PIK-15 Hinu

Polyteknikkojen ilmailukerhossa pohdittiin hinauskoneen suunnittelua jo vuonna 1948 Juhani Heinosen diplomityönä suunnitteleman PIK-8:n yhteydessä. Kaksi vuotta myöhemmin PIK suunnitteli hankkivansa Britanniasta käytetyn de Havilland Mothin kerhon hinauskoneeksi. Mothin hankinta kaatui, kun PIK ei saanut vaadittua tuontilisenssiä. Tapahtuman seurauksena kerho julkisti kilpailun uuden ”hinauskoneeksi soveltuvan urheilukoneen” suunnittelusta marraskuussa 1950. Ehdotuksia tuli lopulta viisi, joista parhaaksi valittiin lokakuussa 1951 Kai Mellénin hyvin paljon Piper Tomahawkia muistuttava 90 hevosvoiman moottorilla varustettu nokkapyöräkone. Ensimmäinen kilpailu ei tosin johtanut koneen jatkosuunnitteluun saati prototyypin rakentamiseen. Asia hautautui noin seitsemäksi vuodeksi, kunnes PIK palasi hinauskoneasiaan joulukuussa 1958. Purjelento eli nousukautta 1950-luvun lopun Suomessa, mutta harrastusta haittasi tarpeeksi tehokkaan ja tarkoitukseen soveltuvan hinauskaluston puute. Kun Jane’s All the World’s Aircraft -ilmailujulkaisusta ei löydetty hinauskäyttöön soveltuvaa konetyyppiä, päätettiin vihdoin aloittaa sellaisen suunnittelu. PIK avasi keväällä 1959 uuden hinauskoneen suunnittelukilpailun.[1]

Uuteen kilpailuun osallistui kaikkiaan kolme ehdotusta, joista parhaaksi valittiin jälleen Kai Mellénin 90 hevosvoiman moottorilla varustettu ”Tumppu HIS-100” -nimen saanut suunnitelma. Kaksi muuta kilpailijaa olivat Ilkka Lounamaan ylätasoinen ”Super-Sytky” ja Urho Pikkaraisen ”Urbanus”. Valinnan suorittanut lautakunta ei tosin ollut täysin tyytyväinen yhteenkään esitykseen. Mellén olikin aloittanut jo korkeampitehoisella 150 hevosvoiman moottorilla varustettua suurempaa Juhani Heinosen HK-2 Valkuaisen pohjalta kehitettyä konetyyppiä, jonka lautakunta lopulta hyväksyi rakennettavaksi ja antoi tyypille tunnuksen PIK-15. Mellén valittiin syyskuussa 1960 pidetyssä kokouksessa koneprojektin pääsuunnittelijaksi, minkä lisäksi kokouksessa päätettiin lykätä tuhoutuneen PIK-12:n tilalle hankittavan purjelentokoneen tilaamista PIK-15 hyväksi.[1]

PIK:n seniorijäsenet Mellén, Lounamaa ja Jussi Rinta aloittivat työt konetyypin parissa ryhmätyönä syksyllä 1960. Lounamaa teki koneen ensimmäisen yleisluonnoksen, jonka lähtökohdaksi oli otettu Heinonen HK-2 Valkuaisen runko ja ohjausjärjestelmät, millä tähdättiin kustannussäästöihin. Siipi oli suoraan suunniteltava hinauskäyttöä ja suurempitehoista moottoria varten uudestaan. Mellén piirsi koneen yleissuunnitelman ja rungon, Lounamaa laskutelineet ja Rinta siiven. Teekkari Raimo Suokas teki tarvittavat lujuuslaskelmat, ja muutamat muut teekkarit tekivät Teknillisessä korkeakoulussa koneeseen liittyviä harjoitustöitä.[1]

