Aliante a motore - Motor glider
Un aliante a motore è un aereo ad ala fissa che può essere pilotato con o senza potenza del motore. La definizione del Codice Sportivo della FAI Gliding Commission è: un aerodina ad ala fissa dotata di un mezzo di propulsione (MoP), in grado di volare in volo sostenuto senza spinta dai mezzi di propulsione. Negli Stati Uniti, un aliante a motore può essere certificato per un massimo di due occupanti, fino a 850 kg di peso massimo e con un rapporto massimo tra peso e apertura alare al quadrato di 3 kg/m 2 . Requisiti simili esistono nelle normative europee JAA/EASA, con un peso massimo di 750 kg.
Storia
Nel 1935, Sir John Carden suggerì un motore occasionale o ausiliario che potesse essere retratto . Questo è stato incorporato nel Carden-Baynes Auxiliary che ha volato per la prima volta l'8 agosto dello stesso anno.
tipi
La maggior parte dei motoalianti è dotata di un'elica , che può essere fissa, piumata (es. AMS-Flight Carat ), o retrattile. Tuttavia, alcuni produttori sono ora disponibili motoalianti con motore a reazione, alcuni dei quali sono destinati all'uso solo come motori "di sostegno", cioè per sostenere il volo planato piuttosto che come velivoli auto-lancianti.
Elica fissa o piumata
Alianti a motore da turismo
I motori con eliche fisse o complete di piumaggio sono generalmente classificati come Touring Motor Gliders (TMG). I TMG possono decollare e navigare come un aeroplano o librarsi senza alimentazione, come un aliante .
Sono dotati di motori montati frontalmente, simili a un piccolo aeroplano. Le grandi aperture alari di TMGS forniscono un moderato volo a vela prestazioni, non buono come quello di non alimentati alianti . Tuttavia i TMG sono più efficienti dei velivoli leggeri convenzionali .
La maggior parte dei TMG sono progettati con motori da 80 a 100 CV (75 kW) e in genere girano (a motore) a 85-100 nodi (190 km/h). La maggior parte ha serbatoi di carburante in grado di contenere tra 50 e 100 litri (da 13 a 26 galloni statunitensi) di carburante, offrendo un'autonomia fino a 450 miglia nautiche (circa 830 chilometri). I moderni TMG come la Phoenix Air Phoenix sono in grado di raggiungere velocità più elevate e una maggiore autonomia sotto il potere.
Alcuni TMG sono dotati di ali pieghevoli per consentire loro di adattarsi agli hangar a T standard di piccoli aeroplani . I ganci di traino non sono necessari, poiché gli aerei con capacità di autolancio non richiedono l'accesso al verricello o all'aereo da traino per il lancio come un aliante convenzionale.
Alcuni TMG, come l' Europa o il Phoenix, possono anche essere forniti con ali o wingtip intercambiabili in modo che possano essere pilotati sia come un normale aereo da turismo che come un TMG.
La configurazione del carrello di atterraggio sui TMG di solito incorpora due ruote principali fisse, consentendo il rullaggio a terra senza un deambulatore alare. Mentre alcuni TMG hanno una sola ruota principale, con ruote ausiliarie del carrello sulle ali per il rullaggio, sta diventando più comune trovarli fabbricati con configurazioni di triciclo e carrello di atterraggio convenzionale (due ruote principali fisse - cioè un "coda-trascinatore") .
Poiché la resistenza aggiuntiva dell'elica ferma e del carrello di atterraggio riduce le loro prestazioni di planata, i TMG sono usati raramente in competizione.
Elica retrattile
L'elica retrattile è solitamente montata su un albero che ruota in alto e in avanti fuori dalla fusoliera , a poppa della cabina di pilotaggio e della struttura dell'ala. La fusoliera ha porte del vano motore che si aprono e si chiudono automaticamente, simili alle porte del carrello di atterraggio. Il motore può essere vicino alla parte superiore o inferiore dell'albero e i modelli più recenti hanno il motore fissato nella fusoliera per ridurre il rumore e la resistenza.
