PIK-5

Prototyyppi

Purjelennon harjoituskoneena oli Suomessa käytetty alusta alkaen saksalaista Granau Baby II -harjoituskonetta, jota oli rakennettu suomalaisissa ilmailukerhoissa yli 30 yksilöä. Baby oli kuitenkin rakenteeltaan raskaanpuoleinen, kankea termiikkilennossa ja sen runkoon tulleita vaurioita oli vaikea korjata. Teknillisellä korkeakoululla opiskellut Polyteknikkojen ilmailukerhon Kaarlo ”Kai” Temmes alkoi elokuussa 1945 kehittää kotimaista harjoituskonetta. Sen pohjaksi hän otti puolalaisen WWS.1 Salamandra -purjelentokoneen, jonka käytöstä Polyteknikkojen ilmailukerholla oli erittäin hyviä kokemuksia. Temmes jatkoi seuraavana vuonna uuden tyypin suunnittelua diplomityönään, ja hänen kanssaan projektin parissa työskentelivät Raimo Häkkinen, Lars Norrmén ja Pehr Schalinin. Häkkinen tuki Temmestä teoreettisissa tarkasteluissa selvittämällä uuden koneen mahdollisia starttitapoja. Norrmén ja Schalinin tekivät harjoitustyön Salamandran ominaisuuksista mittaamalla mahdollisimman paljon erilaisia tietoja koneesta, ja he takaisinmallinsivat koneen ominaisuudet niiden pohjalta. Selvityksen pohjalta Salamandran etuina nähtiin sen rakenteellinen keveys, ketterät lento-, sopusuhtaiset ohjaus- ja hyvät termiikkilento-ominaisuudet sekä matala taipumus joutua syöksykierteeseen. Sen rakennetta ja liitolukua suurilla lentonopeuksilla oli tarkoitus kehittää, ja lisäksi konetta ei ollut vielä hyväksytty lentokonehinaukseen.
Kone sai mallinimen PIK-5, ja sen esisuunnitelmat valmistuivat huhtikuun 1946 lopulla. Siipi kopioitiin Salamandrasta liki sellaisenaan, mutta sen siipipinta-ala oli hieman pienempi ja sivusuhde suurempi. Pyrstö ja koneen yleiset rakenneratkaisut suunniteltiin uudelleen suomalaisen mäntypuun hyviä lujuusarvoja hyödyntäen. Työpiirrustukset tehtiin kerholla, ja ensimmäisien osien valmistus käynnistyi Helsingissä. Rakentaminen jatkui lukukauden päättymisen jälkeen Jämijärven lentokentän Ilmailukoululla työskennelleiden ammattilaisten ja teekkariharjoittelijoiden yhteistyönä. Ammattityövoiman käyttö oli mahdollista PIK:n kannatusyhdistyksen Gunnar Ståhlen johdolla keräämien teollisuuden rahalahjoitusten ansiosta.

