Příspěvek
od Antonín Alfery » 09 zář 2015 20:38
To, že dvacetinky poháněné pravotočivou vrtulí létají vlevo-vlevo, jsem bral od začátku jako fakt a moc jsem nad ním nepřemýšlel. Jedním z hlavních argumentů byla skutečnost, že reakční moment vrtule naklání model do správné zatáčky a to především při startu ze země, kdy má model ještě nulovou dopřednou rychlost. Vyosení vrtule doprava a dolů jsem bral jako nutnost pro kompenzaci reakčního momentu vrtule. Seřízení vpravo-vpravo jsem párkrát vyzkoušel u halových maket létajících na čas – tedy oříšků a pistácií. Překvapily mne některé odlišnosti oproti „normálnímu“ seřízení. Modely se občas chovají podivně - hlavně krátce po startu, kdy je krouticí moment gumového svazku největší. Dokáží se ale podstatně rychleji „chytit“, pokud dojde k nárazu do překážky a zpomalení rychlosti letu modelu či dokonce jeho zastavení a pádu. Při dobíhání svazku mají modely tendenci utahovat zatáčku – u modelů létajících vlevo je to naopak. Ale hlavně – vyžadují podstatně menší vyosení vrtule hlavně směrem dolů. A právě tato skutečnost mne vedla k úvahám, co je vlastně výhodnější. Model létající vlevo-vlevo díky vyosení vrtule doprava a dolů maří část energie svazku – vrtule táhne doprava, model letí doleva, vrtule táhne dolů, my se snažíme, aby model letěl nahoru. To je zřejmé především u hornoplošníků a víceplošníků. Domnívám se, že vrtule má významný vliv nejen na výkony, ale i na chování modelu.
Čím se vrtule na modelu projevuje:
- Tah při motorovém letu, odpor při kluzu
- Reakční moment při motorovém letu naklánějící model proti smyslu otáčení vrtule,tzn.doleva
- Při kluzu se vrtule vybavená volnoběhem protáčí, díky tření v ložisku naklání model doprava (pokud nemá listy nastavitelné do praporu)
- Vrtule také zkrucuje vzdušný proud nabíhající na křídlo i OP. Při motorovém letu zvyšuje úhel náběhu centrální části levé poloviny křídla, při kluzu naopak pravé - ale méně. Ovlivnění OP bude asi minimální – vzhledem k tomu, že vrtulový proud je (na rozdíl od skutečných letadel) podstatně méně intenzivní, byť má větší průměr.
- Gyroskopický moment – jeho vliv je podle mne zásadní a pravděpodobně ne vždy dobře pochopený.
Informace, co gyroskopický moment je a jak se projevuje, lze najít celkem snadno. Určit konkrétní důsledky už tak jednoduché není. Poměrně slušná dávka teorie spojená s vektorovým počtem zpravidla odradí hned na začátku. Pokusím se o velmi zjednodušené vysvětlení.
Velikost gyroskopického momentu závisí na třech proměnných.
První je moment setrvačnosti vrtule. Ten roste s průměrem vrtule, s hmotností a počtem vrtulových listů. Větší moment setrvačnosti znamená i větší gyroskopický moment. Proto je vhodné vyrábět vrtulové listy z balsy. Vrtule s překližkovými listy nebo vrtule plastové mají moment setrvačnosti zpravidla větší. Na druhou stranu mívají některé plastové vrtule velmi tenký profil, který je vhodný z hlediska výkonů – pokud není moc prohnutý. A ty nebývají až tak těžké.
Druhou proměnnou jsou otáčky vrtule – čím jsou větší, tím je větší i gyroskopický moment. Otáčky vrtule jsou určeny tahem potřebným pro let. Každý typ má definovaný průměr vrtule. Pro let lehčího modelu stačí menší tah, tzn. menší otáčky i průřez gumového svazku. Výsledkem je menší gyroskopický moment vrtule než u modelu stejné předlohy, ale těžšího. Stejně tak vrtule s větším stoupáním bude mít otáčky i gyroskopický moment menší než rychloběžná vrtule s malým stoupáním.
Třetí proměnnou je tzv. unášivá rychlost. Je to vlastně úhlová rychlost, se kterou se model pohybuje po trajektorii vůči pomyslnému středu. Létá-li model v kruzích stejného průměru rychleji, je jeho úhlová rychlost, a tím i gyroskopický moment vrtule větší, než když létá pomaleji. Letá-li model stejnou rychlostí v menších kruzích, je úhlová rychlost i gyroskopický moment vrtule větší, než při létání ve větších kruzích.
Jak se gyroskopický moment vrtule projevuje. Pokud letí model v levé motorové zatáčce, gyroskopický moment vrtule zvedá předek modelu - model se chová jako těžký na zadek. Pokud je ale motorová zatáčky pravá, gyroskopický model vrtule tlačí předek modelu dolů. To jsou projevy, které jsou v našem případě nejdůležitější. Samozřejmě gyroskopický moment se projevuje i pokud model „rotuje“ podél vodorovné osy – na začátku stoupání nebo klesání, při poryvech nebo při změnách otáček vrtule - např. při dotáčení svazku. To jsou projevy neméně důležité, ale při tomto opravdu zjednodušeném popisu poměrně složité na vysvětlování (chtělo by to více psaní i obrázků…)
Z toho vyplývá, proč modelům létajícím vpravo stačí menší vyosení vrtule dolů. Navíc gyroskopický moment funguje „autoregulačně“. Pokud jsou na začátku letu otáčky vrtule větší, je větší i gyroskopický moment vrtule a omezuje snahu modelu „vzpínat se“ při počátečním rychlém letu. Navíc vrtule „táhne“ do zatáčky. Výsledkem spojení těchto dvou vlivů je snížení nároků na energii, potřebnou k letu – stačí menší průřez svazku, než u modelu létajícího vlevo. Mám pocit, že to opravdu funguje . Cessna Bird Dog hmotní bez gumy 43g. Přitom ji stačí 4 nitě 3,2mm běžné gumy. Stejný svazek pohání i Bristol M1C při podobné prázdné hmotnosti. Cessna 140 má hmotnost 30g a létá na 6 nití 1,6mm. Jenže jsou tu i jiné, ne tak pozitivní skutečnosti. Model létající vlevo nás nutí mít jej přestabilizovaný – to je výhoda především v turbulentním prostředí. Větší energetická náročnost je vyvážena vyšší stabilitou a menší citlivostí na poryvy. To je jeden z důvodů, které omezují využití výhod seřízení pro létání vpravo u některých předloh. Problémy nebudou u typů, které jsou stabilní samy o sobě – hornoplošníky, středoplošníky, obzvláště pokud nebudou moc těžké. Doprava mohou létat i dolnoplošníky, ale musí být dostatečně stabilní a pomalé – tzn. relativně lehké. Tomu odpovídají spíše větší modely s malým plošným zatížením. Ostatně videa, která se tu objevují, to potvrzují. Rychlý dolnoplošný model se létání doprava vyloženě brání – taky vyzkoušeno, byť zatím pouze v jednom, ale pravděpodobně posledním případě. A ještě jeden poznatek. Modely létající vpravo jsou podstatně citlivější na změny vyosení vrtule a průřezu svazku než na změny výchylky směrovky a negativů. U modelů létajících vlevo mi to připadá naopak.
Klapku jsem uvažoval tuto: