Nie je rýchlosť ako rýchlosť

Na prvý pohľad by sa zdalo, že je to nadpis skôr pre dopravných policajtov v mesiaci bezpečnosti cestnej premávky, ale teraz máme na mysli skôr rýchlosť letiaceho modelu.

(Do tretice článok opäť o rýchlosti - o fenoméne, ktorý modelári tak neuveriteľne milujú.)

autor: Janko O.

 

 

 

Pre názornosť si radšej predstavme auto s absolútne presným tachometrom (ten meria rýchlosť auta voči zemi), ktoré vybavíme absolútne presným rýchlomerom s Pitotovou trubicou (tá meria rýchlosť auta voči okolitému vzduchu). A čuduj sa svete, väčšinou budú tieto dva absolútne presné merače rýchlosti ukazovať odlišné hodnoty. A veru, nemusia to byť rozdiely malé. Vtedy si povzdychneme a skonštatujeme: "Nie je rýchlosť ako rýchlosť".

Na začiatok spomeňme najjednoduchší - ideálny stav:  úplné bezvetrie.  To je prípad, keď  bude tachometer aj Pitotova trubica ukazovať rovnakú rýchlosť.  Predpokladajme, že auto môže po rozľahlej rovnej ploche jazdiť "hocijako".

Ďalšou možnosťou je, že bude fúkať  ustálený vietor  (vzduch bude mať voči zemi konštantnú rýchlosť). To už budú v určitých situáciách oba rýchlomery ukazovať rozdielne hodnoty, pričom rozdiel rýchlostí bude tým väčší, čím väčšia bude rýchlosť vetra. Treba podotknúť, že rovnako významnú rolu, akou je rýchlosť vetra, hrá aj jeho smer voči smeru pohybu auta.

Najzložitejším (a pritom paradoxne najčastejším) prípadom je stav, že fúka  vietor premenlivej rýchlosti a súčasne meniaceho sa smeru.  Pritom aj auto môže meniť svoju rýchlosť a samozrejme aj smer jazdy. Ak by sme teraz sledovali, čo ukazujú oba rýchlomery, došli by sme k jedinému záveru:  "CHAOS".   Nezasvätený pozorovateľ by dokonca mohol tvrdiť, že niektorý, alebo možno obidva rýchlomery sú vadné. Ale nie, nie, všetko je v najlepšom poriadku, všetko je tak, ako má byť!

Nechajme teraz na pokoji autá a venujme sa lietadlám, presnejšie povedané modelom lietadiel. Analógia s jazdiacim autom nie je úplne presná, pretože lietadlo nemôže letieť menšou rýchlosťou, ako je minimálna letová rýchlosť a auto sa zase vplyvom zníženej rýchlosti nemôže "prepadnúť", ale inak, čo sa rýchlosti týka, je prirovnanie vyhovujúce.

Je zrejmé, že autu vietor príliš "neublíži" (pokiaľ neprekročí určité medze), ale pre let lietadla je sila, smer a stálosť vetra rozhodujúca a pre let modelu, ktorého rýchlosť je niekoľko-násobne nižšia ako rýchlosť skutočného lietadla, má charakter vetra existenčný význam.

Položme si rečnícku otázku: "Prečo toľko rečí o rýchlosti takej, alebo onakej?" Nuž preto, lebo podobný  chaos,  ktorý je spomínaný vyššie, sme zažili pri lietaní s modelom Fantom, vybaveným meraním rýchlosti Pitotovou trubicou. Vadilo nám, že čísla na displeji, zobrazujúce rýchlosť, "poskakovali". Máme na mysli, že aj pri lete konštatnou rýchlosťou (z nášho "pozemského" pohľadu), hodnota rýchlosti nebola stála, ale mierne kolísala okolo určitej hodnoty. Až po určitej dobe sme si uvedomili, že to  kolísanie súvisí so silou a nestálosťou vetra  a že počas lietania v bezvetrí je kolísanie minimálne alebo nulové.

Faktom je, že prvé lety s rýchlomerom sme absolvovali v apríli, kedy sa počasie vyznačuje nestálosťou a veterným charakterom. Žiadne prekvapenie, veď sa jedná o počasie aprílové .

Aby sme to ozrejmili, pomôžme si hypotetickým - vymysleným (ale možno o to názornejším) príkladom: Predstavme si, že v  ustálenom vetre  o rýchlosti  20 km/h  (bežné podmienky, rýchlosť vetra mierne nad 5 m/s), lietame v kruhoch okolo seba s nejakým modelom, ktorého  rýchlosť voči zemi je 60 km/h.

V určitých miestach tohoto kruhu model vykazuje skutočne rýchlosť (voči okolitému vzduchu) 60 km/h (pohoda), o štvrť kruhu ďalej už 80 km/h (super - letí proti vetru), potom opäť 60 km/h (znovu pohoda), ale potom už len 40 km/h (takmer katastrofa - letí po vetre), pretože to je na hranici pádovej rýchlosti modelu.

Pritom sme s plynovou pákou ani nepohli (bližšie v komentároch pod článkom) a model udržiava rýchlosť voči zemi na hodnote 60 km/h vďaka svojej  zotrvačnosti  (pre maximálnu názornosť tejto modelovej situácie predpokladajme, že dopredná zotrvačnosť je nekonečná). Ak však rýchlosť vetra stúpne len o 5 km/h na 25 km/h, alebo s modelom "málinko" spomalíme na 55 km/h (voči zemi), tak v tom kritickom mieste kruhu s najväčšou pravdepodobnosťou havarujeme, pretože rýchlosť modelu voči okolitému vzduchu klesne na 35 km/h, čo je menej, ako minimálna rýchlosť modelu. (Vzťahujeme to na akýsi imaginárny model, ktorého minimálna rýchlosť nech je 36 km/h).

Podstatné je to, že ačkoľvek sa pilotovi - modelárovi zdá, že rýchlosť modelu je dostatočná, model samotný má na situáciu úplne iný názor. Problém je okrem vetra ešte aj v tej spomínanej (nekonečnej)  zotrvačnosti.

Keby model nemal žiadnu zotrvačnosť (keby nemal žiadnu hmotnosť, mimochodom: je to rovnako hypotetická (absurdná) predstava ako zotrvačnosť nekonečná), jeho rýchlosť (voči okolitému vzduchu) by bola daná ťahom pohonnej jednotky a aerodynamickým odporom (trenie  modelu o vzduch), čiže rýchlosť modelu voči okolitému vzduchu by bola konštatná a aj hodnota na rýchlomeri by bola konštantná a žiadna havária by nehrozila. To by sa zase ale pilotovi - modelárovi zdalo, že jeho krúžiaci model pravideľne mení svoju rýchlosť (voči pilotovi, čiže voči zemi).

Ale zotrvačnosť samozrejme existuje - a to je dobre, pretože riadiť nehmotný model, je skoro ako riadiť mydlovú bublinu a tak pilot by nemal byť prekvapený, že zákruta "točená" po vetre je tak diametrálne odlišná od zákruty "točenej" proti vetru.

A to tu radšej ani nespomíname veci, ktoré dokáže vietor, keď sa oprie do krídiel v zákrute  nakloneného modelu.  Tu sa zotrvačnosť paradoxne stane našou "kamarátkou".



Súvisiace články:

Meranie rýchlosti modelu Pitotovou trubicou - praktické overenie

Cesta k telemetrii - 6. časť

Fantom vybavený meraním rýchlosti Pitotovou trubicou

Maketová versus Pocitová versus Skutočná rýchlosť modelu

Meranie rýchlosti modelu jednoducho !

Sú ťažšie modely skutočne rýchlejšie?

Výsledky merania rýchlosti vrtuľových aj EDF modelov

Čo robiť, aby bol model rýchly? - 4.časť - Prax: Povrch

Čo robiť, aby bol model rýchly? (3.časť) - Prax: Konštrukcia

Čo robiť, aby bol model rýchly? (2.časť) - Prax: Poh. jednotka

Čo robiť, aby bol model rýchly? - 1.časť - Teória

Čo je a čo nie je možné. (Nedajme sa obalamútiť)


<Staršie | tento článok | Novšie>

Napísané: 4. 6. 2015, 09:48 | Prečítané: 5655x | Kategórie: Lietanie | Napísal: admin |
Komentáre: 9
Tak neviem, či som len zle pochopil, ale ako môže byt "Pritom sme s plynovou pákou ani nepohli a model udržiava rýchlosť voči zemi na hodnote 60 km/h" ? Podľa mojich skúseností sa pri vetre mení práve že rýchlosť voči zemi. V protivetre môže model aj stáť "na mieste", alebo aj cúvať...v praxi môže indikovaná rýchlosť pitotky ukazovať hoci nulu, ale rýchlosť voči zemi bude vysoká a lietadlo aj tak padá, lebo smerom "po vetre" má malú rýchlosť vzhľadom na rýchlosť vetra. Preto lietadlá (aj modely) štartujeme zásadne proti vetru a nie po vetre.
Model - s pákou plynu v rovnakej polohe - letiaci "po vetre" bude mať vždy vyššiu rýchlosť voči zemi ako pri lete "proti vetru".
Odpoveď | 2011-03-22 09:58:23
.:. newor
PS: Ako súvisí Re s týmto článkom?
Odpoveď | 2011-03-22 10:11:35
Tiez mam ten pocit, ze sa to v tom odstavci trochu zasmodrchalo, lebo dolezita je rychlost v mediu (v tomto pripade vo vzduchu) a relativna rychlost k pevnemu bodu je len pocitova, resp, meni sa v zavislosti polohy modelu voci vetru... alebo sme si navzajom nerozumeli
Odpoveď | 2011-03-22 10:31:10
.:. Richard | www
RE cislo je vztah medzi zotrvacnymi silami (= odpor) a trecimi silami (= viskozita) media, nie? Pri vypocte pre kridlo sa rata iba z rychlosti, hlbky kridla, a konstany viskozity vzduchu.

Tiez nevidim co to ma so zotrvacnostou lietadla :-)
Odpoveď | 2011-03-22 12:08:02
.:. Janko O
Článok bol na základe pripomienok UPRAVENÝ.
Odpoveď | 2011-03-22 12:41:22
.:. newor
..aha, už asi chápem, ako je myslené to udržiavanie rýchlosti 60km/h v odstavci nad Tomcatom, stále ma však irituje začiatok s tým, že sa nepohla plynová páka a model má rovnakú rýchlosť. V praxi je to podľa mňa nemožné. Teda ak chcem, aby sa rýchlosť voči zemi udržala na 60ke (tým pádom sa budú prirátavať a odrátavať rýchlosti vetra ako v príklade), musím pákou plynu ubrať, alebo pridať...Nekonečnú zotrvačnosť by som zahodil a ostal by názorný príklad z praxe bez zložitých a mätúcich teoretizmov... :-D
Odpoveď | 2011-03-22 14:07:27
.:. Janko O
Peter,
máš úplnú pravdu a chápeš to správne. Niekedy je ale nutné pre lepšiu názornosť ísť až do extrému (a nekonečná zotrvačnosť, to je teda extrém), aby sa niektoré krátkotrvajúce javy ukázali v plnej sile. Tým mám na mysli, že ŤAŽKÝ model letiaci ustálenou rýchlosťou napr. 80 km/h je zrazu zozadu "ofukovaný" stálym vetrom o sile 60 km/h. V prvom momente (kým model začne v tom "zrýchlenom" vzduchu zrýchlovať - až napokon zrýchli na 140 km/h (voči zemi), pretože pohon mu dáva ťah na rýchlosť 80 km/h voči okolitému vzduchu) bude mať model voči okolitému vzduchu rýchlosť len 20 km/h a isto padne. Ale plynová páka je stále v tej istej polohe, ktorá doteraz modelu spoľahlivo dávala rýchlosť 80 km/h a udržiavala ho tak vo vzduchu. Model má síce v tom momente rýchlosť 80km/h voči zemi, ale zem mu nedáva vztlak. Vztlak mu dávajú nosné plochy, ktorých rýchlosť voči vzduchu musí byť 80 km/h, aby sa vztlak rovnal hmotnosti modelu.
Už-už som v tom duchu (v duchu udržiavania rýchlosti voči zemi pomocou pridávania a uberania plynu) chcel upraviť text článku. Ale:
niekto by mohol (oprávnene) namietať, že som havaroval preto, lebo som ubral plyn a tým som spomalil pod minimálnu rýchlosť.
Chcem veriť tomu, že ten, koho to zaujíma, prečíta si aj tvoj komentár a vďaka tomu to pochopí.
Odpoveď | 2011-03-22 16:53:17 | Príspevok upravený: 2011-03-22 16:59:49
.:. newor
Janko, ja chápem, čo si sa v článku snažil povedať, no mám pred očami aj začínajúcich modelárov, ktorým je tento článok určený (myslím, že skúseným to je jasné). Dennodenne sa v svojej praxi (pracujem veľmi, veľmi blízko modelárstva) stretávam až s absurdnými predstavami a otázkami, tak sa snažím vysvetľovanie zjednodušovať na maximálnu možnú mieru. Beriem snahu a vážim si ju, priniesť článok komplexný, no niekedy je menej viac, ako vraví stará múdrosť. Ak som pochopil, prečo JE tu tento článok, tak by mal upozorniť na rozdiel vo vnímaní rýchlosti pri lietaní vo veternom ovzduší a na to, že aj keď sa pilotovi modelu zdá, že jeho model po vetre letí rýchlo, tak v skutočnosti môže byť na pádovke a je dôležité udržať jeho rýchlosť nad ňou...Lebo začiatok článku bol o meraní rýchlosti modelom v ktorom je zabudovaná pitotka...toľko moje vysvetlenie, prečo sa v tom tak "rýpem"... už viac k tomu nebudem :-D
Odpoveď | 2011-03-22 19:04:29
.:. Janko O
Peter,
keby sme nechceli, aby sa v tom niekto "vŕtal", tak komentáre k článku budú systémom nedovolené - proste nebudú. Ale ony sú dovolené, čo znamená, že ak je dôvod na komentáre, tak ich tam chceme.
Dôkazom toho je aj to, že článok (a nielen tento) bol na základe vašich komentárov upravený - korigovaný.
Peter, isto vieš, že každá minca má dve strany. Teraz myslím, že keď napíšeme článok pre začínajúcich modelárov, tak tí skúsení nám vytýkajú, že to zase až tak nieje a že to je všetko trochu zložitejšie a že máme príliš optimistický (zjednodušený) pohľad na svet (to nám mierne vytýkal admin významného českého mod. fóra - ale aj iní).
Keď napíšeme článok pre skúsených, tak tí začínajúci "plačú", že ani netušia, o čom to vlastne je. A tak sa snažíme "namiešať" akýsi koktail slabučkého vína a tuhej slivovice. A aj tak je isté, že ani to nebude to najlepšie podanie - vysvetlenie problému.
Možno si si všimol, že v našich článkoch až príliš často používame výrazy ako: asi, približne, skoro, takmer, spravidla, väčšinou ..... To sme sa poučili z našich začiatkov, kedy sa SKORO vždy našiel niekto, kto nás upozornil, že za určitých (zriedkavých) okolností to nie je tak, ako tvrdíme. Lebo, ako sa hovorí, každý zákon, každé pravidlo má dáku výnimku.
A tak tie "magické" slovíčka nám poskytujú manévrovací priestor, aby sme zdôvodnili, že tým slovíčkom TAKMER sme brali v úvahu aj tú (neraz výnimočnú) alternatívu, ktorou dotyčný oponoval.
A okrem toho to môžeme chápať aj tak, že tieto naše "komentárové prestrelky" sú akýmsi spestrením - oživením možno nezáživného článku - skoro nepochopiteľnej teórie a v konečnom dôsledku "zábavnou" formou prispejú ku zvýšeniu záujmu o niečo, čo by za iných (normálnych) okolností len letmo prečítali alebo dokonca úplne preskočili.
Odpoveď | 2011-03-22 20:27:44 | Príspevok upravený: 2011-03-22 20:35:06
Pridaj komentár
Meno
Web
Mail
Kontrola Zadajte číslo päť
Text

:-)
:-D
:-(
|-/
:-[]
;-)
8-|
8-o
Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz
  • Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
  • HTML znaky budú prevedené na entity.
  • Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
  • Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)
správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 26891.64 kb