Heli - głowice, tarcze (rodzaje, sposób działania, ustawienia)

[Kenobi36]

Z gumkami? pewnie powodują opóźnienie, wirnik się pochyla a helikopter dopiero po pewnym czasie. Pewnie dlatego u mnie tiktoki przyśpieszyły jak wsadziłem dampery lynxa w Protosie Mini. Chociaż damperami ich nazwać nie można, szpindel jest na sztywno w hubie

Dlatego pewnie też przy miękkich damperach helikopter ma mniejsze tendencje do wibrowania przy niektórych prędkościach obrotowych, bo wirnik jak się obróci np o 1stopień to kadłub potem powoli do nowej pozycji dochodzi (bez skojarzeń) A przy twardych gumach jak wirnik obraca się o 1stopień, szarpie za sobą kadłub który przebija pozycję i FBL musi korygowac w przeciwnym kierunku.

[aikus]

Jeszcze jeden eksperyment przyszedl mi do glowy ... przepraszam, jesli zmące, ale przyznaje, ze ostatnimi czasy sledze temat raczej wyrywkowo.
Otoz:
Bierzemy helikopter. Dla bezpieczenstwa klase 450 lub mniejsza.
Ustawiamy wszystkie serwa w pozycji zero stopni collective i zero stopni cyclic. Czyli zero i tarcza na plasko.
Wylaczamy FBLa, wzglednie nawet wypinamy go, podlaczajac serwa bezposrednio do odbiornika.
Trzymajac za plozy (za rame) rozkrecamy wirnik.
Probujemy zmienic jego os obrotu.

W ten sposob dowiemy sie jakos tak organoleptycznie, jak bardzo precesja bedzie nam przeszkadzac (bo ze bedzie - to pewne).
Moze to cos da... ??

POtem moznaby pojsc dalej i zamiast lopat zalozyc jakies aluminoiwe prety o podobnej do lopat masie ktore aerodynamiki nie maja zadnej, a precesje beda mialy taka sama. I porownac...

[Kowal]

Aikus. Bezpieczniej będzie ze zwykłym kołem rowerowym. Jako dzieciak się tak nie bawiłeś? Jak dobrze rozkręciłem kiedyś i chciałem szybko obrócić koło, to dostałem w ryj.

[aikus]

Aikus. Bezpieczniej będzie ze zwykłym kołem rowerowym. Jako dzieciak się tak nie bawiłeś? Jak dobrze rozkręciłem kiedyś i chciałem szybko obrócić koło, to dostałem w ryj.

Alez oczywsicie tak! Ja wiem dokladnie na czym polega precesja zyroskopowa i oczywiscie ze bawilem sie krecacym sie kolem rowerowym podpieranym na jednym palcu...
Ale tu chodzi o to, zeby zbadac jak duzy to ma wplyw...

[marketleader]

To koło rowerowe to nas coś strasznie prześladuje. Zachodzę więc w głowę, dlaczego konstruktorzy tak się strasznie nakombinowali z tym cyklicznie zmieniającymi się kątami łopat, skoro wystarczyło zamontować koło rowerowe i by działało bez tej złożonej mechaniki

A tak serio to myślę nad tematem. Wszystkie poważne podręczniki inżynierskie (takie z obliczeniami) jakie znalazłem mówią to samo: oscylacje. Żaden z nich nie wspomina o precesji. Choć owszem jeden tak
No ale to nie sztuka przyjąć coś na wiarę, tylko trzeba sobie poukładać żeby się samemu wewnętrznie przekonać. Mam parę pomysłów do których natchnęli mnie @Aikus i @valoos. Ale potrzebuję trochę czasu żeby to sobie ułożyć i opisać.

CDN

[Kenobi36]

Tylko bez teori kwantowej proszę.

[zborecque]

Bez wiatromierza powiem, że dmucha z boku

Przed chwilką zrobiłem taki eksperyment na szybko z mikrusem. Rozkręciłem go w ręce trzymając kąty mniej więcej na 0 stopni (żeby nigdzie pod spodem "nie dmuchało" za bardzo). Pochylając drążek ELEV do przodu tarcza pochyla się w zasadzie też do przodu; model wyrywa z ręki żeby się pochylić. Ale rzeczywiście - wyraźnie "dmucha" z prawej strony modelu, a nad ogonem prawie nie czuć wiatru. Polecam spróbować jak ktoś ma mikrusa.