A differenza dei TMG, la maggior parte degli alianti con eliche retrattili sono anche dotati di un gancio di traino per il traino aereo o il lancio a terra. Hanno una ruota principale retrattile a un asse sulla fusoliera come la maggior parte degli alianti non motorizzati, quindi richiedono assistenza durante le operazioni a terra. I motori a due tempi comunemente usati non sono efficienti a potenza ridotta per il volo di crociera livellato, e invece devono usare un profilo di volo "a dente di sega" dove l'aliante sale a piena potenza, quindi plana con l'elica retratta.
sostenitore
Gli alianti a motore sostenitore devono essere lanciati come un aliante senza motore, ma possono salire lentamente per prolungare un volo una volta che il motore è dispiegato e avviato. Generalmente non hanno un alternatore o un motorino di avviamento , quindi il motore viene avviato "fresando" l'elica in volo. L'elica può essere un design rigido a 2 pale o può avere più di due pale che si piegano al mozzo quando il motore viene retratto. Il mozzo dell'elica è solitamente fissato direttamente all'albero motore, ma esiste almeno un esempio di supporto con trasmissione a cinghia, il DG-1000T.
I motori sostenitori più piccoli di solito non sono dotati di acceleratore, ma hanno invece un cavo per aprire le valvole di decompressione in ciascun cilindro per consentire al motore di girare liberamente per l'avviamento. I motori sostenitori sono tipicamente motori a due tempi a due cilindri raffreddati ad aria nella gamma di 18-30 CV (14-22 kW). Sono più leggeri e più semplici da utilizzare rispetto ai propulsori auto-lancianti.
Auto-lancio
Gli alianti con motore ad elica retrattile autolanciante hanno una spinta e una velocità di salita iniziali sufficienti per decollare senza assistenza, oppure possono essere lanciati come con un aliante convenzionale. I motori hanno anche un motorino di avviamento e una batteria capiente per consentire l'avviamento del motore a terra, e un alternatore per ricaricare la batteria. Un'elica a due pale è tipicamente accoppiata al motore tramite una trasmissione di riduzione a cinghia . Nei progetti più vecchi, l'allineamento dell'elica deve essere controllato dal pilota utilizzando uno specchio, prima che venga retratto nella fusoliera; tuttavia negli alianti di produzione attuale, l'allineamento dell'elica è completamente automatico.
Un'altra soluzione è l' elica monopala che offre il vantaggio di un'apertura più piccola nella fusoliera per ritrarre il motore.
I motori a combustione interna possono trarre vantaggio dal montaggio nella fusoliera, piuttosto che sull'albero dell'elica. Ciò consente loro di essere collegati a un silenziatore più grande per ridurre il rumore durante il funzionamento, cosa che è principalmente rilevante per il funzionamento europeo. Consente inoltre di scaricare la tensione della cinghia quando il motore viene retratto per prolungare la durata della cinghia e dei cuscinetti. Lo svantaggio di questa disposizione è che i motori fissati in basso nelle fusoliere sono più difficili da pre-volo e manutenzione, e le cinghie di trasmissione della potenza altamente sollecitate non dovrebbero essere piegate o attorcigliate.
I motori autolancianti sono dotati di un acceleratore che consente di regolare la potenza del motore per le operazioni a terra. I motori auto-lancianti sono tipicamente nella gamma di 50-60 CV (38-45 kW). La maggiore potenza del motore richiede il raffreddamento a liquido con un radiatore separato montato sull'albero dell'elica. I motori comunemente usati sono motori a pistoni a due tempi , o motori rotativi Wankel .
Altri tipi
Crossover
Sullo Stemme S10 , l'elica si ripiega nel muso ed è collegata al motore posteriore con un albero di trasmissione. Ha anche due ruote principali retrattili, che gli consentono di essere rullato senza assistenza e di librarsi con bassa resistenza. Queste caratteristiche lo rendono un incrocio tra gli alianti con motore ad elica da turismo e retrattili. Non ha un gancio di traino, quindi deve auto-lanciarsi. La variante S10-VT ha un'elica a passo variabile a due posizioni e un turbocompressore sul motore, che consente all'aereo di navigare ad altitudini fino a 30.000 piedi (9.000 m).
Sul AMS Carat , l'elica si piega in avanti, che indica avanti dritto come una lancia.
