Γιατί το αεροπλάνο μας φεύγει αριστερά κατά την απογείωση;


 
24-11-2020 
 
 
Ωραία λοιπόν!
  
Φτιάξαμε το καινούργιο, πανέμορφο μοντέλλο μας! Και ήρθε η ώρα να το δοκιμάσουμε για πρώτη φορά!
 
Έχουμε ελέγξει εξονυχιστικά όλες τις συμμετρίες του μοντέλλου, ελέγξαμε πολύ προσεκτικά την ουδέτερη θέση όλων των πηδαλίων και τις κινήσεις που προβλέπει ο κατασκευαστής.
 
Όλα άψογα!
 
Είμαστε πάνω στον διάδρομο με τη μηχανή σε λειτουργία, ο άνεμος είναι ασθενής και πάνω ακριβώς στον διάδρομο.
 
Tέλεια!
 
Με κάποιο τρακ ομολογουμένως, δίνουμε προοδευτικά τα γκάζια στον κινητήρα και το αεροπλάνο μας αρχίζει να τροχοδρομεί στον διάδρομο.
 
Φουλάρουμε, και...
 
... και εκεί, αρχίζει και χαλάει! Το μοντέλλο αρχίζει να παίρνει αριστερά και μέχρι το τέλος του διαδρόμου κοντεύει να βγει έξω από αυτόν! Ευτυχώς προλαβαίνει και απογειώνεται, αλλά και πάλι "τραβάει" λίγο αριστερά! Τώρα όμως είμαστε στον αέρα, το αεροπλάνο μας έχει ταχύτητα, η μηχανή ουρλιάζει με το μέγιστο της ισχύος της και είμαστε σε θέση να διορθώσουμε!
 
Ήδη όμως αισθανόμαστε μια μικρή απογοήτευση! Τι δεν πήγε καλά; Κάποιο μικρό κατασκευαστικό λάθος; Κάποιο λάθος μας στις ρυθμίσεις; Μήπως δεν είμαστε και τόσο ικανοί πιλότοι;

Ηρεμήστε! Δεν φταίτε εσείς!

Υπάρχουν 4 τουλάχιστον λόγοι, για τους οποίους το μοντέλλο θα "τραβήξει" κατά την απογείωση αριστερά, τις περισσότερες φορές! Ας τους δούμε έναν-έναν:
 

1. Η ροπή της μηχανής

Ο 3ος Νόμος του Νεύτωνα ορίζει ότι για κάθε δράση (δύναμη) υπάρχει και μια αντίδραση. Καθώς λοιπόν η μηχανή γυρίζει και επιταχύνει την έλικα προς τα δεξιά (δεξιά εννοούμε όπως πάνε οι δείκτες του ρολογιού, όπως βλέπουμε το αεροπλάνο σαν να είμαστε στο πιλοτήριο) ασκείται στο μοντέλλο μια ίση και αντίθετη δύναμη, που τείνει να το στρέψει (Roll) προς τα αριστερά!
 
 
Εδώ είναι όπως βλέπουμε το μοντέλλο από μπροστά, όπως δηλαδή όταν βάζουμε μπροστά τη μηχανή

 
Όσο το μοντέλλο τροχοδρομεί και οι ρόδες του ακουμπούν ακόμα στο διάδρομο, η αριστερή ρόδα δέχεται μεγαλύτερη πίεση από την δεξιά και τείνει να φρενάρει λίγο. Η δεξιά ρόδα αντίθετα ελαφραίνει, το μοντέλλο τείνει λοιπόν να στρίψει προς τα αριστερά.



2. Ο συντελεστής "P".

Λέγεται αλλιώς και "ασυμμετρική φόρτιση έλικας" και έχει να κάνει με το γεγονός ότι το τμήμα της έλικας που κινείται προς τα κάτω δέχεται περισσότερο φορτίο απ ότι αυτό που κινείται προς τα επάνω, όταν το αεροπλάνο έχει σχετικά μεγάλη γωνία προσβολής, όπως συμβαίνει κατά την απογείωση.
 