Hinun ensimmäiset tyhjämassa-arviot olivat erittäin optimistiset, koneen massaksi laskettiin vain 410 kilogrammaa. Suurimmaksi vaakalentonopeudeksi laskettiin 232 kilometriä tunnissa matkalentopotkurilla ja 146 km/h hinauspotkurilla. Suunnittelun arvioitiin vaativan 1 200 työtuntia ja koneen jigien valmistuksen 1 100 tuntia kerhotyönä. Muilla ulkoisilla tahoilla teetettävän työn määräksi arvioitiin 2 100 tuntia, mistä arvioitiin koituvan 525 000 markan kustannukset. Tarvikehankintoihin varattiin 1,475 miljoonaa markkaa ja koelentoihin 80 000. Prototyypin kokonaishinta kohosi 2,08 miljoonaan lokakuun 1960 markkaan.[1]

Kai Mellén ilmoitti PIK:n nimissä syyskuussa 1961 Ilmailutoimistolle PIK-15-konetyypin suunnittelun olevan aloitettu ja pyysi menettelyohjeita. Kyseessä oli vain virallinen ilmoitus, sillä konetyypin suunnittelutyöt olivat jo pitkällä. Ilmailutoimisto myönsi Hinulle rakennusluvan numerolla 19, ja Teekkarijohtokunta anoi tarvittavan rahoituksen ja materiaalit.[1]

Hinun prototyypin puuosat päätettiin tilata Suomen ilmailuliitolta, joka aloitti työt keväällä 1962. PIK:n ensimmäisissä arvioissa kone oli tarkoitus saada valmiiksi ja ilmaan vielä saman vuoden loppuun mennessä. PIK-16 Vasama -purjelentokoneen tuotantoa valmisteleva K. K. Lehtovaara Oy otti keskeneräisen PIK-15 Hinu -projektin hoidettavakseen Jämillä vuokraamissaan tiloissa. Yritys oli kiinnostunut enemmän Vasama-sarjatuotannosta, ja Hinu alkoi vähitellen muuttua ikuisuusprojektiksi, kun konetyypin piirustukset valmistuivat aiottua hitaammin.[1]

PIK-15-projekti sai rahoituksensa usean kanavan kautta ja tukea muun muassa PIK:n kannatusyhdistykseltä, TKK:n ylioppilaskunnalta ja suoraan teollisuudelta. Prototyypin puutavarat saatiin lahjoituksena ilmailuliitolta ja vanerit hankittiin kolmasosan alennuksella. Potkuri ostettiin puoleen hintaan. Koneen suurin menoerä oli 900 000 markkaa maksanut moottori.[1]

Projektin aikataulu siirtyi useaan otteeseen. PIK:n johtokunta varoitti lopulta K. K. Lehtovaara Oy:tä kannatusyhdistyksen ja yrityksen välien heikkenemisestä, jos Hinun rakentaminen ei edistyisi. Koneen kulut myös kasvoivat, ja sille oli anottava lisärahoitusta. Helmikuuhun 1963 mennessä projekti oli niellyt 17 000 markkaa (rahan arvo muuttui vuoden 1963 rahauudistuksen seurauksena), ja tuolloin arvioitiin, että tarvitut tilaustyötunnit kuluttaisivat vielä 6 000 markkaa lisää. Prototyypin kokonaishinnaksi arvioitiin uusien arvioiden pohjalta 21 000 markkaa.[1]

