Ilmojen työjuhta
Herätkää!-lehden Etelä-Afrikan-kirjeenvaihtajalta
”OLIMME lentäneet noin kaksi tuntia. Yhtäkkiä moottorin kierrokset alkoivat laskea – ensimmäisenä merkkinä moottorihäiriöstä. Rupesin heti kiipeämään saadakseni jäljellä olevilla kierroksilla niin paljon korkeutta kuin suinkin mahdollista ennen kuin moottori sammuisi. Sen jälkeen kun en enää päässyt korkeammalle, kytkinkotelo hajosi ja pirstaleet levisivät ilmaan kaikkialle ympärillemme.
”Ohjasin heti helikopterin jyrkkään laskuun pitäen vaakalentonopeuden noin 90 kilometrinä tunnissa. Olin jo tutkinut maastoa ja suuntasin nyt kohti pientä raiviota, johon helposti lentäisi liukumalla.
”Vedin koneen nokkaa aavistuksen verran ylöspäin noin 15 metrin korkeudessa maanpinnasta, jotta vauhti pienenisi, ja sen jälkeen me laskeuduimme. Lyhyen liu’un jälkeen pysähdyimme noin puolentoista metrin päähän kuivan joenuoman reunasta.”
Kaikkeen tähän ei kulunut kunnolla minuuttiakaan. Toki helikoptereita on myös törmännyt maahan pakkolaskun loppuvaiheissa, mutta tämä tositapaus kuitenkin osoittaa sen, että jotakin on vielä tehtävissä, vaikka moottori alkaisikin reistailla. Tämä ohjaaja onnistui tekemään ns. autorotaatiolaskun, jota koulutuksen aikana on harjoiteltu monta kertaa tämänkaltaisten hätätilanteitten varalta.
Niin turvallinen ja monikäyttöinen kuin helikopteri onkin, monet eivät ole koskaan matkustaneet sillä. Kenties sinäkään et olisi halukas lähtemään edes lyhyelle helikopterilennolle. Haluat silti ehkä tutustua näihin erikoisiin lentäviin koneisiin.
Ensimmäiset helikopterit
Ensimmäisen pystysuoraan nousevan lentolaitteen, jolle pyörivät siivet antaisivat nostovoiman, suunnitteli Leonardo da Vinci vuonna 1483. Lentokoneensuunnittelijoiden mukaan tämä hänen luomuksensa ei valitettavasti olisi lentokelpoinen. Pystysuora lentäminen on silti jatkuvasti kiehtonut keksijöitä. Kesti kuitenkin melko kauan, ennen kuin heidän keksinnöillään alkoi olla käytännön merkitystä.
Espanjalainen Juan de la Cierva oli 27-vuotias, kun hän lensi suunnittelemallaan autogirolla ensi kerran vuonna 1923 lähellä Getafea Espanjassa. Hänen kehittelemänsä konstruktio antoi paljon virikkeitä helikopterien suunnittelulle. Ne helikopterit, joita vuosina 1939–1941 rakennettiin venäläissyntyisen Igor Sikorskyn piirustuksilla, alkoivat jo suuressa määrin muistuttaa nykyisin käytössä olevia helikoptereita. Mihin sitten perustuu se, että helikopteri saadaan irtoamaan maasta?
Miten se lentää?
Tavallinen kiinteäsiipinen lentokone joutuu lentoon päästäkseen suorittamaan lähtökiidon. Kun kone on saavuttanut riittävän nopeuden, siipien ohi virtaavan ilman synnyttämä nostovoima kasvaa niin suureksi, että se voittaa koneen painon ja kone irtoaa kentästä. Helikopterin tarvitsema nostovoima saadaan aikaan pyörivillä roottorinlavoilla, jotka ovat verrattavissa siipiin. Helikopteri ei näin ollen tarvitse ilmaan noustessaan lähtökiitoa. Riittävän nostovoiman kehittämiseksi helikopterin lapojen täytyy pyöriessään piestä ilmaa tietyssä kulmassa, jota sanotaan kohtauskulmaksi. Ohjaaja pystyy muuttamaan lapojen kohtauskulmaa ohjaimella, jota sanotaan noususauvaksi. Kun lapojen kehittämä nostovoima ylittää helikopterin painon, ts. kumoaa painovoiman, helikopteri irtoaa maasta. Nostovoiman vähentäminen saa koneen vähentämään korkeuttaan.