Το Thrust της έλικας λοιπόν είναι μεγαλύτερο από την πλευρά της έλικας που κατεβαίνει, τη δεξιά πλευρά της (όπως βλέπουμε την έλικα μέσα από το πιλοτήριο)  και τραβάει το αεροπλάνο προς τα αριστερά.

Όμως ο συντελεστής "P" είναι ένα αρκετά σπουδαίο αεροδυναμικό φαινόμενο και θα αφιερώσουμε ένα μελλοντικό άρθρο, αποκλειστικά σε αυτόν.

Το φαινόμενο είναι εντονότερο σε ένα "tail-dragger" αεροπλάνο, δηλαδή με το ροδάκι πίσω.

Αυτή λοιπόν η ασυμμετρική φόρτιση της έλικας τείνει να στρέψει το μοντέλλο μας προς τα αριστερά.
 

3. Γυροσκοπικό φαινόμενο

Χωρίς να επιχειρήσουμε να αναλύσουμε εδώ πώς δουλεύει ένα γυροσκόπιο (ίσως θα άξιζε και γι αυτό ένα μελλοντικό άρθρο), θα πούμε συνοπτικά ότι η περιστρεφόμενη έλικα δρα ως γυροσκόπιο. 

Όταν σε ένα "tail-dragger" μοντέλλο σηκώνεται η ουρά του μετά από μερικές δεκάδες μέτρα τροχοδρόμησης, ασκείται μια δύναμη στην κορυφή της έλικας, η οποία όμως, λόγω της περιστροφής της έλικας στη φορά των δεικτών του ρολογιού, φαίνεται σαν να εφαρμόζεται σε 90 μοίρες πιο μπροστά, κατά την φορά περιστροφής, δηλαδή στο δεξιό άκρο της έλικας.
 
 


 

Αυτό λοιπόν έχει σαν αποτέλεσμα, η έλικα να "τραβάει" το αεροπλάνο προς τα αριστερά.
 
Καταλαβαίνουμε ότι η περίπτωση αυτή ισχύει για "tail-draggers" μοντέλλα.
 
4. Το ελικοειδές αερόρευμα.
 
Αυτό συμβαίνει όταν η έλικα γυρίζει γρήγορα, στο μέγιστο των στροφών της, ενώ το μοντέλλο μας πηγαίνει αργά, όπως συμβαίνει τη στιγμή της απογείωσης, που δεν έχει αποκτήσει ακόμη ταχύτητα.
 
Το αερόρευμα που προκαλεί η έλικα χτυπάει τότε το κάθετο ουραίο στην αριστερή του πλευρά και τείνει να στρέψει το αεροπλάνο προς τα αριστερά, δείτε το παρακάτω σχήμα για να το καταλάβετε:
 
 
 
Το ελικοειδές αερόρευμα χτυπάει το κάθετο ουραίο από τα αριστερά και προκαλεί στροφή του αεροπλάνου προς τα αριστερά (αριστερό YAW)

 
Η ένταση αυτού του φαινομένου εξαρτάται από τη μορφή του αεροπλάνου, αλλά και σε ποια φάση πτήσεως βρίσκεται.

Είδαμε λοιπόν ότι 4 φαινόμενα επιδρούν και στρέφουν το μοντέλλο προς τα αριστερά, κατά τη φάση της τροχοδρόμησης και της απογείωσης.

Το δεξιό THRUST που δίνουμε στη μηχανή, μετριάζει κάπως αυτά τα φαινόμενα.

Το υπόλοιπο πρέπει να το κάνουμε εμείς, με τη σωστή χρήση του RUDDER.
 
Η περιστροφή (ROLL) του μοντέλλου σαν αντίδραση στην περιστροφή της έλικας, δεν διορθώνεται (όπως εσφαλμένα πιστεύουν πολλοί αερομοντελιστές) με το δεξιό THRUST της μηχανής, αλλά τριμάροντας λίγο τα AILERON δεξιά. Το δεξιό Thrust του κινητήρα αντισταθμίζει μόνο την τάση για αριστερό YAW.
 

Καλές απογειώσεις!


Γ. Καρασούλας