Akrobacja lotnicza, część 1

O ile matematyka jest królową nauk, o tyle akrobacja jest jeśli nie królową, to na pewno kwintesencją latania modelami RC. Pojęcie akrobacji lotniczej nie jest przypisane tylko do modeli stricte akrobacyjnych, ale swoim zasięgiem obejmuje praktycznie wszystkie klasy latających modeli zdalnie sterowanych. Elementy akrobacji znajdujemy w klasach modeli do walki powietrznej napędzanych silnikami spalinowymi lub elektrycznymi, w modelarstwie redukcyjno - makietowym, modelach halowych, szybowców i motoszybowców, FPV oraz innych. W związku z tym, w artykule będącym kontynuacją poprzednich na temat oblatywania, regulacji i treningu, które były kierowane przede wszystkim do początkujących, skupiam się przede wszystkim na ogólnych aspektach dotyczących tego szerokiego tematu nie wdając się w szczegóły ściśle związane z konkretną klasą modeli akrobacyjnych.

Aby pokazać różnorodność modeli akrobacyjnych, zamieszczono kilka fotografii prezentujących te modele. Na pierwszej pokazano chyba to, co w akrobacji najbardziej widowiskowe, czyli duży model napędzany silnikiem benzynowym w majestatycznym zawisie na śmigle, niemal muskający usterzeniem grunt.

Na kolejnej fotografii przedstawiciel klasy modeli halowych, a dalej typowy Fun Fly wykonany z balsy.

Niżej, model motoszybowca do akrobacji ekstremalnej.

Typowe błędy początkującego pilota

Wspomnijmy tu o pewnym dość istotnym fakcie dotyczącym napędu modeli. Wielu producentów i konstruktorów zaleca dla danego modelu określony silnik czy też napęd jako całość. O ile naszym modelem jest model 3D lub model halowy, to głównym aspektem doboru napędu będzie jego moc, a raczej stosunek ciągu statycznego do ciężaru modelu. W takim modelu wartość ciągu statycznego powinna z zapasem przewyższać ciężar modelu. Ma to związek głównie z figurami pionowymi, możliwością wykonania zawisu, czy też dynamicznym wyjściem z danej figury lub szybkiej ucieczki w modelach używanych do walki powietrznej. W makietach, modelach typu trener lub w typowych motoszybowcach, wymagania odnośnie do napędu, a właściwie jego mocy nie są już tak restrykcyjne i mogą być zróżnicowane, ponieważ silnik nie musi mieć ciągu równoważącego ciężar modelu.
Podczas latania modelami akrobacyjnymi szczególnie ważny jest odpowiedni trening, dobra znajomość właściwości lotnych samego modelu oraz zasad lotu głównie odnośnie do odpowiedniego doboru prędkości. Częstym błędem popełnianym przez pilota jest lot ze zbyt małą prędkością, co szczególnie dobrze widać w trakcie wykonywania pętli - w momencie, gdy model znajdzie się w pozycji pionowej i przed dojściem do szczytu wytraca prędkość i zaczyna „zwalać się” lub pochylać na skrzydło. Błędem popełnionym przez pilota była zbyt mała prędkość modelu przed rozpoczęciem figury. To samo dotyczy beczki. Robimy ją pod wiatr z małą prędkością i w momencie, gdy model jest w pozycji „na żyletę” zaczyna uciekać w dół. Remedium na takie sytuacje zwłaszcza, gdy napęd nie ma dużej mocy jest wcześniejsze rozpędzenie modelu poprzez lekkie oddanie wysokości w dół, co robimy przy maksymalnych obrotach silnika. Teraz wyrównujemy lot i szybko, aczkolwiek płynnie, przechodzimy do właściwej figury. Oczywiście, sama średnica pętli - modelem ze zbyt słabym napędem nie zrobimy dużej, rozciągniętej pętli.
Innym błędem są gwałtowne ruchy drążkami aparatury przy zbyt dużych, maksymalnych wychyleniach sterów. Prowadzi to do tego, że figury stają się załamane, model zostaje wyhamowywany niepotrzebnie tracąc energię kinetyczną. Wielu pilotów przejawia w locie dziwny strach przed pochyleniem nosa modelu w dół, starając się za wszelką cenę utrzymać kadłub w pozycji poziomej na każdym etapie lotu. W momentach takich szarpią gwałtownie sterem wysokości znów powodując wyhamowanie modelu.

