PIK-19 Muhinu

PIK-19 Muhinu () oli suomalainen Teknillisen korkeakoulun lentotekniikan laboratorion suunnittelema ja valmistama komposiittirakenteinen yksimoottorinen purjelentokoneiden hinauskone. Konetyypin sarjavalmistuksesta käytiin keskusteluja useiden tahojen kanssa, ja sitä tarjottiin niin Suomen ilmailuliiton kerhokoneeksi kuin ilmavoimien vanhentuneiden alkeiskoulukoneiden korvaajaksi, mutta tyypin tuotanto jäi lopulta vain yhteen prototyyppiin. Tunnuksella OH-MHX tunnettu kone lensi kaikkiaan 5 217 tuntia ennen tuhoutumistaan onnettomuudessa Räyskälässä toukokuussa 1993.
Kehitys ja tuotanto.
Projektin tausta ja rahoitus.
Teknillisen korkeakoulun lentotekniikan laboratorio valmistui vuonna 1968, jolloin sille alettiin etsiä ensimmäistä projektia. Laboratorion johtaja Veikko Linnaluoto ei ollut niinkään kiinnostunut perustutkimuksen parissa ”junnaamisesta”, vaan halusi tehdä soveltavaa lentokonesuunnittelua. Ensimmäiseksi projektiksi ei lähdetty kehittelemään uutta purjelentokonetta, vaan Polyteknikkojen ilmailukerhon (PIK) jäsenten suosituksesta uutta PIK-15 Hinun pohjalta kehitettyä purjelentokoneiden hinauskonetta. Ilmailukerhossa oli kehittynyt muutamia vuosia ajatus Hinun päivitetystä versiosta.
Uuden koneen materiaaliksi päädyttiin valitsemaan piensarjoihin hyvin soveltuvaksi arveltu lujitemuovi. Suomessa materiaalia oli käytetty jo aiemmin Fibera KK-1e Utu -purjelentokoneessa ja Molinon valmistamissa kellukkeissa. Ilmavoimien esikunnan helikopteri-insinöörinä työskennellyt Jukka Tervamäki alkoi järjestää projektille rahoitusta Suomen itsenäisyyden juhlavuoden 1967 rahastolta (SITRA), joka oli lokakuussa 1968 jakanut vasta neljä miljoonaa markkaa seitsemän miljoonan markan varoistaan. SITRAn rahoituksen perusteluksi esitettiin hinauskoneen ainutlaatuisuus kansainvälisillä markkinoilla ja konetyypin soveltuvuus koulutuskäyttöön.
SITRA päätyi myöntämään hinauskoneprojektille 315 000 markkaa koneen suunnitteluun ja prototyypin rakentamiseen. Solmittiin tutkimussopimus, jonka pohjalta rahoitus jaettiin seuraavien kolmen vuoden ajalle. Lentotekniikan laboratorio aloitti työt toukokuussa 1969 ja hinauskoneprojektin pariin palkattiin neljä vakinaista työntekijää, joiden lisäksi sen parissa työskenteli muutaman valmistumisvaiheessa olleen teekkarin ydinjoukko. Projektin etenemistä seurasi lisäksi ulkopuolinen ”asiantuntijaryhmä”, jolle annettiin muutaman kerran projektin aikana pidetyissä kokouksissa tilannekatsauksia töiden etenemisestä.
Hinauskoneen kehittely ei miellyttänyt projektiin palkattua Jukka Tervamäkeä, joka olisi halunnut kehittää projektin puitteissa moottoripurjelentokoneen, jolla hän näki olevan paremmat kaupalliset menestysmahdollisuudet. Tervasmäki sai "Ilmailu"-lehden järjestämään vielä keväällä 1969 mielipidekyselyn, jossa tiedusteltiin yleisön kannatusta hinauskoneen mahdollisiksi vaihtoehdoiksi esitetyille amfibiokoneelle tai moottoripurjelentokoneelle. Kyselyyn saatiin vain 150 vastausta ja nekin tukivat jo valittua hinauskonetta amfibion tullessa toiseksi. Moottoripurjelentokone ei saanut mainittavaa äänimäärää.