Hinun pääkomponentit saatiin valmiiksi joulukuussa 1963, jolloin koneen kokonaispainoksi arvioitiin tulevan noin 500 kilogrammaa. Prototyyppi koekuormitettiin Jämillä kuun puolivälissä ja koneen testattiin kestävän 4,55 G:n positiivista ja -2,21 G:n negatiivista kuormaa. Positiivinen kuorma taivutti siivenkärkiä 22 senttimetriä ja negatiivinen 10 senttimetriä. Kone toimitettiin maaliskuussa 1964 ”lähes puuvalmiissa” kunnossa Aero Oy:n tiloihin Helsinki-Malmin lentokentälle, jossa sen loppukokoonpanon sai vastuulleen Raimo Suokas. Koneen kokoaminen alkoi edistyä kesäkuussa, jolloin sen parissa työskenteli useampi teekkari ja muita rakentajia. Puurakenne viimeisteltiin ja kone lakattiin, minkä jälkeen koneen osille tehtiin vielä joitakin koekuormituksia. Hinauskuormaksi määritettiin 900 kilopondia. Kone valmistui ja Mellén kutsuttiin Ranskan Toulousesta takaisin Suomeen koelentämään prototyyppi, sillä hän oli asettanut ehdoksi palkattomaan suunnittelutyöhön ryhtyessään, että saisi lentää koneen ensilennon.[1]

Hinun prototyyppi lennettiin Jämijärvelle muutostöitä varten 24. lokakuuta 1964, kun koelento-ohjelma oli jo alkanut. Koneen runko katkaistiin siipikotelon etupuolelta, ja sitä jatkettiin 19 senttimetrillä. Sivuperäsimen kokoa kasvatettiin samalla 20 prosentilla ja ohjaamon istuimia siirrettiin 15 senttimetriä edemmäs. Ohjaussauvajärjestelyt muutettiin HK-2:n kaksoissauvajärjestelystä yhdeksi Y-haaroitetuksi sauvaksi. Muutostyöt kasvattivat koneen massaa vain muutamalla kilogrammalla, ja tyhjämassaksi tuli niiden valmistuttua 501 kg. Modifikaatioihin kului 280 työtuntia, ja ne saatiin valmiiksi kuukauden kuluessa.[4]

Muutostöiden jälkeen prototyyppi ei enää osoittanut lattakierretaipumuksia ja CAR part 3 -lentokelpoisuusvaatimukset nähtiin tositetuiksi lento-ominaisuuksien osalta. Kone haluttiin tämän jälkeen tyyppihyväksyttää ilmailuviranomaisella, mikä nähtiin tosin pelkkänä muodollisuutena, ja arvioitiin saatavan vuoden 1965 alulla. Kaksi muuta ilmailukerhoa oli jo aloittanut Hinujensa rakennustyöt ja konetta mainostettiin Ilmailu-lehdessä 12/1965. Mainoksen yhteydessä kerhoja pyydettiin ottamaan yhteyttä Suomen ilmailuliittoon varusteiden yhteishankintojen käynnistämiseksi.[4]

Kiinnostus konetyyppiä kohtaan ei rajoittunut pelkästään Suomeen, vaan PIK ennusti 30 koneen välittömiä ulkomaanmarkkinoita. Menekkiin vastaamisen suhteen oli tosin yksi suuri kompastuskivi: koneilta puuttui sarjatuotantoon kykenevä valmistaja. PIK otti valmistuksen suhteen yhteyttä Vasamaa valmistavaan K. K. Lehtovaaraan, mutta PIK:n ja yrityksen välit olivat huonot Hinun prototyypin tuotannossa tapahtuneiden viivästysten takia, minkä lisäksi K. K. Lehtovaaralla oli muutenkin täysi työtaakka sarja-Vasamien tuotannossa. Lisenssineuvottelut kampitti lopulta teekkarien vaatimat mahdottomat etuudet epävarmaan bisnekseen: he halusivat muun muassa myydä piirustuksia ulkomaille ja kotimaisille kerhoille ja vaativat suhteellisen suuren lisenssihinnan lisäksi korkeat viiden prosentin rojaltit jokaisen sarjakoneen tuotosta. Rojaltien vaihtoehdoksi he esittivät lähes yhden sarjakoneen hintaa vastaavaa kertamaksua.[4]

