PIK-11 Tumppu

Tausta

Polyteknikkojen ilmailukerhon (PIK) perustamisen yhteydessä sen ensimmäiseksi tavoitteeksi määriteltiin VL Sääski -moottorikoneen rakentaminen, mutta suunnitelma ei toutetunut sen vaatiman tietotaidon puuttuessa. Kerho päätyi ostamaan käytetyn Klemm- tai de Havilland Moth -moottorikoneen, mutta tämä hanke kaatui heikkoon taloustilanteeseen. Toisen maailmansodan päätyttyä moottorikonetta ei olisi muutenkaan päässyt lentämään valvontakomission asettaman lentokiellon takia. Kielto ei kuitenkaan koskenut purjelentokoneita, ja PIK:n konstruktiotoiminta käynnistyikin purjelentokoneiden parissa. Vuoteen 1947 mennessä purjelentokoneita oli tekeillä niin paljon, ettei suuremmalle määrälle nähty enää tarvetta. Siirryttiin pohtimaan moottorikoneen suunnittelua. Juhani Heinosen ja Raimo Häkkisen diplomitöinä suunnittelemat PIK-8 ja PIK-9 loivat pohjaa kerhon tulevalle moottorikoneprojektille.
Paine koneen kehittämiseen kasvoi useiden kerhon aktiivijäsenten lentäessä A1-lentolupakirjat Akateemisen Ilmailukerhon ja Suomen Ilmailuliiton koneilla. Moottorilentoharrastuksen jatkoa varten Polyteknikkojen ilmailukerholle oli saatava oma kone. Ulkomaisten tyyppien heikko tuontilisenssin saatavuus kasvatti halua suunnitella oma kotimainen konetyyppi. Päätös moottorikoneen rakentamisesta tehtiin kerhon vuosikokouksessa lokakuussa 1948. Kokouksen jäsenet eivät olleet yksimielisiä siitä, pitäisikö koneesta tehdä yksi- vai kaksipaikkainen. Lopulta päädyttiin yksipaikkaiseen koneeseen, koska sen kustannukset olivat pienemmät ja rakennustilana käytetyn Teknillisen korkeakoulun kellari oli pieni.

Suunnittelu

Konetyypin suunnittelun saivat vastuulleen Ilkka Lounamaa ja Kai Mellén, ja töihin päästiin elokuussa 1949. Konetyyppiin valittiin alkuun 40 hevosvoiman Continental A-40-5, jollainen hankittiin Britanniasta 75 punnalla. Prototyyppiä varten hankittiin kuitenkin myöhemmin tehokkaampi 65 hevosvoiman moottori. Pieni moottoriteho määritti koneen saavutusarvojen rajat. Perusrakenneratkaisuksi valittiin vapaasti kantava alataso, minkä pohjalta molemmat pääsuunnittelijat laativat oman luonnoksensa koneesta, joista Lounamaan luonnosta lähdettiin lopulta viemään eteenpäin. Mellén teki suurimman osan koneen aerodynaamisesta suunnittelusta ja lujuuslaskuista lentokoneenrakennuksen harjoitustöinään.

Prototyypin rakentaminen

Tumpun rakennustyöt pantiin alulle Teknillisen korkeakoulun kellaritiloissa, ja koneen siiven ensimmäiset osat saatiin valmiiksi keväällä 1950. Seuraavaksi valmistuivat siivekkeet, peräsimet ja lopulta runko. Valmiit osat siirrettiin toukokuussa 1950 Jämijärvelle, missä niiden kokoamista jatkettiin ilmailukoulun tilavammissa ja paremmin varustelluissa tiloissa. Rakennustyö kuitenkin hidastui projektiin osallistuneiden rakentajien vähentyessä. Jämi oli sen aikaisilla kulkuvälineillä hankalasti saavutettavissa. Rakentaminen alkoi edistyä vasta Lounamaan ja Mellénin valmistuttua joulukuussa 1951, jolloin he pääsivät työskentelemään koneen parissa täysiaikaisemmin. Projektiin osallistui heidän lisäkseen muun muassa teknillisen korkeakoulun opiskelijat Per Andersson, Tuomo Tervo ja Keijo Tiusanen. Koneen puuosien työstämiseen kului arviolta 1 750 työtuntia. Prototyyppiin ja neljään muuhun valmisteilla olleeseen Tumppuun tilattiin alkuperäisen 40 hevosvoiman moottorin sijasta tehokkaampi 65 hevosvoiman moottori Yhdysvalloista. Hankitut moottorit olivat 114–300 tuntia käytettyjä Continental A-65-8 -bokserimoottoreita.
Rakentamisen loppuvaiheessa työt pysähtyivät kahden kuukauden ajaksi PIK:n joukkueen osallistuessa Espanjassa kesällä 1952 järjestettyihin purjelennon MM-kilpailuihin. Lounamaa siirtyi samoihin aikoihin töihin Tampereelle, ja projektin johto jäi Mellénin vastuulle. Myöhemmin syksyllä otettiin loppukiri, jonka jälkeen prototyyppi valmistui neljän vuoden työn ja 3 500–4 000 työtunnin jälkeen tammikuussa 1953. Loppukokoonpano tehtiin 20 asteen pakkasessa Jämillä, ja sen jälkeen huomattiin painopisteen siirtyneen liian eteen tehokkaamman, mutta samalla raskaamman voimalaitteen seurauksena, minkä takia Tumppu meinasi kaatua nokilleen jo moottorin osateholla tehdyissä koekäytöissä.
Koneen runkoon tehtiin rakenteellisia muutoksi, joiden tekemisessä kului kuukausi. Muutosten jälkeen koko rakenne koekuormattiin ennen verhoilua 4,4 g:n kuormalle. Siipi taipui noin 16 senttimetriä, eikä mitään normaalista poikkeavaa havaittu kokeiden aikana. Koekuormauksen jälkeen testattiin vielä laskutelineet kiinnityksineen pudottamalla kone 325 kilogramman painoon kuormattuna 26 senttimetrin korkeudelta.