[Kenobi36]

[marketleader]

Ale rzeczywiście - wyraźnie "dmucha" z prawej strony modelu[...]

Dmucha z boku, ale z pewnością również skośnie do tyłu i prawdopodobnie też trochę skośnie w bok. Ale kierunek strugi już trudniej wyłapać takimi organoleptycznymi metodami. Może któryś z kolegów palących mógłby nakręcić jak się dymek układa pod wirnikiem.

Qrcze albo jakby ktoś miał takie urządzenie:

[Kenobi36]

Oczywiście z lewej trochę do przodu a z prawej trochę do tyłu, z tyłu w lewo a z przodu w prawo, a wszystko kompensuje wirnik ogonowy

[marketleader]

Oczywiście z lewej trochę do przodu a z prawej trochę do tyłu, z tyłu w lewo a z przodu w prawo, a wszystko kompensuje wirnik ogonowy

No niezupełnie (zakładam zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami, że pomijamy grawitację, czyli skok ogólny jest zero):
- z prawej - wieje do tyłu i w dół
- z lewej - wieje do przodu, ale w górę
- z przodu i z tyłu nie wieje wcale, bo tam kąty są zerowe

Zatem względem osi pionowej wszystko się wzajemnie kompensuje samo. Wirnik kompensuje ale co innego

[Kenobi36]

Wieje w tym kierunku gdzie porusza się lopara w końcu końcu nie jest ideanie opływowa wiec pociaga za soba powietrze

Dlatego pomijając składowe pionowe jest tak jak napisałem.
A jak się doda składowe pionowe to tak jak ty napisałeś
Chociaz nie bo z przodu i z tyłu tez trochę wieje

[marketleader]

No to wracam do tematu.

1. Kenobi. Dzięki za przykład z kulą 500kg i wahadłem To jest właśnie coś co pozwoliło mi połączyć teoretyczne równania ruchu oscylacyjnego opisywane w podręcznikach z praktyką. To jest właśnie ruch wahadłowy łopaty, gdzie zamiast siły ciężkości działa siła odśrodkowa. Jeżeli w równaniu na okres wahadła matematycznego podstawimy siłę odśrodkową w miejsce siły ciężkości, to faktycznie wychodzi, że okres ruchu takiego wahadła równy jest okresowi obrotów wirnika wokół osi. I jest to niezależne od ciężaru „wahadła” czy jego długości.
   
2. Kwestia sił w rozważanych zjawiskach.
   
   1. Wahadło. 500 kg wahadło robi wrażenie Ale do wychylenia „500 kg” wahadła od położenia równowagi nie trzeba aż 500 kG siły, tylko dużo mniej. Oczywiście gdy mowa o wychyleniach kilkustopniowych (czy max kilkunasto).
   2. Precesja. Moment przechylający wirującą masę na skutek precesji wcale nie jest jakiś potężny. Jest tak samo „potężny” jak moment wymuszający tylko że obrócony o 90 stopni. Jeżeli na to nasze koło rowerowe zadziałamy małym momentem to i koło nam słabo i powoli odda. A jak gwałtownie jak kolega @Kowal to koło odda również gwałtownie i „się dostanie w ryj” Oczywiście przy tej samej prędkości wirowania masy.
3. Porównanie precesji i „wahadła” pod siłą odśrodkową.
   
