Skończyłem projekt w Krakowie i wróciłem do Poznania co powinno dać mi więcej okazji do latania. Badania lekarskie przedłużam, IR(A) przedłużę za kilka dni, a sezon rozpocząłem od przesiadki na nowy samolot – napędzany silnikiem Diesla Diamond Da40, któremu poświęcę ten wpis.

Przesiadka na Diamonda Da-40 wymaga nie tylko uprawnienia SEP(L) czyli uprawnienia do pilotowania samolotów jednosilnikowych, tłokowych lądowych o maksymalnej masie startowej do 5700 kg ale również kilku zatwierdzeń/rekomendacji (ang. endorsements), które powinny znaleźć się w osobistej dokumentacji lotniczej pilota. Są nimi:

• EFIS – samolot wyposażony jest w awionikę Garmin G1000 (oczywiście mam takowe w związku z doświadczeniem na innych samolotach z glass cockpitem).
• SLPC – Single Lever Power Control – samolot pomimo zmiennego skoku śmigła posiada tylko jedną dźwignię sterowania mocą. Skok śmigła ustawia się automatycznie.
• T – Turbocharged. Silnik w tym samolocie jest turbodoładowany.

Brak sterowania przednim kółkiem

Przede wszystkim muszę się tym samolotem nauczyć kołować, startować i lądować, a nie jest to proste gdyż przednie kółko obraca się w każdą stronę niczym w marketowym wózku na zakupy. Po angielsku ma to fachową nazwę free castoring wheel. Oznacza to, że jedynym sposobem sterowania na ziemi jest hamowanie różnicowe, a samo kółko nie skręca się (podobnie jest m.in. w Cirrusie SR-20/22).

Startując przy dodaniu mocy samolot ma tendencję do skrętu i trzeba to bardo delikatnie korygować. Nie ma sensu hamować bo to wydłuża rozbieg oraz niszczy ogumienie, a ster kierunku przy małej prędkości jest w zasadzie nieskuteczny. Polecam delikatnie dodawać moc. Start z bocznym wiatrem czasami wymaga lekkiego dohamowania jednego z kół celem utrzymania kierunku co wydłuża rozbieg. Trzeba mieć to na uwadze planując operacje z krótkich pasów.

Silnik i Turbina

Jak na masę samolotu (1150 kg) silnik ma moc TYLKO 135 KM. To niedużo zważywszy, że Cessna 172 przy podobnej masie dysponuje mocą ok. 180 KM. Dystans do startu na bramkę 50ft w ISA przy MTOW wynosi prawie 800 metrów przy założeniu, że startujemy z betonowej drogi startowej.

Magia kryje się w turbodoładowaniu. O ile osiągi do startu tego samolotu są mizerne i trzeba naprawdę uważać, szczególnie na trawiastych lotniskach, o tyle na przelocie sytuacja wygląda zupełnie inaczej. 135 KM to moc, którą możemy utrzymywać w zasadzie bez ograniczeń czasowych (max t/o pwr i max continuous pwr są równe), a turbosprężarka powoduje, że na 6000 ft cały czas dysponujemy 135 konikami, co pozwala rozwinąć 142 KTAS. W atmosferze standardowej na FL120 bez problemu rozwija się prędkość powyżej 130 KTAS.

Trzeba tylko dobrze planować zniżanie. Powyżej wysokości 5000 ft minimalna moc silnika musi wynosić 30%, a ja, z ostrożności, unikam mniej niż 50%. Mała moc to mało spalin, a zatem wolniej kręcąca się turbina i mniejsze ciśnienie. W konsekwencji silnik może zgasnąć.

Taka dygresja. Dystans do lądowania znad bramki 50 ft w ISA przy MTOW wynosi aż 744 m, z czego dobieg to tylko 287 m. Instrukcja stanowi, że bezpieczne lądowanie wymaga drogi startowej o długości minimum dystansu do lądowania znad bramki 50 ft.

Gdybyśmy te wartości pomnożyli przez współczynniki bezpieczeństwa jak dla operacji zarobkowych albo dodali współczynnik dla mokrej trawy o długości powyżej 10 cm to okaże się, że kilometr może nie wystarczyć.

