Richtlijnen voor door gasturbines aangedreven modelvliegtuigen

Richtlijnen voor door gasturbines aangedreven modelvliegtuigen De hier gegeven richtlijnen dienen beschouwd te worden als een groeidocument

Uitgegeven door de:

Commissie Instructie en Veiligheid van de afdeling

Modelvliegsport Uitgave: november 2006

Inhoud 1 Inleiding 1.1 Vliegsnelheid 2 Algemeen 2.1 Foreign Object Damage 2.2 Gevaar in het rotatievlak 3 Bouw 4 Brandveiligheid 4.1 Bouw 4.2 Brandblussers 4.2.1 Kooldioxide (CO2) blussers 4.2.2 Schuimblussers 4.2.3 Poederblussers 4.3 Branddeken 4.4 Transport en opslag van vloeibare brandstof. 4.5 Aanbevolen brandstof 4.6 Pre flight 4.7 Vliegen 5 Werk schoon 6 Veiligheid op het veld 7 Pre flight 8 Vliegen 9 Trainers 10 Flight safety 11 Shows 12 Toekomst

2 2 3 3 4 5 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 9 8 8 8 9 10 10 11 12

1 Inleiding Veiligheid is het verantwoord omgaan met risico’s. Door turbines aangedreven modellen leveren nieuwe aandachtspunten op. Zelfs als het om een eenvoudig oefenmodel gaat moet je meer vooruitdenken door de mogelijk fikse vliegsnelheid in combinatie met het vertraagd reageren op de gasstick. Betuttelen werkt averechts, hoe goed ook bedoeld. Maar niets regelen is helemaal uit den boze. Er dient een objectieve, verdedigbare normstelling ontwikkeld te worden ook bedoeld als steun voor clubbestuurders die clubbelangen voor de toekomst veilig moeten stellen. Het gebruik van het luchtruim moet veilig zijn / blijven.

1.1 Vliegsnelheid De vliegsnelheid is uiteraard afhankelijk van het vliegtuigtype en kwaliteit van het gebouwde geheel. Het is echter geen enkel probleem om met een slecht gebouwd model en een relatief zwakke motor snelheden van 250 km/uur te halen. Goed gebouwde modellen met stuwdruk – eigen massa verhouding van 1:1 en een leuk profiel behalen zonder problemen snelheden boven 400 km/uur. Hier is een terughoudendheid op zijn plaats, zeker met de reikwijdte van onze huidige zenders, en hoe was dat ook al weer met onze ogen en het zicht om ons heen (kleur lucht, kleur model). We vliegen uiteraard het liefst met schaal fighters in camouflagekleuren.

Pagina 2 van 12

2 Algemeen 2.1 Foreign Object Damage Foreign Object Damage ofwel kortweg FOD = schade veroorzaakt door niet tot het vliegtuig behorende voorwerpen. In de schaal 1:1 beroepsvliegerij leidt FOD minimaal tot hoge schadeposten en soms tot fatale ongelukken. FOD is een zeer wijd begrip. Het betreft de schade ontstaan door bijvoorbeeld een vogelaanvaring aan de romp, vleugels en motoren, zowel als de schade veroorzaakt door rondslingerend materiaal op start-, taxibanen en platform. De Concorde is van augustus 2000 tot medio oktober 2001 aan de grond gehouden na een met FOD in relatie staand fataal ongeluk.

FOD bestaat in elke maat, van heel erg klein tot erg groot.

Uit de oude doos: Turbines verteren een M2 moertje uiterst slecht!

Een turbine is uiterst FOD gevoelig met ook stationair zeer snel draaiende onderdelen. De inlaatomgeving dient met de grootste zorg vrijgehouden te worden van losse objecten! Fijn gruis en kiezeltjes kunnen de vlieger op hoge kosten jagen. In de schaal 1:1 wereld kost bijvoorbeeld een MD 11 motor 8-10 miljoen dollar en de reparatie van FOD schade ligt tussen 0,5 en 1,6 miljoen dollar. Dit is alleen de reparatie. Hier is de financiële schade voor de maatschappij door het uitvallen van het vliegtuig gedurende de reparatietijd niet bij inbegrepen.