   1. Tożsamość zjawisk (a właściwie jej brak). Można różnie rozkładać wirującą masę (większa masa bliżej środka lub mniejsza dalej od środka). I teraz można tak żonglować masą i jej rozłożeniem, że siła odśrodkowa będzie się zmieniać, a precesja będzie zachodzić tak samo. Nie ma więc przekształcenia wzajemnie jednoznacznego między tymi zjawiskami - nie da się przekształcić jednych wzorów na drugie. A więc jedno nie zależy od drugiego, więc są niezależne, a więc są to osobne zjawiska rządzące się odrębnymi prawami fizyki.
   2. Skutek działania. Moment od siły nośnej ma różne działanie w obu zjawiskach. W „wahadle” im większy kąt cykliki, tym większa cyklicznie siła nośna na łopacie, tym większy moment działający na „wahadło”, tym większy kąt wahania „wahadła” i w końcu tym większe pochylenie płaszczyzny wirnika. W precesji im większy kąt cykliki, tym większa cyklicznie siła nośna na łopacie, tym większy moment działający na wirującą masę wirnika i w końcu tym większa prędkość pochylania płaszczyzny wirnika.
   3. Skutek zaprzestania działania. W „wahadle” jak przestaniemy przykładać moment od siły nośnej to „wahadło” w końcu przestanie się wahać i będzie „wisiało” wzdłuż siły odśrodkowej , więc wirnik wróci do zerowego pochylenia płaszczyzny. W precesji jak przestaniemy przykładać moment to płaszczyzna wirnika powinna przestać się pochylać i powinna pozostać pochylona. A tak nie jest. W rzeczywistości płaszczyzna właśnie wraca do poziomu.
4. Doświadczenie.
   Natchnął mnie @Aikus swoją analogią do samolotu „przeskakującego” nad granicą, tak jak łopata „przeskakuje” nad ogonem. Natchnął mnie również @valoos swoimi rysunkami – pozwoliłem sobie wykorzystać i stuningować jeden z nich. Mam nadzieję, że mnie kolega nie poda do sądu o naruszenie praw autorskich, ale potraktujmy to jako skorzystanie z ogłoszonych publicznie wyników badań naukowych
   Otóż „rozwińmy” nasz wirnik. Zamontujmy łopatę w tunelu aerodynamicznym, tak żeby się mogła wahać do góry i w dół oraz żeby można było sterować jej przekręcaniem (zmiana kąta natarcia). Dodatkowo dla zasymulowania siły odśrodkowej możemy na końcówce łopaty zamontować sprężyny, które dadzą taki sam moment „prostujący” jak siła odśrodkowa (założenie słuszne dla kilkustopniowych wychyleń naszego „wahadła”).
   I zacznijmy teraz sinusoidalnie zmieniać kąt natarcia łopaty tak jak się on zmienia w wirniku przy pochylonej tarczy sterującej. Zauważymy działanie, które opisał @Aikus:
   - gdy kąt natarcia jest maksymalny, to łopata ciągle jeszcze się wznosi
   - gdy kąt natarcia jest zerowy to łopata przestaje się poruszać w górę i osiąga maksymalny wznios
   - gdy kąt natarcia jest minimalny (ujemny), to łopata ciągle jeszcze opada
   - gdy kąt natarcia jest znowu zerowy to łopata przestaje się poruszać w dół i osiąga minimalny (ujemny) wznios
   Pokazuje to rysunek, gdzie symbole przekroju łopaty pokazują jaki jest kąt natarcia i położenie łopaty góra-dół, a niebieska linia pokazuje siłę nośną. Widać, że w ten sposób osiągnęliśmy przesunięcie między siłą nośną i maksymalnymi wychyleniami łopaty o Pi/2, czyli te nasze 90 stopni.
   
   
   
   
   Wynik doświadczenia jest taki: wyeliminowaliśmy ruch obrotowy, więc wyeliminowaliśmy precesję, a zjawisko nadal zachodzi tak samo. Zatem precesja nie jest do tego potrzebna A skoro jednak występuje w ruchu wirnika, to pewnie pomaga (bo działa w tę samą stronę), a przynajmniej nie przeszkadza.

Co Było Do Udowodnienia

[aikus]

Jesssusmaria...
A ja myslalem, ze to ja jestem dociekliwy...
Kenobi, Martketleader, Valoos - SZACUN!!! Dla was wspolny ogolny.
Ja juz zdazylem zapomniawszy o temacie zapomniec, ze jestem alkoholowym abstynentem :D
Tym bardziej - Wasze zdrowko!!


