Finaleglid fra rummet

Det er nu præcis 10 år siden, at verdens hurtigste, største, tungeste og i særklasse mest komplekse, farlige og dyreste svævefly gik på pension.

Tekst: Jens Trabolt / Foto: NASA, Dryden Flight Research Center

Rumfærgen Discovery fremviser sine battle-scars som en demonstration på hvilken utrolige kræfter som påvirker den under flyvningen.

Link to automatic translation

NASAs Space Shuttle er mange gange omtalt som verdens mest teknisk komplicerede maskine. Ja, og nok også verdens dårligste svævefly. Der er trods alt grænser for performance med en spændvidde på 27 meter og en tomvægt på 78.000 kg. Men med utrolige air speeds og descentrates så fløj den alligevel, og millioner af mennesker verden over var tryllebundet af det store rum-show. Så utroligt var det.

Ægte billede, ej photoshop: Cockpittet på Atlantis i rummet. Her flyves der baglæns for at beskytte mod mikro-meteorer. Det er Jorden man ser øverst i billedet.

NASAs rumfærge-program blev startet på et sen-60’er-koncept om ”partially reuseable space vehicles”. Ingeniørerne og økonomifolkene var blevet enige om, at rumfart blev billigere, hvis man kunne genanvende ”raketten”, og i 1981 var der premiere – i første omgang med rumfærgen Enterprise, som bare blev anvendt til glide – og landing-tests. I årene efter fulgte 5 andre fuldt funktionsdygtige rumfærger, Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis og Endeavour

Ekstrem

Ideen var, at projektet skulle være ”billigt”. Men trods denne ambition var det et projekt med svimlende cifre, og hvis du synes, at det efterhånden er blevet dyrt at flyve, så kan det være en trøst at vide, at hele Space-Shuttle projektet kostede 1178 mia. SEK, eller ca. en 1/3 af Sveriges BNP i 2011!

En 500 kroners bugsering med en Pawnee virker også som peanuts ved siden af de ca 10-14 mia. SEK som blev fyret af under hver start med rumfærgen.

Nasa Space Shuttle under start – 3G kontinuerlig acceleration.

I det hele taget er det en maskine med ekstreme cifre: Fuelpumpen på rumfærgens hovedmotor (monteret på selve flyet) har en effekt på over 71.000 hk, de tre hovedmotorer brænder 4000 liter/sek. og de 2 solid rocket boosters monteret på siden af rumfærgen brænder 5,5 ton fuel /sek. Hovedtanken på 4,2 mio. liter fuel er tømt efter bare 8,5 minut.



Under starten accelererer rumfærgen med 100 km/t/sek (ca. 3 g), og det er alene begrænset ud fra strukturelle hensyn. Sluthastigheden er over 28.000 km/t (den såkaldte escape velocity).
Under flyvning i rummet er rumfærgen orienteret baglæns med motoren først for at beskytte crewet mod micro-meteorer.

Under atmosfærisk flyvning kontrolleres flyet via såkaldte elevons – en blanding af krængeror – og højderor.

King-size-slutglid

Når rumfærgen igen skal lande, fyrer den retro-thrusters af, som over et par minutter reducerer hastigheden til sølle 27.000 km/t, hvilket ikke længere er nok til vedligeholde kredsløb, og flyet starter nu sin transformation fra rumskib til flyvemaskine.

Under re-entry i jordens atmosfære (fra ca. 400.000 ft) flyves med høj indfaldsvinkel og ca 25.000 km/t. Her opvarmes varmeskjoldet til ca. 1.500 C og flyet styres via thrusters. Længere nede bliver atmosfæren mere tæt, og rumfærgen får en effekt af de ”konventionelle” rorflader, som overtager aerodynamisk kontrol.

I ca. 50.000 ft er rumfærgen nu endegyldigt en flyvemaskine, og piloten flyver nu manuelt. Her anvendte man erfaringerne fra X-15-programmet (topfart 7,274 km/t) som i 1960’erne havde demonstreret, at det var muligt at lande manuelt som et low-performance, high-speed svævefly.

