Sú ťažšie modely skutočne rýchlejšie?

Medzi modelármi je pomerne zaužívaný názor, že ťažký model = rýchly model.

Na tomto základe sa s určitou mierou bojazlivosti (spolu s mojim bratom Miroslavom) pýtame: "Je ťažší model skutočne rýchlejší ako taký istý model s nižšou hmotnosťou?"

A odpoveď nemusí byť vôbec taká, akú by mnohí, tak akosi samozrejme očakávali.

autor: Janko O.

 


 

Sme si vedomí skutočnosti, že týmto sa dostávame trochu na "tenký ľad" teórie, pretože mnohé nasledujúce tvrdenia nebudú podložené praktickými meraniami (ako to máme najradšej), ale na pomoc sme si vzali "mocného" spojenca: Informácie získané z mnohých diel "Učiteľa česko-slovenských modelárskych národov" pána Jaroslava Lněničku.

Na samom začiatku je nutné vymedziť pojem rýchlosti, o ktorú sa budeme zaujímať. Nebudeme skúmať modely strmhlav letiace k zemi, pretože je zrejmé, že platňa penového polystyrénu bude vzduchom padať k zemi podstatne pomalšie, ako rovnako rozmerná platňa olova. Taktiež sa teraz nebudeme zaujímať o bezmotorové modely - vetrone, ale sa sústredíme na rýchlosť  motorových modelov. Vedie nás k tomu skúsenosť, ktorú sme už prezentovali v článku "Meranie rýchlosti modelov", kde konštatujeme: "Vidno, že mnohé veci modelárov nezaujímajú, ale rýchlosť ich modelov - to je iné, to zaujíma všetkých". A rovnako ako v tomto článku, aj v nasledujúcej polemike, sa budeme zaujímať o rýchlosť modelu letiaceho vodorovným letom - bez získania rýchlosti klesaním. Bude nás zaujímať rýchlosť, ktorú tento model dosiahne vďaka svojej pohonej jednotke, a či ten istý model, keď je ťažší - je aj rýchlejší.

Obrázok použitý z Akademie letectví

Takže, ak by sme mali za seba odpovedať na otázku, ktorá je položená v názve tohoto článku, odpovedali by sme trochu alibisticky: "Áno aj nie, ako kedy". Takáto odpoveď nie je súca ani na to, aby sa strčila za klobúk, ale i tak je pravdivá. Kľúč je skrytý v tom "ako kedy". Treba rozlíšiť tri rôzne fázy letu:

*   bežné poletovanie, 

*   let minimálnou dosiahnuteľnou rýchlosťou

*   let maximálnou dosiahnuteľnou rýchlosťou.

V úvode tohoto odstavca chceme vyjadriť názor, že slovná asociácia: ťažký model = rýchly model, by mala byť aj opačná: rýchly model = ťažký model. Ak v tom nie je vidieť rozdiel, chceme zdôrazniť, že ľavá strana rovnice je príčina a pravá je následok. Takže za to, že ťažké modely majú povesť rýchlych modelov, môže skutočnosť, že do rýchleho modelu zamontujeme úmyselne výkonnejšiu pohonnú jednotku, ktorá býva spravidla aj ťažšia. 

A keďže výkonnejšia pohonná jednotka bude mať aj vyššiu spotrebu, zamontujeme do modelu objemnejšiu nádrž s väčším množstvom paliva, alebo pohonnú jednotku musíme poháňať batériou s väčšou kapacitou, ktorá spravidla býva aj ťažšia. Druhou možnosťou, ako ťažké modely prišli k povesti rýchlych, je fakt, že  ťažší model, aby sa udržal vo vodorovnom lete, musí vyvodzovať väčší vztlak.  A to sa dá dosiahnuť buď väčším uhlom nábehu krídla, ktorý však spôsobuje vyšší koeficient odporu vzduchu (čiže spomaľuje), alebo vyššou rýchlosťou letu.

Obzvlášť do pozornosti dávame veľkosti plôch, na obrázku označené ako "Ztracená energie proudu"

A máme zdôvodnenie, prečo ťažšie modely "bežne poletujú" rýchlejšie.

