Schempp Hirth Nimbus 4: 1990 жылғы неміс жолаушысыз ұшағы

Кіріспе

Неміс бір немесе екі орындық жолтырауыш, 1990 жылғы.

Schempp Hirth Nimbus 4 – Клаус Холигаус жобалаған және Германияның Кирхейм қаласындағы Schempp Hirth Flugzeugbau GmbH компаниясы өндірген жоғары өнімді FAI Open Class жолтырауыштар отбасы. Nimbus 4 алғаш рет 1990 жылы ұшты.

Жобалау және әзірлеу

Nimbus 4 отбасы, Schempp Hirth өнімдерінің ең жоғары көрсеткіштермен жасалған, Nimbus 2 және Nimbus 3 алдыңғы үлгілерінің тікелей жалғасы болып табылады. 2010 жылға дейін барлығы 44 бір орындық және 100 екі орындық модельдер өндірілді. Қанаттың ені бойымен өзгереді және 26,5 метрге дейін ұзарады. Аспект қатынасы 38,8-ге тең. Фюзеляж та ұзартылып, үлкен руль қойылған. Өндірушінің мәлімдемесіне сәйкес, бұл планердің үздік сырғанау жылдамдығы 110 км/сағ (59 түйін) болғанда сырғанау коэффициенті 60:1-ден жоғары, яғни тыныш ауада 1000 метр биіктік жоғалғанда 60 километрден астам қашықтыққа сырғанауға мүмкіндік береді. Екі орындық 4D нұсқасы, сондай-ақ турбиналық қозғалтқыштармен (T белгісі) немесе өздігінен ұша алатын қозғалтқыштармен (M белгісі) жабдықталған моторлы планерлердің нұсқалары бар.

Nimbus-4DM

Nimbus 4DM Nimbus 4 дизайнына сәйкес келеді, тек кабина және қозғалтқыш конфигурациясы мен оған байланысты жұмыс шектеулеріндегі айырмашылықтар бар. Бұл 2 орындық, жоғары өнімділікті моторлы планер, талшықты пластмассадан (FRP) жасалған, толық ұшуды басқару жүйесімен және Т-тұғырмен (тұрақты көлденең қанатпен және екі бөліктен тұратын лифтпен) жабдықталған. Өндіріс процесінде композиттік материал қабаттары мен эпоксидті шайырлар қолмен орналастырылады. Қанаттың ұзындығы 26,5 метр, әр жағында үш бөлім бар: қанат ұшы, сыртқы және ішкі бөлімдер. Ішкі бөлімдер фюзеляжбен біріктіріледі, ал сыртқы қанат бөлімдері фюзеляж тамырынан шамамен 3,8 метр (12,6 фут) қашықтықта ішкі бөлімдермен жалғасады. Қанат қабықтары көміртек талшығынан жасалған, көбікпен толтырылған сэндвич конструкциясынан тұрады, бір негізгі шыршасы шыны талшығынан жасалған, көбікпен толтырылған кесу желісінен және көміртек талшығынан жасалған флангтардан құралған. Бір жапсырма бүкіл ішкі қанат бөлігін қамтиды. Сыртқы қанат бөлімінде үш бөліктен тұратын элерон (ішкі, орталық және сыртқы) орналасқан, ал төртінші элерон, жағымсыз иілудің әсерін азайту үшін, қанат ұшына бекітілген. Алдыңғы фюзеляж (кабина) кевлар, көміртек және шыны талшықтан жасалған ламинаттан тұрады, екі жағынан екі қабатты терімен нығайтылған, айналасында шатырдың жақтаулары мен орындықтарды орнату флангтары бар. Шатыр бір бөліктен тұрады, бүйінен ашылады және оң жаққа айналады. Артқы фюзеляж бөлімі таза көміртек талшығынан жасалған монолитті қабықтан тұрады, көміртек талшығынан жасалған, көбікпен толтырылған бөлектермен және шыны талшықтан жасалған торлармен нығайтылған. Көлденең қанат көміртек талшығымен нығайтылған шыны талшығынан жасалған, көбікпен толтырылған сэндвич конструкциясынан жасалған. Лифт жартылары гибридтік композиттен (көміртек және шыны талшығы) жасалған монолитті қабықтан тұрады. Тік қанат көміртек талшығынан жасалған, көбікпен толтырылған сэндвич конструкциясынан жасалған. Бір бөліктен тұратын руль шыны талшығынан жасалған, көбікпен толтырылған сэндвич конструкциясынан жасалған. Ұшуды басқару жүйесінің барлық элементтері итеру/тарту түтікшелерінен тұрады, рульді басқару кабельдер арқылы жүзеге асырылады. Nimbus 4DM сұйық салқындатылатын 44 кВт Bombardier Rotax 535C қозғалтқышымен және 3:1 қатынастағы белдік жетекпен жабдықталған. Қозғалтқыш қондырғысы қанаттан кейін орналасқан фюзеляжға орналастырылған. Электрмен жұмыс істейтін шпиндельді жетек (винт) қозғалтқыш бөлімінен жоғары және алға қарай пропеллерлік тіреуді көтереді. Сақтау кезінде, артқы фюзеляжға орнатылған екі есік қозғалтқыш қондырғысын жабады. Винт ұшақ корпусы мен тіреудің жоғарғы алдыңғы бөлігіне бекітілген, сондықтан винттің кері тартылуы (қысқартылуы) тіреуді жоғары және алға қарай ұшу позициясына тартады. 4DM 500 км қашықтық бойынша жылдамдық бойынша әлемдік рекордты иеленеді – 306,8 км/сағ (190,6 миль/сағ), бұл оның VNE шегінен асып түседі. Бұл рекордты 2006 жылдың 22 желтоқсанында Клаус Ольман және Матиас Гарсия Маццаро жасаған.