Aa, marketleder, na tym wykresiku masz lopate odwrotnie w okuciu zamontowana :>
Ale to oczywiscie malo istotny tutaj szczegol

[Kenobi36]

Masz błędy w rozważaniach,
Jeśli wyeliminujemy masę to:
Jeśli nie będzie sprężyny to rysunek jest prawidłowy.
Jak się sprężyna pojawia, to faza się przesuwa.
Przy bardzo mocnej sprężynie największe wychylenie łopaty w tunelu będzie tam gdzie są największe kąty .


Oczywiście że precesja to nie to samo co wahadło.
Ale oba wynikają z sił działających na masę
Ae jak przytwierdzisz helikopter do podłozą to już też nie ma precesji. A pomijając obroty a rozważając wychylenie lopaty na płaszyźnie przód/tył to wychylenie można traktować ale wahadło.
Tyle że z zupełnie innego typu działającymi siłami i zależnościami co już nie można nazwać ruchem wahadlowym bo częstotliwość jest wumuszana.
Ale jak weźniesz kulę na sprężystym drucie w nieważkości na które dziąła siła o amplitudzie sinusoidealnej to masz model naszej wychylającej się łopaty.

[marketleader]

Aa, marketleder, na tym wykresiku masz lopate odwrotnie w okuciu zamontowana

I kto tu jest dociekliwy
Strugi płyną w prawo, a czas na wykresie biegnie w lewo. Trochę mało intuicyjne, ale taki rysunek odziedziczyłem po koledze @valoos a sam tak ładnie nie umiem

Oczywiście że precesja to nie to samo co wahadło.
Ale oba wynikają z sił działających na masę

Napisałeś kiedyś że „Wszystko to są podobne zjawiska związane z bezwładoscią. Jestem nawet pewien że da sie przekszrałcić jedne wzory na drugie.”. Chciałem więc wykazać, że nie da się przekształcić jednych wzorów na drugie i pokazać, że nie można tych zjawisk utożsamiać. Tak samo jak pierwsza i druga zasada dynamiki Newtona: obie wynikają z sił działających na masę, ale jednak są osobnymi zasadami opisywanymi osobnymi zależnościami i nie ma przejścia od jednych do drugich.

Ae jak przytwierdzisz helikopter do podłozą to już też nie ma precesji.

Ale się założę, że nawet w głowicy DFC ale w heliku przytwierdzonym do podłoża jeżeli wychylimy drążek to płaszczyzna wirowania też się pochyli. Czyżby to zatem był kolejny dowód na to że to nie precesja? No skoro jej nie ma a wirnik się pochyla, to w wyniku czegoś innego niż precesja.

A pomijając obroty a rozważając wychylenie lopaty na płaszyźnie przód/tył to wychylenie można traktować ale wahadło.
Tyle że z zupełnie innego typu działającymi siłami i zależnościami co już nie można nazwać ruchem wahadlowym bo częstotliwość jest wumuszana.

Ależ jak najbardziej można. Wyobraźmy sobie zwykłe wahadło, które próbujemy rozhuśtać trzymając za sznurek. Nadal jest to wahadło (lub uogólniając układ oscylatora harmonicznego), tylko drgające nie z częstotliwością drgań własnych, tylko z częstotliwością z jaką ten ruch wymuszamy. Zależności też są te same. Ogólnie rzecz biorąc w równaniu oscylatora harmonicznego, jeżeli z prawej strony równania jest zero, to znaczy, że drgania odbywają się bez wymuszenia, z częstością drgań własnych. Jeżeli z prawej strony jest funkcja wymuszenia to drgania oscylatora odbywają się z częstością wymuszenia.

Jeśli nie będzie sprężyny to rysunek jest prawidłowy.
Jak się sprężyna pojawia, to faza się przesuwa.
Przy bardzo mocnej sprężynie największe wychylenie łopaty w tunelu będzie tam gdzie są największe kąty .