Koelennot

Prototyyppi OH-PAA valmistui aikataulussa, ja ensilento päästiin tekemään 8. syyskuuta 1946. Lentoonlähtö tapahtui 15.00, ja Kai Temmeksen ohjaama PIK-5 irrotettiin minuutin ja 20 sekunnin hinauksen jälkeen. Kone saavutti viisi minuuttia ja 35 sekuntia kestäneen lennon aikana noin 450 metrin korkeuden. Lennolla testattiin vintturistarttia ja peräsinten toimintaa eri lentonopeuksissa.
Temmes teki ensilentoa seuranneina päivinä kuusi muuta koelentoa, joilla irrotuskorkeus vaihteli 400–500 metrin välillä. Konetyyppi osoittautui yleisesti ottaen hyväksi ominaisuuksiltaan: sen siiveketeho oli hyvä ja sivuluisu normaali. Kone taipui tyydyttävään kaartoon sekä pelkkää peräsintä että pelkkiä siivekkeitä käyttäen. Siivekkeet muuttuivat raskaiksi yli 100 km/h nopeudessa.
Mittarilento pilvessä oli koelentäjän sanoin ”suhteellisen mukavaa” ja verrattavissa saksalaisen Olympia Meise -purjekoneen vastaaviin ominaisuuksiin. PIK-5:n sakkaus- ja syöksykierreominaisuudet olivat hyvät. Kone sakkasi pehmeästi suoraan eteenpäin noin 30 km/h mittarinopeudessa, ja kaartosakkauksissa nokka lähti painumaan kaarron puolelle. Maaliinlasku onnistui kokeneelta lentäjältä vaikeuksitta, mutta lentojarrujen puuttuessa se piti tehdä koneen sivuluisuominaisuuksia hyödyntäen. PIK-5 pysyi hyvin tiukassakin kaarrossa, ja sillä oli helppo lentää silmukoita, jotka tehtiin noin 110–120 km/h alkunopeudesta.
Konetyypillä oli hyvät ominaisuudet lentokonehinauksessa. 80–90 km/h mitatulla ilmanopeudella kone pysyi oikeassa korkeudessa hinauskoneeseen nähden ilman merkittävää ohjaamista, kun pienillä noin 60 km/h ilmanopeuksilla hinattaessa korkeusperäsin piti pitää hieman vedolla ja suurilla nopeuksilla hinattaessa hieman työnnöllä. Hinauskorkeutta piti säätää korkeusperäsimellä, sillä PIK-5:ssä ei ollut trimmiä.
Prototyyppi luovutettiin koelentojen päätyttyä lokakuussa 1946 PIK:n käyttöön. Seuraavan vuoden maaliskuuhun mennessä koneella oli tehty 247 lentoa, joiden yhteenlaskettu lentoaika oli 31 tuntia ja 41 minuuttia. Startit oli pääasiassa tehty auto- ja vintturihinauksella. Kokemukset ensimmäisen puolen vuoden käytön ajalta olivat hyviä, vaikka OH-PAA:lle sattui myös muutama vähäinen vaurioituminen. Kerhon silloinen puheenjohtaja Carl Stude ja sihteeri Jaakko Nurmi suositteleivat sen hyväksymistä laajempaan käyttöön, ja Suomen ilmailuliitto anoi kulkulaitosten ja yleisten töiden ministeriöltä koneen tyyppikatsausta maaliskuulle 1947 päivätyllä kirjeellä, jonka liitteenä oli professori Arvo Ylisen antama todistus lujuus- ja rakennevaatimusten täyttymisestä. Ministeriö myönsi tyyppitarkastustodistukset samalla kertaa heinäkuussa 1947 PIK-5:lle ja PIK-7 Harakka II:lle.

