Englannin kielessä ilmauksilla maneuverability ja agility on eri merkitys. En ole aivan varma tarkoittaako liikehtimiskyky suomenkielisessä ilmailuslangissa edellistä, jälkimmäistä vaiko molempia. En myöskään ole varma tietävätkö alla lainatut keskustelijat näiden eron, tai käyttävätkö sanaa tarkassa merkityksessään. Olennaisempaa olisi kuitenkin tietää mitä kukin ilmaisulla tarkoittaa ja miten muut sen ymmärtävät. Sama pätee kaartotaisteluominaisuuksiin tai koiratappeluun, niitäkin voi harrastelija käyttää useassa merkityksessä, vaikka jokin merkitys olisikin virallisesti juuri se oikea. Olisi aivan olennaista tietää onko kyse ainoastaan 1 vs 1 tilanteesta wvr, vaiko myös esim 2 vs 2 wvr. Sama ominaisuus kun on edellisessä tilanteessa käyttökelpoinen tilanteessa jossa kummallakin on tykki eikä kummallakaan ohjuksia, mutta jälkimmäisessä lähes täysin hyödytön. Kyky kaartaa tiukasti hitaassa lennossa energian nopeasta menettämisestä huolimatta on malli esimerkki tällaisesta ominaisuudesta. Voisi tosin myös kyseenalaistaa onko siitä hyötyä edes 1 vs 1 tilanteessa, jos käytössä on modernit ilmataisteluohjukset.
Alhainen siipikuormitus ei automaattisesti tarkoita hyvää liikehtimiskykyä, suuri teho-painosuhde on tärkeämpää (joka on Typhoonissa erinomainen, Rafalessakin erittäin hyvä mutta Gripen NG:ssä huono). Alhainen siipikuormitus tarkoittaa isoa siipeä, ja se tarkoittaa suurta ilmanvastusta joka varsinkin kaartotaistelussa tarkoittaa energian menettämistä suhteessa vastustajaan. Yleensäkin Deltasiipien ongelma on suuri ilmanvastus kurvatessa.
Aerodynaaminen konfiguraatio muutenkin vaikuttaa paljon (LERX:it yms.). F-16 on erinomainen kaartotaisteluhävittäjä vaikkei sen siipikuormitus ole poikkeuksellisen pieni, mutta se aerodynaamisesti menettää energiaansa vähän kaartotaistelussa.
Alhainen siipikuormitus merkitsee suurta siipipinta-alaa suhteessa painoon, se voi merkitä tai olla merkitsemättä tilavuudeltaan suurta siipeä. Mikäli myös tilavuus kasvaa, se voi merkitä sitä että koneen sisäinen polttoaine riittää, ja pienemmän tilavuuden omaava kone joutuu turvautumaan lisätankkiin. Tällöin on todennäköistä että suurempitilavuuksisen siiven omaava kone on ilmanvastukseltaan pienempi, eikä suurempi, kun myös lisätankin ilmanvastus huomioidaan, ja menettää siten vähemmän energiaa kuin vastustajansa.
F-16:n ja muiden "teen series" -tyyppisten hävittäjien hyviin kaartotaisteluominaisuuksiin vaikuttavat mm. suuri siiven sivusuhde, eli siipi on suhteellisen kapea ja nuolikulma vähäinen. Näin siiven vastus alisoonisella nopeusalueella on vähäinen. Ylisoonisilla nopeuksilla tällainen siipi sen sijaan on huono. Sittemmin 'muoti' on muuttunut korostamaan taas ohjuksin käytäviä ilmataisteluita joissa joko tehdään nopeita pistomaisia hyökkäyksiä, tai sitten lähitaistelussa pyritään nopeasti ampuma-asentoon suurella hetkellisellä kaartokyvyllä: nämä vaatimukset heijastavat suurempaa luottamusta ohjusten hakupäiden ja laukaisutekniikoiden toimivuuteen. Vielä 70-luvulla oli vaikeaa saada kaartotaistelussa vihollinen piikille niin että ohjuksen laukaisuparametrit täyttyivät. Nyt luotetaan siihen että kypärätähtäimellä ohjus saadaan lukittua nopeasti ja sekä ohjus että ripustin kestävät laukaisun vaikka keskellä 9g:n kaartoa (vrt. varhaisten Sidewinderien 2g).
Alisoonisella alueella vähäinen indusoituvastus ei vastoin yleistä käsitystä johdu siiven sivusuhteesta, vaan siivenkärkivälin neliön ja painon suhteesta, englanniksi spanloading (kannattaa googlata). Jos siis paino ja siiven kärkiväli pidetään samana, ja pinta-alaa lisätään koneen lentosuunnassa, ei indusoitu vastus vaakalennossa alisoonisella alueella muutu ollenkaan, vaikka moinen väärinkäsitys on erittäin yleinen ja sitä esiintyy myös lentäjillä. Ilmanvastus riippu toki muistakin vastuskomponenteista, mutta ilman viskoosivastuksen muutos siiven pinta-alan muutoksessa ei alisoonisella alueella ole kovin oleellista suuruusluokkaa muihin vastuskomponentteihin verrattuna. Tämä siksi että pienemmällä pinta-alalla myös paikallinen virtausnopeus kasvaa samalla nostovoimalla, mikä lähes kompensoi pinta-alan muutoksesta muuten aiheutuvan vastuslisän. Tämä siis samalla lentonopeudella ja -korkeudella verrattaessa.