Jak z tym walczyć? Panaceum jest trening akrobacji, a najlepiej modelem szybowca. Tutaj nie mamy napędu, szybowiec jak żaden inny model stawia duże wymagania odnośnie do pilotażu, które później procentują równym, płynnym i szybkim lotem. Naszym celem jest lot pochłaniający jak najmniej energii. Błędy, które popełniamy sumują się - zamiast latać walczymy, boimy się samej prędkości. A właśnie utrata prędkości jest główną przyczyną większości kraks modeli. Szczególnie częstym widokiem jest zawis modelu w miejscu w trakcie silnego wiatru. Model zaczyna wykonywać ruchy jak wahadło, pochylać na skrzydło raz w jedną raz w drugą stronę cyklicznie holendrując. Próba kontrowania tego zjawiska lotkami może doprowadzić do gwałtownego poderwania któregoś ze skrzydeł i wejścia modelu e korkociąg. Holendrujący model, pozbawiony prędkości postępowej jednocześnie obniża swój lot. Tu znowuż często jest popełniany błąd polegający na zaciąganiu steru wysokości, tak aby utrzymać kadłub w poziomie. To stanowi kolejny przyczynek do niekontrolowanego spadku na skrzydło.

Trening na symulatorze

Pisząc o akrobacji nie sposób nie wspomnieć o symulatorach lotu modelem RC. Symulatory modelarskie nie są nowym wynalazkiem ostatnich lat - ich historia sięga początku lat 90. ubiegłego wieku. Symulator sam w sobie jest doskonałym narzędziem treningowym, jeśli z racji warunków atmosferycznych lub innego powodu latanie tradycyjne nie wchodzi w grę. Koszt latania symulatorem jest nieporównywalnie niższy od latania tradycyjnego, zwłaszcza jeśli korzystamy z darmowego oprogramowania. Innym dość istotnym aspektem takiej formy treningu jest możliwość wirtualnego zapoznania się z konkretnymi modelami.
Na rynku jest dostępnych wiele symulatorów odwzorowujących prawdziwe modele. Polecam szczególnie jeden z lepszych, o ile nie najlepszy na dzień dzisiejszy symulator, jakim jest Real Flight. Kupując go, w komplecie otrzymujemy oprogramowanie, bonus z dodatkowymi modelami oraz sam pulpit sterujący.
Oto niektóre z cech tego symulatora:

• Funkcja przewijania wstecz przyciskiem Reset z możliwością zmiany przelotu (funkcja niezwykle przydatna np. podczas trenowania podejść do lądowania).
• Poprawiony realizm podczas uderzeń modelem o ziemię.
• Funkcja "Heli Safety Alerts" informująca o błędach w pilotażu.
• Funkcja szybkiej edycji parametrów modeli samolotów.
• Funkcja pokazywania się śladów poruszania się końcówek skrzydeł i śmigieł.
• Niezwykle realistyczna fizyka dymu.
• Ulepszone efekty graficzne poruszającego się śmigła oraz nowe, bardziej realistyczne efekty dźwiękowe.
• Więcej opcji w trybie multiplayer. Można spróbować swoich sił w dwóch nowych trybach walki powietrznej: DeadRinger TM oraz Hardcore Combat.
• Tryb DeadRinger TM to kapitalna rozgrywka walki powietrznej polegającej na jak najszybszym zaliczeniu "bramek" zawieszonych w powietrzu, jednocześnie unikając zestrzelenia przez przeciwników również próbujących pokonać daną trasę w jak najszybszym czasie.
• Tryb Hardcore Combat, czyli standardowy tryb walki powietrznej, wzbogacony jednak o niezwykle ciekawy efekt"zaciemnienia" i chwilowej utraty przytomności, pojawiających się na ekranie zawsze wtedy gdy wykonujemy ewolucje powodujące silne przeciążenia i nagły wzrost siły G.
• Sky Grid - to "siatka" którą możemy wirtualnie "nałożyć" na przestrzeń w której latamy, pomagająca utrzymać poziomy lub pionowy tor lotu, a także znacznie ułatwiająca naukę np. precyzyjnych "pętli po kwadracie".
• TruFlo Wind Dynamics TM - Dobrze znana z poprzednich wersji opcja modyfikacji warunków pogodowych (w szczególności wiatru) została dodatkowo udoskonalona. Teraz oprócz kompletnej kontroli nad kierunkiem i siłą wiatru doświadczymy również chwilowych turbulencji i zyskujemy możliwość "złapania" kominów termicznych.