Med dette Gulfstream II-jetfly med aktiveret reverse thrust, udfældet main gear og modificeret flight control software kunne piloterne simulere rumfærgens glideperformance. Descentraten var sigende en temmelig skræmmende oplevelse for selv erfarne piloter.

Først rumskib, senere svævefly. Et utroligt teknologisk kompromis.

Når hastigheden kommer ned på 3000 km/t fældes det pitot-statiske-system ud på højre og venstre side af fuselagen for at give information til højde-fart-og VSI-instrumenter.
Med en hastighed på 8 km/sek, når hastigheden er højst, skal timingen for re-entry være ganske præcis for ikke at overskyde landingsområdet med adskille hundrede eller tusinder af km.

Af samme årsag udvalgte NASA en lang række back-up-flyvepladser over hele verden. Alt over 3 km og asfalt kunne anvendes – i teorien(!), men af hensyn til sikkerheden blev US Air Bases foretrukket. Hjemlige flyvepladser som Stockholm Arlanda, islandske Keflavik og tyske Ingolstadt og Bonn var dog inkluderet i den lange emergency-liste. De kom dog aldrig i anvendelse

I 3000 meters højde skal rumfærgen være præcis 12 km fra landingszonen (glidetal 4!). Farten er 680 km/t og der flyves en stor landingsrunde i et nøje defineret mønster. Med flyets glideperformance skal landingen være spot-on. Ligger man for lavt er der intet man kan gøre; airspeed, højde og afstand til pladsen skal passe 100 %.

Med en tomvægt på 78 ton og en spændvidde på 27 meter kan man dog ikke stille store krav til glideperformance. Den berømte Steinway-metafor holder stik her; Rumfærgen synker som et piano og selv urgamle veteran-svævefly har åben-klasse-performance i sammenligning (jämföring, red.) – under hypersoniske hastigheder er glidetallet 1 (!).

Glidetallet øges dog til 2 ved lavere supersonisk fart, og ”flotte” 4,5 ved subsonisk hastighed. Den vertikale hastighed kræver dog en stærk mave – synk på over 50 m/sek – eller 180 km/t-vertikalt på finalen. ”Hvis du ikke starter dit flare i 2000 ft, så dør du», var mantraet blandt piloterne, som fløj mere end 1000 landings-træningsmissioner i modificerede jetfly og en dedikeret simulator inden den ægte vare.

Som pilot på rumfærgen Ken Ham engang udtrykte det: ”Det er ikke svært at lande rumfærgen. Men det er svært at lande den ordentligt.” Med til at komplicere landingen er også, at besætningen har været vægtløse i rummet gennem længere tid (op til 50-60 dage) og derfor virker tyngdekraften og G-loads meget kraftigt under den endelige manøvrering.

NASA havde store håb til flyets sikkerhedsstatistik. Men en rapport fra 2014 viser, at NASA groft havde undervurderet risikoen ved at opsende rumfærgen. I de første 9 starter var risikoen for ”katastrofalt havari” 11 % per start. Det blev dog senere reduceret til en havarirate på lidt over en procent per start.

 

Flere historiske artikler

Tabell, sticka eller ring – historien om “best speed”

För 30-40 år sedan satt det en MacCready-ring i alla segelflygplan. Idag är den ofta utslängd. Det enda som påminner oss om ringen är att det värde vi ställer in i ”komputtern” för att ge farten vi ska hålla benämns ”MC”, som en påminnelse om Paul MacCready och hans ring. Och ändå är det inte MacCready som ska ha hela äran av att ha ”uppfunnit” teorin för bästa fart.

Hans-Werner Grosse: 80 år i luften

Den tyske svæveflyvelegende Hans-Werner Grosse er død. Han fik 80 år i luften og blev et forbillede og mæcen for sporten.

Isolering i selvisolation

Man skal isolere sig, siger myndighederne. Det er de gode folk i DASK, Dansk Svæveflyvehistorisk Klub, helt med på. Altså både Corona-isolering og isolering af hangaren, som nok er den flotteste i Norden.