PIK-5a

Suomen ilmapuolustusliitto (SIPL) oli toisen maailmansodan jälkeen muuttunut Ilmailuliitoksi (SIL). Liitto sai edelleen ”vanhasta muistista” verrattain suuria järjestöavustuksia, joskin inflaatio söi näiden ostoarvoa voimakkaasti. Ilmailuliitto hankki varoja lisäksi myymällä omaisuuttaan ja ottamalla velkaa. Kerätyn rahoituksen turvin Jämillä pidettiin töissä lentokonerakentamisen ammattilaisia, jotka tekivät suomalaisille lentokerhoille edullisesti myytyjä lentokonesarjoja ja korjasivat kerhojen vaurioituneita koneita.
Jämijärven puusepät valmistivat kuusi PIK-5a-rakennussarjaa, joihin oli lisätty uutena ominaisuutena siipiin asennetut lentojarrut. Jarrut lisättiin myöhemmin myös prototyypin siipiin jälkiasennuksena. Jämijärvellä valmistetut lentokonesarjat myytiin suomalaisille lentokerhoille, joista osa rakensi myös koneet loppuun itsenäisesti. Koneita rekisteröitiin Ilmailuliiton kirjoihin kolme vuonna 1947 ja yksi seuraavana vuotena. Tyyppi sai vähemmän käytetyn mallinimen Cumulus, ja siitä laadittiin englanninkielinen myyntiesite vientiä varten. PIK:in tavoitteena oli saada markkinoitua konetyyppi esimerkiksi naapurimaa Ruotsin vakiokoulukoneeksi. Kauppoja pyrittiin esimerkiksi edistämään kesällä 1947, jolloin Jämille saapui kaksi ruotsalaisten purjelentopiirien kärkimiestä Ståhlfors ja Svänsson, joista ensimmäinen vastasi muun muassa purjelennon kehittämisestä Ruotsin kuninkaallisen ilmailuklubin (KSAK) piirissä, ja jälkimmäinen oli Ruotsin suurimman ja aktiivisimman lentokerhon, Stockholms Segelflygklubbin puheenjohtaja. Lars Norrmén lensi ruotsalaisille koneen esittelylennon, jolla esiteltiin tyypin ominaisuuksia. Ruotsalaiset eivät olleet kuitenkaan tyytyväisiä koneen ulkoisiin pingoituslankoihin eivätkä lähteneet viemään tyyppiä eteenpäin kotimaassaan.
Lentokerhoissa nimillä ”Koukku” ja ”Vitonen” tunnettu tyyppi oli lentokiellossa kevään 1948 koneyksilö OH-PAB:lle 27. helmikuuta sattuneen onnettomuuden jälkeen. Martti Kahvan lentämä kone oli ollut esityslennolla Inkeroisissa järjestetyssä lentonäytöksessä, mihin se oli lähtenyt Åke Lundinin lentämän Letov Š-218 Smolikin hinaamana Malmin lentoasemalta. Inkeroisissa Kahva oli irrottanut koneen hinauksesta noin 800 metrin korkeudessa ja lähtenyt työntämään konetta syöksyyn taitolentoa varten vaaditun nopeuden saavuttamiseksi. Syöksyn lopun vetovaiheessa koneessa oli tuntunut täräys, jonka jälkeen vasen siipi taittui ylös, nokka painui alas ja kone joutui voimakkaaseen kiertoliikkeeseen. Kahvan istuinvyö katkesi kiertoliikkeen voimasta, ja hän sinkoutui ulos ohjaamosta. Kahva onnistui avaamaan laskuvarjonsa ja leijaili maahan loukkaantumatta. Koneen osat putosivat noin kahdeksan metrin päähän lentäjästä.
Onnettomuuden taustaa selvitti tutkintalautakunta, ja juurisyyksi paljastui siipituen alapään lennonaikainen murtuminen. Tuen rakenne suunniteltiin uudelleen, ja sen päille tehtiin lujuuskokeet Valtion teknillinen tutkimuslaitos (VTT) toukokuussa 1948. Lentokielto kumottiin kokeiden jälkeen.

PIK-5b

PIK-5a OH-PAA varioitui pahoin autohinauksella tehtyä starttia seuranneessa onnettomuudessa Porin lentoasemalla 18. elokuuta 1948. OH-PAA oli ollut PIK:in kesäharjoittelijoina olleiden Jussi Juurikkalan, Jaakko Koskisen ja Erkki Virtasen käytössä, joista Juurikkala lensi konetta turmapäivänä. Onnettomuus sai alkunsa autohinauksen epäonnistuttua hinausvaijerin katkettua noin 70 metrin lentokorkeudessa. Kone joutui virheellisestä kaarrosta syöksykierteeseen ja syöksyi nokka edellä maahan. Juurikkala selvisi onnettomuudesta, mutta loukkasi pahoin selkänsä.
PIK korjasi OH-PAA:n siivet onnettomuuden jälkeen, mutta vaurioitunut runko oli ongelmallinen. Irrotettavaa ”munaa” ei enää haluttu korjattuun koneseen, sillä se oli herkkä vaurioitumaan ja suhisi lennon aikana ilmavirrassa. Pitkällisen pohdinnan jälkeen päätettiin suunnitella ja toteuttaa uusi runko, jossa käytettiin aikaisempaa palkkirakennetta vain takaosassa. Runkoon liittyvää yläevää suurennettiin ja irrotettava nokkarakenne korvattiin kiinteällä vanerikuorella. Koneeseen asennettiin myös laskeutumissuksen taakse pyörä, joka helpotti maakäsittelyä huomattavasti. Matalampi ohjaamorakenne helpotti koneeseen nousua.
Rungon uudelleensunnittelusta ja rakentamisesta vastasi Ilkka Lounamaa, joka käytti koneen parissa lokakuun 1948 ja seuraavan vuoden syyskuun välillä kaikkiaan 651 työtuntia. Lounamaan työtunneista 574 oli puu- ja metallitöitä. Mallinimen PIK-5b saaneen päivitetyllä rungolla varustetun tyypin sarjapiirrustukset valmistuivat kevättalvellä 1949, ja korjattu OH-PAA saatiin lentokuntoiseksi saman vuoden kesällä. Päivitetystä PIK-5b:stä muodostui konetyypin ”suursarjaversio”, jota valmistettiin 16 uutta koneyksilöä sekä Jämijärvellä että suomalaisissa lentokerhoissa. Ruotsissa rakennettiin myös yksi PIK-5b tunnuksella SE-STZ. Kone päätyi myöhemmin Östersundin Jämtlands Flyghistoriska Museumiin. Uusien koneiden lisäksi vanhoja PIK-5a-koneita muunnettiin uudempaan standardiin.