No i tu dochodzimy do sedna. Otóż przesunięcie fazowe zależy nie tylko od sprężyny. Generalnie zależy ono od relacji między częstością drgań własnych i częstością wymuszenia. Jeżeli obie te częstości są równe, to mamy rezonans i przesunięcie fazowe o 90 stopni. I teraz jaka by mocna sprężyna nie była to zawsze odpowiada jej jakaś częstość drgań własnych i przy wymuszaniu z tą właśnie częstością będzie rezonans i przesunięcie fazowe o 90 stopni. Zapewne myślałeś o sytuacji „utwardzania” sprężyny przy zachowaniu stałej częstości wymuszeń. Wtedy faktycznie częstość drgań własnych rośnie i odsuwa się od stałej częstości wymuszania. Przesunięcie fazowe będzie się zmniejszać i dążyć do zera i największe wychylenie będzie przy największym kącie natarcia. Ale jeżeli dla danej, nawet bardzo twardej sprężyny zwiększymy częstość wymuszenia i będziemy ją zbliżać do częstości drgań własnych sprężyny to wtedy przesunięcie fazowe dąży do 90 stopni. To przypadek ogólny.

A teraz nasz przypadek. Siła sprężyny powinna być dobrana tak żeby odpowiadała sile odśrodkowej w naszym wirniku. Wtedy częstość drgań własnych takiego oscylatora będzie równa danej prędkości kątowej wirnika. Kąty natarcia łopaty w wirniku też zmieniają się z tą samą częstością co jest wymuszone tarczą sterującą. I z tą samą częstością (odpowiednią do siły sprężyny) musimy je zmieniać w naszym tunelu. Zatem mocniejsza sprężyna, oznacza większą siłę odśrodkową, czyli większą prędkość kątową wirnika, czyli musi być dla niej zastosowana większa częstość wymuszenia (czyli zmian kąta natarcia łopaty). Reasumując siła sprężyny (symulująca siłę odśrodkową) i częstość zmiany kątów natarcia są ze sobą skorelowane mechaniką wirnika. I rysunek przedstawia właśnie taką sytuację.

[Kenobi36]

Pomyliłem się co do stwierdzenia że da się przekształcić.
Wahadlo ma częstotliwosc pracy zależną od sił i masy, a łopata faluje z czesrotliwością wymuszoną.

A precesja? Zobacz wzór, po przytwierdzeniu helikoptera płaszczyzna się przechyla ale się nie obraca.
Precesja wynika z wybicia masy z toru poruszania się, przechylanie się plaszczyzny przy przymocowanym helikopterze tez ale jak już plaszczyzna się przechyli i więcej się przechył nie pogłębia to już tego precesją nazwac nie można.

Konbinujesz jak koń pod górkę , jeśli uważasz że helikopter jest przechylany silami aerodynamiczny BEZ precesji to rozważaj go tak jakby łopaty masy NIE miały !!!
Niestety wtedy przesunięcia 90st nie ma i teoria w upada.

A jeśli rozważasz spręzynę z masą to przesunięcie jest 90st.
No ... a sily dzialające są takie jak w przypadku precesji w helikopterze tyle ze są powstrzymywane tak jak w helikopterze przytwierdzonymcdo podłoza.. Więc jak odczepisz helikopter od podłoza to texuwolnione siły spwodują ze płaszczyzna wirnika będzie się poruszała zgodnie z zasadami precesji. Tyle i kropka.

[marketleader]

Wahadlo ma częstotliwosc pracy zależną od sił i masy, a łopata faluje z czesrotliwością wymuszoną.

No właśnie niestety nie do końca tak . Okres oscylacji zwykłego wahadła (takiego wiszącego w dół na sznurku) faktycznie zależy od jego masy, odległości masy od osi obrotu (czyli długości sznurka) i działającej siły od grawitacji (czyli po prostu ciężkości ). Jeżeli rolę tej siły pełni siła odśrodkowa, to jest ona również zależna od masy i odległości masy od osi obrotu oraz prędkości kątowej wirowania. I ta zależność jest taka, że po podstawieniu do wzoru na częstość oscylacji wahadła, masa i odległość się upraszczają i pozostaje tylko prędkość kątowa. Zatem częstość drgań własnych takiego "wahadła" jest równa częstości obrotów wirnika. Więc łopata faluje z częstością drgań własnych. A ponieważ siły aerodynamiczne wymuszające wahania, zmieniają się z tą samą częstością, więc mamy do czynienia z oscylacjami wymuszanymi z częstością drgań własnych czyli z rezonansem. I dla takiego układu przesunięcie fazowe wynosi właśnie 90 stopni. I jest to niezależne od masy czy długości takiego "wahadła".