Kerhojen ja yksityishenkilöiden koneet

Mikkelissä aloitettiin kolmen Tumpun rakentaminen samoihin aikoihin PIK:n prototyypin kanssa. Ensimmäinen mikkeliläinen kone, OH-YHB, valmistui ja lensi ensilentonsa maaliskuussa 1955. Kone tuhoutui kuitenkin jo huhtikuussa, eikä sillä ehditty lentää kuin 20 tuntia. Seuraava kone, OH-YMC, valmistui viitisen vuotta myöhemmin heinäkuussa 1960. Kone myytiin myöhemmin Joensuuhun, mistä se siirtyi Helsinkiin ja lopulta Lappeenrantaan.
Viimeinen mikkeliläisten tumppu, OH-YMD, valmistui kesäkuussa 1966 ja varastoitiin 1970-luvulla. Kone kunnostettiin ja palautettiin rekisteriin vuonna 1990, ja seuraavana vuonna se myytiin lappeenrantalaisomistuksesta Helsinkiin. Suomen ilma-alusrekisterissä oli vuonna 2015 kaksi konetyypin edustajaa, koneet OH-YHC ja -YHE.
Myöhemmät koneet olivat prototyyppiin verrattuna noin 40 kilogrammaa raskaampia ja olivat alkuun taitolentokiellossa. Kiellosta haluttiin myöhemmin eroon, mutta aikavieviin lujuuslaskuihin ei koettu olevan aikaa. Kesällä 1967 Tumppu OH-YMC kuormattiin 417 kilogramman lentomassaan, ja Tapio Kilpinen lensi koneen rasitustestit liikenneministeriön ilmailuosaston edustajana. Positiiviselle puolelle raja asetettiin 5,5 g:n voimaan ja negatiiviselle -1,5 g:n voimaan.

Koelento-ohjelma

Noin 50 lentotunnin kokemuksen omannut Kai Mellén lensi Tumpun 15-minuuttisen ensilennon 15. maaliskuuta 1953 Jämillä. Valtion lentokonetehtaan koelentäjän Esko Halmeen piti alun perin lentää OH-YMA-rekisteritunnuksen saaneen prototyypin ensilento, mutta Halmeen myöhästymisen vuoksi Mellén päätti jättää odottelun sikseen ja lentää itse. Ensivaikutelma koneesta oli positiivinen. Suunnittelijoiden mieliä vaivanneista mahdollisista puutteista huolimatta koneen lento-ominaisuudet osoittautuivat odotettua paremmiksi, eikä aerodynaamisia muutoksia tarvittukaan. Jämillä lennettiin vielä saman päivän aikana muutama lyhyt lento, minkä jälkeen Mellén lensi koneen Tampereen kautta Malmin lentokentälle Helsinkiin. Koelennot jatkuivat ja koneeseen tehtiin pieniä muutoksia siihen tulleiden pikkuvikojen korjaamiseksi. Vielä saman kuun lopulla konetta esiteltiin kutsuvierastilaisuudessa muun muassa professori Bernard Wuolleelle, hallitussihteeri K. T. B. Koskenkylälle ja PIKn ensimmäiselle puheenjohtajalle, Jorma Serlachiukselle. Paria kuukautta myöhemmin, vappuna 1953, koneella lennettiin Helsingin yllä ylioppilaiden tempauksessa, johon osallistui myös Akateemisen lentokerhon Praga E.114 -lentokone OH-PRB. PIK lensi prototyypillä ensimmäisten koelentojen jälkeen varsin perusteellisen yhdysvaltalaisiin CAR part 3 -lentokelpoisuusvaatimuksiin pohjautuneen koelento-ohjelman. Koneella lensi myös Tekniikan Maailma -lehden toimittaja Eero Juurikkala, jonka kirjoittama artikkeli koneesta julkaistiin lehden numerossa 5/1960.

Aktiivikäyttö

PIK käytti tunnuksella OH-YMA lentänyttä prototyyppiä vuoteen 1966. Käytövuosiensa aikana se peruskorjattiin ja moottori vaihdettiin tehokkaampaan 75 hevosvoiman Continental-moottoriin. Koneella lennettiin useissa Suomen- ja Pohjoismaiden-mestaruuskilpailuissa sekä vierailtiin Keski-Euroopassa saakka. Prototyyppi esiintyi myös taitolentonäytöksissä muun kaluston ollessa huollossa. PIK:n Tumppu esiintyi myös Edvin Laineen Tuntematon sotilas -elokuvassa sekä saksalaisessa 08/15-sotaelokuvasarjassa.

Rakenne

Tumpun puurakenteinen siipi oli pienen kärkivälinsä ansiosta yksiosainen ja muodoltaan trapetsimainen. Sen profiileina olivat tyvessä NACA 2415 ja kärjessä NACA 4409R. V-kulmaa oli viisi astetta ja geometristä kiertoa 2,8 astetta. Rungossa käytettiin nokkapeltejä lukuun ottamatta kantavaa vanerikuorirakennetta. Koneessa oli lieriömäinen 65 litran polttoainesäiliö, joka oli kiinnitetty vöillä eturungon kaareen. Laskuteline koneistettiin puolen tuuman junanvaunun jousesta, eikä siinä ollut jarruja. Kannus oli ohjattava. Continental A65-8 -moottoristen koneiden käynnistys tapahtui potkurista heittämällä.