Neuvostoaikana Penza oli teollisuuden keskittymä. Nyt kaupungissa valmistuu purjelentokoneita, joissa rungon päälle nousee suoravetoinen ulkopyörijäsähkömoottori.

Lähdin joulun alla matkaan keskelle Venäjää, Penzaan, koska sieltä löytyi maan oloissa ainutlaatuinen tehdas: purjelentokoneita valmistava Aviastroitel. Niiden lisäksi kymmenen henkeä työllistävä tehdas tuottaa huippukevyttä ja laadukasta hiilikuitujälkeä.

Kyseisenlaisesta tuotannosta on lähes mahdotonta ottaa selvää tai ymmärtää etäisyyksien päästä, mutta aikamoinen maailma odotti paikan päällä – itselleni tämä oli ensimmäinen vierailu purjelentokonetehtaaseen. Matkanteko pääosin junalla olikin monivaiheista, ensin Moskovaan, josta lento edelleen Penzaan Bombardier-koneella.

Penza on “pieni” 600 000 asukkaan venäläiskylä. Neuvostoliiton aikoina se oli merkittävä teollisuuskeskus, jossa tuotettiin muun muassa dieselmoottoreita, polkupyöriä, jääkaappeja ja pesukoneita. Lentokonetehdas on ollut siellä vuodesta 2004.

Teknisenä päällikkönä tehtaalla on Aviastroitelin perustaja Vladimir Egorovich Fyodorov. Hän on opiskellut tohtorintutkintoa vastaavan oppimäärän Moskovan MAI instituutissa ja MACT:ssa, joka on Moskovan lentotekniikan ja kybernetiikan keskus.

Erikoinen moottori

Sähkömoottorit ovat jo pitkään olleet tulossa purjelentokoneisiin, mutta vieläkin kentällä nähtävistä moottoroiduista koneista enemmistö on polttomoottorikäyttöisiä. Vaikka sähkömoottoreita välillä haukutaankin, niissä on kuitenkin kiistämättömiä etuja, kuten hiljaisuus, toimintavarmuus ja vähäisempi tärinä, jos tasapainotusasiat ovat kunnossa.

Ilmailu-lehdessä 4/2017 oli artikkeli Aviastroitelin AC-5M moottoroidusta purjelentokoneesta ja se toimi innoituksena tutkia asiaa. AC-5M on itsestarttaava polttomoottorikone, joka perustuu AC-malliin.

Lisäksi YouTubesta löytyi näyttävä pätkä, missä AC-4 -purjekoneen päälle nousee suoravetoinen ulkopyörijäsähkömoottori. Siinä sähkömoottori nousee rungon päälle eli toisin kuin liettualaisen LAK-koneen FES-järjestelmä koneen nokassa.

Moottorin valmistaja on Powersys.pro Moskovasta. Maastalähdöissä kyseiset lentokoneet eivät ole kovin yleisiä, varsinkaan luvatussa 35 000 euron hintaluokassa. Videolla näkyvä sähkömoottori on lännessä tuntematonta mallia.

Yllättävää Aviastroitelin videossa oli hienolta vaikuttava mekanismi moottorin ulos ja sisään laittamiseksi. Lännessä ei ole ollut tietoa, että Venäjällä tehdään noin hienoja purjelentokoneita.

Melko tuoreen videon perusteella Aviastroitel vaikutti olevan edelleen elinvoimainen valmistaja, vaikka se on perustettu jo vuonna 1992 ja yhtiöllä on ollut välillä hiljaisempia kausia esimerkiksi Yhdysvaltain viennin hiipuessa. Kuitenkin koneen ja etenkin sähkömoottorin näkeminen sai matkajalan kolottamaan riittävästi reissuun lähtemiseksi.

Aviastroitel valmistaa pelkästään siviili-ilmailun purjelentokoneita. Vuosituotanto on nykyään keskimäärin seitsemän konetta. Tehdas tuottaa pääasiassa AC-4 -johdannaisia, mutta myös custom-tuotteita. AC-7 on kaksipaikkainen.

Purjekoneen tekemiseen tehtaalta kuluu 500–2 500 työtuntia. Koneita on saatavissa rakennussarjana tai valmiina tuotteena. Tehdas pystyy tuottamaan uuden purjelentokoneen jopa seitsemän kuukauden toimitusajalla. Maakuljetuslaitteiston laatu on erinomainen, kuten laatu kaikkiaan muutenkin.

Koneen hinta on noin 35 000 euroa sähköineen. Ilman sähköä pelkkä ultrakevyt purjekone on 17 000 euroa. Sähkökoneen hinta on esimerkiksi puolalaista GP Velo Line konetta edullisempi, sillä Velo Linen hinta liikkuu 75 000 euron paikkeilla.

Suomessa lentää yksi Aviastroitelin kone, kuten Ilmailu-lehden artikkelissa kerrottiin. Se on rakennussarjana maahantuotu.

