Virnik

Vírnik. Lietajúci stroj, ktorý pre svoj let a stabilitu využíva jednoduché fyzikálne zákony. Zatiaľ čo iné lietadlá prešli v posledných rokoch veľkým technologickým vývojom, vírnik nepotreboval vďaka svojmu geniálnemu princípu žiadne výrazné zdokonalenia. Toto konštrukčne jednoduché cenovo dostupné lietadlo je ideálne na športové a rekreačné ultraľahké lietanie.

Vírnik (autogíra, gyroplán, gyroplane, autogyro, autogiro) je lietajúce zariadenie - motorové lietadlo ťažšie ako vzduch s rotujúcimi plochami uvádzanými do pohybu autorotáciou vznikajúcou dopredným pohybom vyvíjaným motorickou silou, ktorá nie je priamo prenášaná na rotujúce nosné plochy. Vírnik spolu s vrtuľníkom patria medzi rotorové lietadlá a ďalej sa členia na pozemné, vodné a obojživelné. Zatiaľ čo rotor helikoptéry je permanentne poháňaný motorom, rotor vírnika je poháňaný prevažne vzduchom prúdiacim pomedzi listy rotora. Vírnik je ideálnym kompromisom medzi ultraľahkým lietadlom a vrtuľníkom. Svoje uplatnenie nachádza nie len v športovom lietaní ale aj v poľnohospodárstve a pri kontrole objektov.

Vírnik je schopný letieť pôsobením aerodynamických síl, ktoré vznikajú na jednom alebo na viacerých nepoháňaných nosných rotoroch v podstate so zvislými osami. Rotor vírnika nie je poháňaný a roztáča sa pôsobením aerodynamických síl pri doprednom lete. Keď stroj, poháňaný zadnou vrtuľou naberá rýchlosť na vzletovej dráhe, okolitý vzduch začne roztáčať rotor a autogíra sa vznesie do vzduchu. Môže dosahovať rýchlosť okolo 160 km/h. Vírnik nedokáže zavisieť nad jedným miestom, dokáže ale letieť veľmi pomaly (len 30 - 36 km/h). Prakticky ale dokáže vírnik visieť na jednom mieste, ak rýchlosť protivetra je 30 - 36 km/h.

Vírnik potrebuje na vzlietnutie istý rozbeh po dráhe a na rozdiel od vrtuľníka nemôže odštartovať zvislo. Vzletová dráha sa pohybuje od 30 do 150 metrov. Na pristátie bežne stačí vírniku dráha 5 - 8 metrov. Vírnik nedokáže vo vzduchu zastať, po zatiahnutí plynovej páky vírnik spomalí a začne pomaly kontrolovane zostupovať. Pri pridaní plynu vírnik pokračuje v normálnom doprednom lete. Viacej sa o ovládaní vírnika dozviete na stránke Technika pilotáže vírnika.

Medzi hlavné výhody vírnika patria:

• možnosť veľmi pomalého dopredného letu
• dostupná cena vírnika
• stavebnicové skladanie bez nutnosti zvárania
• ľahká ovládateľnosť
• cenovo nenáročná prevádzka
• krátky štart a pristátie (nevyžaduje letisko)
• výhodné hangárovanie
• jednoduchá údržba

Vírnik nepotrebuje zložité poháňacie systémy a riadiace mechanizmy sú jednoduchšie, ako pri vrtuľníkoch. Ak sa vyskytne vada (či už primárna, ako je vysadenie motora), alebo sekundárna (chyba pilotáže), nemá to také vážne následky, ako pri vrtuľníku. Mnohí piloti Vám potvrdia, že vírnik je oveľa stabilnejší v nepriaznivých poveternostných podmienkach, ako ľahký vrtuľník. A čo ak vypadne motor? Žiaden problém! Vírnik pokračuje v lete, začne zostupovať a bezpečne pristane. Mnohí piloti využívajú pri pristávaní práve pristávanie s vypnutým motorom. Maximálne vertikálne opadanie (maximálna rýchlosť klesania) je 5 - 9 m/s - ak nefúka protivietor. Ak fúka protivietor, maximálna vertikálna rýchlosť napr. pri vysadení motora, sa ešte viac spomalí. Pri núdzovom pristátí tak získate desiatky sekúnd navyše a dokážete pristáť aj v nie priamo vhodnom teréne.