Cockpit genom tiderna

2020 fyller segelflyget 100 år, och utvecklingen har ju varit enorm sedan dess. Det har skrivits mycket om segelflygplanens tekniska och aerodynamiska utveckling under dessa 100 år. Men om hur vår arbetsplats, cockpit eller sittbrunnen, utvecklats under samma tid hittar man inte så mycket skrivet. Så detta är en introduktion i ett ämne som borde bli föremål för mer flyghistorisk forskning.

Pionerer: Rudolf Kaiser

Tillsammans med Hans Jacobs är Rudolf Kaiser utan tvekan den främste av alla segelflygkonstruktörer. Enbart Schleicher Segelflugzeugbau har byggt mer än 4 900 exemplar av hans konstruktioner och ASK 21 tillverkas fortfarande. Dessutom har flera hundra byggts på licens av andra tillverkare.

Pionerer: Alexander Schleicher

Alexander Schleicher Segelflugzugbau är världens äldsta tillverkare av segelflygplan. Företaget grundades av möbelsnickaren och segelflygläraren Alexander Schleicher i november 1927

Pionerer: Weltensegler

Weltensegler? Världens första fabrik för serietillverkning av segelflygplan, världens första segelflygskola och fortfarende en inspirator på planformen hos moderna segelflygplanvingar!

2G – en dansk klenod på Ålleberg

När SVS hade sin flygvecka på Ålleberg i början av juli hade man bjudit in Jørgen Thomsen och DaSKs 2G. Intresset för att flyga den danska klenoden var stort.

Olympia i retrotest

Hvordan opleves det at flyve retro i Olympia, ”standardklassens fader”, når man selv flyver ASG 32 Mi til daglig?

Lastseglare

Militære svævefly fik sin debut i 2.verdenskrig, men var det en sindssyg ide eller fungerede konceptet i virkeligheden?

Pionerer: Egon Scheibe, Bergfalkens pappa

Bergfalke i alla dess varianter är det viktigaste segelflygplanet i Sverige genom tiderna. Det konstruerades av Egon Scheibe. Förutom att vara ”pappa” till Bergfalken är det Scheibe som, genom sin SF 25, ska ha äran av att ha utvecklat TMG (Touring Motor Glider) konceptet.

Pionerer: Robert Kronfeld

Robert Kronfeld var den förste som flög med variometer.

VGC-rally i koldkrigs-land

Årets VGC-rally blev en stor succes på den tidligere militære flyveplads, Stendal Borstel. Den tidligere base for 135 kamphelikoptere og 10.000 soldater blev denne gang invaderet af mere fredelig og farverig flyvning.

Pionerer: Dick Johnson och ”Get High, Stay High”

...eller historien om Richard ”Dick” Johnson, Zanonia och RJ-5.

Pionerer: D36, Plastflygplanens stamfader

D-36 var inte första plastflygplanet, men dess filosofi, både aerodynamiskt och strukturellt, kom att sätta en standard som de flesta segelflygplan byggs efter än idag. Mycket av detta beror på de tre (fyra) som konstruerade D-36.

Pionerer: Vampyr – alla segelflygplans stamfader

I Nordic Glidings serie om pionjärer har vi tidigare tittat på pionjärsegelflygare, men nu ska det handla om ett pionjärsegelflygplan; Vampyr – alla segelflygplans stamfader.

Pionerer: Peter Riedel

I ”pionjärartiklarna” om Günter Groenhoff, Heini Ditmar, Hanna Reitsch och Wolf Hirth nämns Peter Riedel åtskilliga gånger. Peter är en av pionjärerna,

Pionerer: Wolf Hirth

Mångsysslaren Wolf Hirth är en av de verkligt inflytelserika segelflygarna i vår historia. Termikflygningens och vågflygningens utforskare, silver C nr 1, den förste att flyga längre än 300 km i ett segelflygplan och konstruktör,

Et levende retro-miljø på Ålleberg

Det er ikke bare i Danmark, at retro-bacillen er levende. På svenske Ålleberg huserer SVS, Segelflygets veteranselskab, som flyver med et antal fine retrofly - både fra Ålleberg og fra nærliggende Falköping.