K. K. Lehtovaaran lisäksi PIK kävi lisenssineuvotteluja saksalaisen Günter Vogelerin kanssa, ja oikeutta kymmenen koneen sarjaan tarjottiin 10 000 markan lisenssimaksulla ja kolmen prosentin konekohtaisia rojalteja vastaan. K. K. Lehtovaaran Harald Tandefelt totesi PIK:n voivan hänen puolestaan myydä lisenssin Saksaan. Saksaan käyty kirjeenvaihto ei kuitenkaan useista syistä johtanut mihinkään. Hinulta puuttui suomalainen tyyppihyväksyntä saksalaisesta puhumattakaan. Myöhemmin on arvioitu, että Hinua olisi saatu helposti myytyä vähintään 30 yksilöä, jos PIK olisi ollut realistisempi vaatimuksissaan. Lattakierreongelmien paljastumisen mahdollisia vaikutuksia sarjakoneen myyntiin ja luovutuksiin on tosin hankala lähteä jälkeenpäin arvioimaan.[4]

OH-YHB Nummelassa elokuussa 2000.

1960- ja 1970-lukujen aikana valmistui prototyypin lisäksi kaikkiaan viisi muuta Hinua, jotka saivat Suomen ilma-alusrekisterin tunnukset OH-YHB, -YHC, -YHD, -YHE ja -YHF. Suomalaisten ilmailukerhojen lisäksi Hinua kohtaan nousi kiinnostusta Uudessa-Seelannissa, jonne lähetettiin jopa englanninkieliset piirustukset ja osaluettelo konetyypin tyyppihyväksyntää varten. Kahden koneen rakentamista tiettävästi valmisteltiin, mutta niiden lopullisesta kohtalosta ei ole tarkempaa tietoa.[5] 1970-luvun loppuun mennessä valmistuneiden Hinujen lisäksi on vielä myöhemmin valmistunut neljä muuta Hinua rekisteritunnuksilla OH-YHG, -YHK, -YHP ja -YHS. Konetyypin edustajia oli Suomen ilma-alusrekisterissä kaikkiaan kahdeksan vuonna 2015.[3]

Rekisteritunnuksen OH-XHA saanut prototyyppi oli neljän vuoden, 5 500 työtunnin ja 35 000 markan jälkeen valmis ensilennolleen. 264 tunnin lentokokemuksen omannut Kai Mellén nousi Hinun ensilennolle 29. elokuuta 1964 kello 18.21 ja lensi koneella 39 minuuttia. Mellénin mukaan kaikki toimi kuten pitikin, ja kone jatkoi seuraavana päivänä koelento-ohjelmaansa 600 tunnin kokemuksen omanneen Mauri Määttäsen ohjaamana. Määttänen alkoi tehdä koneelle CAR part 3 -koelento-ohjelman mukaisia lentoja.[1]

Alkuun kone vaikutti lentävän ongelmitta. Ohjainominaisuuksia ja suorituskykyä pidettiin hyvinä, vaikka kone olikin 80 kilogrammaa raskaampi kuin alkuperäisissä suunnitelmissa. Konetta koelentäneen Mauri Määttäsen mukaan Hinu oli lentoonlähdössä hyvin ärhäkkä suuritehoisen moottorin ja laajapintaisten siipiensä ansiosta. Lennossa koneessa oli isomman lentokoneen tuntuma laajan siiven ansiosta,[1] mikä tosin myös sai koneen vaatimaan suuria ohjainvoimia kaarroissa. Eri ohjainpintojen voimat olivat Määttäsen mukaan ”miellyttävät kaikissa lentotiloissa”.[4]

Seitsemän tunnin koelentojen jälkeen aloitettiin syöksykierrekokeet ilman, että koneeseen asennettiin minkäänlaista oikaisuvarjoa tai muita varotoimenpiteitä. Hinu menikin 7. syyskuuta 1964 lennetyllä koelennolla huonosti oikenevaan lattakierteeseen, kun koneen painopiste oli lähellä sen turva-alueen takarajaa. Kone tosin oikeni lähes tavalliseen malliin, kun painopiste oli edempänä. Ongelma ajateltiin ratkaista siirtämällä siipeä taaksepäin. Koneeseen suunniteltiin myös muita muutoksia, kuten siirtää moottoria 19 senttimetriä eteenpäin ja suurentaa sivuperäsintä, jonka riittämätön koko oli nähty yhtenä syynä kierreongelmaan.[4]

