WHY NO FOKKER G1 REPLICA?

Het is alweer een jaar geleden dat ik voor het laats deze website heb vernieuwd. De belangrijkste reden is dat ik van baan ben veranderd en dat dat nogal wat van mijn tijd in beslag neemt. Ten tweede ben ik op mijn nieuwe baan gaan wereken met nieuwe ontwerp software. Het zat er al een tijdje aan te komen dat de ontwerp software Catia V4 zijn langste tijd had gehad en zou worden vervangen door de nieuwe versie V5.Het verschil tussen deze 2 versies is zodanig dat ik eerst ervaring wou opdoen in het werken met V5 voordat ik een poging zou doen het ontwerp over te zetten. Ik werk nu alweer 9 maanden met de nieuwe software en hoop dan ook voor het einde van het jaar te beginnen met het omzetten/converteren.

In de tussen tijd heb ik niet helemaal stil gezeten en heb gekeken of het mogelijk is met andere meer beschikbare typen motoren te gaan vliegen met een replica G1. Ook het vliegen met een replica is totaal anders dan waarvoor de G1 oorspronkelijk gebouwd was. Om bepaalde reden zullen er consesies gedaan moeten worden. De 4 hoofd reden om af te wijken van het originele ontwerp zijn :

De manier van vliegen met een replica verschild nogal met het origineel. Van oorspronkelijk een militaire functie naar een demonstratie / vliegshow toestel. Het opereren in de nabijheid van grote mensen massa's vraagt grote aandacht wat betreft de veiligheid. Een van de belangrijkste wijzigingen om de veiligeid te garanderen is het vervangen van de Bristol Mercury VIII naar Pratt & Whitney R1340. Het grote gebrek aan reserve onderelen beinvloed de veiligheid nadelig. Veel vliegen en oefen is goed voor de piloot om zijn toestel te kunnen beheersen, jammer genoeg zullen de kosten voor het vliegen met een replica zodanig zijn dat dit niet optimaal zal zijn. Om de piloot het makkelijker te maken is het nodig om de stuurhut zodanig te moderniseren dat de indeling en de instrumenten meer lijken op wat ze normaal tegen komen. Niet meteen denken aan een cockpit met een aantal beeld schermen, maar meer aan het clusteren van bepaalde instrumenten zodaing dat de piloot eerder en sneller zijn situatie onder controle heeft. Een klein voorbeeld is het gebruik van motor instrumenten waarbij 1 instrument de indicatie geeft van beide motoren ( dual pointer instrument ) zodat verschillen tussen beide motoren snel kunnen worden ontdekt.

Veel voorschriften zijn sinds 1938 veranderd. Voor elk historisch vliegtuig de grootste veranderingen zijn infrasttructuur gerelateerd. Dit betekend bijvoorbeeld vliegtuig instrumenten die nodig zijn om in het huidige luchtruim te opereren. Denk bijvoorbeeld aan Transponders , GPS navigatie, instrumenten met Feet aanduiding inplaats van meters etc...

Het wijzigen van gebruikte materialen kan verschillende redenen hebben. De bechikbaarheid van betere materialen is de belangrijkste. Denk hierbij aan kunsstoffen en lijmen die beter zijn dan de oorspronkelijke. Een goed voorbeeld is de oorspronkelijk linnen bekleding van de roeren, het is beter om nu Dacron te gebruiken omdat dit veel langer meegaat ( 30 jaar ). Het gebrek aan oorspronkelijke materialen kan eenreden zijn om materialen te vervangen.

Het veranderen van materialen kan ook een gezondheid reden hebben , denk bijvoorbeeld aan Asbest wat gebruikt werd in het vuurschot of denk aan radioactive verlichte instrumenten.