… i jeszcze jedna dygresja. Te silniki wywodzą się z Mercedesa klasy A. Pierwotnie miał on pojemność skokową 1689 ccm i moc 135 KM. Jednostka ta okazała się awaryjna i miała dość krótki TBO (1200 albo 1500 godzin). Postanowiono więc dokonać modyfikacji i wprowadzono silnik o pojemności skokowej 1991 ccm ale dzięki oprogramowaniu pozostawiono mu tę samą moc, a także zastosowano ten sam zestaw montażowy tak więc można wymienić silnik 1.7 TDi na 2.0 TDi.

Jakby tego było mało da się podnieść moc silnika 2.0 TDi do 155 KM w podobny sposób jak robi się to w samochodach (przeprogramowując ECU). Producent tego nie zrobił gdyż musiałby wykonać kolejne obloty i uzyskać STC w związku z taką zmianą. Jeśli ktoś jednak chciałby tak kombinować w swoim samolocie musi sobie zdawać sprawę, że tabele osiągów i spalania będą nadawały się do śmieci, a bez tego trudno zaplanować lot.

O silniku i jego odmianach można by napisać niejeden obszerny artykuł.

Paliwo

Silnik można zasilić zarówno paliwem Jet A-1 jak i samochodowym olejem napędowym. To pierwsze rozwiązanie budzi zdziwienie na lotniskach, gdy prosi się o cysternę z Jetą do takiego samolociku, a to drugie pozwala elastycznie operować na trawnikach – ON zawsze można ze stacji dowieźć. Ma to jednak swoje ograniczenia.

Minimalna temperatura paliwa (samolot wyposażony jest we wskaźniki temperatury paliwa oddzielnie dla każdego zbiornika) wynosi -5° C, a do startu 5° C w przypadku oleju napędowego lub nieznanej mieszkanki oleju napędowego z innymi paliwami np. Jet A-1.

W przypadku paliwa Jet A-1 ograniczeniem jest -32° C temperatury paliwa.

Paliwo się ogrzewa w taki sposób, że silnik zasilany jest tylko z lewego zbiornika, a ewentualny nadmiar paliwa, który nie zostanie wtryśnięty do cylindrów wraca do lewego zbiornika przewodami paliwowymi poprowadzonymi w prawym zbiorniku. W ten sposób paliwo się również ogrzewa (w zbiornikach), a do układu wtryskowego trafia chłodniejsze niż go opuszcza. Należy obserwować różnicę w ilości paliwa pomiędzy zbiornikami oraz temperaturę paliwa i manualnie uruchamiać FUEL X-TRANSFER PUMP celem wyrównania poziomu paliwa. W przypadku awarii pompy można przestawić zawór paliwa na pozycję EMERGENCY TRANSFER aby zasilał silnik z prawego zbiornika.

Kto zgadnie ile jest pomp paliwa? Są trzy. Dwie napędzane mechanicznie przez silnik (niskiego i wysokiego ciśnienia) i jedna elektryczna do zasilania lewego zbiornika (głównego) paliwem z prawego (dodatkowego).

Aby było śmieszniej awionika nie jest dostosowana do zbiorników long range, a zatem przez pierwsze dwie godziny paliwa na wskaźnikach nie ubywa.

FADEC

Full Authority Digital Engine Control nazywany też ECU czyli Engine Control Unit. Coś co w motoryzacji jest powszechne od lat, w awiacji jest ewenementem, szczególnie w małych samolotach. Cztery dźwignie – przepustnica, obroty śmigła, mieszanka i waste gate zostały zastąpione jedną i komputerem, a w zasadzie to dwoma komputerami oznaczonymi ECU A (podstawowy) i ECU B (zapasowy). W przypadku awarii jednego z nich można wykonać lot do miejsca, gdzie można przeprowadzić naprawę ale tylko VFR.

Założenie automatyki jest dość proste – sprawić aby latanie było prostsze. Na wyświetlaczu głównym parametrem jest Engine Load czyli w uproszczeniu generowana moc wyrażona w procentach.

