There is no substitute for span – eller?

Hur klarar sig JS 3 mot eta, ”kejsaren” i öppna klassen med 31 m spännvidd, när det gäller kurvprestanda?

Link to automatic translation

Nu blir det lite siffror, kanske mest för de riktiga nördarna.

Genom att med hjälp av Haubenhofers ekvationer (se del 1 i artikelserien) räkna om Idafliegs polarer till kurvpolarer (kräver lite passningsräkning) kan vi få en uppfattning om det. Vidare har Idafliegs JS 3 polar först räknats om till att gälla vid max flygvikt 600 kg.

Data för eta och JS 3

Värdena gäller vid max flygvikt (värdena är avlästa ur polardiagrammet, så det är inte ”millimeterprecision”)

*  Notera att etas polar är mätt vid en vikt av 950 kg. Enligt Sporting Code är max vikt 850 kg i öppna klassen.

** Omräknad från 539 kg

Kurvprestanda

Förutsättning är kurvradie 110 m

*** det är brant!

Termikflygning

Antag att termikblåsan stiger med 2 m/s stig (netto), att kurvradien är 110 m och att man stiger 500 m i blåsan. Då behöver

eta 500/(2-0.63) = 365 sek

JS 3 500/(2-1.16) = 595 sek  (63% längre tid).

Slutsatser:

Så långt rena siffror och pure facts.

Idag menar många att termiken inte ser ut som konstruktörer antagit sedan 50-talet när de designar sina flygplan (vanligtvis Carmichaels modell från 1954). Man menar, att termikblåsans gradient är betydligt flackare, d v s man behöver inte kurva så brant för att få ut bra stig. 2012 presenterade Gerhard Waibel ett intressant ”OSTIV paper” om detta med titeln ”Modelling Thermal”.

Från Schleichers hemsida

Idag menar många att termiken inte ser ut som konstruktörer antagit sedan 50-talet när de designar sina flygplan (Fig:  Carmichaels modell från 1954).

I en OSTIV rapport 2024 beskriver Kai Rohde-Brandenburger hur bl a roderutslag m m påverkar kurvpolaren. Kunskaperna om detta är än så länge begränsade, men det verkar uppenbart att det kan ha inflytande.

Det innebär att skillnaden i kurvprestanda mellan eta och JS 3 förmodligen slätas ut. Om JS 3 också kurvar med 37 gr lutning (som väl är en rätt normal sväng), som i vårt exempel, och det stiger lika bra med den större kurvradien, blir skillnaden mellan flygplanen i blåsan mindre. Då blir skillnaden i exemplet ovan 12% istället för 63. Och ju bättre prestanda när man glider rakt fram, ju mindre behöver man kurva och ju bättre blir JS 3.

Om man lägger samman alla ”mjuka”, parametrar som t ex flygegenskaper, flygstil/taktik och hur termiken förmodligen (vi vet ju inte) ser ut kan man nog med fog påstå att substitutet för spännvidd numera heter vingbelastning (och dagens moderna vingprofiler som är gjorda för hög vingbelastning).

Om det är så att det är vingbelastningen som ger prestanda och inte spännvidden, hur blir det då om man förenar de två? Det har man gjort med amerikanska Concordia som har en spännvidd av 28 m och en vingbelastning av 62 kg/m² (850 kg flygvikt). Concordia har en sjunkhastighet av 1.03 m/s vid 200 km/h. Det ger ett glidtal på 54! Världens bästa segelflygplan?

På en tävling med 10 kanondagar, som i Uvalde, bör man alltså ersätta spännvidd med vingbelastning. I Europaväder, där vi ofta har 8 eller färre tävlingsdagar varav fem i ”skitväder”, finns det dock inget som slår spännvidd.

Så sammantaget blir slutsatsen att det är bara i riktigt svagt väder eta har en chans mot JS 3.

Enligt  FAI Sporting Code är max vikt på ett segelflygplan i öppna klassen 850 kg. Ska vi nå ännu bättre prestanda ligger framtiden i ännu högre vikt och fly-by-wire (för att mekaniskt klara vingens deformation). Som i Nixus, som har en flygvikt av 980 kg och en vingbelastning av 67 kg/m². Ett annat spår är att variera vingbelastningen genom att variera vingarean. Som i Akaflieg Stuttgarts nyaste projekt fs-36, som fortfarande är i projekteringsstadiet.

Slutsatsen är att Moffats gamla famous last word ”there is no substitute for span” bör modifieras till ”there is no substitute for wing loading”.

Men, fler och fler “potentater” i segelflygvärlden börjar nu varna för flygsäkerhetsaspekterna med höga vingbelastningar.