Het gebruik en omgaan met de replica verschilt nogal waarvoor het toestel oorspronkelijk ontworpen was. Van een middellange afstands verkenner, grond aanvals en luchtgevecht toestel naar een demonstratie vliegtuig op luchtshows. Middellang berijk is niet meer nodig . een maximale vliegduur van 2 uur is meer dan voldoende. De origenele bewapening kan vervangen worden door iets wat er op lijkt en daarbij veel minder weegt. Hoge topsnelheid op 4 kilomter hoogte is niet meer van belang, laag vliegen en makkelijk te vliegen zijn veel belangrijker. Voor veiligheid maar ook voor finaciele redenen zal de replica uitgerust worden met Pratt and Whitney motoren inplaats vna de Bristol mercury. Om een indruk te geven voor de prijs van 1 Bristol Mercury is het mogelijk om 3 gereviseerde Pratt and Whitney's te kopen. Het voordeel van 3 motoren is dat bij motorproblemen tijdens het vlieg seizoen het makkelijk is om er een te vervangen

Alle bovengenoemde veranderingen hebben invloed op het gewicht van het toestel. Deze vernaderingen in gewicht ( en soms locatie ) beinvloed het zwaartepunt van het vliegtuig en daarbij de vliegeigenschappen.

Het verwijderen van de bewapening scheelt veel gewicht. Het nadeel van de Fokker G1 is dat voorste machine geweren zich helemaal in de neus van het toestel bevindt en daardoor een grote invloed hebben op het zwaartepunt van het toestel. De machine geweren zullen dan ook moeten worden vervangen door eenloden balans gewicht wat zich zover mogelijk naar voren moet bevinden. De eerste schattingen zijn dat er ongeveer 180 Kg aan lood voor nodig is.

Behalve de bewapening zijn de volgende punten de belangrijkste in hetzwaartepunt bepaling van de replica :

Zie onderstaande link naar een Adobe PDF document met een vergelijking tussen het origineel en de replica van het zwaartepunt. Geel is een positieve verandering , Blauw een negatieve

Al deze veranderingen resulterenin een gewichts reductie van ongeveer 9 % in het maximum gewicht bij het opstijgen.

Het behoeft geen uitleg dat het veranderen van de motoren een ennorme invloed kan hebben op de vliegeigenschappen van het toestel. De meeste mensen die ik over dit onderwerp heb gesproken zeggen : meetr PK's meer vermogen dat lost alle problemen op. Dit lijkt makkelijk echter meer vermogen betekend ook een groter gewicht en dit beinvloed het zwaartepunt negatief. Verder meer vermogen betekend een grotere propellor en dat is weer nadelig voor de propellor afstand tot de grond en de romp.

De bonus van een gevechtsvliegtuig replica boven een passagiers replica is dat militaire vliegtuigen over het algemeen meer dan genoeg vermogen hebben terwijl passagiersvliegtuigen normaal tegen het minimale benodigde vermogen aanzitten. Dus een beetje vermogens verlies voor de Fokker G1 zal geen enkel probleem zijn. De Bristol Mercury motoren waren ontworpen om het maximale vermogen te leveren op 4 kilometer hoogte. Een demonstratie vliegtuig spendeert een groot deel van zijn vlieguren dicht bij de grond en heeft daar dus vermogen nodig. Het mooie van de Pratt & Whitney R1340 motoren is dat deze ontworpen zijn voor maximaal vermogen op grond niveau.

Toch blijft er nog een vermogens verschil tussen de replica en het origineel. Maar uit de zwaartepunts berekeningen hebben we gezien dat de replica ook lichter is dan het origineel. Dus wat er gedaan moet worden is het brekkenen van de prestatie van de replica als geheel. Nu zou je denken dat het vinden van informatie of personen die kunnen helpen met deze oude 1938 techniek berekeningen moeilijk zal zijn. Maar als je eenmaal weet waar je moet zoeken dan valt dat reuze me. De Amerikaanse ruimtevaart organisatie heette voorheen NACA en voordat er sprake was van ruimtevaart hielden zij zich 100% bezig met de luchtvaart. Destijds hebben zijn zeer goed onderzoek gedaan naar letterlijk alle facetten van de luchtvaart en belangrijker hierover begrijpelijke rapporten geschreven. Gelukkig genoeg vondt deze documenten nog steeds van belang dat deze zijn gescanned en gepubliceerd op het internet. Je kan ze vinden op de NASA website maar ik zelf geef de voorkeur aan deze website :

Met gebruik van deze rapporten heb ik een Excel spreadsheet gemaakt dat automatisch berekend de presaties van de replica G1 onder verschilende omstandigheden.