Obrázok použitý z Akademie letectví

Ako je to s minimálnou dosiahnuteľnou rýchlosťou? Ak pominieme modely, ktoré "visia" na motore alebo na turbíne (krásna predstava ), opäť musíme vziať v úvahu, že vyššia hmotnosť musí byť kompenzovaná väčším vztlakom. A keďže uhol nábehu nemôžeme zvyšovať do neúnosných hodnôt, pretože by došlo k odtrhnutiu prúdnic okolo profilu a k pádu modelu, nezostáva nič iné, ako opäť zvýšiť rýchlosť. Z toho vyplýva, že  ťažšie modely majú vyššiu minimálnu dosiahnuteľnú rýchlosť.  Ani nevieme, či je to víťazstvo alebo prehra. Ale tí, čo s takýmto modelom chcú hladko pristáť, o tom vedia svoje.

A teraz to najdôležitejšie - maximálna dosiahnuteľná rýchlosť. Predstavme si: dva úplne rovnaké modely, s rovnakým výkonom, letia vedľa seba na plný plyn. Ale jeden z nich je ťažší. A aby sa udržal vo vodorovnom lete, musí vyvodzovať väčší vztlak (fajn, už to opakujeme tretí krát). Zvýšiť rýchlosť nemôže; plyn už je naplno. Takže na kompenzovanie vyššej hmotnosti mu nezostáva nič iné, ako zväčšiť vztlak zvýšením uhlu nábehu. Ale ten predsa zvyšuje koeficient odporu vzduchu, čiže brzdí (viď poláry profilov, určených pre rýchle modely). Predchádzajúca veta asi nepoteší milovníkov ťažkých modelov, ale záver je jasný:

Ťažšie modely majú maximálnu dosiahnuteľnú rýchlosť vo vodorovnom lete nižšiu ako modely ľahšie.

A na záver spomeňme rozsah rýchlostí, teda rozdiel (alebo aj pomer) maximálnej a minimálnej rýchlosti letu modelu. Už asi tušíte aký bude záver:

Čím je model ťažší, tým má menší rozsah rýchlostí.

Pretože minimálna rýchlosť modelu s jeho váhou stúpa a maximálna klesá: približujú sa k sebe.

Možno ste už videli modelára, ktorý sa pokúšal lietať so skutočne ťažkým modelom: niektorým sa to (na chvíľu) aj podarí. V extrémnom prípade sa môže stať, že je model taký ťažký, že letí LEN na plný plyn. Vtedy je jeho minimálna letová rýchlosť prakticky rovnaká ako rýchlosť maximálna a rozsah rýchlostí = nula.

Na obrázku je zreteľne vidno, že SR-71, ktorý má väčšie plošné zaťaženie a je určený pre oveľa väčšie rýchlosti (až Mach 3), musí pri danej rýchlosti letieť pod väčším uhlom nábehu, ako jeho tanker

Aby sme zmiernili duševnú traumu, ktorú predchádzajúci odstavec spôsobil niektorým modelárom, treba priznať, že ťažšie modely majú aj výhody.

Aj na tomto obrázku vidno, že SR-71, pre ktorý je táto "spoločná" rýchlosť dosť nízka, letí pod väčším uhlom nábehu, ako tankovacie lietadlo.

Predovšetkým je to, vďaka vačším zotrvačným hmotám, vyššia stabilita letu. Chápané v zmysle toho, že takýto model je obzvlášť  v nárazovom vetre  oveľa  lepšie ovládateľný  a nestáva sa, na rozdiel od väčšiny ľahkých modelov, len úbohou hračkou v osídlach tohoto zlomyselníka.

 

Poznámka:

Schémy sú použité z Akademie letectví , kde autorom je pán Jaroslav Lněnička -

www.airspace.cz/akademie/rocnik/2008/08/profily.php

 a

 www.airspace.cz/akademie/rocnik/2008/07/profily.php

 

správca | ICQ-Vaše ICQ | Podpora miniRS | Styl LazyDays | Sk preklad by beekeeper | Veľkosť databázy: 36527 kb