Sakkaus

Ilmavirran irtoaminen siivestä tuulitunnelissa.

Sakkaus on tila, jossa ilmavirta eroaa ilma-aluksen siivestä ja siipi menettää suuren osan nostovoimastaan. Seurauksena alus lähtee vajoamaan. Sakkaus ilmenee liian suurella kohtauskulmalla, jolloin siiven nostovoiman tuottava painejakauma muuttuu äkillisesti koko siipiprofiilin matkalta. Myös suihkuturbiini tai potkurikoneen potkuri saattavat sakata.

Normaalista sakkauksesta voi toipua lennossa palauttamalla ilmavirta ohjausliikkeillä oikaisemalla kone. T-pyrstöisellä lentokoneella on myös mahdollisuus syvään sakkaukseen. Syvässä sakkauksessa (engl. deep stall, super stall) on vaikeampi tilanne, jossa ohjainpinnat menettävät huomattavasti vaikutusta ja normaalit korjausliikkeet eivät ole mahdollisia. Useissa tapauksissa syvästä sakkauksesta ei ole mahdollista toipua.

Syvä sakkaus T-pyrstöllä varustetussa lentokoneessa.

Syyt ja vaikuttavat tekijät

Liian suuren kohtauskulman ja siten sakkauksen syitä voivat olla esimerkiksi liian hidas ilmanopeus, äkillinen ja voimakas veto ohjaimesta, tai liian jyrkkä kaarto. Muita sakkauksen syntyyn vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi lentoasu (mm. etureunasolakoiden, laskusiivekkeiden ja laskutelineiden asento), koneen paino, sekä siiven pinnalla oleva lika ja jää. Siiven muoto vaikuttaa siihen, miten ohjattavuus säilyy sakkauksen aikana. Yleisilmailukoneissa tyypillinen suorakulmainen siipi on sakkausominaisuuksiltaan hyvä, koska siinä ilmavirtauksen irtoaminen sakatessa alkaa siiven tyvestä ja siis siiven kärjissä olevilla ohjainsiivekkeillä säilyy teho pidempään. Nuolimuotoinen siipi on sakkausominaisuuksiltaan huono, koska siinä sakkaus alkaa siiven kärjestä ja siis siivekkeet menettävät heti tehonsa. Myös siiven geometrisella ja aerodynaamisella kierrolla voidaan vaikuttaa sakkausominaisuuksiin. Geometrinen kierto tarkoittaa sitä, että siiven kohtauskulma tyvessä ja kärjessä on erisuuri. Aerodynaaminen kierto taas tarkoittaa sitä, että siipiprofiili on erilainen siiven tyvessä kuin kärjessä.

Syntytavat

Kun ilma-aluksella halutaan lentää hitaampaa vaakalentoa, kohtauskulmaa täytyy kasvattaa eli nokan asentoa nostaa, jotta nopeuden hidastumisesta aiheutunut nostovoiman pieneneminen saadaan korvattua. Tiettyyn rajaan asti tämä onnistuu, mutta liiallinen kohtauskulma aiheuttaa ilmavirtauksen irtoamisen siiven pinnasta ja nostovoiman mahdollistavien paine-erojen katoamisen. Tätä kriittistä kohtauskulmaa kutsutaan sakkauskohtauskulmaksi ja vastaavaa vaakalennon mahdollistavaa nopeutta sakkausnopeudeksi. Tietyllä lentoasulla lentokone sakkaa aina samalla kohtauskulmalla, kun taas sakkausnopeus riippuu lentoasusta ja lentokoneen massasta (painosta).

Jyrkässä kaarrossa koneen jatkavuuden kiihtyvyysvektorin ja koneen putoamiskiihtyvyden muodostama resultanttivektori on suurempi kuin koneen putoamiskiihtyvyys, mikä johtaa siihen, että kone sakkaa suuremmalla nopeudella kuin vastaavalla lentoasulla vaakalennossa. Sakkausnopeus kasvaa painovoiman monikerran neliöjuuren verran. Esimerkiksi 60 asteen kaarto aiheuttaa kaksinkertaisen G-voiman. Neliöjuuri kahdesta on noin 1,4 ja siis sakkausnopeus on 1,4 kertaa suurempi kuin vastaavalla lentoasulla vaakalennossa.

Joillakin hävittäjillä on mahdollista aikaansaada taistelun kannalta hyödyllinen sakkaustila, ns. läpisakkaus. Siinä äkillinen veto ohjainsauvasta aiheuttaa hetkellisesti liian suuren kohtauskulman ja sakkauksen, jolloin kone lentää hetken aikaa pohja edellä, kunnes moottorien teho saa normaalin lentotilan palautumaan.

Seuraukset ja oikaisu

Sakkaus harvoin johtaa onnettomuuteen, koska lentokoneissa on sakkausvaroitin, joka varoittaa lähestyvästä sakkauksesta, ja lisäksi lentäjien koulutuksessa kiinnitetään paljon huomioita sakkauksen tunnistamiseen ja siitä oikaisuun. Sakkaus ei yleensä tule yhtäkkisesti, vaan sitä edeltää sakkausvaroittimen ilmoitus ja koneesta riippuen esimerkiksi tärinää tai ohjaintuntuman heikentymistä. Itse sakkauksessa tapahtuva liike ei ole välttämättä pientä nokan niiausta kummempi. Koneen painopiste vaikuttaa siihen, kuinka helposti sakkaus päättyy. Etupainoinen lentokone, kuten monet purjekonetyypit, pyrkii itsestään oikaisemaan sakkauksesta jopa niin, että sitä on vaikea edes tarkoituksella saada sakkaamaan. Sakkaus voi myös olla toispuolinen, jolloin seurauksena saattaa olla syöksykierre. Mitä kauempana edessä koneen painopiste pituusakselilla on nostovoimakeskiöstä, sitä vähäisemmältä sakkaus tuntuu.

Sakkauksesta oikaisu tapahtuu viemällä ohjainta eteenpäin eli pienentämällä kohtauskulmaa ja lisäämällä tehoa. Tällöin ilmavirta kiinnittyy takaisin siipeen ja alkaa tuottaa taas nostovoimaa. Matalalla tapahtuva sakkaus voi olla vaarallinen, jos koneen nokan asentoa ei voi enää laskea (kohtauskulmaa pienentää), eikä moottorin täysikään teho riitä palauttamaan nopeutta. Tämä tulee kyseeseen lähinnä silloin, jos kone on jostakin syystä lastattu liian painavaksi.

Aiheesta muualla

• Stall SKYbrary -sivustolla (englanniksi)
• Deep Stall SKYbrary -sivustolla (englanniksi)