Hvad er fremtiden for åben klasse?

Link to automatic translation

Fremtidens svævefly skal kunne glide med L/D 1:100 med hastigheder på 250 km/t. Ren fantasi? Næh, ikke hvis man skal tro på verdens førende autoriteter i konstruktion og design af svævefly. De var samlet i Benalla, Australien under verdensmesterskabet til den 33. OSTIV kongres og gav et preview af deres drømme og ambitioner under den aktive forskning og udvikling

OSTIV er svæveflyvningens videnskabelige og tekniske organisation dedikeret til at fremme den tekniske viden og praksis i sporten ved at dele så meget viden som muligt. Den åbne klasse har bare en begrænsning, nemlig en maks.vægt på 850 kg, og er traditionelt den klasse hvor de mest radikale designs og features bliver testet under skarp indsats i krævende konkurrencer. Som altid er der tale om kompromisser for konstruktørerne– hvad er teknisk muligt?

Og hvad er praktisk muligt ud fra et kommercielt synspunkt at designe, bygge, certificere og sælge nok af for at kunne skabe et overskud? Disse 2 hensyn er ofte modsatrettede.

Dick Butlers mesterværk; Concordia med ASW-fuselage og prototype-vinger, som glider fantastisk, men er så komplicerede, at de er umulige at serieproducere. Glidetal 50 ved 200 km/t! Her fotograferet til VM i Polen, 2014.

Amerikanske Dick Butlers åbenklasse-specialkonstruktion Concordia er fx et godt eksempel på et kompromisløst design hvor man fokuseret eksklusivt på performance. Til gengæld er vingekonstruktionen helt håbløs at masseproducere, og derfor findes der bare eet styk.

Læs ASG-konstruktøren Michael Greiners dilemmaer i flydesign

Under kongressen deltog 5 af de førende svæveflyproducenter i en paneldiskussion med moderator og publikum. Moderatorerne var notabiliteter som Rolf Radespiel (Præsident for OSTIV og professor i Fluid Mechanics på det tekniske universitet i Braunschweig) og Schempp-Hirth-winglet-guruen Mark Maughmer (Professor i Aerospace Engineering på Penn State University, PA, USA.

Den gode gamle tradition for åbenklasse-fly hos Alexander Schleicher var repræsenteret ved den berømte Gerhard Waibel (Ansvarlig for alle ASW-fly fra Schleicher og kendt for sit samarbejde med føromtalte Dick Butler omkring Concordia-konstruktionen). Tilo Holighaus fra Schempp-Hirth og Uys Jonker fra Jonker Sailplanes udtrykte deres meninger ganske frit.

Oliver Binder havde medbragt 2 styk EB 29 R til det tyske team under Benalla og repræsenterede den lille, men ikke uvigtige producent af svævefly med fabrik i Östheim-Rhön.

Test: Binder EB 29 R – verdens højeste performance? 

Sidst, men ikke mindst deltog Loek Boermans fra det tekniske universitet i Delft, Holland. Boermans har spillet en afgørende rolle for den aerodynamiske udvikling af det moderne svævefly på tværs af mange forskelle producenter. Loek Boermans modtog den prestigefulde FAI Lilienthal-medalje i 2015 efter 19 år som præsident for OSTIV. Samlet set kan man ikke finde et mere velkvalificeret panel om dette emne noget sted i verden.

Loek Boermans: På vej mod glidetal 100? 

Selv i den ”frie” åbne klasse findes der begrænsninger og tekniske kompromisser. Den nye certificering til 9G-crashtest er allerede en begrænsende faktor. Flere af fabrikanterne mener, at den åbne klasses MTOW på 850 kg ikke skal øges yderligere, da crashsikkerheden ville bliver umulig at håndtere med større vægt.