Dzięki symulatorowi RC mamy możliwość przećwiczenia programu akrobacji, co daje szansę na przećwiczenie poszczególnych figur, czy też całego programu lotu bez ryzyka uszkodzenia modelu. Dzięki temu możemy wspinać się na coraz wyższe poziomy umiejętności. Jest znacznie łatwiej po takim przygotowaniu spróbować swoich sił np. w zawisie, locie nożowym, czy też niskim przelocie na plecach.
Niezależnie od tego, która z klas modelarskich jest naszym celem, właśnie symulator cel ten nam przybliża.

Widoczność modelu

W akrobacji szczególnie istotna jest doskonała widoczność modelu w powietrzu i bezproblemowe rozróżnianie jego położenia. Jest to temat dość kontrowersyjny, wszak zależny głównie od własnych preferencji, wieku i co najważniejsze jakości własnego wzroku oraz wpływu otoczenia i pogody. Wszak model inaczej wygląda na tle bezchmurnego nieba, a inaczej na tle szarówki.

Kiedy model jest dla nas najlepiej widoczny, jakich kolorów używać, aby był wyraźny z dużej odległości? Jaki ma na to wpływ pogoda, oczywiście pomijając deszcz, śnieg i mgłę? Jak bezbłędnie określić położenie modelu w przestrzeni? Bo to akurat jest chyba najważniejsze. Niektórzy preferują wzorzystą górę modelu i jednolity kolorystycznie spód, inni malują górę modelu w kolorze jasnym, natomiast dół w ciemniejszym . Sam preferuję (po latach walki z samym sobą) zdobienie dołu modelu szerokimi pasami o kontrastowych barwach. Co mi to daje? Otóż patrząc na model z większej odległości nie muszę zastanawiać czy dół był w tym modelu ciemniejszy, czy jaśniejszy, a może akurat było na odwrót? Wystarczy, że widzę wyraźne pasy. Oczywiście, w modelach makiet nie jest to takie proste, ponieważ budując makietę jesteśmy od razu skazani na jakiś wzór malowania, jednak w innych modelach proponuję właśnie takie malowanie.
Spójrzmy na poniższe zdjęcie. Pokazuje ono kilka modeli fotografowanych w podobnych warunkach i z podobnej odległości. Od razu można zauważyć te, które mają pasy na płacie i jednoznacznie określić ich położenie. Od razu wiemy, czy widzimy spód modelu, czy górę. Oczywiście, możemy zastosować inny motyw, na przykład kilka kół lub szachownicę. Ważne, aby trzymać się pewnego schematu malowania we wszystkich, budowanych przez siebie modelach.

Akrobacja - podstawowe figury

Niezależnie od tego, czy latamy w klasie F3A, modeli halowych, ESA, czy motoszybowcem, podstawą wszelkiej akrobacji jest perfekcyjne opanowanie lotu prostoliniowego. Lot prostoliniowy stanowi podstawę wszystkich figur, jest też przerywnikiem pomiędzy nimi. Stąd tak ważna jego funkcja, oczywiście mówimy o locie w różnych warunkach: pod wiatr, z wiatrem, przy wietrze bocznym. Jak wspomniałem, artykuł ten traktuje o akrobacji ogólnie, więc nie będę na tym etapie opisywał wszystkich figur, czy też posługiwał się symbolami ARESTI, które stanowią niejako język wszystkich pilotów akrobacyjnych. Zainteresowanym podaję link, pod którym można znaleźć odpowiednie symbole: http://en.wikipedia.org/wiki/Aresti_Catalog
Możliwość wykonania wszystkich figur zapewnia model, w którym są sterowane wszystkie powierzchnie sterowe, czyli: ster wysokości, ster kierunku oraz lotki. Oczywiście, możliwe jest wykonanie akrobacji modelem pozbawionym przykładowo steru kierunku, gdzie operujemy tylko wysokością i lotkami. Takim modelem wykonamy pętlę, beczkę, lot plecowy i inne figury, jednak nie będziemy mieli wykonania lotu nożowego, czyli na boku kadłuba oraz beczek sterowanych. To samo dotyczy się modelu pozbawionego lotek: wykonamy nim pętlę, poziomą spiralę przypominającą beczkę, jednak z racji konieczności podwyższenia stateczności takiego modelu będziemy mieć duże problemy z wykonaniem lotu plecowego, nie wykonamy też beczek akcentowanych czy też beczek powolnych.