Konbinujesz jak koń pod górkę

Nic nie kombinuję. Tak to opisują podręczniki naukowe, a ja staram się tylko to zrozumieć i przybliżyć. Ta teoria wykorzystywana jest do opisu ruchu łopat śmigłowca i robi to zgodnie z wynikami eksperymentów. Jeżeli wyniki obliczeń na podstawie teorii potwierdzają wyniki eksperymentów, to znaczy że teoria prawidłowo oddaje rzeczywistość. Znalazłem kilka naukowych pozycji (a jedną wskazałem), które opisują ruch łopat jako oscylacje. Wskaż choć jedną, która do matematycznego opisu ruchu łopat wykorzystuje zależności dla precesji.

jeśli uważasz że helikopter jest przechylany silami aerodynamiczny BEZ precesji to rozważaj go tak jakby łopaty masy NIE miały !!!

Bez precesji nie oznacza, że bez masy. Posiadanie masy jest potrzebne (i nieuniknione) zarówno w precesji jak i w wahadle.

Podsumowując.
Napisałeś gdzieś w początkach tego wątku.

Nie idę z zaparte, chcę to zrozumieć i nie mieć żadnych wątpliwości. Niestety mam ich sporo.
Mnie nie wystarczy przeczytać i stwierdzic, o tak jest.

Otóż kieruję się tymi samymi zasadami. Owszem czytam, ale próbuję też zrozumieć. Przeczytałem w podręczniku mechaniki lotu śmigłowca o oscylacjach. Myślałem, że to tylko taka konstrukcja matematyczna. Ale Twój przykład z wahadłem, opis @aikusa o przeskakiwaniu nad granicą i rysunek @valoosa pozwoliły, że mi się to poukładało w powiązaną ze sobą całość.
A teraz mam wrażenie, że jednak idziesz w zaparte.
Opisałem doświadczenie w tunelu, które dokładnie odtwarza ruch łopat, ale bez ruchu obrotowego i bez precesji. Czy nie rodzi to w Tobie jednak żadnych wątpliwości? Jak zatem wytłumaczysz, że zjawisko zachodzi identycznie, i to z dokładnością do zależności matematycznych, ale bez precesji.
Negujesz ten eksperyment, mimo, że wyjaśniłem i uzasadniłem każdy jego element i każdą Twoją uwagę oraz wykazałem zgodność z zastosowaną teorią.

Może zaproponuj w takim razie swój eksperyment, który potwierdzi, że to działanie precesji pochyla płaszczyznę wirnika i jednocześnie jednoznacznie wyeliminuje inne zachodzące tu zjawiska.

[utrinque]

Wahadlo ma częstotliwosc pracy zależną od sił i masy (...)

Okres oscylacji zwykłego wahadła (takiego wiszącego w dół na sznurku) faktycznie zależy od jego masy

Od kiedy okres wahadła zależy od jego masy? Co za bzdury.

[marketleader]

Tak mniej więcej od czasów Galileusza
Tylko że dla przypadku wahadła matematycznego (punkt materialny na bezmasowym sznurku) moment bezwładności się upraszcza, a masa jest powiązana z siłą poprzez przyspieszenie ziemskie "g" i w konsekwencji we wzorze na okres drgań masę można skrócić. Przeczytaj ten artykuł w Wikipedii do końca Albo popatrz na wyprowadzenie wzoru tutaj: http://fizyka.pisz.pl/strona/122.html

PS
Jak cytujesz to nie wyrywaj proszę z kontekstu.

Okres oscylacji zwykłego wahadła (takiego wiszącego w dół na sznurku) faktycznie zależy od jego masy

Pełny cytat brzmiał:

Okres oscylacji zwykłego wahadła (takiego wiszącego w dół na sznurku) faktycznie zależy od jego masy, odległości masy od osi obrotu (czyli długości sznurka) i działającej siły od grawitacji (czyli po prostu ciężkości ).