The Nimbus 4DM is typical of the Nimbus 4 design, except for variations in cockpit and powerplant configuration and associated operating limitations. It is a 2 seat, high performance motorized glider, constructed from fiber reinforced plastic (FRP) composites, featuring full span flight controls and a T tail (with fixed horizontal stabilizer and two piece elevator). The manufacturing process uses a hand lay up of composite material plies and epoxy resins. The wing's 26.5 meter (87 foot) span consists of three sections per side, consisting of a wing tip, outboard section, and inboard section. The inboard sections mate at the fuselage and the outer wing sections mate with the inboard sections approximately 12.6 feet outboard of the fuselage root chord. The wing shells are a carbon fiber/foam core sandwich construction with one main spar constructed of a glass fiber/foam core shear web and carbon fiber spar flanges. A single vane flap spans the entire inboard wing section. Three sections of ailerons (that is, inboard, center, and outboard) span the outboard wing section with a fourth aileron, used to minimize the effects of adverse yaw, attached to the wing tip. The forward fuselage (cockpit) is constructed of Kevlar, carbon and glass fiber laminate, reinforced by a double skin on the sides with integrated surrounding canopy frame and seat pan mounting flanges. The single piece canopy hinges sideways and opens to the right. The aft fuselage section is constructed of a pure carbon fiber monolithic shell, stiffened by carbon fiber/foam core bulkheads and glass fiber webs. The horizontal stabilizer is constructed of glass fiber/foam core sandwich with carbon fiber reinforcements. The elevator halves are a hybrid composite (carbon and glass fiber) monolithic shell. The vertical stabilizer is carbon fiber/foam core sandwich construction. The single piece rudder is constructed of glass fiber/foam core sandwich. The flight controls are all push/pull tubes except for the rudder, which is controlled via cables. The Nimbus 4DM is powered by a liquid cooled 44 kW Bombardier Rotax 535C engine with a 3:1 belt reduction drive. The powerplant is housed in the fuselage immediately aft of the wing. An electrically driven spindle drive (jackscrew) extends the propeller pylon upwards and forward from the engine bay. When stowed, two doors mounted to the rear fuselage conceal the powerplant. The jackscrew is attached between the airframe and the upper forward end of the pylon such that when the jackscrew is retracted (shortened) the pylon is pulled upwards and forward into its flight position. A 4DM holds the world record for speed over a 500 km course 306.8 km/h (190.6 mph) which is in excess of its VNE. It was flown by Klaus Ohlmann and Matias Garcia Mazzaro on 22 December 2006.