Czy to ma jakieś wady? Awaria dwóch ECU jest mało prawdopodobna i nie powinna prowadzić do wyłączenia silnika. Okazuje się jednak, że skutkiem ubocznym tego rozwiązania jest trudniejsze podejście i lądowanie. Dlaczego?

Powyżej 20% mocy śmigło jest ustawiane przez ECU tak aby obracało się z prędkością 1750 rpm przy 20%, 2000 rpm przy 75% i 2300 rpm przy 100%. Ciekawie jest poniżej 20% mocy. Wówczas śmigło ustawiane jest tak aby obracało się z prędkością od 1750 rpm przy 20% do 2175 rpm przy 0%. Oznacza to, że wraz z malejącą mocą, śmigło kręci się szybciej. Aby to osiągnąć konieczne jest zmniejszanie jego skoku, co prowadzi do wzrostu oporu. Powoduje to, że przy małych prędkościach np. podczas podejścia (przede wszystkim w drugim zakresie prędkości) zmniejszenie mocy skutkuje dodatkowym momentem hamującym od śmigła, którego skok się wypłaszcza.

Instalacja elektryczna

Ile Da-40 ma baterii? Bateria główna 12V o pojemności 23 Ah. Bateria zapasowa dla ECU 12V o pojemności 12 Ah. Bateria do wzbudzenia generatora 12V o pojemności 1,3 Ah. Dodatkowo jest jeszcze bateria jednorazowa (nieładowalna, ang. non-rechargeable) która w przypadku utraty zasilania (awaria baterii głównej i alternatora) może przez minimum godzinę zasilać sztuczny horyzont i oświetlenie wewnętrzne. Aktywuje się ją przełącznikiem emergency batt na tablicy przyrządów. Ostatnia bateria mieści się w ELT.

Szybowanie???

Niewielki samolot o rozpiętości skrzydeł prawie 12 metrów sprawia wrażenie doskonałego szybowca. Przelatując przez chmury lub obszary turbulencji można przekonać się, że obciążenie powierzchni nośnej jest niewielkie, a przynajmniej sprawia takie wrażenie. Daje to poczucie, że w przypadku awarii silnika doszybujemy gdzie tylko chcemy.

Jeden ze sporo starszych ode mnie instruktorów powiedział mi, ze uczy swoich uczniów takiej zasady. Lecąc dolnopłatem w przypadki awarii silnika dolecisz tam, gdzie pokazuje końcówka skrzydła. Z tego by wynikało, że warto być niskim gdyż z tej perspektywy końcówka skrzydła pokaże najdalszy punkt. 😉

O tej zasadzie możesz zapomnieć w Da-40. Gdy silnik przestanie pracować ale nie dojdzie do awarii mechanicznej i śmigło będzie się kręciło to współczynnik siły nośnej do oporu (L/D ratio) wynosi 8,8, a to oznacza, że na każde 1000 ft utraty wysokości przelecimy maksymalnie 1,45 NM lub 2,68 km. Trochę lepiej gdy dojdzie do zatarcia silnika lub reduktora. Wówczas możemy osiągnąć wartość L/D 10,3, co daje 1,7 NM (3,14 km) na każde 1000 ft utraty wysokości. Te wartości dotyczą oczywiście idealnego stanu płatowca i prędkości 73 KIAS dla masy 1150 kg, 68 KIAS dla masy 1000 kg lub 60 KIAS dla masy 850 kg. Warto o tym pamiętać i wiedzieć ile samolot waży w danej chwili. W sytuacji krytycznej nie będzie czasu na zastanawianie się.

Czy to dużo? Wyglądająca na toporną Cessna 172 oferuje glide ratio w granicach 9, a szybki i mający opinię niebezpiecznego Cirrus SR22 ok. 9,6. Te wartości należy porównywać do 8,8 w Da-40 gdyż zatarcie się silnika uniemożliwiające wiatrakowanie śmigła jest mało prawdopodobne. Z pewnością możliwość zachorągiewkowania śmigła poprawiła by zdolność tego samolotu do szybowania.

Podsumowując. Da-40 to ciekawy samolot wobec którego mam lotnicze plany w 2017 roku. Co z nich wyjdzie? Czas i życie pokażą.