Kiitos hyvistä kommenteista.
En osaa sanoa, kumpi on tärkeämpää, alhainen siipikuormitus, vai suuri teho-painosuhde. Molemmat ovat tärkeitä.
Joka tapauksessa, Barrelin kommentti edustaa ehkä enemmän 70-luvun ajattelua, kun fulcrum kuvasi tilannetta laajemmin sekä historiallisesta että nykyisestä perspektiivistä.
Jos vielä hiukan laajennan. Esim. tuohon wikipedian artikkeliin voi tutustua.
https://en.wikipedia.org/wiki/Wing_loading
Aerodynamiikka on mielenkiintoinen asia. Alhaisilla nopeuksilla, korkeilla subsoonisilla ja yliääninopeuksilla "hyvät ominaisuudet" kääntyvät usein päinvastoin. Näin esim. ilmanvastuksen osalta.
On totta, että korkea siipikuormitus on edullinen asia suunniteltaessa esim. korkealla aliäänellä lentävää matkustaja- pommittaja- tai rynnäkkölentokonetta. Tällöin pienelläkin siivellä saadaan pienellä kohtauskulmalla riittävä noste ja muu vastus saadaan minimoitua. Tällaiset koneet lentävät samalla polttoainetäytöllä pidemmälle.
Vastaavasti, yliääninopeudella terävän nuolimainen muoto on tehokkaampi, alinääninopeudella enemmän suora, matkustajakonetta muistuttava.
Ilmataistelutilanteessa tilanne on kuitenkin eri kuin matkalennossa. Ilmataistelutilanteessa on tärkeää kyetä kääntymään hetkellisesti ja jatkuvasti. Lentokoneet, erityisesti hävittäjät, kääntyvät aina "pystytasossa", eli vetämällä sauvaa taaksepäin. Kone kurvaa siiven nostovoimalla.
Nostovoima on funktio kahdesta asiasta (+plus ilmanopeus tietysti absoluuttisena puhuttaessa, mutta pysytään suhteellisissa): siiven koosta (alhainen siipikuormitus) ja toisaalta kohtauskulmasta . Mitä korkeampi kohtauskulma, sen jyrkemmin siipi kääntää ilmavirtaa ja sen suurempi nostovoima. Mutta, mitä jyrkempi kulma, sen suurempi vastus ja sitä enemmän hävittäjä menettää energiaa.
Siksi, jos on kaksi samanlaista hävittäjää, joiden ainoa ero on siipikuormitus, alhaisemman siipikuormituksen omaava on parempi, koska 1) se pystyy kääntymään tiukemmin tai 2) se pystyy kääntymään yhtä tiukasti
alhaisemmalla kohtauskulmalla, jolloin se menettää vähemmän energiaa.
Kuten fulcrum jo osin selitti, kyse ei olekaan oikeastaan siipikuormituksesta vaan siiven muodosta. Alisäänisessä kaartotaistelussa korkea nuolikulma ja pitkä ilmanvirtaus siiven yli johtavat erittäin merkittävään vastukseen, kun kohtauskulmaa on pakko vähän nostaa. Tällainen kone, (kuten Mirage 2000) alla, menettää energiaa erittäin nopeasti. Siinä Barreli on ihan oikeassa.
Edelleen, 'delta' itsessään ei ole "sanana" huono, eikä tarkoita, että delta-siipinen hävittäjä olisi aina huono. Näin erityisesti, koska käytännössä kaikki hävittäjät ovat nykyään enemmän tai vähemmän deltasiipisiä. Näin ovat esim. jo "hyvänä esimerkkinä" mainittu F-16 ja F-22.
Alhainen siipikuormitus vaikuttaa hyödyllisesti vain silloin, kun kone voi käyttää koko kohtauskulma-aluettaan ilman G-tekijän asettamia rajoja, eli "hitaasti" lennettäessä. Lainausmerkit siksi, että kyse on indikoidusta nopeudesta, mikä korkealla on jo nopeampaa.
Kaartamisen kannalta olennaista on työntövoima/vastus suhde, eikä niinkään teho/paino suhde. Toki paino vaikuttaa vastukseen, mutta vaikuttaa siihen moni muukin tekijä. Yleisesti suurempi teho on parempi, sillä se parantaa yleensä työntövoima/vastus suhdetta silloinkin kun paino kasvaa samassa suhteessa.
"On totta, että korkea siipikuormitus on edullinen asia suunniteltaessa esim. korkealla aliäänellä lentävää matkustaja- pommittaja- tai rynnäkkölentokonetta. Tällöin pienelläkin siivellä saadaan pienellä kohtauskulmalla riittävä noste ja muu vastus saadaan minimoitua. Tällaiset koneet lentävät samalla polttoainetäytöllä pidemmälle."