In de grote vliegerij wordt veel aandacht besteed aan de bewustwording van FOD gevaar.

Pagina 3 van 12

2.2 Gevaar in het rotatievlak Omstanders alleen aan de voorkant van een lopende turbine toelaten. Radiaal / schuin naar achteren bestaat altijd uittreegevaar van debrie. Jan Publiek heeft geen flauw benul van gevaar. Gebruik een veiligheidszone. Niemand zijwaarts en achter een lopende motor binnen de hierna gegeven gevarenzone toelaten. Als vergelijk wordt een bovenaanzicht van de gevaren zones van een turbine en een propeller motor aangegeven.

Noot: • •

Voor specifieke informatie wordt naar de betreffende informatie van fabrikanten verwezen, met dank aan AMT Nederland voor het beschikbaar stellen van de gevarenzone van de Mercury HP. De motoren en gevarenzones zijn niet op dezelfde schaal getekend.

Ter vergelijk een plaatje van de gevarenzone van een schaal 1:1 vliegtuig

Gevarenzone van een Boeing 737 De gevarenzones zijn niet op dezelfde schaal getekend. Bij een pistool wordt van een loop gebruik gemaakt om een projectiel een gerichte baan te laten afleggen. Bij een turbine wordt een uitlaat conus gebruikt om de gasstroom naar een punt te richten voor een maximaal effectieve aandrijving. Indien ook maar iets door de turbine aangezogen wordt, dan is er alle kans dat dit de turbine weer met een aanvangssnelheid die redelijk in de richting van de geluidssnelheid ligt de uitlaat in de gasstroom verlaat. Bij een onverhoopte schade kan hetzelfde gebeuren. Wanneer meerdere motoren vlak bij elkaar draaien, dient er in overleg voor gezorgd te worden dat alle motoren in dezelfde richting staan (van toeschouwers vandaan) en alle motoren in een lijn haaks op de rotatie assen opgesteld worden. Iedereen dient voor de motoren te blijven. Laat geen personen toe achter de draaiende turbines.

Pagina 4 van 12

3 Bouw Bij het ontwerp, de bouw en de keuring veel aandacht besteden aan de sterkte en torsiestijfheid van het model, servo's, stuurorganen met aanhechtingen en transmissielink. Analoge servo’s of servo’s met minder dan 12 kg stelkracht hebben in een jet niets meer te zoeken. (PCM) dubbel super ontvangst apparatuur vereist stellen. Het gebruik van sprietontvangstantennes wordt aanbevolen. Auto shut down van turbine is een vereiste op transmissielink verlies (fail safe i.p.v. hold functie op gas). Bij lange fail safe uit, bij korte fail safe naar stationair en bijvoorbeeld landingsgestel uit, zodat je direct op een ongewone situatie geattendeerd wordt. Indien een motor eenmaal uitgeschakeld is (fail safe) mag de brandstoftoevoer niet meer op gang komen anders dan bij de normale startprocedure. Bouw apparatuur netjes en overzichtelijk in. ontstoring

• • • • • • • • •

Plaats de ontvanger zo ver mogelijk weg van pompmotor en motorelektronica. Gebruik zo mogelijk een spriet antenne met gesoldeerde verbindingen. Vermijd steekverbindingen. Plaats de antenne zo ver mogelijk weg van pompmotor en pompmotorelektronica. In de praktijk blijkt een “L” opstelling goed te werken. Een draad horizontaal naar een voorin geplaatste verticale spriet antenne. Verhouding horizontaal / verticaal: 40 / 60 % tot 30 / 70 %. Gebruik twee aparte accu’s voor de primaire vliegfuncties: hoogte, rol, richting en gas met een ”accuweiche”. Gebruik ontstoormiddelen op de servokabels. Twist draden waar mogelijk. Gebruik een aparte accu voor de pompmotor en een aparte voor eventuele elektrisch intrekbare landingsgestellen. Accu's zover mogelijk uit elkaar. Intrekbare landingsgestellen kunnen bij een onzorgvuldige start / landing verbuigen en daardoor niet geheel inklappen. Bij een elektrisch bediend intrekbaar landingsgestel kan dit een grote