Suunnittelutyöt.
Puoli vuotta kului laboratorion työkalujen ja laitteiden hankinnassa ja ”Muovi-Hinu”-nimen saaneen koneprojektin taustatutkimuksissa. Tervamäki aloitti koneen suunnittelun PIK-15 Hinun perusulkomuotojen pohjalta, mutta uudesta koneesta tuli lopulta muodoiltaan täysin eri kone, vaikka vastasikin Hinua ulkomittojensa osalta. Laboratorio haki ja sai luvan käyttää Polyteknikkojen ilmailukerhon PIK-tunnusta ”TKK-1 Muhinu” -nimellä tunnetun koneensa nimessä. Lentotekniikan laboratorion johtaja Veikko Linnaluoto arveli ulkomaillakin tunnetun PIK:in nimen myyvän paremmin uuteen ja tuntemattomaan nimeen verrattuna. Muhinun aerodynaaminen ja lujuusopillinen suunnittelu tehtiin karkeasti ilman tarpeetonta hienostelua, sillä rahoituksen loppuminen häämötti ja aikataulussa oli pysyttävä.
Prototyypin rakentaminen.
Prototyypin rakentaminen lähti etenemään suoraviivaisesti, ja koneen rakentaminen aloitettiin osien puumalleista. Siipien kerroslevykuori laminoitiin tämän jälkeen metrin mittaisissa muoteissa pala palalta, ja valmiit osat kiinnitettiin siipisalkoihin. Rakennusmenetelmässä oli otettu mallia Bede BD-4 -koneesta, jonka siivet koottiin 30 senttimetrin moduuleista.
Kerroslevyn ydinaineeksi valittiin Tubus-kenno, joka oli selluloosa-asetaatti -putkista liimattua levyä, jota pystyi kuuman ilman ja veden avulla taivuttelemaan jopa tennispallon ympärille. Materiaalin lujuus- ja väsymisominaisuudet olivat myös PVC-vaahtoja ja uretaania paremmat. Myöhemmin tosin havaittiin, että lasikuitukankaalla laminoitu pinta painui Tubus-kennon kolojen kohdalla. Kuoppainen rakenne ei moottorikoneessa haitannut, mutta purjekoneen suoritusarvoja se olisi saattanut merkittävästi heikentää. Koneessa käytetyille laminaattirakenteille jouduttiin tekemään runsaasti lujuuskokeita niiden keston varmistamiseksi.
Koneen tuulitunnelikokeet tehtiin diplomityönä mittakaavassa 1:7 valmistetulla mallilla, kun aerodynamiikan laboratorio valmistui lopulta vuonna 1971. Lisäksi Muhinu-projektin puitteissa tehtiin seitsemän muuta diplomityötä.
Siivet, runko ja takarunko koekuormitettiin niiden rajakuormaan asti ennen koneen kokoonpanoa Hankkijan lentokonekorjaamolla Malmin lentokentällä. Kone oli saatu pyörilleen maaliskuussa 1972, jolloin tuli selväksi, että prototyypistä oli tullut ylipainoinen, kuten oli jo arvattu. 560 kilogramman tavoitepainon sijasta se painoi 626 kilogrammaa, mikä johtui pääasiassa suunniteltua raskaammista lujitemuovirakenteista, joiden hartsipitoisuus oli päässyt toivottua korkeammaksi. Konetyyppi oli yksi ensimmäisistä kokonaisuudessa lujitemuovirakenteisista lentokoneita maailmassa, sitä varhaisempien ollessa vain Piper PA-29 Papoose, Wassmer WA-51, LFU 205, ja Windecker Eagle.
Peruuntunut sarjatuotanto.
