunnettu.

JT-5 autogiron omapaino on pienempi kuin 170 kg ja suurin lentoonlähtöpaino 290 kg. Koneen suurin lentonopeus on 170 km/h ja pienin nopeus vaakalennossa 35 km/h.

LENTOONLÄHTÖ

Lentoonlähdön ja nousun aikana täytyy roottorin saada aikaan riittävä nostovoima, minkä vuoksi se on ensin saatava pyörimään tarpeeksi suurella nopeudella. Siihen on kaksi mahdollisuutta.
Ensimmäinen ja yksinkertaisempi mahdollisuus on autogiron saattaminen liikkeelle, jolloin taaksepäin kallistetun roottorin lapojen välissä virtaava ilma alkaa pyörittää roottoria. Tämä vaatii kuitenkin riittävän pitkän kiitoradan käyttöä. Toinen mahdollisuus tarvitsee tosin monimutkaisemman järjestelmän, mutta tekee toisaalta mahdolliseksi hyvin lyhyen kiitoradan käytön. Tässä tapauksessa roottori saadaan pyörimään etenemisliikkeen aikaansaamiseen tarvittavan moottorin ja sopivan voiman siirtokoneiston avulla. Kun roottori on saavuttanut tarvittavan pyörimisnopeuden, kytketään voimansiirtolaitteisto pois toiminnasta. Sen jälkeen annetaan autogiron rullata lentosuuntaan ja kallistetaan roottoria taaksepäin, jolloin kone kohoaa ilmaan. Muutamat autogirot voivat tehdä ns. »hyppystartin» siten, että roottori kiihdytetään moottorin avulla »ylikierroksille». Tässä tapauksessa voimalaite kytketään irti roottorin yhteydestä sen saavutettua riittävän suuren pyörimisnopeuden ja roottorinlapojen kohtauskulmaa lisätään. Autogiro kohoaa ilmaan ikään kuin hyppäämällä käyttäessään roottoriin johdetun ylimääräisen energian äkillisesti ja lentää sen jälkeen normaalisti autorotaation pitäessä roottorin pyörimisliikkeessä.

LASKEUTUMINEN

Kun moottorin ja potkurin pyörimisnopeutta vähennetään pienenee lentonopeus ja autogiro alkaa laskeutua. Roottori pyörii kuitenkin edelleen autorotaation avulla roottorin läpi virtaavan ilman pitäessä huolta pyörimisnopeuden säilymisestä. Roottori kehittää edelleen nostovoimaa, joka tosin ei riitä lentokorkeuden säilyttämiseen, mutta estää kuitenkin autogiron nopean putoamisen. Vaikka potkuri ei pyöri lainkaan, voi autogiro lentää eteenpäin korkeuden menetyksen turvin. Tässä suhteessa autogirolla on helikopteriin verrattuna tietty etu, koska helikopterin roottori Tapojen suuren kohtauskulman (noin 11°) pysähtyy nopeasti moottorihäiriön sattuessa. Moottorin pysähtymisen seuraukset voivat olla hyvin vakavat. Roottorin pyörimisliikkeen säilyttämiseksi on lentäjän tällaisessa tapauksessa pienennettävä roottorinlapojen kohtauskulman hyvin nopeasti, jotta autorotaatio tekisi pakkolaskun mahdolliseksi.

TULEVAISUUS

Autogiro oli helikopterin edeltäjä ja merkitsi paljon jälkimmäisen kehitykselle. Autogiron kukoistusaika osui 1920- ja 1930-luvulle. Tänä aikana tehtiin koneisiin paljon parannuksia ja muutoksia, jotka jäivät pystysuoraan nousevan ja laskevan helikopterin ominaisuuksiksi. Hiljaiselon jälkeen autogiro syntyi uudelleen 1950-luvulla ja siitä on tullut suosittu kevyt lentokone suhteellisen yksinkertaisen rakenteessa ja huoltonsa sekä luotettavan ja taloudellisen käyttönsä samoin kuin tarkoitusta vastaavan nopeusalueensa vuoksi. Autogiro soveltuu hyvin harrastusilmailuun, sillä se voidaan suhteellisen helposti rakentaa kotonakin.
Nimitys autogiro on de la Ciervan alunperin tälle lentokonetyypille antama yleisnimi. Sitä käytettiin yleisesti sekä Euroopassa että USA:ssa ennen toista maailmansotaa. Amerikkalainen yhtiö American Autogiro Co. rekisteröi kuitenkin tämän nimen omaksi tavaramerkikseen, joten muut valmistajat eivät voineet käyttää sitä. Sen vuoksi 1950-luvulla ryhdyttiin Yhdysvalloissa käyttämään kevyistä autogiroista useita eri nimityksiä, esiin. gyroplane, rotaplane, heliplane ja gyrokopter. Viimeksi mainittu on amerikkalaisen Bensen Aircraft Co:n omista tuotteistaan käyttämä rekisteröity tavaramerkki, joka kuitenkin on levinnyt suhteellisen laajaan käyttöön.

 

lähteet:
WSOY, TEK tekniikan tietokeskus
Jukka Tervamäen kotisivu
www.centeennialflight.gov
Jeff Lewis Blog

powered by eMedia