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

[lenu]

Takie coś znalazłem i chyba na temat

[Kenobi36]

Wiesz, nie przekonuje mnie ten gośc, chyba ma nie pokolei skoro liczy na to drewniane coś kiedykolwiek poleci

[utrinque]

Takie coś znalazłem i chyba na temat

Link do tego filmu podałem na czwartej stronie tego wątku. Mamy już 13tą stronę.

On tłumaczy to dobrze.

Zamiast zamknąć na tym temat, nadal pojawiają się dziwne "teorie". Do niektórych nie trafiają żadne argumenty i nadal wypisują głupoty.

[marketleader]

Prędkość kątowa precesji podpartego ciała znajdującego się w jednorodnym polu grawitacyjnym (czyli bąka)

No to cię zmartwię bo precesja zachodzi również w stanie nieważkości i grawitacja nie jest niezbędna do zachodzenia zjawiska.

A co do filmu to tłumaczy dobrze, ale dla maluczkich, bo precesję i "bąka" na przykładzie drewnianego śmigłowca łatwiej zrozumieć niż złożone zjawiska aerodynamiczne. Albo odwrotnie. Pan chciał wytłumaczyć precesją i za przykład precesji wybrał sterowanie śmigłowcem. To że przyjął taki przykład nie dowodzi, że ten przykład wybrał prawidłowo. Film dobrze tłumaczy precesję, ale nie udowadnia że to precesja rządzi sterowaniem śmigłowca. Tak samo jak wszystkie filmy z kołami rowerowymi na sznurku. Te filmy udowadniają tylko że koło rowerowe na sznurku podlega działaniu precesji, ale nie udowadniają, że to samo zjawisko zachodzi w wirniku śmigłowca.
Dowody opieramy na podobieństwie zachowania wirnika do zachowania koła rowerowego podlegającego precesji i przesunięciu o 90 stopni. Ale taki sam efekt końcowy prawidłowo tłumaczą też zasady aerodynamiki z przesunięciem o 90 stopni włącznie.
I na razie nie mamy żadnego przekonującego uzasadnienia ani dowodu że jest tak albo tak. no ale przecież Ziemia jest płaska bo jakby się ktoś wychylił za horyzont toby spadł. No i się nie obraca, bo samolot z Chin nigdy by do nas nie doleciał: gdyby się obracała, toby po starcie uciekła samolotowi i nigdy by do nas nie doleciał: https://www.youtube.com/watch?v=9a4ISOqDKMI

Udowodniłem przy pomocy filmu z YT, więc dyskusję możemy zamknąć

[utrinque]

Bardzo dobrze, dostatecznie.

Precesja Ziemi wywołana jest przez oddziaływanie grawitacyjne ze strony Księżyca i Słońca. Póki co Ziemia nie robi flipów.

Precesja przy nieobecności sił zewnętrznych występuje w przypadku swobodnie obracającej się bryły, gdy na ciało nie działają żadne siły zewnętrzne. Dzieje się tak wówczas, gdy oś, wokół której obraca się bryła, nie pokrywa się z żadną z osi głównych tensora momentu bezwładności.

Chcesz o tym porozmawiać?

[marketleader]

Zostaw tensor. Tak samo wirnik jak i koło rowerowe z filmu obraca się wokół osi symetrii czyli wokół głównej osi bezwładności i z wystarczającym inżynierskim uproszczeniem rozważamy tylko ten ruch. I na wszelki wypadek powiem, że nie uwzględniamy też ogólnej teorii względności i efektu relatywistycznego, choć przecież istnieją i też wpływają na te zagadnienia

Czyli jak? Ziemia podlega precesji, ale nie robi flipów. Czyli skoro helik robi flipy to nie podlega precesji? A może jest jakieś inne zjawisko, które nazywane jest precesją. A może to kiepskie tłumaczenie z angielskiego? To jak nazywa się to zjawisko, które Twoim zdaniem pochyla helika, a jest innym zjawiskiem, niż to które powoduje zataczanie się "bączka"?
I czy jest jakiś inny, właściwy wzór na okres ruchu precesyjnego, skoro korzystamy z niewłaściwego? Czy użycie właściwego wzoru spowoduje, że precesyjny fikołek wykona się szybciej?

