Optymalizacja własności lotnych modeli szybowców

Oblatywanie środka ciężkości i kąta zaklinowania statecznika poziomego

 

 

Znam wielu modelarzy znakomicie budujących szybowce, które tylko mizernie latają. Pomimo, że modele te mają nowoczesne profile i są równo (symetrycznie) i technicznie poprawnie zbudowane nie osiągają optymalnych własności lotnych. Często przyczyna leży w nieprawidłowo ustawionym kącie zaklinowania statecznika (w stosunku do płata) i co się z tym ściśle wiąże niepoprawnym dobraniem środka ciężkości.

 

Cała procedura poprawnego ustawienia tych parametrów nie jest aż taka trudna, ale wymaga zrozumienia i często pozbycia się błędnych nawyków. Do tego punktu wrócimy jednak później.

 

Na początku wyjaśnijmy co to jest ta różnica kątów i czemu ona służy. Będę się starał to wszystko wytłumaczyć na prostych przykładach i z tego zamierzenia wynikać będą pewne uproszczenia (wybaczcie mi aerodynamicy).

 

W modelach szybowców używa się niesymetrycznych profili płatów. Są profile „bardziej” i „mniej” symetryczne. Te pierwsze są stosowane w szybkich modelach akrobacyjnych i do latania na zboczu, te ostatnie natomiast w modelach do latania w termice. Wszystkie jednak wymagają ustawienia ich pod pewnym kątem natarcia do opływającego ich powietrza.

 

Rys. „Przesadnie” narysowana (dodatnia) różnica kątów natarcia płata i statecznika poziomego

 

 

Wielkość tego kąta nazywanego "kątem zaklinowania", można określić od około 2,0° dla modeli termicznych do około 0,5° dla modeli akrobacyjnych. Wyjątkowo można przy niektórych profilach w modelach akrobacyjnych próbować 0° czy wręcz stosować lekko negatywne wartości.  W zestawach „szanujących” się producentów jest podawany ten kąt w danych technicznych. Niemniej jednak w wielu modelach także typu ARF spotykałem się z niewłaściwie ustawionym kątem i z zasady każdy modelarz przed pierwszym startem powinien to ustawienie sprawdzić. Wierzcie mi – jest to nie mniej ważne jak prawidłowe wyważenie.

 

Czym mierzyć ten kąt? Najprościej jest użyć gotowych przyrządów, które mają w swojej ofercie takie firmy jak Graupner czy Multiplex. Takie przyrządy można też łatwo samemu zbudować. Inną prostszą i chyba nie mniej dokładną możliwość daje prosty programik komputerowy „ewd.exe” (Uwaga: Jeżeli program będzie meldował konieczność dostępu do pliku „vbrun300.dll”, to proszę go dodatkowo zładować) Programik jest po niemiecku, ale jest tak prosty, że nikt nie powinien mieć z nim problemów, a dla niedomyślnych jeszcze mała pomoc:

 

(Informacja: Tragfläche = płat; Höhenleitwerk = statecznik poziomy; Tiefe = szerokość płata/statecznika w miejscu pomiaru wysokości od podłoża; Höhe Nase = wyskość krawędzi natarcia od podłoża;  Höhe Endleiste = wysokość krawędzi spływu od podłoża).

 

Żeby policzyć tym programem należy położyć model na równej płaszczyźnie i zmierzyć jak najdokładniej wysokość od płaszczyzny do krawędzi natarcia i krawędzi spływu płata i statecznika. W miejscu mierzenia tej odległości należy także zmierzyć odstęp od krawędzi natarcia do krawędzi spływu. Te wymiary wpisuje się w program i otrzymuje wyliczony wynik. Ja liczę zawsze prawy i lewy płat osobno – wychodzą wtedy na jaw wszystkie niedokładności w budowie modelu.

 

Po sprawdzeniu względnie ustawieniu (podkładki czy kliniki z balsy) można się zająć wyważeniem modelu. Najczęściej producent zestawu podaje środek ciężkości jako odległość od krawędzi natarcia. Gdy jest to konstrukcja własna można ten punkt również wyliczyć, ale od ręki jest to raczej skomplikowane. Są też programy komputerowe ułatwiające to wyliczenie. Tu do zładowania prosty programik, który jest bardzo przydatny w przypadku gdy brak jakichkolwiek zaleceń i informacji dotyczących położenia środka ciężkości. Program jest spakowany (zip) i ma ok. 210 KB. sp.zip” .