Kasaus on mahdollista 5-10 minuutissa, jos tekemässä on kaksi henkilöä, ja helppouden takana on lähinnä koneen pieni paino. Fyodorov on tiettävästi onnistunut ensimmäisenä maailmassa purjelentokoneen kasaamiseen putkesta yksin ilman avustajia ja monimutkaisia apulaitteita.

Kabiinin tekoa.

Koneiden siipiin laminoidaan neljä kerrosta 200 g/m2 hiilikuitumattoa 45 asteen kuiduilla Ranskasta.

Helppo kone keskitasoisille lentäjille

Aviastroitel AC-4 kehitettiin FAI:n perustamaa uutta maailmanluokkaa varten, jonka suunnittelukilpailu aloitettiin 1989. Tehtävän asetti virallisesti International Gliding Comission (IGC/CIVV), ja käytännössä kisan järjesti alaorganisaatio Organisation Scientifique et Technique du Vol à Voile (OSTIV). Uuden maailmanluokan tavoitteena oli luoda halpoja purjekoneita ja yksityyppikilpailuluokka, kuten Amerikassa suhteellisen suurta suosioita nauttiva 1-26 Schweizer -kilpaluokka.

Koneella piti olla keskinkertainen suorituskyky, helppo kasattavuus ja käsiteltävyys sekä sen tuli olla turvallinen lentää myös kokemattomille kilpailijoille. Idea oli tehdä purjelentokilpailuista suositumpia ja halvempia.

Voittajaksi julistettiin vuonna 1993 puolalainen PW-5, josta siten tuli ainoa purjekone tähän luokkaan. Fyodorov kertoi illallispöydässä AC-4:n viimeisistä lentotesteistä noin vuonna 1991 PW-5 vastaan. Koneet oli tymäkelissä hinattu samaan korkeuteen ja ne lähtivät matkaliukuun. Kun PW-5 oli jo laskeutunut, AC-4 oli tehtaan kertoman mukaan vielä korkealla.

Fyodorov myönsi, että sarjavalmistuksen aloittaminen kaaoksessa olleessa entisessä Neuvostoliitossa oli kysymysmerkki. Sarjavalmistus olisi aloitusvaiheessa tarkoittanut mielellään noin 50 koneen vuosivauhtia.

Lisäksi voi pohtia yleisesti, miten lännessä hyväksytään “itäkoneita”. Fyodorovin kanssa emme kuitenkaan keskustelleet tuollaisista mahdollisista yleisistä mielipiteistä esimerkiksi saksalaiset versus muut koneet. Varmasti sellaisia mielipiteitä on olemassa, mutta oli yllättävän korrektia, että tämä keskustelu pystyttiin ohittamaan.

AC-4 koneen kärkiväli on 12,6 metriä ja tyyppimerkinnän mukaisesti standardipaino ilman moottorointia on 115 kiloa. Koneesta on erilaisia variaatioita ja parhaiden liitosuhde on 45. Tällöin kärkiväli on 13,6 metriä. Normaaliversion liitosuhde on noin 42. Keveydestään johtuen kone ei sovellu kovin hyvin koviin, yli viisi metriä/sekunti tuuliin, vaikka onkin lujatekoinen.

Tuulenhalkaisukyky ja jatkuvuus eivät ole merkittävän hyvät muun muassa juuri pienen painon vuoksi.

Kone on ranskalaisesta hiilikuidusta valmistettu, jossa siiven kuorirakenteen ydin­aineena on Rohacel-tyyppinen solumuovi. Hartsina käytetään venäläistä ED 20 -hartsia ja koneen valmistamiseen sisältyy 24 tunnin pito 80 asteen tilassa. Irrotusaineena on hunajavaha. Koneen päällä ei ole Gelcoatia, vaan se lakataan uretaanityyppisellä lakalla, jonka alla on polyuretaanimaali.

Koneiden siivissä on neljä kerrosta 200-grammaista, 45 asteen kulmassa olevaa hiilikuitua sandwitchinä. Siivet syntyvät muoteissa ja alipainepussissa.

AC-4 -koneen painopiste säädetään 20-40 prosentin välille siiven tyvileveydestä ja siipiprofiilina on FX-61-157, joka on 1993 julkaistusta viimeisestä avoimesta purjelentokoneiden siipiprofiilikirjasta.

Koneen lentoonlähtöpaino lentäjineen on noin 275 kiloa. Siivet ovat hämmästyttävän kevyet ja vahvat: yksi 12,6 metrin kokonaiskärkivälin siipipuolisko painaa vain 18 kiloa, joten on jopa mahdollista laittaa kone kasaan yksin, vaikkakaan se ei ole käytännön syistä kovin järkevää.

AC-4:ssa on automaattisesti kasattaessa kytkeytyvät ohjainlinjat .

Aviastroitel tekee lähes kaiken itse, jopa laadultaan erinomaiselta näyttäneet ohjaamot. Aikaisemmin yhtiöllä on ollut tuotannossa kaksiosainen ohjaamo, josta oli arveluttavaa näkyvyys ulos. Koneen laskuteline ei ole sisäänvedettävä.