Авариялар тарихы

АҚШ Ұлттық көлік қауіпсіздігі кеңесінің (NTSB) тергеушілері Германияның Федералды авиация басқармасына (FAA) баламасы болып табылатын Германияның Luftfahrt Bundesamt (LBA) ұйымына 1999 жылы Невада штатындағы Миден қаласының жанында болған апатқа байланысты Nimbus 4DM ұшағының апат тарихы туралы сауал жолдады. Апат кезінде, планер термолифтің әсерімен маневр жасағанда, басқарылмайтын ұшудан шығып, қалпына келтіру кезеңінде ұшып бара жатқанда қирады. Апаттың басталуын көрген басқа желкенқайшылардың куәгерлері, планер спиральға түскен кезде, термомостқа көтерілгендей, тығыз бұрылыста болғанын айтты. 45 градусқа төмен қарай бұрылып, планер екі рет айналып, жылдамдығын арттырды. Содан кейін айналу тоқтады, ұшу солтүстік-шығыс бағытында тұрақталды, ал мұрыны тік күйге дейін төмен түсті (бұл Ұшақ ұшу нұсқаулығында (AFM) көрсетілген спиральден шығу әдісіне сәйкес келеді). Куәгерлер планердің ұстанымын тегістегенін байқады, қанаттары жоғары иіліп, қанат ұштары көтерілді, содан кейін планерден қанаттың сыртқы бөліктері бөлініп, қанаттар қирады және фюзеляж жерге құлады. Бірнеше куәгерлер қанаттың бұрылуы 45 градусқа немесе одан да көп жеткенін болжады. Қалдықтарды зерттеу көрсетті, сол және оң қанаттың сыртқы бөліктері екі жерде симметриялы түрде зақымданған. Осы жағдайда NTSB «осы апаттың себебі пилоттың спиральға немесе кездейсоқ түскен айналудан шығу кезінде лифт басқаруын шамадан тыс пайдалануы болды, нәтижесінде планер рұқсат етілген ең жоғары жылдамдықтан асып кетті, бұл қанаттардың конструкциялық жүктемеден асып түсуіне және қирауына әкелді» деген қорытынды жасады. Ол кезде Германияның NTSB-ге баламасы болып табылатын Федералды апаттарды тергеу бюросы (BFU) әлемде үш апатты тіркеген болатын. Біріншісі 1994 жылдың 4 қыркүйегінде Францияның Файенс қаласында ұзақ жерге қону кезінде болған апат. Екіншісі 1997 жылдың 27 шілдесінде Испанияның Фуэнтемиланос қаласында ұшып көтерілу кезінде жерге соқтығысу, нәтижесінде екі адам қаза тапты. Үшінші апат 1999 жылдың 13 маусымында Германияның Люссе қаласында болды, ол горизонтталды стабилизатордың дұрыс орнатылмауына байланысты болды, ұшып көтерілу кезінде стабилизатор эпеннаждан бөлініп кеткен кезде екі адам жарақат алды. NTSB тергеушілері Невада штатындағы Миденде болған апаттан кейін Испанияда болған Nimbus 4DM қатысқан тағы бір апат туралы білді. Испанияның Азаматтық авиация апаттары мен оқиғаларын тергеу комиссиясының мәліметінше, планер Vne жылдамдығынан асып кеткеннен кейін ұшып бара жатқанда қирады. Испан билігі берген алдын ала ақпаратқа сәйкес, ұшқыш бұрылыста болғанда, күшті термолифт планерді тік төмен түсетін спиральға түсіргенін айтты. Ұшқыш спиральдан шыға алмады және әуе жылдамдығы тез арада Vne-ден асып кетті. Содан кейін ұшқыш оң қанатының істен шыққандығын хабарлады және парашютпен секіріп құтылды. BFU бір орындық нұсқаларымен төрт оқиға/апатты тіркеді. Үш оқиға жерге қону кезінде жарақатсыз апаттарға байланысты, ал бір қайтыс болған апат таумен соқтығысудан болды. Сонымен қатар, 1995 жылы Жаңа Зеландияда Әлемдік желкенқайшылар чемпионатында дайындық кезінде француз әуе күштеріне тиесілі Nimbus 4 ұшағы әуеде жарылып жойылды. Планер толқынды бұлтқа кірді, бақылаудан шығып, 400 км/сағ жылдамдықпен жарылды (Жылдамдық шегі, немесе "Vne" 285 км/сағ, ал жобалық шомылу жылдамдығы, немесе "Vd", 324 км/сағ). Ұшқыш парашютпен секіріп аман қалды. LBA-ның мәлімдемесіне сәйкес, «Бізге белгілі болғандай, тіркелген оқиғалардың/апаттардың ешқайсысы техникалық ақауды көрсетпеді».