Pagina 5 van 12

• • • • • • • • • • • •

•

belasting vormen en als dit uit de primaire vliegaccu betrokken wordt ontstaat snel een uiterst gevaarlijke situatie. Pompmotor + startmotor + motorsturing + gloeiplug regeling + accupack zo dicht mogelijk bij elkaar. Houd vooral gepulst stroomvoerende leidingen zo kort mogelijk. Geen dradenwirwar. Dit kan aanleiding geven tot storing en maakt fout zoeken er niet makkelijker op. Scheidt lucht-, brandstof- en (indien gebruikt) olieleidingen door kleurverschil. Liefst door verschillend gekleurde leidingen en anders door verschillend gekleurde krimpkous. Plakband wordt afgeraden. Vermijdt verf. Dit bladdert op den duur af of lost op en kan dan verstoppingen veroorzaken. Alle slangen, leidingen, draden enz. die zich in de directe omgeving van de compressorinlaat bevinden, moeten dusdanig bevestigd te zijn dat ze niet naar binnen gezogen kunnen worden. Slangen, leidingen, draden, besturingskabels enz., dienen op afstand van hete motordelen gelegd te worden. Stuurstangen zo kort mogelijk en recht. Stuurstangen dienen liefst haaks op de scharnierlijn geplaatst te worden. Scharnieren plaatsen met ongelijke (a≠b(ongelijk aan)≠c≠d) en ondeelbare tussenafstand om flutter tegen te gaan. Hevel op ongelijke (e≠f) en ondeelbare afstand tussen twee scharnieren om dezelfde reden. Verlijm en borg aanwezige scharnieren.

Quicklink In het Nederlands kan de term omgezet worden in een synoniem: Een quicklink is snel gevaarlijk, ofwel een keten is maar zo sterk als zijn zwakste schakel. Vermijd het gebruik van quicklinks in de primaire stuurorganen, er zijn in de modelauto wereld prachtige alternatieven te vinden. Gebruik op de servo arm een gaffelkoppeling in plaats van een kogellink. Met een kogellinkconstructie komt de belasting niet over het hart van de servo arm, maar word deze met de steunlagers onnodig op een verhoogde torsiekracht belast. Tegenwoordig bestaan ook servo armen met ingebouwde kogelkop. Voer een statische trektest uit op de overbrenging naar het stuurorgaan. Pas daar waar quicklinks onvermijdbaar zijn een beveiliging tegen het onder last openbuigen van de quicklink toe. Borg de overgang van stuurstang naar de link bij voorkeur door een nylockmoer daar waar gebruik gemaakt wordt van een schroefdraadconstructie. Een holle stuurstang is meestal lichter en stijver te construeren. Aansturing door middel van stuurorganen aan de onderkant van de vleugel mogen er statisch mooi uitzien maar leveren bij bodemcontact een groot gevaar op, bovendien wordt de stuurstang bij “up” (vaak een overgang naar een veilige situatie) op druk belast (kans op doorbuiging) in plaats van trek. Een eventuele buiklanding met een laagdekker is uiterst risicovol.