Ponuka Virnikov:

Zen 1 912S

patrí medzi komerčne najúspešnejšie a najpredávanejšie modely. Vírnik základnej úrovne je napriek tomu výborne vybavený. Využívajú ho predovšetkým športoví piloti, ktorí nevyžadujú veľké rýchlosti a ďaleký dolet. Vďaka svojej ľahkej ovládateľnosti a slušnému motoru sa výborne hodí na výcvikové účely. Odkedy Rotax oznámil TBO motora 2000 hodín, stali sa tieto stroje porovnateľné s bežnými leteckými motormi. Pozrite si charakteristiky a výkony vírnika Zen 1 912S.

Charakteristika a výkony Zen 1 912S MODEL Zen 1 912S šírka kokpitu 1,25 m celková šírka 2,2 m dĺžka 4,9 m výška 2,8 m počet sedadiel 2 priemer koliesok 350 mm prázdna hmotnosť nemecká verzia 260 kg, ostatné verzie 275 kg maximálna užitočná hmotnosť nemecká verzia 190 kg, ostatné verzie 200 kg maximálna vzletová hmotnosť (1) nemecká verzia 450 kg, ostatné verzie 475 kg motor (s airboxom) ROTAX 912 ULS konfigurácia 4 flat cylinders 4T výkon 100 hp, 5800 ot./m štartér elektrický mechanický reduktor 1 : 2,43 prívod 2 karburátory ťah motora 230 kg objem nádrže 2 x 42 l 3 listá vrtuľa pohonu DUC FC Windspoon priemer rotora nemecká verzia 8,4 m, ostatné verzie 8,6 m rotor Aircopter aluminium priemer vrtule 1,74 m disková plocha rotora 55,38 / 58 m2 minimálna rýchlosť 30 km/h letová rýchlosť (75%) 120 km/h maximálna rýchlosť (2) 170 km/h rýchlosť nikdy nedosiahnutá 210 km/h rýchlosť stúpania 3 m/s kĺzavosť 1:3 minimálna vzletová dráha (3) 150 m minimálna pristávacia dráha 0-5 m operačný dostup (strop) 3000 m prevádzková spotreba paliva 15 l/h výdrž 5 h teoretický maximálny dolet 600 km (1) Závisí na predpisoch príslušnej krajiny. Maximálna hmotnosť predstavuje naše odporúčanie. (2) V závislosti na podmienkach (rýchlosť vetra) (3) Na základe štandardného prerotačného protokolu, let so skúseným pilotom na tvrdom povrchu

Zen 1 RST

je úspešnou vlajkovou loďou vírnikov Zen 1, hlavne vďaka pokročilému vývoju a silnému turbo motoru Rotax 912 S (C.A. 912 RST). Motor, ktorý predbieha porovnateľný Rotax 914, je menej náročný, úspornejší a výrazne tichší.

Namiesto turbo motora Mitsubishi má nainštalovaný rozmernejší Rotax 912, takže nie je nutné ho žmýkať, keď z neho chceme dostať maximálny výkon. Výkony motora je možné jednoducho prispôsobiť podľa požiadaviek jednotlivých krajín v rozmedzí od 100 do 135 konských síl. Navyše má bohatú základnú výbavu a mnoho rozšírení. Dôkazom spokojnosti vlastníkov a pilotov vírnikov Zen 1 RST je fakt, že je to najpredávanejší vírnik. Je rozšírený po celom svete a aj na miestach, kam sa iné stroje neodvážia lietať. Vyskúšajte ho a presvedčíte sa na vlastnej koži - ak hľadáte vírnik s výbornými letovými vlastnosťami, práve ste ho našli.