Pętla wewnętrzna. Ta figura jest powinna być wykonywana w locie pod wiatr, co daje większą prędkość postępową modelu względem powietrza. Wchodzimy w pętlę z lotu poziomego lub traktujemy ją jako kontynuację innej figury. Model rozpędzamy do pełnej prędkości (1), zaciągamy lekko ster wysokości w górę (2). Jeśli jest to szybka pętla o małej średnicy, to przytrzymujemy model na tak wychylonym sterze wysokości praktycznie do końca figury. W razie wolniejszej i rozciągniętej pętli przed osiągnięciem szczytu, gdy model jest już prawie do góry kołami, zmniejszamy obroty silnika i na moment prostujemy ster wysokości, po czym znów lekko zaciągamy i dodajemy gazu. Przed dojściem ponownie do punktu 2 wyrównujemy lot i kontynuujemy go po prostej.

Pętla zewnętrzna. Figura podobna do poprzedniej, wykonywana na większej wysokości. Nie każdy model potrafi ją poprawnie wykonać. Pętlę zewnętrzną rozpoczynamy od rozpędzenia modelu (1). Następnie oddajemy ster wysokości i zmniejszamy obroty silnika. Gdy model osiągnie punkt dolny i znajduje się na plecach zwiększamy do maksimum obroty silnika i na zaciągniętym sterze wysokości wspinamy się do punku wyjścia (2). Wyrównujemy, zazwyczaj dając lekki impuls na wysokości i zaciągając na moment płynnie wysokość. Opisuję pracę silnikiem, jednak pętle przy odpowiednim zapasie prędkości mogą być wykonane bez potrzeby operowania gazem, na przykład modelem szybowca.

Lot odwrócony - plecowy. Ta figura pomimo prostoty jest bardzo widowiskowa, szczególnie, gdy jest wykonywana jest na niskim lub bardzo niskim pułapie. W tej figurze od razu są widoczne wszystkie błędy pilota.
Wejście w lot plecowy może odbyć się na kilka sposobów, wśród których jednym z prostszych jest półbeczka. Po rozpędzeniu modelu w locie prostym (1) lub po wyrównaniu wyjścia z innej figury na moment dajemy impuls lotkami. Jeśli robimy szybkie przejście do lotu plecowego praktycznie czekamy aż model wywróci się. W (3) lekko oddajemy ster wysokości, aby model wyrównał lot i nie tracił wysokości. Operując teraz lekko wysokością i obrotami staramy się utrzymać prostoliniowy lot plecowy. Jeśli model ma zapas stateczności (głównie górnopłaty), to może też dojść potrzeba wykonania delikatnych ruchów korekcyjnych lotkami.

Drugim sposobem wejścia w „plecy” jest półpętla. Rozpędzamy model (1) i przechodzimy w gwałtowne wznoszenie jak w wejściu w pętlę, czyli zaciągamy ster wysokości w górę. Postępowanie tutaj znów zależy od tego czy wejście ma być szybkie, czy też raczej zwolnione i majestatyczne. W wejściu szybkim praktycznie, gdy znajdziemy się na plecach oddajemy na moment ster wysokości w druga stronę i przechodzimy płynnie w lot plecowy. Wejście wolne będzie wymagało pilnowania i kontrolowania obrotów silnika pomiędzy punktami 2 i 3,oraz mniejszych i płynniejszych ruchów sterem wysokości. Oczywiście wejście w plecy można też zrealizować innymi metodami. Przykładowo rozpędzamy model w locie pionowym w dół i równamy lot przechodząc na plecy.

Beczka szybka zwana też autorotacyjną. Figura ta charakteryzuje się tym, że jest wykonywana przy stałym wychyleniu lotek. Model wykonuje szybki obrót spiralny kadłubem niejako po stożku. Po rozpędzeniu modelu (1) na moment przechodzimy do wznoszenia, krótki i płynny impuls sterem wysokości w górę, po czym od razu wychylamy lotki i trzymamy je do końca figury. Lotki prostujemy. Możemy też mając odpowiedni zapas wysokości i prędkości wykonać kilka zwitek. Prawidłowo wykonana beczka powinna mieć swój początek i koniec na tej samej wysokości.

Beczka szybka pozytywna (snap roll). W szybkim locie poziomym lub po rozpędzeniu się w dół jednocześnie redukujemy obroty silnika i gwałtownie zaciągamy ster wysokości, po czym równocześnie wychylamy lotki i ster kierunku w tą sama stronę. Model wykonuje coś na kształt niekontrolowanego obrotu. W niektórych kręgach ta figura jest nazywana „szmatą” lub „wywróceniem flaków”.