Pagina 6 van 12

• • •

•

• •

•

• •

Tijdens een jetmeeting kwam iemand met 300++ km/uur even in contact met de bodem. De persoon vloog na dit incident nog steeds spectaculair en vrolijk verder in plaats van te landen om een controle uit te voeren. Hier zitten we met zijn allen niet op te wachten. Dit had een vliegverbod moeten opleveren. Gebruik geen soldeerverbindingen in stuurstangen. Gebruik schroefverbindingen met borging daar waar hoogfrequente trillingen kunnen ontstaan. Scherpe, uitstekende en / of aangebouwde delen (bij schaalgetrouwe modellen) dienen een te verwaarlozen deel van de totale massa van het vliegtuig te zijn. Rust het vliegtuig altijd met wielremmen uit ter voorkoming van een te grote landingsuitloop vanwege de restdruk van de turbine. Dan kan het tevens stil blijven staan met stationair draaiende turbine. Turbines, die boven of achterop het toestel gemonteerd zijn moeten door middel van een elektronische controle unit geregeld zijn. Deze moet temperatuur en toerental kunnen meten om bij mechanische problemen de brandstoftoevoer af te sluiten. Kies de stuwdruk – eigen massaverhouding niet hoger dan 1:1; de meeste full scale vliegtuigen vliegen met 0,5:1. De uitlaatpijp altijd samen met de turbine aarden ter voorkoming van statische ontlading. Storing (flame out) in de elektronische controle unit kan het gevolg zijn. Monteer een getwist draadje tussen de behuizing van de turbine en de pijp. Bij gebruik van rookapparatuur mag deze alleen maar aangaan bij meer dan half gas. Het beste is door bij hogere stand meer gas te doseren; minder dan half gas, rook uit. Bij een ingebouwde turbine dient de injectie zover mogelijk vanaf de turbine naar achteren tegen de wand van de pijp gemonteerd te worden. Dit geeft een beter resultaat en minder brandgevaar. Bij buiten gemonteerde turbines is het gevaar minder, maar kan het hoogteroer in brand gestoken worden. EEN VLIEGTUIG MET INGEBOUWDE MOTOR DIENT ZONDER SCHADE 2 MINUTEN MET DRAAIENDE MOTOR OP DE GROND TE KUNNEN DOORSTAAN. Laat vooraf het invliegen altijd een collega vlieger het toestel nakijken. Wacht voor het invliegen tot alle andere toestellen geland zijn. Laat een collega vlieger stand-by staan.

4 Brandveiligheid 4.1 Bouw •

Bij een model met ingebouwde turbine dienen de brandstoftanks zich in van de turbine gescheiden ruimtes te bevinden. De plaatsing van de motor in een aparte duct met bijbehorende in- en uitlaatkanalen is hiervoor een oplossing.

• •

Vermijd de tank in vliegrichting gezien in een as voor de motor te plaatsen. Gebruik geen plasmazak als brandstoftank; deze worden na verloop van tijd hard en kunnen barsten. Alternatief: hoppertanks en “viltpendels”. Voortstuwingsbrandstoftanks mogen niet onder druk staan.

•

Pagina 7 van 12

4.2 Brandblussers Het hebben van een brandblusser bij de vlieger is verplicht. De club dient een CO2-blusser van 5 kilo op het terrein beschikbaar te hebben. Bij brand altijd met korte pauzes in de inlaat blazen. 4.2.1 Kooldioxide (CO2) blussers CO2 blussers met minimale inhoud van 2,5 kg blusmiddel worden aanbevolen voor het bestrijden van modelvliegtuigbranden. 4.2.2 Schuimblussers Schuimblussers worden niet aanbevolen voor het bestrijden van modelvliegtuigbranden door de rommel en de potentiële schade als gevolg van het gebruik. 4.2.3 Poederblussers Poederblussers worden niet aanbevolen voor het bestrijden van modelvliegtuigbranden door de rommel en de potentiële schade als gevolg van het gebruik.

4.3 Branddeken Het hebben van een brand deken is verplicht. Heidebranden zijn eigenlijk alleen maar te verstikken.

4.4 Transport en opslag van vloeibare brandstof Bewaar en vervoer benzine of dieselbrandstof altijd in een goed afsluitbare en daartoe ontworpen metalen of plastic container. Maximaal mag 60 liter dieselolie / jetfuel in jerrycans particulier vervoerd worden. (Bron: Europees Besluit Vervoer Gevaarlijke Stoffen over de weg) Maximaal mag 60 liter dieselolie / jetfuel thuis opgeslagen worden in een aparte opbouw met 30 minuten weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag. (Bron: bouwverordening bouwbesluit) Controleer je brandverzekeringspolis hierop.

4.5 Aanbevolen brandstof Als brandstof wordt jetfuel, diesel of petroleum met 5 % turbineolie toevoeging aanbevolen. Tegenwoordig wordt bijmenging van licht ontvlambare brandstoffen zoals was- of gewone benzine wordt door de verhoging van brandgevaar ten stelligste afgeraden.

4.6 Pre flight De brandblusser en branddeken dienen direct bereikbaar op de startplaats bij het vliegtuig aanwezig te zijn.