Charakteristika a výkony Zen 1 RST MODEL Zen 1 RST šírka kokpitu 1,25 m celková šírka 2,2 m dĺžka 4,9 m výška 2,8 m počet sedadiel 2 priemer koliesok 350 mm prázdna hmotnosť 285 kg maximálna užitočná hmotnosť nemecká verzia 175 kg, ostatné verzie 240 kg maximálna vzletová hmotnosť (1) nemecká verzia 450 kg, ostatné verzie 525 kg motor (s airboxom) ROTAX 912 T konfigurácia 4 flat cylinders 4T výkon verzia RST France 122 hp, 5800 ot./m, verzia intercooler 135 hp, 5800 ot./m štartér elektrický mechanický reduktor 1 : 2,43 prívod 2 karburátory ťah motora 280 kg objem nádrže 2 x 42 l 3 listá vrtuľa pohonu DUC FC Windspoon priemer rotora nemecká verzia 8,4 m, ostatné verzie 8,6 m rotor Aircopter aluminium priemer vrtule 1,74 m disková plocha rotora 55,38 / 58 m2 minimálna rýchlosť 30 km/h letová rýchlosť (75%) 160 km/h maximálna rýchlosť (2) 195 km/h rýchlosť nikdy nedosiahnutá 210 km/h rýchlosť stúpania 6 m/s kĺzavosť 1:3 minimálna vzletová dráha (3) 50 m minimálna pristávacia dráha 0-5 m operačný dostup (strop) 5000 m prevádzková spotreba paliva 16 l/h výdrž 5 h teoretický maximálny dolet 800 km (1) Závisí na predpisoch príslušnej krajiny. Maximálna hmotnosť predstavuje naše odporúčanie. (2) V závislosti na podmienkach (rýchlosť vetra) (3) Na základe štandardného prerotačného protokolu, let so skúseným pilotom na tvrdom povrchuxe

Zen 1 XL

je jediný trojsedadlový sériovo vyrábaný vírnik na svete. Rozšírená verzia úspešného modelu Zen 1 RST ponúka v priestrannej kabíne komfortné sedenie v trojuholníku, ktoré zaisťuje výbornú stabilitu a vyváženie. Vpredu uprostred sedí pilot a vzadu sú vedľa seba umiestnené sedadlá pre ďalších dvoch pasažierov. Umiestnenie sedadla pilota neposkytuje len lepší prehľad o situácii a pocit z lietania, ale zabezpečuje aj vyššiu bezpečnosť pilota. Túto výhodu navyše ocenia aj piloti lietajúci kontrolné lety (patrol flights), na ktoré sa Zen 1 XL často využíva.

Vírnik Zen 1 XL je poháňaný výkonným motorom RST (Rotax Super Turbo) a silným rotorom. Vďaka dvom zadným postranným okienkam má pilot oveľa širší rozhľad (až 300 stupňov) a pasažieri intenzívnejší zážitok z letu. Širšie sedadlá (v porovnaní s dvojsedadlovou verziou) poskytujú väčšie pohodlie pri letoch na dlhšie vzdialenosti.

Charakteristika a výkony Zen 1 XL MODEL Zen 1 XL šírka kokpitu 1,25 m celková šírka 2,2 m dĺžka 4,9 m výška 2,8 m počet sedadiel 3 priemer koliesok 350 mm prázdna hmotnosť 300 kg maximálna užitočná hmotnosť 300 kg maximálna vzletová hmotnosť (1) 600 kg motor (s airboxom) ROTAX 912 Turbo Intercooler konfigurácia 4 flat cylinders 4T výkon 135 hp, 5800 ot./m štartér elektrický mechanický reduktor 1 : 2,43 prívod 2 karburátory + turbo + intercooler ťah motora 280 kg objem nádrže 2 x 42 l 3 listá vrtuľa pohonu DUC FC Windspoon 174 R priemer vrtule 1,72 m rotor Aircopter aluminium priemer rotora 8,8 m disková plocha rotora 61 m2 minimálna rýchlosť 65 km/h letová rýchlosť (75%) 130 km/h maximálna rýchlosť (2) 165 km/h rýchlosť nikdy nedosiahnutá 190 km/h rýchlosť stúpania 4 m/s rýchlosť priblíženia 95 km/h minimálna vzletová dráha (3) 100 m minimálna pristávacia dráha 10 m náklad/výkon 4,45 kg/hp prevádzková spotreba paliva 16 l/h výdrž 5 h teoretický maximálny dolet 600 km (1) Závisí na predpisoch príslušnej krajiny. Maximálna hmotnosť predstavuje naše odporúčanie. (2) V závislosti na podmienkach (rýchlosť vetra) (3) Na základe štandardného prerotačného protokolu, let so skúseným pilotom na tvrdom povrchu

Vírnik v klasifikácii lietadiel

Klasifikácia lietadiel definuje vírniky ako rotorové lietadlá s pohonom, ktoré sú ťažšie ako vzduch. Ďalej sa vírniky členia na pozemné, vodné a obojživelné.