Leijuntaan nostettu helikopteri saadaan liikkumaan eteenpäin roottoritasoa kallistamalla. Roottoritasolla tarkoitetaan sitä kuvitteellista pintaa, jota lavat pyöriessään pyyhkivät. Kun roottoritasoa kallistetaan eteenpäin, lavat eivät ainoastaan paina ilmaa alaspäin (antaen nostovoimaa), vaan ne myös työntävät osan siitä taaksepäin (antaen työntövoimaa), ja näin kone liukuu eteenpäin. (Ks. alla olevaa kaaviota.) Helikopteria voidaan siis liikutella kaikkiin suuntiin, sivuttain ja jopa taaksepäin vain kallistamalla roottoritasoa haluttuun suuntaan. Tähän tarvittavaa ohjainta käytetään oikealla kädellä, ja sitä sanotaan ohjaussauvaksi.
Toinen ongelma, joka täytyy ratkaista, ennen kuin helikopterilla voidaan lentää, on pääroottorin pyöriessään koneen rungolle aiheuttama vääntöpyrkimys. Mitä ”vääntöpyrkimyksellä”, vääntömomentilla, tarkoitetaan? Kuvitellaanpa, mitä tapahtuu, jos yritämme rullaluistimilla seisten kiristää suurella jakoavaimella pulttia, joka on päämme yläpuolella. Samalla kun käännämme avainta yhteen suuntaan, pyrkii ruumiimme kääntymään vastakkaiseen suuntaan. Tämä on sopusoinnussa mekaniikan kolmannen peruslain kanssa, jonka mukaan jokaista voimaa vastaa yhtä suuri ja vastakkaissuuntainen voima. Kun siis helikopterin moottori pyörittää roottoria yhteen suuntaan, koneen runko pyrkii pyörimään vastakkaiseen suuntaan. Yleisin vääntöpyrkimyksen kumoamiseen käytetty menetelmä on se, että kopterin pyrstöön sijoitetaan pienempi roottori. Kahdella jalkaohjaimella ohjaaja pystyy lisäämään tai vähentämään pyrstöroottorin työntövoimaa ja näin hallitsemaan helikopterin liikkeitä.
Lopuksi tarkastelemme vielä yhtä hallintalaitetta: kaasua. Aina silloin kun ohjaaja kopteria ohjaillessaan joutuu käyttämään kaasua, hänen täytyy samalla tarkkailla myös moottorin kierroslukumittaria. Alussa kerrotussa tapauksessa kierroslukumittarin jatkuva tarkkailu varoitti ohjaajaa moottorihäiriöstä jo ennen kuin moottori ehti täysin sammua. Se, että uusissa turbiinihelikoptereissa käytetään moottorin nopeudenvalvontajärjestelmää, on tässä suhteessa vähentänyt suuresti ohjaajan työtä.
Ajan säästäjä – ihmishenkien pelastaja
Helikoptereita on sattuvasti sanottu ilmojen työjuhdiksi. Vuoden 1979 elokuussa voimakas myrsky keskeytti Englannin rannikolla Fastnet-purjehduksen. Tässä ”historian pahimmassa kilpapurjehdusta kohdanneessa onnettomuudessa” hukkui 15 kilpailijaa. Ilman helikopterimiehistöjen antamaa apua hukkuneita olisi voinut olla paljon enemmän. Eräällä pelastuslennolla ohjaaja joutui vahtimaan ympäröiviä aaltoja ja liikuttelemaan kopteriaan ylös ja alas, jotta aallot eivät olisi päässeet iskemään siihen. Eräs lehtiuutinen sanoi sen olleen kuin ”pukkihyppelyä vaarallisten, 13 metrin korkeuteen yltäneiden aallonharjojen ylitse elämän ja kuoleman ollessa panoksena”.