PIK-5c

OH-PAA:lla tehtiin 1950-luvun lopulla muutamia PIK:in sisäisiä ennätyksiä: Antti Koskinen teki kesällä 1957 kerhon matkalentoennätyksen 188 kilometrin lennolla Parolasta Jämijärvelle, ja Veikko Lehmusvuori oli rikkonut kerhon aikalentoennätyksen ajalla 9 tuntia ja 4 minuuttia. OH-PAA tuhoutui kuitenkin jälleen melkein kokonaan Jämijärvellä 4. heinäkuuta 1957, kun kone joutui kaarrosta syöksykierteeseen ja syöksyi maahan. Lentäjänä ollut oppilas Per Andersson loukkaantui vain lievästi.
Vakavista vaurioista huolimatta OH-PAA päätettiin jälleen korjata. PIK:in silloinen puheenjohtaja Keijo Tiusanen suunnitteli koneeseen sen korjaustöiden yhteydessä rakenteellisesti uuden siiven, solasiivekkeet ja sivuperäsimen alaevän. Rungon ja siiven väliseen liitosta parannettiin kallistamalla siipisalkoa 1,5 astetta eteenpäin. Aiemmat rakenteellisesti veltot siivekkeet korvattiin parempitehoisilla ja jäykemmillä solasiivekkeillä. Ohjainpinnan pituutta lyhennettiin myös tyven suunnasta yli kahdella kaarivälillä, jolloin siitä saatiin tasaisesti kapeneva. Tehottomia lentojarruja jatkettiin pituussuunnassa yhden kaarivälin verran ja runkoa virtaviivaistettiin. Alaevää madallettiin, sillä sen korkeus oli rajoittanut b-mallissa vetovaraa laskeutumisen yhteydessä. Sivuperäsin sai torsionokan, joka paransi sen ohjaustehoa selvästi. OH-PAA:n uudelleensuunnitteluun ja rakentamiseen kului usealta PIK:in kerholaiselta noin 2 315 työtuntia, ja työn tuloksena syntyi ”Vitosen” kolmas versio, PIK-5c, jonka ainoa yhteinen ominaisuus aiempien versioiden kanssa oli siiven aerodynaaminen muoto.
Ilkka Lounamaa lensi korjatun ja modifioidun OH-PAA:n ensilennon 5. elokuuta 1962. Muutostyöt osoittautuivat onnistuneiksi, ja c-mallin koneita rakennettiin 11 uutta koneyksilöä, mikä nosti koko konetyypin valmistusmäärän 34 kappleeseen. Näiden lisäksi rakenteilla oli useampiakin koneita, joista osa jopa rekisteröitiin, vaikka jäivät lopulta keskeneräisiksi. Viimeinen uutena rekisteröity koneyksilö oli kesäkuussa 1963 valmistunut Loimaan ilmailukerhon PIK-5c OH-PBM (myöh. OH-271).