Kuitenkin koneiden mittarit tulevat muilta valmistajilta, ja pyörä- ja jarrupuolen osaset ovat peräisin Tšekistä.

AC-4 -konetta on viety Yhdysvaltoihin noin 110 kappaletta, mutta muuten markkinat ovat olleet pääosin Venäjällä. Suunnittelijan koneita on kuitenkin lentänyt Uudessa-Seelannissa ja Isossa-Britanniassa – ympäri maailmaa. Tarkempia lukumääriä koneista muuten kuin Yhdysvalloissa ei ole saatavilla Aviastroitelilta.

AC-4 on suunniteltu keskitasoisille lentäjille ja se on helppo lennettävä. Se on kehitetty lentämään hyvillä suoritusarvoilla ja sillä saa ajettua myös syöksykierteen. Konetyypistä on paljon keskustelua venäjänkielisillä foorumeilla, mutta ymmärrettävistä syistä niitä ei lännestä monesti lueta.

Moottorivalmistaja Moskovasta

Tällä hetkellä Aviastroitelin pääprojekti on sähkölentokone, johon liittyy erittäin kunnianhimoisia tavoitteita. Moskovalaisvalmisteisen sähkömoottorin ja säätimen avulla tavoitteena on, että kone pystyisi nousemaan 1 500 metriin uudella kuuden kilowattitunnin Samsung Li-Ion akulla, jossa koko voimajärjestelmän maksimipaino on 50 kiloa. Jännite on 120 volttia.

Akkujärjestelmässä pyritään siihen, että minimissään siinä olisi 4,2 kilowattituntia, ja huomioon on otettu sen heikkeneminen ajan kuluessa. Akkutyyppi on 14P 30S. Samsung-järjestelmässä on lämpöjen tarkkailu, pieni sisäinen vastus ja Battery Management System (BMS).

Potkurin halkaisija on 110 senttiä. Nousunopeus sähkömoottorilla on 2,5 metriä/sekunti, jolla kone pystyy nousemaan 4 000 metrin korkeuteen edellä mainitulla laitteistolla. Nostottomassa tyynessä ilmassa koneen pitäisi pystyä suorittamaan 200 kilometrin matkalento.

Samaa voimajärjestelmää käytetään muun muassa myös sähkökäyttöisessä moottoripyörässä, jota valmistetaan Moskovassa. Voimanlähde on alennusvaihteeton ja hihnaton suoravetoinen ulkopyörijä neobdyymimagneetein. Myös säädin on moskovalaista tekoa ja tarvittaessa sieltä toimitetaan akkukin.

Sähkömoottorin valmistajan Powersys.pro:n sivuilta näkee kuvia kaikenlaisista sähkölaitteista. Yhtiöllä on myös paramoottorikäyttöön sopiva sähkömoottori.

Aviastroitelin koneen vastaavantyyppisiä ominaisuuksia on puolalaisessa GP Glidersin tuotteissa, kun taas LAK:n käyttämä moottori antaa verkkosivujen mukaan 23 kilowattia 118 voltilla. Kaikkien moottorijärjestelmien paino tämän kokoisiin koneisiin on yleensä 50 kiloa. FES-järjestelmän vääntömomentti on pienempi.

Venäläisessä järjestelmässä on hieman isompi, 110 sentin potkuri, kun FES käyttää 100 sentin potkuria, koska koneen nokkaan ei paljon isompi sovi – lentäminen FES-koneilla onkin lähinnä mahdollista vain ruohokentiltä. GP Glidersin ja Aviastroitelin AC-4:n käyttämät moottorit ovat hieman FES:iä tehokkaampia. FES käyttää Kokam-akustoa.

Aviastroitel on kiinnittänyt erityistä huomiota ohjausmekaniikan metalliosien laatuun, ja olikin hienoa tarkistella yksinkertaiseksi suunniteltuja ja laadukkaan tuntuisia mekaanisia rakenteita.

Kun on itsekin tullut harrastaneeksi pienessä mittakaavassa samantyyppistä rakentamista lennokkien kanssa, oli todella mielenkiintoista nähdä Aviastroitelin tehdas ja päästä näkemään kaikki tuotannon osat, jossa purjekone syntyy lähestulkoon ilman mitään alihankkijoilta tai muilta tilattuja valmisosia.

Matkan toteuttaminen Penzaan ei ollut aivan helppoa, mutta osoittautui mahdolliseksi: esimerkiksi Moskovan metrossa ohjeet ovat nykyään englanninkielellä. Matkustettaessa lentokenttien vaihto Moskovassa onnistuu helpohkosti metron ja junien avulla.

Jukka Juslin (vas.) Penzan tehtaalla Aviastroitelin perustajan ja pääinsinöörin Vladimir Egorovich Fyodorovin sekä toimitusjohtaja Nikolai A. Tugushevin kanssa.