Pagina 8 van 12

4.7 Vliegen Gedurende periodes van bosbrandgevaar waarbij roken in de natuur verboden is niet vliegen.

5 Werk schoon Gebruik een apart filter bij het vullen van de tank. Gebruik filters altijd in een richting. Vul niet door het filter waar ook de brandstof van de turbine door aangezogen wordt. Sproeiers zijn klein en zo verstopt. Gebruik een fijn filter voor de lagersmering. Plaats dit voor de stromingsbegrenzing.

6 Veiligheid op het veld • • • • • •

Werkt de frequentiebewaking in de praktijk naar behoren. Zijn alle zendantennes behalve wanneer daadwerkelijk gevlogen wordt ingeschoven. Controleer de ontvangstantenne regelmatig op breuk. Voer regelmatig een afstandtest uit ook met gedeeltelijk ingeschoven antenne en liefst met actieve zenders op de naastgelegen kanalen. Doet je "fail safe" functie wat je ervan verwacht. Meet regelmatig de capaciteit van zend-, ontvangst- en pompaccu's.

7 Pre flight •

• •

• • • •

•

Mechanische onregelmatigheden aangeduid door trillingen, ongewoon of bovenmatig geluid, te hoge temperatuur of elk ander onverwacht verschijnsel moeten onmiddellijk onderzocht en hersteld worden. Werken alle stuurorganen en bewegen deze de goede kant op. Pas op dat de inlaat bij lopende motor bij het verplaatsen e.d. niet geblokkeerd kan worden, in het bijzonder als de motor is ingebouwd, door het optredende vacuüm kan het hele model in elkaar gezogen worden. Gebruik bij langdurig proefdraaien gehoorbeschermers en doe dit op een plaats waar niemand er last van heeft. Het gebruik van een CHECKLIST is in het begin een MUST. De motor starten met de inlaat in de wind gericht. Bij het starten met gas altijd een restrictor gebruiken om een geringe, maar goede gasstroom te creëren. Injecteer NOOIT vloeibaar gas in de turbine (fles op de kop houden). Gebruik altijd een butaan/propaanmengsel en niet puur butaan. Monteer de gastank niet in de buurt van turbine en accu’s. Gebruik in geval van kerosine een andere kleur slang. Relatief nieuw is starten op kerosine in plaats van gas. Denk eraan dat dit veel energie kost en dat de kans op een “wetstart” groter is. Raadpleeg de manual en houd een blusser paraat!

8 Vliegen Straalmotoren hebben een ander gedrag. Verschillen: Waar is een turbine als aandrijfmiddel verschillend van een propeller of ducted fan? Vanwege de regelkarakteristiek van de turbine moet tijdens het vliegen veel verder vooruitgedacht worden. De meeste turbines hebben in grootteorde van 4 seconden nodig om van stationair naar vol vermogen te gaan en omgekeerd ongeveer 1 seconde; bedenk eens welke afstand je toestel in die tijd aflegt. Door het ontbreken van “aanblazing” van de staart roeren door de “propwash” wordt het richtingsroer pas effectief bij hogere snelheden en moet de start in het begin het van het neuswiel hebben. Je hebt in het begin van de start veel neuswiel ”authority” nodig.

Pagina 9 van 12

Het aanbrengen van flaps of remvlakken heeft als voordeel dat door een beduidende toename van de weerstand de snelheid afgebouwd kan worden terwijl de motor nog vermogen levert en de landing gemakkelijk afgebroken kan worden. Geluid • Voordeel: eenmaal in de lucht produceert een jet uiterst weinig geluidsdruk. • Nadeel: Een turbine maakt alleen een sissend geluid. Anders dan bij zuigermotoren kan bij een turbine uit het geproduceerde geluid moeilijk een momentane gasstick stand afgeleid worden. Dit is een ervaringskwestie. Straalmotoren leveren in vergelijking met een propelleraandrijving vrijwel geen zijtrek op. De vlieglijn dient in horizontale projectie minstens 50 m van publiek te liggen. Het bijhouden van een logboek wordt sterk aanbevolen. Na het vliegen of tanken altijd de hoofdkraan achter de pomp en afsluitventiel (indien aanwezig) gebruiken. In geval van storing of onbestuurbaarheid dient men het toestel op een veilige plaats te laten noodlanden of crashen. Gebruik een timer. Landt altijd op tijd in verband met het opraken van de brandstof en brandgevaar. Houd rekening met twee doorstarts. Bij gebruik van Lipocellen deze nooit onbewaakt laden. Monteer ze nooit naast een gas- of brandstoftank.