[utrinque]

Zależności między siłą F, momentem siły τ (M), pędem p oraz momentem pędu L

[Kenobi36]

Każdy wie co to jest siła , przyśpieszenie i prędkość oraz pęd.
I ta tak samo jest moment , przyśpieszenie kątowe i prędkość kątowa oraz moment pędu i da się je przełożyć na siłę , przyśpieszenie , prędkość oraz pęd .
Po co to wklejasz? Po cholere kolejne składowe.
Czy ty wogóle wiesz co wkleiłeś? Chyba nie bo to nie jest potrzebne do analizy precesji żyroskopowej. Co najwyżej do rozpędzania wirnika głównego.
Jesteś po prostu mistrzem mieszania w glowie i robienia na forum.

My o

[zborecque]

Na HF też się trochę chłopaki kłócą, ale mają chyba mniej energii bo thread jest tylko na 2 strony http://www.helifreak.com/showthread.php?t=691064

[Kenobi36]

Ja też już jadę na rezerwie, myślałem że może z Marketliderem dojdziemy do jakiegoś wspólnego mianownika ale chyba odpuścił.

Zatem ja przynajmniej się przychylam do precesji żyroskopowej.

[marketleader]

Nie odpuszczam tylkom w pracy i czasu brak

[Kenobi36]

Ja jeszcze napiszę czemu odpuściłem teorię aerodynamiczną.

Zacznę od flybara, tutaj łopatki teoretycznie mogą się poruszać po torze aerodynamicznym bo flybar się odchyla.

Łopaty elastyczne , teoretycznie łopaty elastyczne mogły by falować i końcówka by się poruszałą po podobnym torze jak końcówk flybrara.

Łopaty sztywne.
Zacznijmy jak łopata jest z lewej strony (przyjmijmy że to -90st (łopata z przodu 0 st))
Ma ujemny kąt i jest skierowana w dół więc się porusza w dół po torze aerodynamicznym.
-89 .... -70 .... -45 ...
Czym łopata jest dalej od -90st tym jest bardziej wygięta w dół
Czym łopata jest dalej od -90st tym ma mniejszy kąt ujemny.
Rosnące naprężenie a malejący kąt ujemny spowoduje że łopata w pewnym momencie przestanie się odginać w dół i zacznie się prostować czyli iść w górę.
I będzie to znacznie wcześniej niż przy 0st, równie dobrze może to być np. -45st wtedy płaszczyzna wirnika będzie pochylona w stronę -45 stopni a nie 0.
Teoretycznie czym sztywniejszy układ głowica-łopata tym model będzie się odchylał bardziej na lewo a mniej do przodu.

Analizując dalej jak łopata przekroczy 0st czyli minie dziób jest jeszcze gorzej.
Jeśli dolny punkt to 45st to przy 0 łopata może być bardzo mało odchylona w dół ponieważ zaczęła wracać, przekraczając 0 zaczyna mieć kąt dodatni i po pewnym czasie zaczyna się wyginać do góry, załóżmy że przejście z wygięcia w dół na wygięcie w góre jest w położeniu +45st. Wtedy a jak dojdzie do 90st czyli będzie po prawej stronie helikoptera może być mocno wygięta do góry.
Cały układ dąży do tego aby maksymalne wygięcie łopaty było z prawej a minimalne z lewej. Moim zdaniem zakałądając teorię czysto aerodynamiczną to po pochyleniu tarczy do przodu, helikopter obróci się na lewy bok.



Poza tym nawet jak rozważam sam pochylający się flybar to też pojawia się problem z teorią czysto aerodynamiczną. Flybar tak jak łopaty mają swój moment bezwładności który trzeba pokonać. Niezależnie jakie siły działają moment bezwładności trzeba pokonać, a więc jeśli przytwierdzimy helikopter do podłoża i będziemy pracować tarczą to cięższy flybar będzie się wolniej odchylał niż lekki. To znaczy po gwałtownym pochyleniu tarczy do przodu oba osiągną tor aerodynamiczny ale w różnych odstępach czasu.

I to samo dotyczy łopat elestycznych, jeśli pochylimy szybko tarczę to łopaty zaczną się giąć, płaszczyzna wirnika będzie się pochylać do przodu, pochylenie będzie się pogłębiać z pewną prędkością którą już liczyliśmy, helikopter oczywiście podąży za łopatami.

I nie da się tej prędkości przechylania do przodu w żaden sposób przekroczyć. Jedyny sposób to zmniejszenie momentu bezwładności czyli zmniejszenie masy łopat lub zwiększenie sił działających na nasz moment bezwładności.

Tak mi się wydaje.

[marketleader]

Hmmmm

Usystematyzujmy.