Beczka szybka negatywna (snap roll). Wykonywana tak samo jak pozytywna z tym, że lotki i kierunek są wychylane w przeciwne strony.

Beczka powolna. Bardzo atrakcyjna i widowiskowa figura. W jej wykonaniu udział biorą sekwencyjnie wszystkie powierzchnie sterowe. Wejście rozpoczynamy rozpędzonym modelem (1). Lekko wychylamy lotki, po obróceniu modelu o mniej więcej 45 stopni lekko wychylamy ster kierunku przeciwnie do lotek i lekko zaciągamy ster wysokości. Pogłębiamy kierunek jednocześnie cofając wysokość do neutrum. Model znajduje się w punkcie 2, leci na boku kadłuba, czyli tradycyjna żyleta. Cofamy ster kierunku i oddajemy ster wysokości od siebie. Model znajduje się na plecach. Cofamy płynnie wysokość i wychylamy kierunek znów w stronę przeciwną do lotek. Model osiąga znów pozycje na żyletkę (4). Znów płynnie cofamy kierunek i jednocześnie zaciągamy wysokość. Przed samym dojściem modelu do poziomu (5) ustawiamy lotki w neutrum i cofamy wysokość. Model leci prosto. Jest to jedna z trudniejszych figur wymagająca precyzyjnego zgrania ze sobą w odpowiednich momentach wszystkich powierzchni sterowych. Przy pierwszych próbach ćwiczymy ją na lekkim locie wznoszącym samymi lotkami i podpierając się sterem wysokości. Jeśli to opanujemy, dodajemy do tego wszystkiego ster kierunku.

Beczka akcentowana. Kwintesencja beczek w mojej opinii, niesamowicie widowiskowa i spektakularna, o ile jest wykonana poprawnie i równo. Wykonywana jest technicznie jeśli chodzi o ruchy drążkami dokładnie tak samo jak beczka powolna. Różnica polega na chwilowych zatrzymaniach lotkami obrotu modelu wokół swej osi co 90 stopni lub co 180 stopni. Bardzo dobrze wygląda też w locie pionowym zarówno w dół, jak i w locie wznoszącym. Beczki pionowe wykonujemy zgodnie z zasadą – w dół na minimalnych obrotach silnika, w górę na maksymalnym gazie.

Immelman. Figura ta jest sumą półpętli i półbeczki. Lecąc pod wiatr wykonujemy wejście w pętlę, w momencie gdy model jest na szczycie pętli i znajduje się w locie plecowym wykonujemy półbeczkę.

Wywrót. Jest to figura odwrotna do Immelmana. Zmniejszamy w locie poziomym obroty silnika i wykonujemy półbeczkę i zaraz za nią półpętlę wewnętrzną jednocześnie redukując do minimum obroty silnika.

Przewrót bojowy (ranwers). Wejście z lotu poziomego - zaciągamy wysokość i robimy pierwszą ćwiartkę pętli, równamy ster wysokości i model zaczyna lecieć pionowo w górę. Zmniejszamy obroty, model zwalnia i w końcu się zatrzymuje. Teraz dajemy impuls na sterze kierunku. Model obraca się o 180 stopni i zaczyna rozpędzać się w dół. Na wysokości wejścia robimy ponowną ćwierć pętlę o takim samym promieniu jak pierwsza i przechodzimy do lotu poziomego w kierunku przeciwnym. Figura ta wymaga dokładnego zgrania i dobrania wychyleń steru kierunku i obrotów silnika. Ważne by zaczynała i kończyła się na tej samej wysokości.

Opisane figury stanowią podstawę i absolutnie nie wyczerpują tematu akrobacji lotniczej. Wymagają systematycznego treningu. Trening zaś w początkowym stadium nie powinien opierać o chęć wykonania ich wszystkich w każdym locie, ponieważ początkowo bardziej to będzie przypominało „młócenie powietrza”. Najpierw ćwiczymy opanowanie do perfekcji każdej z nich z osobna, dopiero w następnym etapie ćwiczymy ich połączenia, przejścia jednych w drugie itd. W następnym etapie możemy trenować figury w figurach, czyli łączyć ze sobą pętle i beczki, czego przykładem może być tak zwana ósemka kubańska.

wrzesień  2014,  Tomasz Motyl „Motylasty” Zdjęcia i rysunki: archiwum własne