Drømmeværkstedet

Flere steder i Norden er der fokus på retroflyvningen. I DASK-hangaren på det danske nationalsvæveflyvecenter Arnborg virkeliggør man drømme og gør nostalgien levende.

Pionerer: Hanna Reitsch

Hanna Reitsch – segelflygare och testpilot. Hanna Reitsch är Tysklands, om inte världens, mest kända kvinnliga pilot. Hon flög allt och var under Tredje Rikets tid en galjonsfigur. Hennes liv var minst sagt brokigt och myterna om henne är många.

VM på Wasserkuppe fyller 80

I år firar vi 80 års jubileumet av det första VMet, som flögs på Wasserkuppe - ”Berg der Flieger” - segelflygets vagga i Europa.

Pionerer: Heini Dittmar

Heini Dittmar – den förste världsmästaren! Han var världsrekordinnehavare, den förste som erövrade guld-C och han var den förste att flyga fortare än 1 000 km/h, förutom en duktig segelflygplankonstruktör. Under sitt alltför korta liv blev Heini Dittmar en legend

Pionerer: Günther Groenhoff

Groenhoff var en av de stora pionjärerna, om inte den största, och var segelflygets största affischnamn i början av 30-talet. Hans betydelse för att göra segelflyg till en folksport, som det faktisk var i Tyskland på 30-talet kan nog inte överskattas.

Ka 2 b Rhönschwalbe: The Swedish Connection

Da den svenske chefinstruktør Lennart Ståhlfors rejste til Tyskland for at forhandle med Schleicher, kom han hjem med Scheibe Bergfalke istedet.

Pionerer: Otto Lilienthal

I 1891 var Otto Lilienthal i Berlin den første til at flyve med et svævefly, og var også verdens første rigtige flyfabrikant indtil en simpel fejl i designet ledte til et fatalt styrt.

Jeg flyver langsomt – men jeg oplever mere

VGC Rally 2016: I en nutid hvor sjælløse kompositmaterialer er konstruktørernes førstevalg, og hvor jagten på høj fart dyrkes som den eneste gud, er det årlige traditionsrige VGC-rally en livsbekræftende begivenhed, som ikke tager sig selv alt for alvorligt. Her flyves der nok langsomt, men der opleves mere.

Pionerer: Hans Jacobs och Olympia Meise

I år är det 80 år sedan DFS Meise utsågs som enhetsflygplan till segelflygtävlingen vid olympiaden i Helsingfors 1940. Därefter blev Meise omdöpt till Olympia och fick senare stå som förebild för standardklassen. Konstruktör av Olympia var Hans Jacobs, en av de stora segelflygplanskonstruktörerna, om inte den störste.

Pionerer: Paul MacCready

Nytænkende amerikansk svæveflyver, ingeniør, miljøforkæmper og intellektuelt forbillede. 9 år efter sin død er han mere aktuel end nogensinde før.

Vario: Segelflygarens viktigaste instrument

Variometern har funnits med oss de senaste 80 åren. Från att ha varit ett tämligen enkelt mekaniskt instrument är det idag ”hjärnan” i sofistikerade segelflygdatorer. Detta är ett försök att redogöra för variometerns historia och utveckling.

Pionerer: Bröderna Horten

Flygande vingar, eller stjärtlösa (segel)flygplan, har fascinerat flygplanskonstruktörer i mer än 100 år. Bröderna Walter och Reimar Horten byggde under 30-talet och andra världskriget avancerade stjärtlösa segelflygplan.

Finaleglid fra rummet

Det er nu præcis 10 år siden, at verdens hurtigste, største, tungeste og i særklasse mest komplekse, farlige og dyreste svævefly gik på pension.

NASA Space Shuttle
Spændvidde: 27,00 m
Vingeareal: 249,9 m2
Maks. wingloading 440 kg/m2
Længde: 37,00 m
Minimum synkehastighed: Ca 50 m/s ved 650 km/t
Glidetal: 1 – 4,5
Maks. fart: 28 000 km/t
Tomvægt: 78.000 kg
Maks. startvægt: 110. 000 kg.
Antal produceret: 6 stk, 2 havareret
Pris: 1178 mia SEK for hele programmet