Riadiaci mechanizmus vírnika

Ovládanie vírnika je podobné, ako pri klasických lietadlách. V porovnaní s vrtuľníkom má vírnik isté obmedzenie v pohybe, keďže nedokáže letieť do strany, zavisieť alebo cúvať. Pre normálne spôsoby letu, ako je stúpavý let, klesanie, bezpečné a stabilné vyberanie zákrut však vírniku úplne postačí riadiaca páka, plynová páka a nožné riadenie. Rotor vírnika nahradzuje pevnú nosnú plochu, potrebné momenty pre funkciu riadenia dostávame z otáčajúceho sa rotora.

Riadiaca páka vírnika (knipel) slúži na vyklápanie rotorovej hlavy - naklápa rovinu disku rotora. Zmenou polohy disku rotora voči ťažisku stroja spôsobíme, že vektor výslednej aerodynamickej sily neprechádza stredom ťažiska stroja, ale mimo neho. Vznikajúci moment nakloní celý vírnik v žiadanom smere a tým sa docieli jeho smerové riadenie. Pri vyklonení riadiacej páky napravo vírnik odbočí doprava a naopak.

Vírnik vyžaduje na svoj riadený let pohyb v pozdĺžnej ose (dopredný smer). To pri motorovom lete docielime pomocou plynovej páky. Plynovou pákou vírnika zaisťujeme dopredný pohyb - ovládame ňou prípusť motora. Ak plynovú páku stiahneme, uberieme plyn a zmenší sa dopredný ťah. Ak plynovú páku vysunieme, t.j. pridáme plyn, zväčší sa dopredný ťah.

Nožným riadením (pedálmi) ovládame smerové kormidlo. Pedálmi urýchľujeme natočenie vírnika do žiadaného smeru. Vírniky produktovej rady Kiss majú jedno smerové kormidlo, vírniky Xenon dve súbežné.

Brzda slúži pred štartom vírnika na bezpečné brzdenie, než otáčky rotora nadobudnú potrebné hodnoty. Brzdenie po pristátí obsluhuje brzdová páka - tá riadi diferencované brzdy.

Technika pilotáže vírnika

Pri štarte počas bezvetria:

1. Roztočte rotor
2. Odbrzdite vírnik - uveďte vírnik do pohybu (1/2 až 3/4 plynu)
3. Mierne pritiahnite plynovú páku - s pribúdajúcimi otáčkami rotora narastá vztlak, ako náhle hodnota vztlaku bude vyššia ako hmotnosť vírnika, vírnik odštartuje

Štart vo vetre je podobný ako štart pri bezvetrí. Rotor nie je potrebné roztáčať pre-rotátorom až na také vysoké otáčky, pretože pretekajúci vzduch otáčky pomáha zvyšovať. Čím viac však rotor roztočíte, tým kratšia bude vzletová dráha vírnika a naopak.

Vodorovný let

Mierne pritiahnite plynovú páku - nastane ustálená autorotácia rotora (vírnik neklesá ani nestúpa)

Zákruty

Zákruta vpravo:

1. Vyšliapnite pravý pedál smerového kormidla
2. Vykloňte riadiacu páku napravo (podľa potreby)

Zákruta vľavo

1. Vyšliapnite ľavý pedál smerového kormidla
2. vykloňte riadiacu páku naľavo (podľa potreby)

Stúpanie a klesanie

Stúpanie vírnika docielite nasledujúcim spôsobom:

1. Potlačte plynovú páku (pridajte plyn) - zväčší sa dopredný ťah
2. Pritiahnite páku riadenia - zrýchli sa rotácia disku rotora

Klesanie vírnika je adekvátne:

1. Stiahnite plynovú páku (uberte plyn) - zmenší sa dopredný ťah
2. Potlačte páku riadenia - spomalí sa rotácia disku rotora

Vysadenie motora počas letu

Ak sa pri vysadení počas letu nedá motor opätovne nahodiť:

1. Nasmerujte vírnik proti vetru
2. Riadiacou pákou udržujte minimálne spomaľovanie rotácie disku (klesanie 4-5 m/s - takmer kolmý zostup)
3. Pred dosadnutím prejdite do kĺzavého letu a v blízkosti zeme mierne pritiahnite (urýchli sa rotácia disku rotora na zvýšenie vztlaku)

