Verdens vildeste wavecamp

Airbus Perlan 2-flyet har slået højdeverdensrekorden for svævefly, og det markerer en enorm præstation af en gruppe af frivillige. Flyvning i ekstreme højder er ikke uden risiko: Begreber som flutter, ”Coffin-Corner” og eksplosiv dekompression er ganske realistiske faremomenter.

Tekst: Jens Trabolt / Foto: Airbus / Perlan Project

Alle som har ligget i regnvejr på en Wavecamp, ved at vejret er alfa og omega. De dårlige vejrperioder er frygtelige, og man spekulerer over, hvorfor man overhovedet har brugt tid og penge på denne idiotiske hobby.

Omvendt forsvinder disse negative tanker for dug for solen og euforien indfinder sig, når meteorologen på vejrbriefingen lover kanonforhold og monster-bølger. Gentlemen, charge your 02-tanks!

På vej mod 76 000 ft. Himlen er sort.

 

For Airbus Perlan 2-teamet var den sidste uge i august og starten af september et vildt trip i El Calefate; 3 gange på samme uge lykkedes det for teamet at sætte en ny og endnu højere verdensrekord for svævefly. Den 3. september fløj Jim Payne og Tim Gardner til 76 124 ft eller 23.203 m hvor de samtidigt indsamlede vitale data om flight performance (alle flyvninger er testflyvninger af prototypen), vejrforhold og atmosfæren.

På videoen herunder er vi med i cockpittet på den bemærkelsesværdige flyvning.

Denne højde overstiger endda tophøjden på det berømte U.S. Airforce spionfly Lockheed U2 ”Dragon Lady” som satte sin egen rekord den 17.april 1989 med 73.737 ft. I modsætning til U2 spionflyet har Perlan 2 ingen jetmotor på 17000 punds trykkraft, men henter sit brændstof fra stratosfæriske bjergbølger som forstærkes af polare lavtrykssystemer (the polar vortex)

 

I 1990’erne troede man endnu, at alle vejrfænomener stoppede ved stratosfæren. Takket være NASA kom meteorologen Elisabeth Austin med i projektet som videnskabelig chef i 1998. Austin researchede yderligere på disse fænomener, og demonstrerede, at de store permanente polare lavtryk ”polar vortexen” og den stratosfæriske jet-strøm (en højere og hurtigere version af den lavere jet-stream) er hovedfaktorerne i at skabe disse bølger som kan strække sig helt op i 130.000 ft.
Når polar vortexen er aktiv om vinteren, så skaber den mere energi i luftmassen over fjeldene og dens høje polare jetstrøm kan ”synkronisere” sig selv med den lavere-liggende jetstrøm. Dette skaber en katapult-effekt, som bringer bølgesystemerne og eventuelle svævefly op GENNEM tropopausen højt op i stratosfæren.
Valget af basecamp er (præcis som sidst) El Calefate i Argentina. Her er det enklere at forudsige og lave prognoser over vejr-systemerne i den sydlige halvkugles polar vortex, som i øvrigt også er stærkere og mere ensartede end systemerne i nord.

 

Den vilde wavecamp-uge blev centrum for 3 rekorder
26. august 2018: Jim Payne and Morgan Sandercock stiger til 63 100 feet, en markant øgning af deres gældende tidligere rekord på 54,000 ft fra september 2017. Her krydser de for første gang i verdenshistorien Armstrong-grænsen i et svævefly. Armstrong-grænsen er 62.000 ft hvor frie kropsvæsker koger i atmosfærisk tryk. Uden trykdragt eller trykkabine dør man øjeblikkeligt.

Thumbs up fra bagædet. Bemærk “closed loop”-rebreather-systemet som hindrer vand fra piloternes åndedræt i at fryse til is på canopy.

2 dage senere, d. 28. august flyver Jim Payne og Miguel Iturmendi til 65 600 ft. Den endelig trumf sættes 2.september da Jim Payne og Tim Gardner stiger til enorme 76 124 ft.

Takket være et nyt turbopropdrevet Grob Egrett bugserfly, som erstatter en svag Cessna og timelange bugseringer, er det lykkedes for teamet at bugsere op til ca 40.000 ft og koble Perlan 2 af i optimale bølgeforhold. Det har uden tvivl været medvirkende til denne sæsons store succes.

Rekorden for bemandende fastvingede fly i level flight er i øvrigt sat af spionflyet Lockheed SR-71 ”Blackbird” og er på 85.069 ft. Perlan 2 er designet til at flyve op til 92.000 ft, og teamet har forventninger om at nå disse højder i næste fase, som betegnes fase 3. Fase 1 var Steve Fossets og Einar Enevoldsson DG 505 M Perlan 1-rekordflyvninger for 11 år siden.

Jim Payne

 

Hvorfor flyver Perlan 2 ikke højere når forholdene er til det?
Mange af Perlan 2’s rekordflyvninger har været afbrudt selv om flyet var i stig. Hvorfor det? Alle flyvninger er testflyvninger, og piloterne er testpiloter. Man udvider langtsom og relativt kontrolleret flyets flight envelope mod ukendt terræn.

Man skal være klar over, at flyvning i disse højder – og specielt højder over 50,000 ft er forbundet med stor, stor risiko. Kommer mandskabet ud for et brud på trykkabinen vil resultatet med stor sandsynlighed være fatalt. Oxygen kan bare optages i kroppen med trykdragt eller trykkabine. I de aktuelle rekordhøjder er der ca 8-9 km ned til denne højde. Det er langt! Over 62.000 ft koger frie kropsvæsker i atmosfærisk tryk.