Muhinun suunnittelijoiden mielestä sarjatuotantokelpoisuutta varten olisi pitänyt rakentaa toinen prototyyppi, jolle oli jo saatu rahoituslupaus SITRA:lta, joka oli tosin sitoutunut maksamaan vain puolet prototyypin valmistuskustannuksista sillä ehdolla, että toisen puolikkaan maksaisi koneen sarjavalmistuksesta vastaava valmistaja. Suomessa arveltiin voitavan myydä ainakin kymmenen konetta, joita Veikko Linnaluoto esitti maan ilmailukerhojen hankittaviksi Suomen ilmailuliiton järjestämällä valtion 33 prosentin tukiaisella. Koneita suunniteltiin käytettäväksi Suomeen luvatuissa purjelennon MM-kilpailuissa, joissa niille olisi saatu tehokasta mainosta suunniteltua vientiä varten.
Muhinulla nähtiin olevan myös sotilaskäyttökohteita. Suomen puolustusvoimien sotilasläänit halusivat käyttöönsä pienkoneita ja Muhinun suunnittelijat laskivat kokonaistarpeeksi koneen per lääni, eli yhteensä 14 konetta. Linnaluoto halusi tehdä myös kilpailevan tarjouksen Muhinusta ilmavoimien uudeksi alkeiskoulukoneeksi. Koneen sarjatuotanto kariutui siihen ettei halukasta valmistajaa löydetty. Linnaluoto tiedusteli Wihuri Oy Lentohuollolta ja Molinolta tarjousta 30 koneen sarjasta. Linnaluodon ajatuksena oli valmistaa Muhinun muoviosat Molinolla ja muut osat Wihuri Oy Lentohuollolla. Sarjakoneen hinnaksi laskettiin 78 000 vuoden 1972 markkaa.
Sarjavalmistuksen tiimoilta otettiin yhteyttä myös entiseen purjelentokoneiden valmistaja Harald Tandefeltiin, joka lähetti Linnaluodolle kirjeen, jossa julkitoi ajatuksiaan sarjatuotannon järjestämisestä. Tandefelt esitti, että Hämeenlinnaan perustettaisiin lainarahoituksella yhtiö, joka aloittaisi toimintansa K. K. Lehtovuori Oy:n tiloissa. Ensimmäiset koneet oli tarkoitus saada myytyä Tandefeltin suunnitelmissa Suomeen, jotta niitä mahdollisesti vaivanneet lastentaudit olisi saatu hoidettua ”mahdollisimman kivuttomasti” ja matalin kustannuksin. Ensimmäisten koneiden jälkeen Tandefelt näki tärkeänä saada myytyä tuotantosarja sekä ilmavoimille että Suomen ilmailuliitolle, millä saataisiin vauhditettua sarjatuotantoa. Tandefelt pohti myös nelipaikkaisen jatkokehitelmän suunnittelua ja tuotantoa tilanteeseen, jossa kaksipaikkaisen Muhinun tuotanto kuihtuisi. Tandefeltin lisäksi kolmantena valmistajakandidaattina nähtiin Haminassa toiminut lujitemuoviveneitä valmistanut sekä instrumentointia ja automatiikkaa kehittänyt Harol Oy.
Ilmavoimilla ei ollut kiinnostusta Muhinua kohtaan, vaikka sen lähetystöjä oli käynyt Otaniemessä tutustumassa projektiin sen alkuvaiheessa. Muhinun jälkeen käynnistynyt Valmet LEKO-70 -projekti jätti Otaniemeläisen kilpailijansa täysin varjoonsa, sillä ilmavoimat ilmoitti Muhinun suunnittelijoille suoraan olevansa enemmän kiinnostuneet Valmetin suunnittelu- ja uusvalmistuskyvyn kohentamisesta. Ilmavoimat koki myös epäluuloa Muhinun lujitemuovirakennetta kohtaan. Valmetin LEKO-70:n ja TKK:n Muhinun yhtäaikainen rahoitus sai aikaan arvostelua etenkin projektien ottamien kulujen osalta. Muhinun prototyyppi maksoi vain 750 000 markkaa, kun LEKO-70 prototyyppi tuli lopulta maksamaan yli kymmenen miljoonaa markkaa.