Koelento-ohjelma jatkui lokakuun lopulle, ja koneella lensi muun muassa Eero Juurikkala, joka teki siitä artikkelin Tekniikan Maailma -lehteen. Juurikkalaa oli ohjeistettu olla tekemättä lattakierrettä, mutta tämä kokeneena ilmavoimien lentäjänä päätti kokeilla sellaista. Lentäjät Juurikkala ja Määttänen olivat jo hyppäämässä koneesta, kun kierre vihdoin lähti oikenemaan.[4]

Muutostöitä seuranneilla koelennoilla saatiin vaikutelma, että syöksykierreominaisuudet olisivat parantuneet. Lattakierteestä luultiin päässeen jo eroon ja OH-XHA:n koelentoja jatkettiin kesälle 1965 saakka. Koneella tehtiin lisäksi hinauslentoja yli 200 tuntia ja koulutettiin ensimmäiset PIK:n A2-kurssilaiset.[4]

Hinuja alkoi valmistua kevättalvella 1968, jolloin Helsingin ilmailuyhdistys sai oman projektinsa valmiiksi. Rakenteilla oli samoihin aikoihin lisäksi neljä muuta Hinua neljässä suomalaisessa ilmailukerhossa, minkä lisäksi Kuopion Ilmailuyhdistys suunnitteli kahden koneen rakentamista. Helsingin ilmailuyhdistyksen kone sai tunnuksen OH-YHB, ja Hinun prototyypillä koelentoja lentänyt Mauri Määttänen lensi sillä kuusi koelentoa huhtikuussa 1968. Lennoilla tehtiin useita syöksykierteitä, ja kone oli tarkoitus saada hyväksytettyä syöksykierteen suhteen taitolentokoneluokan mukaisesti, mikä tarkoitti, että koneen oli oiettava kuuden kierroksen kierteestä puolentoista kierroksen kuluessa oikaisun aloittamisesta. Kierre piti koelentää lisäksi erilaisissa olosuhteissa, kuten myötä- tai vastasiivekettä tai moottoritehoa käyttäen.[4]

Kierteet vaikuttivat alkuun sujuvan hyvin, mutta kone päätyi huonosti oikenevaan lattakierrettä muistuttavaan syöksykierteeseen. Koneen painopiste oli tosin takarajaa 2,8 prosenttia taaempana, ja koelentäjä Määttänen ehdottikin kierteen kieltämistä tietyn painopisteaseman takana. Määttäsen lentoraportteihin suhtauduttiin Ilmailuosastossa nihkeästi, mutta asia jäi vielä ihmettelyn tasolle. Kierretutkimusten mittakaava kasvoi räjähdysmäisesti seuraavan vuoden tammikuulla, kun Porin Ilmailukerhon Hinun koelennot alkoivat.[4]

Ilmailuosaston katsastusinsinööri Tapio Kilpinen lensi Porin Ilmailukerhon OH-YHE-tunnuksen saaneen Hinun uudelle koneelle suoritettavan tarkastuslennon mukanaan porilainen kersantti Mäkelä. Lennolla kokeiltiin erilaisia syöksykierteitä, joista viimeinen äityi niin pahaksi, ettei kone enää oiennut. Ohjaamon kuomu avattiin 800 metrissä, ja Mäkelä hyppäsi koneesta laskuvarjolla. Painopiste siirtyi tämän jälkeen riittävästi eteen, jotta kierre oikeni kahden kierroksen jälkeen. Mäkelällä oli aiempaa laskuvarjohyppykokemusta, ja hän selvisi ilman loukkaantumista. Uusiutunut lattakierreongelma tuli yllätyksenä, sillä sitä ei ollut esiintynyt prototyypissä modifikaatioiden jälkeen, ja Helsingin Ilmailuyhdistyksenkin Hinussa vain kerran normaalin painopistealueen ulkopuolella. Porin Hinun lennolla painopiste ei ollut lähelläkään takarajaa.[5]