9 Trainers De positie van het model dient in alle aspecthoeken eenduidig herkenbaar te zijn. Felle kleuren helpen.

Sticker veiligheidskeuring

sprietantenne

Het strekt tot aanbeveling als training eerst te gaan vliegen met een propeller kist met een geprogrammeerde geïntegreerde vertraging op de gasstick.

10 Flight safety Stel een jetbrevet als aanvulling op een geldig motorbrevet verplicht. Zonder dit brevet mag alleen gevlogen worden onder begeleiding van een jetinstructeur. Leer de grenzen van het model in combinatie met de veld / windmogelijkheden kennen.

Pagina 10 van 12

11 Shows Organisatie • Zorg voor een vliegers briefing. Geef hierin duidelijk het vlieggebied waarbinnen gevlogen dient te worden aan. • Zorg voor een herkenbare vluchtleider. • Notuleer op- en aanmerkingen gedurende de dag en neem dit mee in een evaluatie. • Regel frequentiebewaking, het liefst door zenderinname. • Een frequentiescanner wordt zeer aanbevolen. • Geen ingeschakelde mobile telefoons in en dicht bij de pits. Hoewel er geen onomstotelijke bewijzen van beïnvloeding voorliggen is voorkomen beter dan een crash. • Weer publiek uit de pits. Dit kan gemakkelijk door de vliegtuigen direct bij de scheiding met het publiek op te stellen. • Zorg voor een startplaats. Hier dient een brandblusser aanwezig te zijn. • Overtuig je als organisator ervan dat het vliegtuig en piloot veilig zijn. Heeft het vliegtuig in deze configuratie voldoende eerdere vluchten gemaakt, laat de piloot voor begin van de show voorvliegen. • Stel een flightline vast die de minimum horizontale afstand tot de pits en publiek aangeeft. Hou hier strak de hand aan. 1 x afwijken richting publiek = ernstige waarschuwing, 2 x = vliegverbod.

Zo kan het zijn, met dank aan MVC Apollo 68

Opstelling van een net tijdens de Düsenstammtisch in Friesoythe

Vliegers Ken je vliegtuig, oefen een programma, ben ruim van tevoren op een show voordat het officiële programma begint, verken het veld, maak een oefenvlucht. Pagina 11 van 12

Ga nooit zelfs maar in de buurt van de limiet van je kunnen. De positieve resultaten van de show wegen niet op tegen de negatieve gevolgen van een “ongeluk”. Bij een perfecte show mag je in het beste geval hopen op een positief stukje ter grootte van een postzegel ergens verstopt op een binnenpagina in een regionaal blad. Bij een ongeluk wordt dat op een veel meer opvallende plek breed uitgemeten. Enkele praktijkvoorbeelden: • Een ongeluk heeft geleid tot het aan de grond blijven van een hele vloot tenminste tot het onderzoek afgerond is. • Een ongeluk met een model jetliner heeft geleid tot het uitrukken van een politiewagen en 3 brandweerwagens doordat buurtbewoners in eerste instantie dachten met een echte vliegtuigcrash te maken te hebben. Zou daar volgend jaar nog vergunning verleend worden voor een show? • Een ongeluk met een trainer die dicht bij publiek insloeg heeft geleid tot inbeslagname van het model en apparatuur met een kompleet officieel onderzoek naar de foutoorzaak en een vooronderzoek naar mogelijk laakbaar handelen.

12 Toekomst • Er komt een grotere diversiteit in stuwkracht (van 2 tot 25 kgf) en afmeting. • Turboprops en turbo heli’s bestaan al enkele jaren. • Een toename van elektronische beveiligingen, nu bestaan al snelheidsbegrenzers. • Lager specifiek brandstof gebruik. Nieuwe ontwikkelingen worden aangemoedigd, maar kunnen door een ter zake kundige commissie op geluid en veiligheid beoordeeld worden.

Pagina 12 van 12