Aeromodelling GR

Αγαπητοί φίλοι,

πήρα αφορμή να γράψω για το Κέντρο Βάρους, από το post του modeller 2 σχετικά με το κέντρο βάρους που είχε ένα υπερελαφρύ σκάφος στο 60% της χορδής.

Το φτερό έχει ένα κέντρο άντωσης. Το ίδιο και το οριζόντιο σταθερό. Σ' αυτά τα σημεία εφαρμόζονται οι συνιστώσες αντώσεις όλων των σημείων των αντίστοιχων επιφανειών. Αλλά εδώ συμμετέχουν και οι εντάσεις (το μέγεθος) των επι μέρους αντώσεων.
Ο συνδυασμός των δύο αυτών σημείων δίνει το κέντρο άντωσης όλου του αεροπλάνου. Αυτό θα είναι υποχρεωτικά ανάμεσα από τα δύο, αλλά το που ακριβώς θα είναι, εξαρτάται κυρίως από την επιφάνεια του οριζόντιου σταθερού, την απόστασή του από το φτερό, και τη συμμετοχή του στην παραγωγή άντωσης (άλλα παράγουν θετική, άλλα ουδέτερη και άλλα αρνητική).

Αν το οριζόντιο σταθερό είναι και πολύ μεγάλο και πολύ μακρυά, όπως π.χ. στα μοντέλα ελεύθερης πτήσης, και έχει καμπύλη αεροτομή οπότε παράγει ικανοποιητικό μέγεθος άντωσης, τότε το κέντρο άντωσης είναι αρκετά πίσω, ενίοτε και πίσω από το χείλος εκφυγής.

Αν ένα μοντέλο έχει το σημείο ισορροπίας στον διαμήκη άξονα (κέντρο βάρους στον διαμήκη άξονα), επάνω ακριβώς στο σημείο της άντωσης, τότε έχει ουδέτερη ευστάθεια.

Αν είναι πίσω από αυτό έχει αρνητική ευστάθεια.

Αν είναι μπροστά από αυτό έχει θετική ευστάθεια. Το πόσο μπροστά είναι από αυτό το λέμε static margin (περιθώριο στατικής ευστάθειας).

Αρα συμφέρει μεν να τοποθετήσουμε το κέντρο βάρους μπροστά από το συνολικό κέντρο πιέσεων, αλλά σε τέτοια απόσταση που: να είναι απόλυτα ευσταθές, αν είναι ελεύθερης πτησης, ή λιγότερο ευσταθές αν είναι ακροβατικό ή ανεμόπτερο επιδόσεων.

Σε ένα εκπαιδευτικό, συνήθως ή όλη σχεδίαση φέρνει τη θέση του Κ.Β. στο 25-33% της μέσης χορδής. Σε ένα Ανεμόπτερο τ/κ. επιδόσεων περίπου στο 40-47% και σε ένα μηχανοκίνητο ελεύθερης πτήσης στο 70-110%. (100% είναι το χείλος εκφυγής, άρα το 110% είναι πίσω από αυτό).

Αρα η ευστάθεια του μοντέλου εξαρτάται από το static margin, δηλαδή την απόσταση του Κ.Β. από το Κ. Αντωσης, και όχι από την απόλυτη θέση που είναι το Κ.Β.
 