1. W technice przyjęło się oznaczać, że łopata leżąca wzdłuż strug przemieszczającego się śmigłowca ma 0 stopni i stopnie rosną w kierunku obrotu wirnika. Czyli zwykle rozważa się ruch do przodu, wtedy 0 stopni jest nad ogonem, 90 stopni ma łopata nacierająca, 180 stopni nad nosem, 270 stopni łopata powracająca. I tego się trzymajmy.
2. Flybar nam tu bruździ w uproszczeniu tematu i w zrozumieniu. To może jednak dla ułatwienia pominiemy flybar i rozważajmy same łopaty (ewentualnie z FBL).
3. W "prawdziwych" łopaty są na luźnym przegubie i mogą się swobodnie wahać góra dół, a równowaga jest w połączeniu z siła odśrodkową: siła nośna odchyla/gnie do góry a siła odśrodkowa je prostuje. Dla uproszczenia konstrukcji nowsze rozwiązania oparte są na elementach głowicy, które celowo mają nadaną zwiększoną elastyczność (tzw. torsjony - nie mylić z tensorami ) i które pełnią funkcje przegubów. W "naszych" łopaty owszem mogą być sztywne, ale są jeszcze przecież gumki w głowicy. Może znowu dla uproszczenia rozważań przyjmijmy jednak fakt, że płaszczyzna wirnika się pochyla/przechyla w stosunku do kadłuba. Zasady działania w "prawdziwych" nie mogą się przecież drastycznie różnić od naszych. Myślę że można to zaobserwować również w helikach ze sztywnymi łopatami i twardymi gumkami. Wystarczy przygwoździć helika do podłoża, rozkręcić wirnik i sterować pochylaniem/przechylaniem, a zobaczymy jak płaszczyzna wirowania się zmienia.
4. Przy analizie ruchu łopaty sztywnej trzeba wziąć również pod uwagę bezwładność łopaty. Łopata rozpędzona w dół będzie bezwładnością jeszcze iść w dół nawet jak kąt natarcia będzie już zerowy. Poza tym odgięta łopata będzie działać jak sprężyna: odgięta w górę będzie szybciej i mocniej "oddawać" w dół. Poza tym jest jeszcze zjawisko opóźnienia powstawania siły nośnej na łopacie. Jeżeli skokowo zmienimy kąt natarcia na łopacie, to siła nośna będzie narastać, a nie od razu przyjmie pełną wartość wynikającą z tego kąta i prędkości. No i jest jeszcze dynamiczne skręcenia łopaty z powodu jej niedoskonałej sztywności skrętnej, czyli samoczynne zmniejszanie kąta natarcia łopaty nacierającej i zwiększenie łopaty powracającej. Komplikuję tu trochę i zaciemniam. Ale chciałem pokazać, że zjawiska zachodzą różne i bardzo złożone. Myślę że to się wszystko skompensuje. Jednak nawet jeżeli dojdzie do takich niesymetrycznych zachowań i przez to powstanie tendencja do przewracania helika to flybar lub system FBL skorygują i pochylą płaszczyznę wirnika tak by skompensować niechciany przechył. Proponuję więc znowu pominąć te efekty sprężystości, bezwładności i sztywności bo są specyficzne, istotne może w pewnych stanach lotu i zaciemniają ogólny obraz zjawiska.
5. Uważam, że są 2 składniki całości zjawiska:
   a) pochylenie/przechylenie samej płaszczyzny wirnika względem kadłuba - tu rozważamy: albo powoduje to precesja albo aerodynamika albo jedno i drugie
   b) pochylanie/przechylanie całości śmigłowca - tu wykluczyliśmy obliczeniami, że to spowodowane jest samą precesją i "ciągnięciem" całości helika przez precesję wirnika. Łatwo to wykazać doświadczalnie i ktoś to już proponował: jeżeli do koła rowerowego z tego filmu od pana z drewnianym helikiem podwiesimy bryłę tak na oko o 10 razy większej masie niż wirnik (pomijam dla uproszczenia momenty bezwładności i skupiam się na samych masach), to śmiem wątpić, że takie kółko nadal będzie się przechylać na boki po przyłożeniu momentu do przodu - do tyłu.
   Jest to skutek i pochodna zjawiska a):
   
   

Jeżeli przyjmiemy te uproszczenia to mamy drogę do dalszych wyjaśnień wyczyszczoną ze zbędnego szumu informacyjnego typu "tensor"

[Kenobi36]

1. OK

2. OK same łopaty bez FBL

3. OK

Ja dla uproszczenia przyjmuję że helikopter wisi i się nie porusza do przodu.
Najlepiej wisi w zerowej grawitacji na zerowych kątach skoku ogólnego, podczas flipu jest moment wirnik się ustawia pionowo do grawitacji, kąty skoku ogólnego mamy zerowe a obracanie mniej więcej tak samo szybko postępuje.