Normálne pristátie

1. Nasmerujte vírnik proti vetru (nie je podmienkou)
2. Stiahnite plyn - zostupujte podľa potreby rýchlo alebo pomaly
3. Pred dosadnutím pridajte plyn (zvýši sa dopredný ťah a tým sa urýchli rotácia disku rotora)
4. Využite prebytok kinetickej energie rotora k takmer kolmému pristávaniu vírnika
5. Stiahnite plyn (dobeh 0 až 15 m)

Teoria:

Vírniky pre svoj pohyb využívajú hnaciu silu pohybujúceho sa vzduchu. Aby ho mohli efektívne využiť na otáčanie rotora približne v jeho vodorovnej rovine, listy rotora s aerodynamickým profilom sú nastavené proti nabiehajúcemu prúdu vzduchu v malom pozitívnom uhle. Podľa profilu listov je to od 2 do 5 stupňov. Ak má rotor vírnika (alebo aj vrtuľníka) splnené tieto podmienky, bude sa v prúde vzduchu voľne otáčať - autorotovať.

Ak prúd vzduchu zrýchlime (zosilníme), otáčanie rotora sa zrýchli (ak ho zoslabíme, otáčanie rotora sa spomalí), pričom vzniká vztlaková sila. Veľkosť vztlakovej sily je závislá na aerodynamických vlastnostiach listov rotora, priemere rotora, otáčkach rotora a uhle nábehu listov rotora. Pri tomto otáčaní ale nevzniká reakčný moment z rotora, ako je to v prípade vrtuľníkov, a preto nie je pri vírnikoch potrebná vyrovnávacia vrtuľka (tzv. zadný rotor).

Do úvahy je potrebné vziať aj vznik ďalšieho odporu, tzv. indukovaného odporu, ktorý vzniká na špičkách rotorových listov. Tento odpor je daný veľkosťou výslednej vztlakovej sily a štíhlosti profilu listov. Výsledný odpor a indukovaný odpor zapríčiňujú na rotore vznik odporovej zložky (ak zanedbáme aerodynamický odpor vírnika). Odporovú zložku prekonáva vírnik ťahom tlačnej vrtule.

Rotor je uchytený ku konštrukcii vírnika pylónom, ktorý je umiestnený medzi sedadlami. Je predsunutý tak, aby pozdĺžne ťažisko vírnika bolo v ose otáčania rotora. Nosný systém vírnika tvoria spravidla dva rotorové listy. Tie môžu byť buď ľavotočivé, alebo pravotočivé. Úlohou rotora vírnika je vytvárať vztlakovú silu a potrebné riadiace momenty. Profil rotorového listu je analógiou profilu normálneho krídla lietadla. Je prispôsobený podmienkam vírnika.

Vírnik má tri základné autorotačné režimy:

1. zrýchľovaná autorotácia
2. ustálená autorotácia
3. spomaľovaná autorotácia

Pri zrýchľovanej autorotácii sa vychýli disk rotora v závislosti od zväčšujúceho sa uhlu nábehu listov rotora a tým vzniknú klopivé momenty okolo priečnej osi. Zrýchľovaná autorotácia nemusí výlučne znamenať stúpavý let.

Pri ustálenej autorotácii nevzniká ani urýchľovanie ani spomaľovanie otáčok rotora - v tejto fázi letu je poloha vírnika voči horizontálnej rovine mierne natiahnutá - t.j. naklonená dozadu. Toto naklonenie je dané výsledným vektorom vztlaku rotora a je pre horizontálny let vírnika typické.

Pri spomaľovanej autorotácii sa zmenšovaním veľkosti uhlu nábehu listov rotora mení i smer rýchlosti prúdnic a v dôsledku toho nastane veľké zaklonenie (kolmo na smer prúdnic) všeobecnej vztlakovej sily. Hnacia zložka všeobecnej vztlakovej sily má menšiu hodnotu ako brzdiaca zložka, čo spôsobí spomaľovanie otáčok rotora. Aerodynamické sily na prvku profilu listu rotora tak spôsobia na otáčajúcom sa liste rotora jeho spomaľovanie.