U. S. National Transportation Safety Board (NTSB) investigators queried the German Luftfahrt Bundesamt (LBA), Germany's equivalent of the U. S. Federal Aviation Administration (FAA), regarding the accident history of the Nimbus 4DM in conjunction with a 1999 accident near Minden, Nevada where both occupants of the aircraft were killed. In this accident, the glider broke up in flight during the recovery phase after a departure from controlled flight while maneuvering in thermal lift conditions. Airborne witnesses in other gliders who saw the beginning of the accident sequence said the glider was in a tight turn, as if climbing in a thermal, when it entered a spiral. With a 45 degree nose down attitude, the speed quickly built up as the glider completed two full rotations. The rotation then stopped, the flight stabilized on a northeasterly heading, and the nose pitched further down to a near vertical attitude (this is consistent with the spin recovery technique specified in the Aircraft Flight Manual (AFM)). The glider was observed to level its attitude, with the wings bending upward and the wing tips coning higher, when the outboard wing tip panels separated from the glider, the wings disintegrated, and the fuselage dived into the ground. Several witnesses estimated that the wing deflection reached 45 degrees or more before the wings failed. Examination of the wreckage disclosed that the left and right outboard wing sections failed symmetrically at two locations. In this case, the NTSB determined "that the probable cause of this accident was the pilot's excessive use of the elevator control during recovery from an inadvertently entered spin and/or spiral dive during which the glider exceeded the maximum permissible speed, which resulted in the overload failure of the wings at loadings beyond the structure's ultimate design loads." At the time there were three previous accidents worldwide on file with the Federal Bureau of Aircraft Accidents Investigation (BFU), Germany's equivalent of the NTSB. The first was a non injury long landing accident in Fayence, France, on 4 September 1994. The second involved a collision with the ground during takeoff in Fuentemilanos, Spain, on 27 July 1997, which resulted in two fatalities. The improper installation of the horizontal stabilizer led to the third accident in Lüsse, Germany, on 13 June 1999, in which two occupants were injured during an attempted takeoff when the stabilizer separated from the empennage just after liftoff. NTSB investigators became aware of another accident involving a Nimbus 4DM that occurred in Spain shortly after the Minden, Nevada, accident. According to the Comisión de Investigación de Accidentes e Incidentes de Aviación Civil, Spain's equivalent of the NTSB, the glider broke up in flight following a high speed excursion beyond Vne. According to preliminary information supplied by the Spanish authorities, the pilot stated they were in a turn when a heavy thermal caused the glider to enter a steep descending spiral. The pilot could not recover the aircraft from the spiral and the airspeed quickly exceeded Vne. The pilot then reported that the right wing failed and he bailed out. The BFU has recorded four incidents/accidents with the single seat versions. Three events are known of non injury accidents during off field landings, and one fatal accident was due to collision with a mountain. Additionally, during training for the World Gliding Championships in New Zealand in 1995, a Nimbus 4 (owned by the French Air Force) was destroyed in a midair breakup accident. The glider entered a wave cloud, lost control, and broke up at a speed beyond 400 km/h (The never exceed speed, or "Vne" is 285 km/h, and the design dive speed, or "Vd", is 324 km/h). The pilot survived by bailing out. According to the LBA, "As far as we know, none of the incidents/accidents recorded indicated a technical failure."