4.
Przy analizie ruchu łopaty sztywnej trzeba wziąć również pod uwagę bezwładność łopaty.
Tak się składa że bezwładność łopaty to element precesji.

Łopata rozpędzona w dół będzie bezwładnością jeszcze iść w dół nawet jak kąt natarcia będzie już zerowy
Łopata rozpędzona w dół to własnie efekt precesji żyroskopowej, jak zawiesisz na sznurku stalową kulkę i będziesz ją kręcić poziomo, następnie jak będzie mijać pozycję 90st trzepniesz ją w dół, to zmieni tor lekko w dół i najniższy punkt będzie na 180 stopniach.

Poza tym jest jeszcze zjawisko opóźnienia powstawania siły nośnej na łopacie
Jeżeli skokowo zmienimy kąt natarcia na łopacie, to siła nośna będzie narastać
Do pominięcia, ponieważ kąt się zmienia płynnie, zgodnie z płynnym pionowym ruchem kulki krążącej dookoła tarczy.

No i jest jeszcze dynamiczne skręcenia łopaty z powodu jej niedoskonałej sztywności skrętnej
Jeżeli przyjmiemy te uproszczenia to mamy drogę do dalszych wyjaśnień wyczyszczoną ze zbędnego szumu informacyjnego
W końcu chcesz uprościć czy zagmatwać nasz model? Bo się pogubiłem jaki masz cel.
Jak chcesz zagmatwać to ja wtedy pasuję a Ty możesz sobie wtedy uwzględnić w obliczeniach nawet że ptak nasra na łopatę.

5.
a) No to rozważajmy
b) Nie ma sensu kadłuba dokładać bo jeśli zaczynamy flipowanie to kadłub się kręci z jednostajną prędkością kątową. Tylko w pierwszym momencie oraz przy zatrzymaniu działa moment obrotowy na kadłub.
Ewentualnie trzeba rozważyć tylko to że jak mamy 2 łopaty i oddziałanie wirnika jest pulsacyjne na kadłub, ale czym łopat więcej tym jest płynniej kończąc na płynnej pracy nieskończonej ilości łopat.
Dodatkowo ciekaw byłem jaka jest siłą odśrodkową łopaty w 7setce na obrotach 2250rpm
F=m * ω^2 * r
Waga łopaty 180g=0,180kg
Środek masy 45cm+10cm na okucie = 0,55m
Prędkość kątowa 2250rpm ω = 2250 * 2 * pi / 60 = 235rad/s
F=5467N
Jest to pół tony !!!!! kadłub siedemsetki to pikuś przy tej masie
No i wiem czemu ten szpindel to taki kawał mela.

Apropo cytatu z podkreśleniami, to to że wirnik się pochyla i ciągnie za sobą kadłub to już ustaliliśmy, a cytat nie wyjaśnia czemu się pochyla w tym kierunku.

[marketleader]

Jestem jestem, nie umarłem

4.
Przy analizie ruchu łopaty sztywnej trzeba wziąć również pod uwagę bezwładność łopaty.
Tak się składa że bezwładność łopaty to element precesji.

No jednak nie. A przynajmniej nie do końca.
Bezwładność ciało (łopata, żeby ktoś sobie od razu jakichś innych ciał nie wyobrażał ) ciało bezwładność ma zawsze, nawet jak się nie porusza lub porusza ruchem prostoliniowym, a precesja występuje tylko jak porusza się ruchem obrotowym. Więc bezwładność nie jest elementem precesji. Ale na razie zostawmy, przyda się potem a jak dobrze pójdzie to się w ogóle nie przyda

Poza tym jest jeszcze zjawisko opóźnienia powstawania siły nośnej na łopacie
Jeżeli skokowo zmienimy kąt natarcia na łopacie, to siła nośna będzie narastać
Do pominięcia, ponieważ kąt się zmienia płynnie, zgodnie z płynnym pionowym ruchem kulki krążącej dookoła tarczy.

W "prawdziwych" takie opóźnienie występuje nawet przy płynnej zmianie kąta natarcia. Ale faktycznie w naszych rozważaniach na obecnym etapie do pominięcia.

