Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:
Hovrande helikoptrar
Grundskola_4-6: Kraft-Rörelse - flygplansvinge [20802]
Fråga:
Hej!
När jag flyger min radiostyrda helikopter så har jag observerat följande:När jag gasar upp till en viss reglagenivå så flyger helikoptern upp till en höjd och stannar där. Skjuter jag upp reglaget lite till så accelererar helikoptern upp till ny höjd och stannar där. En riktig helikopter beter sig likadant enligt en mekaniker jag har pratat med. Varför slutar stigningen när man har kvar gasen på samma punkt som helikoptern steg på förut?
MVH Alvin
/Alvin S, Kastellegårdsskolan, Kungälv 2018-03-22
Hej!
När jag flyger min radiostyrda helikopter så har jag observerat följande:När jag gasar upp till en viss reglagenivå så flyger helikoptern upp till en höjd och stannar där. Skjuter jag upp reglaget lite till så accelererar helikoptern upp till ny höjd och stannar där. En riktig helikopter beter sig likadant enligt en mekaniker jag har pratat med. Varför slutar stigningen när man har kvar gasen på samma punkt som helikoptern steg på förut?
MVH Alvin
/Alvin S, Kastellegårdsskolan, Kungälv 2018-03-22
Svar:
Intressant fråga Alvin! Vi är inte experter på hovrande helikoptrar, så vi fick börja med att studera information på webben. Där står inget om den stabilitet du talar om. Man får i stället intrycket att problemet är ganska komplicerat och att hovrande kräver skickligt samtidigt manipulerande av tre reglage. Länk 1 beskriver detaljerat de tre reglage man behöver för att hovra med en helikopter. Det tycks inte vara helt lätt.
Vi begränsar diskussionen till det viktigaste: lyftkraften. Denna beror i ett idealt system utan vind av rotorns varvtal, rotorbladens vinkel och luftens densitet.
Om vi antar att de första två är konstanta, så skulle man kunna tänka sig att luftens med höjden avtagande densitet skulle vara stabiliserade. Om helikoptern flyger högre är luftens densitet lägre, och lyftkraften minskar. Tvärtom, ger lägre höjd, högre luftdensitet och större lyftkraft.
Det borde alltså finnas en optimal höjd där lyftkraften är lika med helikopterns tyngd, vilket är kravet för att helikoptern skall hovra. Man kan beräkna luftens densitet med appen i länk 2. Densiteten på 10m och 20m höjd är 1.22382 respektive 1.22265 kg/m3. Skillnaden är alltså 0.00117 kg/m3 eller c:a en tusendel. Det är knappast troligt att denna lilla effekt kan vara förklaringen.
Hovring är emellertid stabilare nära marken på grund av den så kallade markeffekten (Ground_effect_(aerodynamics) ). Luftströmmen från rotorn skapar ett övertryck när den träffar marken. Övertrycket ger ökad lyftkraft. Eftersom effekten avtar snabbt med ökande höjd bör man vänta sig en stabiliserande effekt vad gäller höjden. Problemet här är emellertid att detta endast fungerar på mycket låg höjd, ungefär ett rotorblad upp, och det är inte effekten du beskriver.
Lyftkraft
visar hur man beräknar lyftkraften.
Här är några fler länkar:
https://www.rchelicopterfun.com/nose-in-hover.html
https://www.theguardian.com/notesandqueries/query/0,5753,-2666,00.html
https://www.decodedscience.org/why-is-it-so-difficult-to-hover-a-helicopter/22946
http://www.maunaloahelicopters.com/how-to-hover-a-helicopter/
http://www.dynamicflight.com/aerodynamics/ground_effect/
/Peter E 2018-03-22
Intressant fråga Alvin! Vi är inte experter på hovrande helikoptrar, så vi fick börja med att studera information på webben. Där står inget om den stabilitet du talar om. Man får i stället intrycket att problemet är ganska komplicerat och att hovrande kräver skickligt samtidigt manipulerande av tre reglage. Länk 1 beskriver detaljerat de tre reglage man behöver för att hovra med en helikopter. Det tycks inte vara helt lätt.
Vi begränsar diskussionen till det viktigaste: lyftkraften. Denna beror i ett idealt system utan vind av rotorns varvtal, rotorbladens vinkel och luftens densitet.
Om vi antar att de första två är konstanta, så skulle man kunna tänka sig att luftens med höjden avtagande densitet skulle vara stabiliserade. Om helikoptern flyger högre är luftens densitet lägre, och lyftkraften minskar. Tvärtom, ger lägre höjd, högre luftdensitet och större lyftkraft.
Det borde alltså finnas en optimal höjd där lyftkraften är lika med helikopterns tyngd, vilket är kravet för att helikoptern skall hovra. Man kan beräkna luftens densitet med appen i länk 2. Densiteten på 10m och 20m höjd är 1.22382 respektive 1.22265 kg/m3. Skillnaden är alltså 0.00117 kg/m3 eller c:a en tusendel. Det är knappast troligt att denna lilla effekt kan vara förklaringen.
Hovring är emellertid stabilare nära marken på grund av den så kallade markeffekten (
Lyftkraft
visar hur man beräknar lyftkraften. Här är några fler länkar:
https://www.rchelicopterfun.com/nose-in-hover.html
https://www.theguardian.com/notesandqueries/query/0,5753,-2666,00.html
https://www.decodedscience.org/why-is-it-so-difficult-to-hover-a-helicopter/22946
http://www.maunaloahelicopters.com/how-to-hover-a-helicopter/
http://www.dynamicflight.com/aerodynamics/ground_effect/
/Peter E 2018-03-22
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar