SRY MODELLEZŐ KÖNYVTÁR


 

Eredeti megjelent:

Repülés

1958.12. szám 24. old.

 

Rőser Ottó

Hol a súlypont?

 

Ebben a cikkben a repülőmodellek hosszstabilitását döntően befolyásoló tényezőnek, a súlypont helyének meghatározását kívánom ismertetni K. P. Bauermann és W. Thies-nek a „derFlugmodellbau”-ban megjelent cikke alapján.

  Nyugodt repülésnél a felhajtóerő eredője a modell súlypontján megy át. Ha a modellt széllökés, termikdobás éri ez az egyensúlyi helyzet felborul, mert a felhajtóerő a megváltozott állásszög következtében elvándorol. Ha modellünk stabil, ez az elvándorolt felhajtóerő és a súlypontban ható súlyerő olyan nyomatékot eredményez, amely a modellt visszabillenti normális repülési helyzetébe. A modell stabilitása akkor kielégítő, ha a normális repülési helyzet néhány (3-5) lengés után, kis magasságvesztéssel visszaáll.

   A visszatérítő nyomatékot egy erőpár szolgáltatja, melynél az egyik erő a súlyerő, a másik pedig a felhajtóerő. Hogy a súlyerőt megfelelően helyezhessük el (a modell súlypontja a megfelelő helyre kerüljön), szükséges ismerni az erőpár másik tagjának, a felhajtóerőnek az állásszög módosításakor bekövetkező változását.

   Vizsgáljuk először az egyedülálló szárnyat. Az 1. ábra kísérleti mérések alapján készüt, és feltünteti a szárny különböző állásszögeinél az eredő légerő nagyságát és helyét. Ha ez a szárny 2°-os állásszöggel repül, a súlypont a felhajtóerő hatásvonalába esik. Ha ennek a szárnynak az állásszöge repülés közben megváltozik, pl. az állásszög 6°-ra nő, a hozzátartozó felhajtóerő (F) a súlyerővel (G) olyan erőpárt alkot, amely a szárnyat még nagyobb állásszögű repülésre készteti. Ez az önmagát erősítő folyamat az oka, hogy az egyedülálló szárny repülése instabil. Stabillá, csillapító felület alkalmazásával tehetjük. Ugyanis a csillapítófelületen fellépő légerő az előbb említett erőpár ellen dolgozik.

  A súlypont helyének megállapításánál jelentős szerepe van az „N” pontnak (aerodinamikai középpont, semleges pont). Kísérleti mérésekkel megállapították, hogy az általánosan használatos szelvényeknél a felhajtóerőnek az N pontra felírt nyomatéka állandó, és, hogy az N pont a belépőéltől kb. a szárnymélység 25%-ában van.

   Matematikai úton levezethető, hogy nemcsak az egyedülálló szárnynak, hanem az egész modellnek is van egy olyan pontja, amelyre a felhajtóerő nyomatéka –az állásszög megváltozásakor is- állandó (2. ábra). Igazolható, hogy ennek az N pontnak a helye csak a szárny és a csillapító egymástól való távolságától, valamint a felületek nagyságától és oldalviszonyától függ. A 2. ábra mutatja, hogy hogyan vándorol az egész modell nyomásközéppontja az állásszög változásakor. Ha a súlypont (S) és ezzel együtt a nyomásközéppont az N pont előtt van, akkor az állásszög megnagyobbodásakor a nyomásközéppont hátrafelé, tehát azN pont felé vándorol. A súlyerő (G) és a felhajtóerő (F) erőpárja ekkor „orrnehéz” nyomatékot eredményez, ami a modellt normálhelyzetbe forgatja vissza.

   Elmondhatjuk tehát, hogy ha a modell súlypontja és ezzel együtt a nyomásközéppontja az N pont előtt van, a modell stabil, ha mögötte van, instabil. A tapasztalat szerint vitorlázó modelleknél a szárnymélység 15-25%-ával kell a súlypontnak az N pont előtt lenni (s=15-25% t) . Mechanikus modelleknél s=5-10% t, gumimotorosnál s= 30-40% t.

  Minél előbbre van a súlypont az N ponttól, a stabilizáló nyomaték annál nagyobb. Előállhat az az eset is, hogy a modell mégsem nyugszik meg. Ekkor ugyanis a stabilizáló nyomaték a modellt nem csak visszafordította a normális repülési helyzetbe, hanem azon túl is fordította. A modell ekkor ahelyett, hogy megnyugodna, még erősebben „pumpál”. Ez esetben az s távolságot csökkenteni kell, azaz a súlypontot hátrább kell helyezni.

   A súlypont helyének meghatározása tehát nagyon fontos és az alábbiakban számítással történő kijelölését pontokba foglalva ismertetjük. Végül egy gyakorlati példa keretben emutatjuk (3.ábra) az IKARUS IV. vitorlázó modell súlypontjának meghatározását.

   A számítás a következő: 1. kijelöljük a szárnyon és a csillapítón a közepes mélység 25%-át. 2. lemérjük az 1. pontban meghatározott vonalak egymástól való távolságát (A) 3. Meghatározzuk a szárny és a csillapító oldalviszonyát (λ).

4. a 4. ábra felhasználásával meghatározzuk a „B” tényezőt. A 4. ábra vízszintes tengelyén a szárny oldalviszonyának megfelelő pontból függőlegest húzunk. Ahol ez metszi a csillapító oldalviszonyához tartozó görbét, azt a pontot kivetítjük a baloldali függőleges tengelyre és leolvassuk B értékét. 5. Meghatározzuk az N pont helyét, ami a szárnymélység első 25%-tól hátra „y” távolságra van.

A súlypontnak az N pont előtt „s” távolságra kell lenni. (Vitorlázó modellnél s=0,15-0,25*t között van. A számpéldában s=0,163*t értéket vettünk fel)

  Ha modellünk súlypontjának helyét a leírt módon meghatároztuk, s a modellt be is súlyoztuk (szobában, szélmentes helyen) , a berepítésnél a súlypontot már ne változtassuk, hanem a szárny és a csillapító közötti állásszögkülönbség változtatásával állítsuk be modellünket a legkedvezőbb siklásra.

 

Rőser Ottó

 

SRY MODELL

♣ Archiválta SRY 2006 január 03. ♣ CANON LiDE system ♣ Microsoft Word ♣ SRY MODELL 2005