Juuri niin, varsinkin koska tuo muu vastus käsittää olennaista suuruusluokkaa olevat rungon vastuksen muutokset kohtauskulman muuttuessa. Blended body tyyppisillä hävittäjillä tuon tekijän merkitys on kuitenkin olenaisesti pienempi.
"Ilmataistelutilanteessa on tärkeää kyetä kääntymään hetkellisesti ja jatkuvasti. "
Nyt pitäisi kuitenkin erottaa toisistaa nopeuden suunnan muuttuminen ja koneen asennon muuttuminen, jotka ovat 2 täysin eri asiaa. Molemmilla on merkitystä ilmataistelutilanteessa. Esim työntövoiman suuntaamisella on olennaista vaikutusta jälkimmäiseen hitaissa nopeuksissa. Edelliseenhän vaikutus on päinvastainen kuin haluttu muutos. (esim kun vetää sauvasta, suihku suuntautuu ylemmäksi, painaen pyrstöä alas, mikä on edullista asennon muutoksen kannalta, mutta tuo alaspainava työntövoiman komponentti vähentää siiven nostovoimalla aikaansaatua kiihtyvyyttä ylöspäin ja siten heikentää kaartamiskykyä) Toki jos koneen elektroniikka huolehtii siitä että työntövoima kääntyy vain aivan alussa ja palaa takaisin jo ennen sauvan palauttamista, niin tämä ei liene niin olennainen haitta.
Tärkeää on kuitenkin myös agility, eli kyky muuttaa nopeasti lentotilaa suorasta kaartoon tai kaartaa eri suuntaan.
Sitten tulee vielä huomata, että kaarron maksimi g-tekijä, minimikaartosäde, maksimi asennon kulmanopeussekä maksimi suunnan muuttumisen kulmanopeus eivät riipu suoraan toisistaan, vaan jokin niistä voi olla toisella koneella parempi kuin toisella ja vastaavasti toisinpän. Ja kaikilla erikseen hetkelliset ja jatkuvat ... Kaartokyky on siis hyvin monipuolinen käsite jo sinällään.
Toisaalta kaartamiskyky ei välttämättä merkitse ilmataistelutilanteessa yhtään mitään, jos toinen kone tuhoaa toisen ohjuksella havaittuaan vastustajan ensimmäisenä ... Aivan yhtä tärkeää on siis kyetä havaitsemaan ympäristöään tehokkaasti kaikissa suunnissa ja kaikissa sääolosuhteissa, ja riippumatta siitä saavutetaanko aikainen havainto suoraan omilla aisteilla, koneen sensoreilla vai muualta saadun tilannekuvan perusteella. Esimerkiksi yöllä pilvessä lennettäessä lentäjän ja koneen välisen informaation siirron tehokkuus on varmasti tärkeämpää kuin kaartokyky, ja koneiden väliset erot ovat varmaankin huomattavia.
"Mutta, mitä jyrkempi kulma, sen suurempi vastus ja sitä enemmän hävittäjä menettää energiaa."
Suurempi vastus aiheutuu suuremmasta nostovoimasta, ei niinkään suuremmasta kohtauskulmasta. Toki jos mikään muu ei muutu kuin kohtauskulma, niin nostovoimakin kasvaa ja sen mukana vastus. Tiukassa kaarteessa suurella kohtauskulmalla on kuitenkin toinen olennainen vaikutus energian menettämisen kannalta, nimittäin se ettei työntövoima enää suuntaudu koneen nopeuden suuntaan, vaan sitä vinommin mitä suurempi kohtauskulma. Suurilla kohtauskulmilla tämä vaikutus on hyvin olennainen, muttei välttämättä haitta. Sakkauskohtauskulmiahan käytetään juuri vauhdin hidastamiseen, ja kun työntövoima menee vinoon voidaan koneen kierrokset pitää korkeammalla samalla hidastuvuudella, jolloin päästään kiihdyttämään uudestaan selvästi nopeammin.
"Siksi, jos on kaksi samanlaista hävittäjää, joiden ainoa ero on siipikuormitus, alhaisemman siipikuormituksen omaava on parempi, koska 1) se pystyy kääntymään tiukemmin tai 2) se pystyy kääntymään yhtä tiukasti
alhaisemmalla kohtauskulmalla, jolloin se menettää vähemmän energiaa."
Juu, jos hävittäjien ainoa ero on lentopainossa ja siitä seuraavasta erosta siipikuormitukseen. Mutta jos ne eivät olekaan samanlaisia hävittäjiä, vaan ero siipikuormituksessa johtuukin erilaisesta siipipinta-alasta, en suostu nielemään jälkimmäistä väitettäsi ilman vakuuttavampia perusteluja. Verrattaessa koneita toisiinsa, eikä itseensä: alhaisempi kohtauskulma ei automaattisesti merkitse pienempää vastusta, kun nostovoima on molemmilla koneilla sama.
F16 ja F-22 eivät ole deltasiipisiä, kts:
https://fi.wikipedia.org/wiki/Lentokoneen_siipi