No i jest jeszcze dynamiczne skręcenia łopaty z powodu jej niedoskonałej sztywności skrętnej
Jeżeli przyjmiemy te uproszczenia to mamy drogę do dalszych wyjaśnień wyczyszczoną ze zbędnego szumu informacyjnego
W końcu chcesz uprościć czy zagmatwać nasz model? Bo się pogubiłem jaki masz cel.
Jak chcesz zagmatwać to ja wtedy pasuję a Ty możesz sobie wtedy uwzględnić w obliczeniach nawet że ptak nasra na łopatę.

Spokojnie Przytoczyłeś sprężystość łopaty, więc chciałem pokazać, że są też inne zjawiska. Ale tak jak napisałem - pomijamy. Przyjmijmy, że łopata jest zamocowana wahliwie i że może poruszać się góra dół i że nie ma w głowicy gumek ani żadnych tłumików czy innych sprężystości.

5.
b) Nie ma sensu kadłuba dokładać bo jeśli zaczynamy flipowanie to kadłub się kręci z jednostajną prędkością kątową. Tylko w pierwszym momencie oraz przy zatrzymaniu działa moment obrotowy na kadłub.

OK. OK. - pomijamy. Liczbę łopat też. Jak potem będzie jeszcze chęć, to możemy rozważać/wyjaśniać również liczbę łopat.

Dodatkowo ciekaw byłem jaka jest siłą odśrodkową łopaty w 7setce na obrotach 2250rpm
[...]
F=5467N
Jest to pół tony !!!!! kadłub siedemsetki to pikuś przy tej masie

No sporo. Ale akurat dla precesji (i dla robienia flipa) i do naszych rozważań siła odśrodkowa nie ma znaczenia.
Można sobie wyobrazić 2 razy lżejsze łopaty (m/2) i 2 razy dłuższe (2*r). Siła odśrodkowa będzie taka sama, ale moment bezwładności będzie 2 razy większy i okres precesji czy też okres kręcenia flipa przy tych samych momentach będzie też 2 razy dłuższy.

Apropo cytatu z podkreśleniami, to to że wirnik się pochyla i ciągnie za sobą kadłub to już ustaliliśmy, a cytat nie wyjaśnia czemu się pochyla w tym kierunku.

Nie miał wyjaśniać, bo to mamy do wyjaśnienia w punkcie a). Wklejka w punkcie b) była dla niedowiarków, którzy twierdzili, że sztywno podwieszony do wirnika kadłub jest wywracany precesją wirnika.

Mam pomysł na pewien eksperyment "myślowy" ale do tego potrzebuję pomocy kolegi @valoos (PW). Jak pomoże to pójdziemy dalej.

[Kenobi36]

Precesja jest związana z bezwladnościa, gdyby bezwładniść nie istniała to tez nie byłoby precesji.
I to samo dotyczy siły odśrodkowej , to to jest mniej wiecej tak że tę kulę 500kg wiszącą na sznurku trzeba popchnąć, wtedy się wychyli ,i będziyvmieli wahadło, łopata to taka kula gdzie zamiast grawitacji mamy siłę odśrodkową. Jeśli zamiast przykładac ciągle siłę można by ją przylożyć na chwilę w momenicie pozycji 90st. Jesli helikopter będzie przytwierdzony do podłoża , pominiemy aerodynamikę to maksymalne wyhylenie w dół będzie na 180 a w górę na 360 i tak to zostanie, łopata będzie się wahać góra (180) dół (0st) niczym wahadło.

Wszystko to są podobne zjawiska związane z bezwładoscią. Jestem nawet pewien że da sie przekszrałcić jedne wzory na drugie.
Ale nie wnikam, po prostu te 500kg daje do myślenia, i takie cuś na pradę ciężko przeforsować siłami jakie generuje aerodynamika łopat i dlatego uważam że cała siła z aerodynamiki łopat idzie w precesję.
Przeforsować - mam na myśli wziąć nasz żyroskop i na siłę go obróć , lub sytuacja gdy bączek kręci się za wolno i grawitacja go przewraca.

[marketleader]

A tak trochę OT, ale mi potrzeba do rozważań.
Jaki wpływ na lot ma twardość gumek w głowicy?
Co by było jakby je całkiem wyjąć (łopata mogłaby się swobodnie wahać)?
Co by było jakby zamiast gumek były sztywne tulejki (żadnej możliwości wahania łopaty)?

[donia]

Panowie, co się tu doktoryzujecie, na EH wszysto jest wyjaśnione (masakra) pzdrv

[Artja]

E tam, na Polsacie też czasem przerywają reklamy jakimś durnym filmem

[marketleader]

A co to jest EH bo ja chyba nie w temacie
No i co z tymi gumkami? W głowicy, żeby nie było skojarzeń