Rakennuskustannukset

Jämin puusepiltä kului yhden PIK-5-rakennussarjan valmistamiseen 650 tuntia. Puuvalmiin rakennussarjan hinnaksi tuli 146 000 markkaa vuonna 1957 käytössä olleella 225 markan tuntipalkalla. Paja valmisti myös pidemmälle rakennettuja koneita: verhoomattomaan, puurakenteiltaan koottuun koneeseen kului 1 300 tuntia ja lentovalmiiseen 1 500 tuntia. Valmiin koneen työkustannukset olivat 338 000 vuoden 1957 markkaa. Lentokerhoilla saattoi kulua itsenäisesti rakennettuun PIK-5:een noin kaksikertainen työaika (n. 3 000 h).
Metalliosat olivat koneen tuotannon merkittävin pullonkaula, sillä soveltuvien materiaalien saatavuus oli heikkoa ja käytetyt työstökoneet alkeellisia. Valmet Lentokoneteollisuus ja Veljekset Karhumäki myivät ja luovuttivat purjekonesarjoja varten pieniä määriä kromimolybdeeniterästä ja duralumiinia. Koneeseen kuluneiden metalliosien hinta oli tyypillisesti noin 115 000 markkaa, kun käytettyyn puuhun kului vain noin 32 000 markkaa. Loput materiaalikulut tulivat liimasta (10 000 mk), verhoilu- ja viimeistelytarvikkeista (27 400 mk) sekä pleksikuomusta (7 500 mk). Yhden koneen kokonaismateriaalikustannukset olivat noin 191 900 markkaa vuoden 1957 rahassa. Jämin puuseppien valmistama PIK-5c maksoi ilman mittaristoa ja istuinvöitä noin 530 000 vuoden 1957 markkaa.

Rakenne

PIK-5 oli ylätasoinen puurakenteinen purjelentokone. Konetyyppi sai vaikutteita puolalaisesta WWS.1 Salamandra -purjelentokoneesta, ja se suunniteltiin vuoden 1939 BVS-kuormitusmääräysten (saks. Bauvorschriften für Segelflugzeuge) mukaisesti. Ylätasokonfiguraatioon asennettu siipi rakentui yhden pääsalon varaan, minkä lisäksi tyvissä oli kaksi kärkivälin suuntaan nähden vinottaista apusalkoa. Siiven pääsalko oli poikkileikkaukseltaan laatikkomainen ja rakentui vanerisivuista, joiden väliin oli kiinnitetty kaksi mäntyrimaa. Siivessä käytettiin Göttingen 533 -profiilia, ja siinä oli kolmen asteen V-kulma. Siivessä ei ollut tyven ja kärkien välistä kiertoa.
Rungon kantavan rakenteen muodostivat kaksi yhdensuuntaista, poikkileikkaukseltaan laatikkomaista palkkia. Alempi laatikkopalkki toimi koneen nokkana, ja siihen kiinnittyi koivupuusta taivutettu laskeutumissuksi. Ylempi palkki yhdisti peräsimen siipiin ja muuhun runkoon. Kolmen onton sauvan ristikko yhdisti ylä- ja alapalkit toisiinsa. ”Muna”-lempinimen saanut ohjaamon ulkoinen aerodynaaminen kuori oli irrotettava, sillä arveltiin, että avorakenteisella liitokoneella koulutuksen saanut lentäjä tuntisi olonsa kotoisammaksi, jos tyyppilento voitaisiin lentää ilman ”munaa”. Tämä jäi kuitenkin pelkäksi ajatukseksi, eikä toimintatapaa hyödynnetty koskaan käytännössä. Runkorakenne jäykistettiin sivusuunnassa pingotuslangoilla, jotka kulkivat siivestä siipituen kohdalta nokkaan ja evään. Siivekkeitä liikuttaminen tapahtui työntötangoista ja vaijereista koostuneella järjestelmällä, missä rungon alapalkista siiventyviin kulkeneet työntötangot liikuttivat siivissä kulkevia vaijereita, joihin siivekkeet oli kytketty. Sivu- ja korkeusperäsintä ohjattiin pelkillä vaijereilla. Hinauskytkimet oli sijoitettu alempaan runkopalkkiin, ja niitä oli kaksi: yksi nokassa ja toinen laskeutumissuksen etupuolella. Rungon pohja oli herkkä vaurioitumaan sakkauslaskuissa, mikä herätti jonkin verran kritiikkiä.