                Καλημερα και απο εμενα.Να συμπληρωσω απλως  για τα 3 ειδη ευσταθειας που αναφερθηκε ο Γιαννης, (και σε επιπεδο εγκυκλοπιδικων γνωσεων), οτι  σε ολα τα μαχητικα α/φη δευτερης γενιας (π.χ. F-4, F-104 κτλ), η ευσταθεια (και παντα σε σχεση με τα εξωτερικα φορτια και την διαμορφωση), ηταν απο θετικη ως και ουδετερη γι αυτο και ο χειρισμος τους ηταν αποκλειστικα MANUAL.Στα α/φη τριτης γενιας , (π.χ. F-16, RAFALE κτλ), η ευσταθεια τους κυμαινεται απο ουδετερη ως αρνητικη, γι αυτο και χαρακτηριζονται ασταθη αεροδυναμικα συστηματα.Αυτος βεβαια ειναι και ο λογος της μεγαλης  ευελιξιας  τους, ομως ειναι αδυνατον να πεταξουν ελεγχομενα μονο απο τους χειριστες τους                                                                                                                                 
                 Εκει λοιπον, παρεμβαινει το περιφημο  FLIGHT BY WIRE,  το οποιο ειναι ενα συνολο ηλ. συστηματων αποτελουμενο απο 2 υπολογιστες οι οποιοι εμπεριεχουν ολο τον φακελο πτησεως του α/φους,  και ουσιαστικα συμλπηρωνουν η' " ψαλιδιζουν"  τις εντολες των χειριστων, ετσι ωστε το αφος να μην "βγαινει", ποτε απο τον φακελο πτησεως.Αν για καποιο λογο, το α/φος "πεσει"  σε καποια κατασταση OUT OF CONTROL, οι υπολογιστες παρακαμπτουν τελειως τον χειριστη, αναλαμβανουν τον ελεγχο, βαζουν το αεροπλανο ξανα στον φακελο, και εν συνεχεια παραχωρουν τον  ελεγχο.Τελος να συμπληρωσω, οτι η κινηση στα πηδαλια δεν δινεται πλεον με τις "παραδοσιακες" ντιζες, αλλα με οπτικες ινες ,(καλωδια θα μπορουσαμε να πουμε χονδροειδως), τα οποια μεταφερουν  MILIVOLT (διαφορετικες τασεις ρευματος), σε σερβομηχανισμους, (ACTOUATORS), αναλογα με την πιεση που ασκει ο χειριστης στο χειριστηριο.Γι αυτο και στα νεα μαχητικα, τα χειριστηρια κινουνται ελαχιστα, αφου δεν δινουν μηχανικη κινηση αλλα ρευματα.                               
                                             Τετραδακος Δ. 

Στο συνγκεκρημενο υπερελαφρο την δυναμικη ευσταθεια επιρεαζει και ενας ακομα παραγοντας
και αυτος ειναι και ο λογος που πεταγε.Η οση της προπελας σε σχεση με το κεντρο οπισθελπουσας
και αυτο γιατι ο κινητηρας ειναι τοποθετιμενος πισω και πανω (pusher)  αυτο εχει σαν αποτελεσμα να
δημιουργει ροπη η οποια πιεζει την μυτη του αεροπλανου προς τα κατω.
Η αντησταθμιση θα επρεπε να γινοταν απο το elevetor αναλογα με της στροφες του κινητηρα
και οχι απο το κεντρο βαρους προσπαθω να φανταστω τι θα γινει εαν σβησει ο κινητηρας και
μαλιστα κατα την απογειωση που δεν θα εχει ταχυτητα και υψος.
Αυτο που επισης δεν μπορω να καταλαβω ειναι πως εκανε weight and balance την στιγμη
που με σβηστο τον κινητηρα ο ρινεος τροχος δεν παταει στο εδαφος ακομα και με τον πιλοτο
αλλα και τον επιβατη στη θεση τους?

Αγαπητέ Βασίλη, δικαιολογημένες οι απορίες σου.

Αλλά, η πράξη μας διαψεύδει. Αφού το συγκεκριμένο σκάφος πέταξε, σημαίνει ότι το κέντρο βάρους του είναι μέσα στα όρια που μπορεί να αποδεχθεί χωρίς να γίνει επικίνδυνο.
Η θέση στο έδαφος, (που δεν ακουμπάει ο τροχός) έχει να κάνει μόνο με τη θέση του άξονα των κεντρικών τροχών ως προς το κέντρο βάρους.

Το ότι ο άξονας έλξης/ πρόωσης είναι επάνω από το κέντρο βάρους, τριμάρει μεν αλλά δεν συγχωρεί ένα εκτός θέσης Κ.Β.
Αν πράγματι το Κ.Β. ήταν πιό πίσω και από το τελευταίο επιτρεπόμενο ασφαλές σημείο, τότε δεν θα υπήρχε σήμερα αυτό το σκάφος.
Το ελικόρευμα επάνω στα πηδάλια Α/Κ θα του έδινε δυναμική αστάθεια (αρνητική ευστάθεια), και θα έμπαινε σε ταλάντωση που όλο και θα μεγάλωνε, έως ότου σκάσει κάτω.
Αρα εγώ πιστεύω ότι τον σώνει ο "μεγάλος όγκος της ουράς" (επιφάνεια stabilizer+elevators  x  απόσταση από το Κ.Β.) που έχει φέρει το κέντρο άνωσης αρκετά πίσω.
Τι λέει ο χειριστής; Στην ολίσθηση σίγουρα δεν έχει κινητήρα. Δίνει down elevator?