Hyväntoivonniemen ympäri purjehtivien jättitankkerien ei tarvitse poikkeilla matkoillaan satamiin, sillä tuoreet elintarvikkeet, varaosat ja jopa vaihtomiehistöt voidaan toimittaa niihin helikoptereilla. Öljytankkerin kannelle laskeutuminen ei silti ole mikään helppo tehtävä. Ohjaaja saattaa kopterinsa leijuntaan kannen yläpuolelle sovittamalla vaakalentonopeutensa tankkerin pienentyneeseen etenemisnopeuteen. Sen jälkeen hänen täytyy vielä sovittaa kopterin liikkeet laivan keinuntaan, jotta laskeutuminen tapahtuisi niin pehmeästi kuin suinkin.
Millaista helikopterilla lentäminen on?
Niille, jotka pitävät lentämisestä, helikopteri tarjoaa ketteryydellään sellaisia elämyksiä, joita ei muunlaisilla moottorikäyttöisillä lentokoneilla kyetä tarjoamaan. On lumoavaa, kun voi leijua paikallaan, liikkua hitaasti taaksepäin tai sivuttain tai tehdä 360 asteen käännöksiä vain puolen metrin korkeudella maasta. Koska ilmaan noustessa ei tarvita lähtökiitoa, helikopterilla lentäminen tuntuu paljon turvallisemmalta, ja lennon aikana syventyy pian katselemaan eteen avautuvaa maaseutua, etenkin silloin jos kopteri viilettää lähellä maanpintaa.
Lento-oppilaasta voi helikopterilla lentäminen tuntua aluksi vaikealta siitä syystä, että sen hallintalaitteet ovat hyvin herkkiä eikä se ole yhtä vakaa kuin kiinteäsiipiset lentokoneet. Kun helikopterilla lentämisen niksit on opittu, sillä lentäminen on hauskaa ja kenties myös helpompaa kuin lentokoneella lentäminen sen takia, että ilmaannousu ja laskeutuminen on sillä yksinkertaisempaa.
Nykyaikainen helikopteri on pitkälle kehitetty tuote – todellinen ilmojen työjuhta. Se voi tosin näyttää kömpelöltä, kun sitä verrataan sellaisiin Jehovan siivekkäisiin luomuksiin kuin sudenkorentoon ja kolibriin. Silti se on melkeinpä uskomattomalta tuntuva laite. Ja kun nyt olemme hieman tutustuneet helikopteriin, niin ehkä sinunkin tekee mieli päästä kokeilemaan sillä lentämistä.
[Kuva s. 12]
Leonardo da Vincin suunnittelema pystysuoraan nouseva lentolaite
[Lähdemerkintä]
Bibliothèque de l’Institut de France, Pariisi
[Kuva s. 12]
Helikopteri lentokentän ja kaupungin välisessä liikenteessä
[Kuva s. 13]
Englannin ilmavoimien kopteri meripelastustöissä
[Lähdemerkintä]
The Ministry of Defensen luvalla, Lontoo
[Kuva s. 13]
Poliisi käyttää usein helikoptereita
[Kaaviot/Kuvat s. 13]
(Ks. painettu julkaisu)
Kun roottoritasoa kallistetaan ohjaussauvalla, kopteri liikkuu haluttuun suuntaan
Roottoritaso
Helikopteri leijunnassa
Taaksepäin lentäminen
Eteenpäin lentäminen
Noususauva
Ohjaussauva
Jalkaohjaimet