	Originele Fokker G1 met Bristol Mercury motoren en een 2 speed propeller		Replica Fokker G1 met Pratt & Whitney R1340 motoren en constand speed propellors
Maximum opstijg gewicht	4800 Kg		4400 Kg
Maximum vermogen zeenivau	1430 Hp		1200 Hp
Kruissnelheid op 5500 meter	206 knots	383 km/u	168 knots	310 km/u
Maximum snelheid zeeniveau	215 knots	399 km/h	188 knots	348 km/h
Maximum snelheid 1800 meter	235 knots	436 km/h	200 knots	370 km/h
Maximum snelheid op 5500 meter	244 knots	452 km/h	225 knots	418 km/h
Maximum klim snelheid zeeniveau	2680 ft/min	13.6 m/s	1855 ft/min	9.4 m/s
Maximum klim snelheid 1800 meter	2680 ft/min	13.6 m/s	1860 ft/min	9.5 m/s
Maximum klim snelheid 5500 meter	1550 ft/min	8.1 m/s	1830 ft/min	9.3 m/s

Deze uitkomsten komen overeen met omstandigheden dat alles naar behoren functioneert. Helaas moeten we ook rekening houden dat er iets mis kan gaan. Een twee motorig vliegtuig is over het algemeen veel veiliger dan een één motorige kist, echter dit gaat alleen op als de twee motorige kist kan vliegen op één motor anders zou hij onveiliger zijn dan een twee motorige kist want de kans op motorstorring is 2 keer zo groot ! Geschiedenis en ervaring heeft ons geleerd dat de kans op een motorstoring optreed het grootst is op het meest ongunstige moment en dat is de start wanneer het maximale vermogen van de motoren wordt gevraagd.

Lijkt simpel maar een motor met een constaant speed propellor heeft 4 scenarios van hoe het fout kan gaan , namelijk :

1 Motor zonder vermogen maar draait door de propellor nog wel rond en de spoed van de propellor is maximaal. ( meest gunstige omstandigheid )

2 Motor zonder vermogen maar draait door de propellor nog wel rond en de spoed van de propellor is minimaal.

3 Vast gelopen motor waardoor de propellor stilstaat en de spoed van de propellor is maximaal.

4 Vast gelopen motor waardoor de propellor stilstaat en de de spoed van de propellor is minimaal.( slechste omstandigheid )

Overtrek snelheid	80 knots	148 km/h
Maximale snelheid - situatie 1	137 knots	254 km/h
Maximale snelheid - situatie 4	114b knots	211 km/h
Maximale klim snelheid - situatie 1	465 ft/min @ 97 knots	2.4 m/s @ 180 km/h
Maximale klim snelheid - situatie 4	283 ft/min @ 87 knots	1.4 m/s @ 162 km/h
Kruis snelheid - situatie 1	105 knots	194 km/u
Kruis snelheid - situatie 4	86 knots	160 km/u

De meeste 2 motorige vliegtuigen hebben wat ze noemen een kritische motor. De motoren zijn natuurlijk precies het zelfde, echter voor de vliegeigenschappen maakt het uit welk motor is uitgevallen, de motor die bij het uitvallen de slechtste vliegeigenschappen veroorzaakt noemen we de kritsche motor. Om dit probleem te omzeilen is het mogelijk om de draairichting van beide motoren tegen elkaar in te laten lopen, ditt heeft Fokker gedaan met het protype van de G1 met Hispano motoren. Tijdens de testvluchten bleek echter dat er niet veel verschil was en heeft men dus later de draairichtigen gelijk gekozen.