Der er en grund til, at Vågå-wavecamp-folkene som udgangspunkt har en max. højde på 7 km. Svigter oxygensystemer i store højder– og man faktisk bliver klar over situationen i rette tid – så er det ganske realistisk, at man ikke lykkes med at komme ned i lavere højder, før det er for sent.

I 50.000 ft er TUC (Time of useful consciousness) eller EPT (Effective Performance Time) mellem 6-9 sekunder. Mindre hvis piloterne får en eksplosiv dekompression, hvor lungetrykket sænkes til atmosfærisk tryk på under 0,5 sek. I tophøjden på 76 000 ft er denne ”reaktionstid” endnu mindre.

 

Læs også teknisk portræt: Perlan 2 bygget til ekstremer

Daniel L. Johnson fra Perlan-teamet siger i en opdatering, at der er flere farlige aerodynamiske forhold som gør sig gældende under testflyvningerne: 1) Coffin Corner 2)Transsonisk chock og 3) flutter.

Coffin Corner er hvor VNE-hastigheden på grund af den store højde møder stall speed. Under den sidste rekordflyvning er den 96.000 ft på en højdemåler sat til standardtryk på 1013 hPa. Problemet med ”coffin corner” er, at skader på rorfladerne kan forventes ved højere hastigheder p.g.a. trans-soniske shockbølger som bliver genereret over rorfladerne – og en lavere hastighed vil resultere i stall, hvor flyet falder igennem og overspeeder gennem VNE.

Det er som man siger på amerikansk: ”Bad news” og en helt umulig situation.

I en højde af 90.000 ft er det også forventet at accelerationen af luften over vingeforkanterne vil generere transsoniske shockbølger ved mere end 1 g. Mere end 1 g er forventet i atmosfærisk turbulens (dog minimal i bølger) og under sving. Det betyder, at Perlan II kan flyve mellem 90-96.000 ft, men ikke svinge!

Den seneste rekordflyvning var på FL 761, 76 100 ft. Det giver teamet mulighed for at flyve ca. 14 000 ft højere, men bare hvis aerodynamiske tests i dette område ikke viser ubehagelige tendenser.

Først og fremmest var der to årsager til, at flyvningen ikke blev højere, oplyser Daniel L. Johnson. Det første er, at teamet havde “filet” en flight plan på max. FL 770 – 77000 ft og for det andet, så gik testpiloternes flight test protokol ”bare” til 76.000 ft. En del af den klassiske test flight-systematik er, at man langsomt udvider flyets ”flight envelope” fx øger højde og hastighed ud fra analyse af data.

Teamet beretter i øvrigt, at nedstigningen fra 76.000 var en længere affære. Af forsigtighedshensyn har luftbremserne endnu ikke været anvendt over 50.000 ft. Her er true airspeed over 350 km/t ved en indikeret fart på 80-90 km/t! Det tog Jim Payne og Miguel Inturmendi en time at komme ned på sidste års rekord, 8 kilometer lavere, og derfra var der endnu over 15 kilometer ned!

Rekorder for fastvingede fly uden raketmotor

MIG 25 “Zoom climb”
25 Juli 1973 steg pilot Alexander Fedotov til 36,240 m (118,900 feet) i en MIG 25 og sikrede sig en absolut verdensrekord for bemandede fastvingede fly uden raketmotor. Motorerne flammede ud I den tynde luft og ved at bytte den enorme supersoniske hastighed ud med højdevinding lykkedes det at sikre rekorden i et såkaldt ”Zoom-climb”. På toppen af den ballistiske kasteparabel var hastigheden bare 75 km/t.

 

Lockheed SR 71 ”Blackbird”
Efterfølgeren til U2, Lockheed SR-71 var gennem flere årtier verdens hurtigste og højst flyvende. Den 28. Juli 1976 lykkedes det for serienummer 31-7962 fløjet af Robert Helt at flyve i vedvarende, level flight i 85,069 feet (25,929 m). Andre fly har fløjet højere, men det har været med kortvarig ”Zoom climb-teknik” hvor flyet accelereres op og hastigheden anvendes til at få en større tophøjde som bare er kortvarig. Samme fly og serienummer satte også rekord med 3,529 km/t og Los Angeles til New York på 66 minutter.

 

Airbus Perlan 2 PHASE 2
3. September 2018 fløj Airbus Perlan 2 76 124 ft (23.203 m) over El Calefate, Argentina med piloterne Jim Payne og Tim Gardner. Flyet var i stig, og man kunne have fløjet højere. Men af hensyn til ”Flight envelope expansion” valgte mandskabet af stoppe.

 

Lockheed U2 Dragon Lady
19. November 1998, fløj den civile version ”ER-2” af spionflyet U2 “Dragon Lady” som nu opereres af NASA en officiel verdensrekord på 67,190 ft (20,479 meter) i level flight. I militært regi har tophøjden været over 70.000 ft.
I 1966, på toppen af den kolde krig, styrtede en amerikansk U2 ned i Bolivia. Flyet var startet på en mission fra Louisiana, men militærpiloten fik problemer med oxygensystemet i stor højde. Flyet var på autopilot og fløj flere tusind kilometer som spøgelsesfly, bl.a. gennem cubansk luftrum. Den amerikanske militærpiloten omkom ved styrtet, men var sandsynligvis død som resultat af fejl på oxygensystemet inden havariet.