REska v zatáčce


Na RE (modelech řízených směrovkou a výškovkou) mě zaujalo především to, že si mohu konečně zase jednou postavit soutěžní model. Na první pohled se to zdá jednoduché, ale na druhé zamyšlení jsem se zapletl do vlastní sítě – když už budu něco stavět, tak si to musím správně navrhnout. Abych mohl model správně navrhnout, musím pochopit jak létá a definovat si, co od něho vlastně budu chtít. Mé zkušenosti s ERES zahrnují pouze Slite a byly poněkud nepřesvědčivé – zdálo se mi, že model nelétá a nezatáčí, samozřejmě ve srovnání s křidélkovými modely RCEV. K pochopení výkonů a vlastností ERES modelů se dopracovávám ztuha a pomalu.

V tomto článku jsou uvedeny základní geometrické charakteristiky, jaké by měl RE model mít (v souvislosti s tím – Slite dostala oproti originálu větší výškovku). Tady jsem změřil, že klouzavost a klesavost jsou vlastně vynikající.

Dnešním tématem je tedy let RE modelu v zatáčce. Prosím berte vše níže uvedené s rezervou, nenašel jsem na internetu nic, co by tuto mé úvahy potvrdilo nebo vyvrátilo, takže se spoléhám jen na svou nepříliš spolehlivou hlavu.

Měření
4.10.2021 – mezi 6:45 a 7:15 (východ slunce v 7 hodin)

Celkem 6 stoupání do 90 m v pořadí: rovný let, kroužení vlevo, kroužení vpravo, kroužení vlevo, kroužení vpravo, rovný let.

Zatáčku jsem se snažil udržet s minimálním poloměrem. Odhadem náklon okolo 30°, průměr kruhů okolo 10 m, doba obletu kola 5 sekund. Jsem si vědom, že jsou to odhady, které mohou být zatížené obrovskou chybou. Při levé zatáčce jsem občas musel pomoci ťuknutím do směrovky, v pravé zatáčce byla směrovka v neutrálu. Výškovka byla v obou případech přitažená do asi poloviny dráhy, možná i kousek víc.

Louka ve Vratislavicích je obklopená stromy a není rovná, foukalo asi 1 m/s, ale z různých stran, na grafech je to vidět. Je i zřejmé, že sluníčko dokáže divy, poslední dva lety jsou úplně jiné než lety předchozí. Z rovných částí grafů jsem odečetl následující klesavosti:


Tedy, Slite umí zatáčet s nejmenším poloměrem asi 5 m a přitom má asi 2x větší klesavost než v přímém letu.

A teď něco o tom, jak zatáčí RE model z pohledu teorie. Nejprve odkáži na tento článek, ve kterém je vysvětleno, že model v zatáčce musí být nakloněný (aneb nic jako plochá zatáčka neexistuje) a že model bez křidélek musí letět s vybočením, s nosem ven ze zatáčky. Tato skutečnost je zřejmě za značnou klesavostí v zatáčce, kdy trup je obtékaný pod značným úhlem náběhu.

Určit vybočení modelu v zatáčce lze následující jednoduchou (resp. zjednodušenou pouze na geometrii) úvahou:

  • vnitřní křídlo se pohybuje po kratší dráze, tudíž menší rychlostí, než křídlo vnější
  • vztlak obou křídel musí být stejný a protože vztlak je úměrný úhlu náběhu křídla alfa a čtverci rychlosti v, musí platit alfa(vnitřní)*v(vnitřní)^2 = alfa(vnější)*v(vnější)^2
  • vztah mezi vzepětím gama, vybočením beta a úhlem náběhu alfa je jednoduchý: sin(alfa)=sin(beta)*sin(gama)
  • tedy, když znám geometrii křídla a poloměr zatáčky, umím spočítat vybočení

Zdá se, že úplně postačí spočítat vztlak v jediném bodě křídla (řekněme ve 2/3 délky křídla), já si v excelu udělal prográmek, který spočítá „geometrické“ (tj. ne aerodynamické) rozložení vztlaku podél rozpětí. Pro eliptické křídlo se třemi panely a odstupňovaným vzepětím (asi jako Slite) a poloměr zatáčky 5 m:


Rozložení vztlaku na křídlech vypadá asi takto. Skutečné rozdělení vztlaku by bylo potřeba přepočítat nějakou pokročilejší metodou, příroda nesnáší náhlé změny a na konci křídla musí být vztlak vždy nula, ale pro eliptický půdorys křídla by mohl průběh vztlaku přibližně odpovídat.


A takto vypadá průběh součinitel vztlaku (který je úměrný úhlu náběhu). Zde bych podotkl, že použitý profil tak vysoký součinitel vztlaku na konci vnitřního křídla nedá, i to tedy může být omezením minimálního poloměru zatáčky RE modelu.

Pro nás je nyní důležité to, že vypočtené vybočení modelu je pro poloměr zatáčky 5 m asi 10.5° (zjednodušený výpočet uvažující pouze jeden bod na každém křídle vrátil asi 11°).


Dále se musíme podívat, co při tomto vybočení dělá směrovka. Je to pořád jen geometrická úloha. Když bude směrovka při daném poloměru zatáčky obtékaná z vnější strany (na obrázku vpravo), bude směrovka model ze zatáčky vytlačovat, takže bude potřeba směrovkou vychýlit do zatáčky, když bude směrovka právě tečná k proudnicím (na obrázku vlevo), poletí model s minimálním dosažitelným poloměrem zatáčky (ano, silueta není větroň, nýbrž Drozd – mimochodem také nemá křidélka 🙂 ).

V příkladu se Slite mi vyšlo, že směrovka je obtékaná pod úhlem náběhu asi 2° ve směru do zatáčky. To se dá brát buď jako celkem dobrá shoda, vzhledem ke všem nejistotám, nepřesnostem a zjednodušením, nebo jako připomínka, že model modelu bude ještě potřebovat hodně vylepšit. Pro sebe si beru to první, čísla mi jen usnadňují jev pochopit.

V nejužší dosažitelné zatáčce má tedy RE model směrovku v neutrálu! Trvalo mi dlouho, než jsem se s tím smířil, a celkem rád si tento předpoklad nechám vyvrátit. Předem děkuji. Možná by bylo možné dosáhnout i ostřejší ustálené zatáčky, kdy by šla směrovka proti směru zatáčení, ale to mi přijde neřešitelné. Do utaženější zatáčky by bylo třeba model třeba uvést směrovkou a potom dát směrovku kontra pro její udržení, mně se to nepovedlo.

Celé toto cvičení směřuje k jedinému cíli – zda je možné navrhnout RE model optimalizovaný pro zatáčení, tj. takový, který bude sice horší v přímém letu, ale zato bude schopen kroužit v malých kruzích s malým opadáním. Domnívám se, že ano. Z dosud provedených úvah mi vychází, že by měl mít dlouhý trup, větší hloubku křídla na koncích a plynulé negativní zkroucení křídla. Uvidím, jak to nakonec dopadne 🙂 .

Honza
5.10.2021

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Přidejte obrázek (JPEG only)