Elettrico
Sebbene la maggior parte motoalianti hanno benzina -fueled motori a combustione interna , sono stati sviluppati un certo numero di auto-lanciatori elettrici alimentati compresa la Lange Antares 20E e 23E , Schempp-Hirth Arcus E , Schleicher AS 34Me , Pipistrel Toro Electro G2 , silenzioso 2 Targa LE (Lithium Electric) e gli strettamente correlati Air Energy AE1 Silent , Yuneec Apis 2 , Yuneec EViva , Alpaero Exel , Aériane Swift , Electravia e Alatus AL12 . Alcuni tipi utilizzano un pilone dietro la cabina di pilotaggio per estendere un'elica. 11 tipi diversi, di 7 produttori, come l'Alisport Silent 2, utilizzano il sistema di sostegno elettrico anteriore (FES) con un'elica pieghevole nel muso.
I vantaggi dell'energia elettrica rispetto alla benzina includono:
- Passaggio più rapido e affidabile dal volo a vela al volo a motore, poiché il tempo e il rischio necessari per avviare e riscaldare un motore a combustione interna vengono eliminati. Ad esempio, l'Antares 20E passa dal volo a vela al volo a motore in meno di 12 secondi. Con un sistema FES la potenza massima può essere disponibile in 1–2 secondi.
- Per i modelli che utilizzano un pilone, si ottengono una resistenza e un tasso di caduta inferiori con il pilone esteso e il motore non in funzione, poiché non è presente un radiatore come richiesto per raffreddare un motore a benzina. Per i sistemi FES, la resistenza dell'elica piegata nel muso è trascurabile se il motore non si avvia. Per un funzionamento sicuro, la performance "Motore spento e non in funzione" viene utilizzata per pianificare le ripartenze in aria in caso di problemi (anche per l'impianto elettrico). Il ridotto tasso di caduta degli alianti a motore elettrico "motore spento e non funzionante" consente una quota più bassa per un riavvio sicuro in aria.
- Per i tipi che utilizzano un pilone, vengono eliminati la trasmissione di riduzione della cinghia e i problemi di affidabilità associati. Poiché un motore elettrico può girare a un numero di giri inferiore rispetto ai tipici motori a benzina, può essere montato nella parte superiore dell'albero senza un sistema di riduzione, eliminando i problemi di trasmissione a cinghia.
- Rumore notevolmente ridotto, consentendo il decollo da luoghi in cui non sono consentiti altri velivoli a motore.
Gli svantaggi degli attuali alianti a motore elettrico rispetto alla benzina includono:
- Autonomia ridotta o altitudine di salita, poiché l'energia immagazzinata per unità di peso per le batterie disponibili è inferiore alla benzina.
- Gli alianti con motori elettrici montati su pilone sono leggermente più pesanti di quelli con motori a benzina a causa delle batterie. Un sistema FES pesa all'incirca come un motore a due tempi.
- Costo aumentato. Mentre i motori elettrici sono relativamente economici, le batterie a basso peso adatte per gli alianti a motore sono un po' più costose dei motori a benzina.
I sistemi di sostegno elettrici (con alimentazione per sostenere il volo ma non per il lancio automatico) sono opzionali per Schempp-Hirth Ventus-3 , HPH Shark ed ESAG LAK-17B . Questi tre usano tutti il FES come usato per gli alianti più leggeri auto-lancianti, come l'Alisport Silent 2.
Jet
Il primo aliante a motore auto-lancio di produzione dotato di un motore a reazione è stato il Caproni Vizzola Calif . Il motore a reazione era montato all'interno della fusoliera dietro l'ala, con condotti di aspirazione e scarico fissi accoppiati al flusso d'aria esterno per il funzionamento del motore. Da allora è stata offerta una nuova generazione di jet per lo Schempp-Hirth Ventus 2 , il Jonker JS-1 Revelation e l' HpH 304 , tutti dotati di motori a reazione.
Altri tipi di auto-lancio includono il LET L-13TJ Blaník sperimentale , una versione dell'Alisport Silent Club e una versione del Bonus TeST TST-14 .
Utilizzo di motori in alianti autolancianti
Non si può sempre fare affidamento sul motore per avviarsi in volo, quindi il pilota deve consentire questa possibilità. La pratica generalmente accettata è di mettersi in posizione per l'atterraggio in un aeroporto adatto, o in un campo di atterraggio fuori dall'aeroporto, prima di estendere l'elica e tentare l'avviamento del motore. Ciò consente un atterraggio sicuro nel caso in cui il motore non possa essere avviato in tempo.
Nelle competizioni in volo , l'avviamento del motore viene solitamente valutato come un atterraggio in un aliante senza motore. Per rilevare l'uso del motore, i registratori di volo GNSS utilizzati negli alianti a motore devono disporre di un sensore di rumore che consenta di registrare il livello sonoro insieme alla posizione e all'altitudine. In molte competizioni, le regole richiedono che il pilota avvii il motore all'inizio del volo, prima di iniziare il compito, per garantire che venga rilevato un avviamento del motore più avanti nel volo.
Gli alianti senza motore sono più leggeri e, poiché non hanno bisogno di un margine di sicurezza per l'avviamento del motore, possono tranquillamente termicare a quote più basse in condizioni più deboli. Quindi, i piloti di alianti senza motore possono completare i voli di competizione quando alcuni concorrenti a motore non possono farlo. Al contrario, i piloti di alianti a motore possono avviare il motore per estendere un volo se le condizioni non supportano più il volo in volo, mentre gli alianti senza motore dovranno atterrare, lontano dall'aeroporto di casa, richiedendo il recupero su strada utilizzando il rimorchio dell'aliante.
La presenza di un motore può aumentare la sicurezza della planata, in quanto un propulsore aumenta la capacità del pilota di evitare tempeste e atterraggi fuori aeroporto. Un punto di vista opposto è che gli alianti a motore siano contro lo spirito di questo sport e, cosa più importante, che a volte diano ai piloti un falso senso di sicurezza.
I motoalianti da turismo sono usati raramente in competizione, ma possono essere utili nell'addestramento per i voli di fondo. Dopo il decollo, il motore viene spento e l'allievo pilota l'aereo come un aliante. Gli atterraggi in campi sconosciuti possono essere praticati mentre il motore è al minimo. Se l'allievo sceglie un campo inappropriato o valuta male l'approccio, l'istruttore può applicare la potenza e arrampicarsi in sicurezza.
Licenze o certificati
In Europa, gli alianti a motore sono classificati in alianti con eliche/motori retrattili, che possono essere pilotati con una normale licenza di pilota di alianti (GPL), e motoalianti da turismo (TMG), che richiedono un'estensione della licenza alla GPL standard. Nel Regno Unito, dove il volo a vela è regolamentato dalla British Gliding Association , i piloti di alianti autosufficienti, come quelli di alianti puri, non devono essere autorizzati dalla United Kingdom Civil Aviation Authority .
In Sud Africa, Touring Motor Glider (TMG) è una categoria di licenza di pilota nazionale indipendente nell'ambito dell'aviazione ricreativa, parte 62, sottoparte 17.
Negli Stati Uniti, un certificato di pilota di aliante privato consente al pilota di pilotare alianti senza motore, alianti a motore autolancianti (compresi alianti a motore da turismo e alianti con motori o eliche retrattili) e alianti a motore di supporto. Un istruttore deve fornire istruzioni e firmare il giornale di bordo del pilota per autorizzare il metodo di lancio, che può essere il traino dell'aeroplano, il lancio a terra (verricelli, bungee, rimorchio automatico) o, nel caso di un idoneo motoaliante, da auto- lancio. Negli Stati Uniti, gli alianti a motore sono classificati come alianti e possono essere azionati da un pilota di aliante senza il certificato medico necessario per far funzionare un aeroplano.
In Canada, una licenza di pilota di aliante consente al pilota di pilotare alianti senza motore. Per i motoalianti autolanti (compresi i motoalianti e gli alianti con motori o eliche retrattili), e i motoalianti sostenitori è richiesto il permesso o la licenza di aeroplano. Un istruttore deve fornire istruzioni e firmare il giornale di bordo del pilota per autorizzare il pilota a trasportare passeggeri.