 

Na początek ster wysokości musi znajdować się w położeniu neutralnym. Mały szybowiec można spróbować wystartować z ręki (przydaje się pomocnik, który wie, że nie rzuca się modelu w górę!). Szczególnie większe szybowce jest łatwiej oblatywać na zboczu albo na holu. Najgorszą (najniebezpieczniejszą) jest guma albo winda (wtedy gdy środek ciężkości jest jeszcze niepoprawnie ustawiony). Start z ręki daje już jakiś obraz sytuacji. Jeżeli musieliśmy się ratować ciągnięciem steru wysokości w górę przed uderzeniem w ziemię, to należy na początek trochę ołowiu ująć, albo w odwrotnym przypadku dołożyć. Teraz po takim „wstępnym oblataniu” musimy wystartować model na „bezpieczną” wysokość. Trymujemy w nadajniku stery a w tym przypadku ster wysokości tak, by uzyskać spokojny nie za szybki lot o jednostajnym opadaniu, bez tzw. pompowania albo nadmiernego nabierania szybkości. Następnie „nurkujemy” pod kątem ok. 30 stopni i po krótkiej chwili, po nabraniu większej szybkości przez model, puszczamy ster wysokości w położenie neutralne. Model powinien po chwili mieć tendencję do łagodnego wyrównania lotu, ale – ważne spokojnego i powolnego wyrównania. Jeżeli po chwili model przejdzie szybko z nurkowania do wznoszenia to znaczy ,że musimy ująć ołowiu z nosa kadłuba! Odwrotnie, gdy model nie wykazuje tendencji do wyrównania lotu i pozostaje w nurkowaniu należy ołowiu dołożyć. I tu na początku pisałem o fałszywym nawyku – model pompuje – dodać ołowiu itd. Błąd – dlaczego? W locie poziomym ustawiliśmy (wytrymowaliśmy) ster wysokości tak, że w normalnym powolnym locie model leciał poprawnie. Dopiero podwyższona szybkość (nurkowanie z około 30 stopniami) doprowadziła do tego, że model albo zadzierał nos, albo miał tendencję do dalszego nurkowania. Dlaczego tak się stało? Trymowaliśmy ster – więc nie pozostał on w idealnie neutralnym położeniu tylko przez trymowanie został mniej lub więcej wychylony w górę lub w dół. Nawet tak mało, że nie zauważy się tego gołym okiem – ale jednak. Wtedy przy dynamicznym przyspieszeniu lotu wychylenie to powoduje zmianę stateczności wzdłużnej. I tak, gdy model gwałtownie stara się wyjść z nurkowania nie dodajemy a zabieramy ołowiu by można było ster wytrymować w naprawdę neutralne położenie. W prawidłowo oblatanym modelu zmiana szybkości lotu nie powoduje zmian w jego zachowaniu! W prawidłowo ustawionym modelu ster wysokości musi być w idealnie neutralnym położeniu i to można osiągnąć w zasadzie tylko wyżej opisaną metodą.

 

Naturalnie można i na tej zasadzie przeprowadzać korekty ustawienia kąta. Gdy model ma tendencję do gwałtownego przejścia z nurkowania na wznoszenie – to znaczy, że ster wysokości jest wychylony w górę i zamiast zabierać ołów możemy zwiększyć kąt pomiędzy płatem a statecznikiem.

 

Mówiąc wprost – wychylenie steru w górę, co objawia się za szybkim wychodzeniem z nurkowania, kompensuje za ciężki nos modelu i odwrotnie.

 

Trochę inaczej jest w modelach gdzie wychyla się cały statecznik a nie tylko powierzchnia steru. Zasada pozostaje ta sama. Trymujemy tak ster w nadajniku, by lot nurkowy przebiegał prawidłowo. Po wylądowaniu sprawdzamy kąt i jeżeli jest on za duży to ujmujemy balast a jeżeli kąt ten jest za mały dodajemy. Ta sama zasada.

 

Na koniec jeszcze zachęcam do eksperymentowania z kątami ustawienia. W ten sposób można znaleźć najbardziej odpowiadające pilotowi ustawienie modelu. Pamiętajmy jednak, że trymowanie steru wysokości w celu skorygowania źle dobranego środka ciężkości czy fałszywej wartości różnicy kątów jest z gruntu błędne.

 

Mam nadzieję, że ten artykuł pomoże Wam lepiej wykorzystać swoje modele i zachęci również do eksperymentowania (naturalnie w rozsądnych granicach). Powyższe również odnosi się do modeli z napędem elektrycznym i spalinowym. W tych jednak należy  jeszcze uwzględnić poprawność lotu silnikowego (kąty ustawienia silnika). Trochę komplikuje się to wszystko w przypadku dwupłatowców – ale to wykracza już poza granice tego artykułu.

 

Piotr Piechowski 

 

Kölln-Reisiek 14.11.01