Hinun tyyppihyväksyntä oli jäänyt vuosia aikaisemmin kesken, koska tyypissä oli vakavampien syöksykierreongelmien lisäksi paljon pienempää kehitettävää, kuten palonestoon, kyltteihin ja mittarimerkintöihin liittyviä epäkohtia. Porin Hinun ongelmalliseen lattakierteeseen päättyneen lennon jälkeen syöksykierreongelmat nähtiin yhä vahvemmin ainoana merkittävänä esteenä Hinun tyyppihyväksynnälle, ja Ilmailuosasto ottikin PIK:hon yhteyttä kirjeellä, jossa se kehotti ilmailukerhoa kehittämään suunnitelman koneen syöksykierreominaisuuksien parantamiseksi mahdollisimman pian. Kirjeessä esitettiin, että suunnitelmassa esitetyt modifikaatiot tulisi saada tehdyksi kaikkiin tyypin koneisiin huhtikuun 1970 loppuun mennessä. Viikkoa myöhemmin PIK ja Ilmailuosasto pitivät yhteisen kokouksen, jossa päätettiin koelentojen jatkamisesta ensin prototyypillä, ja jos lattakierretaipumuksia ei ilmenisi, jollakin toisella Hinulla. Kokouksen jälkeisillä koelennoilla varmistui, että prototyyppi, jonka tunnus oli vaihtunut muotoon OH-YHA, meni vähemmän herkästi lattakierteeseen, kun taas Porin OH-YHE oli koneista herkimmin lattakierteeseen menevä.[5]

Maaliskuussa 1970 PIK piti Hinujen rakentajakerhojen kanssa palaverin, jossa todettiin syöksykierreongelman ratkaisun olevan kiireellistä, sillä konetyypin hinaus- ja koulutuslennot uhattiin kieltää, jollei sitä saataisi tyyppihyväksyttyä. PIK oli anonut tutkimuksia varten rahoitusta Suomen Kulttuurirahastolta, joka oli myöntänyt niihin 4 000 markkaa. Rahoituksella onnistuttiin kattamaan muutoskustannukset, ja lisäksi voitiin maksaa kerhoille korvausta koelentojen suorittamisesta. Muutosohjelmassa muokattiin Hinujen korkeusperäsimiä ja lisäksi rungon peräosaan asennettiin erilaisia eviä ja siiven johtoreunaan listat. Muutosohjelma osoittautui lopulta täysin turhaksi, kun mikään muutos ei tuottanut haluttuja tuloksia.[5]

Kun kierreongelmaa ei millään saatu ratkaistua, päätettiin lähteä lukemaan uudelleen lentokelpoisuusvaatimuksia. CAR part 3:n seuraajaksi tulleen FAR 32 -määräyksen mukaan normaali- ja utility-luokat vaativat koneen oikenemista vain yhden kierroksen kuluessa oikaisun aloittamisesta, jos konetta ei hyväksytetty taitolentokäyttöön, ja jos sen käsikirjassa kiellettiin kierteiden tekeminen. Hinulla lennettiin uudet yhden kierroksen kierteet helmikuussa 1970 ja kierteet kieltävä kohta lisättiin käsikirjaan. PIK-15 sai tämän jälkeen tyyppihyväksynnän 7. joulukuuta 1971.[5]

Suomalaisten ilmailukerhojen Hinuilla oli vuoteen 1995 mennessä tehty yli 200 000 hinausta, mikä vastasi noin 4 000 purjelentokurssin lentomäärää.[5]