TKK:n kiinnostus alkoi siirtyä prototyypiksi jääneestä Muhinusta lupaavampaan PIK-20 -purjelentokoneeseen, jonka markkinointinäkymätkin olivat huomattavasti paremmat. SITRA jäi karheaksi sen antaman rahoituksen kohtalosta. Se yritti lähetystöjen kautta myydä Muhinua ulkomaille muun muassa Ranskaan ilman tuloksia. Ranskalainen C.A.A.R.P. näki konetyypin olevan kannattava vasta yli 1 000 yksilön sarjana, ja arvioivat Euroopan vuotuiset hinauskonemarkkinat 100–150 koneeseen. Paranneltua PIK-23 Suhinua lähdettiin kehittämään alun perin PIK-19 Muhinun pohjalta.
Käyttö.
Koelennot.
PIK-19 Muhinun ensilennon lensi Jyrki Laukkanen 26. maaliskuuta 1972. OH-MHX -tunnuksen saanut kone oli prototyypiksi hyvin viimeistelty ja siisti. Laukkanen piti konetta yleisesti ottaen miellyttävänä lentää, mutta korkeusperäsin oli hänen mukaansa erittäin herkkä ja laippojen ulostulon aikaansaama nokan nousu voimakas. Laukkasen jälkeen Muhinun lentoja jatkoi Pekka Tervaskanto, joka lensi Malmilta koneen voimalaitteen ja järjestelmien toiminnan tarkastuksia.
Muhinun prototyyppi lennettiin muutama viikko ensilennon jälkeen Halliin FAR-32-koelento-ohjelmaa varten. Ensilennon lentänyt Jyrki Laukkanen alkoi lentää koneen koelentoja vapaa-ajallaan Pekka Tervaskannon avustuksella, joka laati samalla koneen manuaalia diplomityönään. Laukkasen mielestä OH-MHX:n koelento-ohjelman lähtöasema oli amatöörimäinen, sillä mitään järjestelmällistä ohjelmaa ei käytännössä ollut edes suunniteltu. Ohjelma piti laatia Yhdysvaltain ilmailuviranomaisen FAA:n Flight Test Review Guiden pohjalta, joka oli tarkoitettu lähinnä viranomaisten tyyppihyväksyntälentoja varten. Muhinun koelento-ohjelmaa hidastivat koelentäjän sivutoimisuus ja koneen esittelykiertueet. Projektia varten saatu rahoitus loppui täysin toukokuussa 1972, jolloin koneen koelento-ohjelma oli likimain puolivälissä. Muhinu lennettiin Nummelaan hinaamaan purjelentokoneita koelento-ohjelman jatkamiseen tarvittavien varojen keräämiseksi. Varojen loppumiseen päättyivät myös Laukkaselle ja Tervaskannolle maksetut palkat, ja Tervaskanto siirtyikin tämän jälkeen muihin töihin, Laukkasen jatkaessa koneen koelentoja harrastajana.
Lokakuun lopulla 1972 kone oli lennetty taas Halliin, mutta projektin varat olivat niin lopussa, ettei rahaa ollut edes bensiiniin. Polttoainetta kehotettiin hankkimaan luotolla ja koelennot piti saada mahdollisimman pian lennettyä. Jäljellä olivat vielä epätavallisten syöksykierteiden koelennot, joiden suorittaminen vaati koneen nostamista vähintään 2 000 metriin. Syksyn huonot säät ja pimenevät illat pitivät koneen maassa, ja ohjelma jatkui lopulta seuraavan vuoden maaliskuulle. Valmet antoi luvan säilyttää konetta hallitiloissaan. Laukkanen piti konetta yleisesti ottaen vakaana, eikä siinä esiintynyt minkäänlaisia värinöitä tai rakenteiden paukkumista. PIK-19 peri tosin edeltäjänsä PIK-15 Hinun syöksykierreongelmat hieman toisenlaisilla oireilla, mikä ei ollut kovinkaan yllättävää koneiden geometrioiden muistuttaessa vahvasti toisiaan. Syöksykierteestä palautumista varten koneeseen asennettiin hätätilanteita varten oikaisuvarjo. Syöskykierreominaisuudet eivät täyttäneet FAA:n vaatimuksia koneen oikenemisesta enintään puolentoista kierroksen aikana. Muhinu oikeini nopeimmillaan 2–3 kierroksessa. Kone palasi Etelä-Suomeen ja koelento-ohjelma loppui. Koneella tehtiin vielä muutamia tarkoituksellisia syöksykierrekokeita koelento-ohjelman päättymisen jälkeen, mitkä lopulta vaikuttivat siihen, ettei Muhinua yritettykään saada tyyppihyväksyttyä.
Hinauskonekäyttö.
Prototyyppi luovutettiin PIK:n käyttöön ja se palveli kerhon hinauskoneena yli 20 vuotta alkuun Nummelassa ja myöhemmin Räyskälässä. Kone oli PIK:n päätulonlähde ja sen hinaustuloilla kuviteltiin voitavan maksaa SITRA:lta saatu 13 900 markan lisälaina korkoineen, mutta hinaustuloista ei jäänyt paljoa ylijäämää. SITRA:n laina saatiinkin lopulta anteeksi. Konetyypillä koulutettiin hinauskäytön lisäksi muutama A2-lentäjä 1970-luvulla. Koneeseen asennettiin käytön aikana tehokkaampi 180 hevosvoiman Lycoming O-360 -moottori, joka aiheutti muutoksia myös koneen ulkomuotoon. Nokkaan tuli ulkonevat kuhmut, sillä uusi moottori ei mahtunut edellisen paikalle. Kuhmujen takia suuremmalla moottorilla varustettu Muhinu sai nimen ”Muhku-Hinu”.
Lentäjän kannalta Muhinu oli miellyttävä hinauskone. Ohjaaja istui melko ylhäällä ja näkyvyys oli hyvä joka suuntaan suuren kuomun takia. Peilistä näki hyvin purjekoneen koska kuomussa oli kaksi pitkittäistä tukikaarta suunnilleen ohjaajan ja matkustajan päiden kohdalla näin peilin kohdalla keskellä konetta oli esteetön näkyvyys taakse.
OH-MHX-prototyypille sattui käyttönsä aikana yli kymmenen pienempää ja suurempia onnettomuutta. Kone tuhoutui lopulta Räyskälässä 6. toukokuuta 1993. Onnettomuudessa kuoli konetta lentänyt Olli Obratzoff OH-MHX:n pudotessa moottori sammuneena kaarrosta. Maahan törmättyään hinauskone paloi täysin. Koneella hinattiin yli 20 vuoden käyttöhistoriansa aikana yli 40 000 purjelentokonetta ilmaan, ja sille kertyi kaikkiaan 5 217 lentotuntia.
Rakenne.
PIK-19 Muhinun laminaattirakenteinen siipi oli tasaleveä rakentamisen helpottamiseksi. Profiilina oli suosittu NACA 632-415, ja kone vastasi ulkomitoiltaan PIK-15 Hinua. Moottoria lähdettiin hakemaan 150-180 hevosvoiman tehoalueelta, ja lopulta päädyttiin 160 hevosvoiman Lycoming O-320-B2B -bokserimoottoriin, joka tosin koneen käytön aikana vaihdettiin tehokkaampaan 180 hevosvoiman O-360:een. Koneessa käytettiin nokkapyörälaskutelinettä.
Muhinun siivet ja runko valmistettiin lasikuitukankaalla laminoiden kerroslevystä. Rungossa ei ollut ohjaamoa ja pyrstöä lukuun ottamatta lainkaan kaarirakenteita. Sivuvakain muodosti yhtenäisen rakenteen koneen rungon kanssa korkeusvakaimen kiinnittyessä neljällä pultilla runkoon. Peräsinpinnat ja ohjainpinnat liitettiin toisiinsa yksinkertaisesti pianosaranoilla, mikä jätti pintojen väliin noin kolmen millimetrin raon. Rako ei ollut aerodynaamisessa mielessä optimaalinen, mutta ei merkittävästi haitannut moottorikoneessa. Koneen päälaskuteline kopioitiin ruotsalaisesta Malmö MFI-10 Vipanista ja nokkapyöränä käytettiin Cessna 177 Cardinalin nokkapyörää.