Kontrol over vingens aeroelasticitet, dvs at forhindre ”nose down twisting” af ydervingen ved høj hastighed har været et tema gennem mange år. Dette fænomen er uønsket fordi det skaber helt unødvendig modstand. Men at dømme ud fra paneldeltagerne kan bedre kontrol over dette fænomen blive en realitet i nær fremtid. En andet fænomen som konstruktørerne er interesseret i, er flutter. Marginen for flutter er en anden begrænsning for spændvidde og sideforhold i vingekonstruktionerne. Men nye højstyrke kulfiber-materialer er på vej i aerospace-industrien. Disse nye og stærkere materialer ville åbne op for endnu tyndere vingeprofiler og generelt lettere vinger (en fordel bl.a. ved samling).

Men den hellige gral er og bliver drømmen om et glidetal på 100. Loek Boermans og Gerhard Waibel er fortsat faste i troen: Dette kræver total kontrol over vingens laminare flow ved mekanisk at suge vingens overside. Gevinsten er en reduktion af profilmodstanden ved høje hastigheder på mellem 1/3 og ½.

Med en polar så lineær over hele flyets hastighedsprofil er bedste løsning at flyve med maksimal tilladt hastighed,Vne, mellem termikboblerne. Alt andet ville være dumt”, konkluderede Gerhard Waibel.

Vindtunnel-forsøgene som kan teste fordelene ved sugning af grænselaget (eng. boundary layer) gennem små huller i oversiden er næsten klar. Selv om det efter de eksisterende regler ville være ulovligt, er der ingen hindring for at sådan svævefly ville kunne skabe deres egen klasse i fremtiden og bogstaveligt blæse konkurrenterne bort med utrolig performance. (Det interessante ville være at se, hvilke effektkrav der stilles til en energikilde, der kan levere det ønskede undertryk. Overstiger det fx performance af eksisterende batteriteknologi eller skal det være en benzindrevet motor?, red.)

Men ideen om at bevare sporten som et udtryk for ren og umotoriseret flyveglæde kan også være en hindring for at de nyeste tekniske features bliver integreret i den åbne klasse. Mange åbenklasse-fly er motoriserede (enten selvstart eller turbo). Men den nuværende udvikling i FES (Front Electric Sustainer) eller endda klassiske centerplacerede elmotorer i fuselagen giver ikke meget håb om at denne teknologi finder vej til den åbne klasse indenfor et kort tidsperspektiv, siger nogle af paneldeltagerne.

Batteriernes er endnu endnu for svage til at løfte et tungt åbenklasse-fly og derfor intet match mod benzinmotorernes dominans. Alle motoroptioner viser sig i øvrigt at være et minus for åbenklasse-konceptet, hvor man søger den højst mulige performance over hele dagen og i alle termikforhold. Gerhard Waibel bemærkede, at ”Vi må minde hinanden om, at en motor amputerer letvægts-delen af flyets performance envelope med streg under de elektriske drivsystemer, som jo er den tungeste motoroption som findes”, sagde han.

ASW 22 BLE – et ældre åbenklassefly – stadig smukt, men må se sig slået af nyere konstruktioner. (Foto: Jens Trabolt)

Paneldeltagerne var i øvrigt enige om, at fremtidige Åbenklasse-konkurrencer skulle drage fordel af disse højtydende svævefly ved at starte feltet tidligt på dagen for at få så store tasks som muligt, og derved minimere taktik- og gaggleflyvning før startlinen.

Store fremgang og betydeligt investeringer vil fortsat drive performance i den åbne klasse endnu højere. Loek Boermans afslørede nyheden om, at han arbejder på et nyt åbenklasse–fly. Det nye design vil blive tungere, anvende fly-by-wire og med et flap-system i hele flyets spændvidde. Dette flapsystem vil bevæge sig kontinuerligt gennem automatisk styring. Vingebelastningen vil øges og strukturelt vil producenten anvende autoclave til at hærde materialerne.

Nixus – åbenklasse og fly-by-wire

Tilbage er det bare at tænke over de store hastigheder og distancer som vil blive muligt med disse nye generationer af hot-ships i den åbne klasse.