Hvordan fungerer helikopterblader i forhold til lufta?

[Hawkis]

I naturfagen har vi laget "papirhelikoptere" der vi klippet og brettet dem forskjellig, for så å ta tiden fra div.fallhøyder. To av tre var brettet så dem hadde "Helikopterblader", og det var da disse som traff bakken sist. Hvorfor bremses farten når "helikopterbladene" roterer/spinner? Hvordan skaper disse en oppdrift?

[kjetilkl]

usikker på hva du mener var forskjellen og hvordan rotorene dine var, men hovedprinsippet bak de fleste flyvinger og rotorer er det samme - de er buet og har derfor større overflate på oversiden, dette gjør at luften får større hastighet der, og dette genererer ett løft.

 

På helikoptre har man som oftest i tillegg muligheten til å justere vinkelen på bladene mot lufta, og på den måten øke og minske løftet.

[Teemonster]

I naturfagen har vi laget "papirhelikoptere" der vi klippet og brettet dem forskjellig, for så å ta tiden fra div.fallhøyder. To av tre var brettet så dem hadde "Helikopterblader", og det var da disse som traff bakken sist. Hvorfor bremses farten når "helikopterbladene" roterer/spinner? Hvordan skaper disse en oppdrift?

 

Prøv å lim fast rotorbladene så de ikke kan spinne og se om de faller saktere da også. Min gjetning ville være at det bare var større tverrsnittsareal og dermed mer luftmotstand og at det ikke hadde noe med at de "roterte" men jeg aner ikke hvoran geometrien til disse figurene er så vanskelig å si

 

 

edit: okei tror jeg leste litt for fort og trodde dere hadde lagt ordentlige helikoptere men dere har bare brettet papirark, okei, uansett antar det var pga større maksimalt tverrsnittsareal i fartsretningen som oftest gir mer luftmotstand og dermed saktere fall

Endret 12. september 2014 av Teemonster

[arne22]

Et slikt hjemmelaget papirhelikoper flyr ikke som et helikopter men som et gyrokopter. (Eller et helikopter i autorotasjon.)

 

https://www.youtube.com/watch?v=T1unMk-sYNo

 

https://www.youtube.com/watch?v=058NelwSkkw

 

Grunnen til at gyrokopteret kan fly er en økning i relativ vindhastighet pga rotorens rotasjon og en minsking av "angle of attack", altså noen litt kompliserte aerodynamiske prinsipper.

 

Vanlige helikoptre kan også fly etter dette prinsippet ved en motorstans. Det detter ikke ned som en stein, men man klarer å få til en pen glidende landing. Gyrokoptret har en motor og en propell som dytter forover slik at det holder seg i luften.

 

Her var også en ganske bra forklaring av prinsippet bak autorotasjon:

https://www.faasafety.gov/gslac/ALC/course_content.aspx?cID=104&sID=452&preview=true

Endret 12. september 2014 av arne22

[ATWindsor]

usikker på hva du mener var forskjellen og hvordan rotorene dine var, men hovedprinsippet bak de fleste flyvinger og rotorer er det samme - de er buet og har derfor større overflate på oversiden, dette gjør at luften får større hastighet der, og dette genererer ett løft.

 

På helikoptre har man som oftest i tillegg muligheten til å justere vinkelen på bladene mot lufta, og på den måten øke og minske løftet.

 

Det er ikke lufthastigheten over vingene/rotorene (i forhold til hastigheten under) som gjør at man får ett løft.

 

AtW

[Teemonster]

Kunne du lage en tegning av "papirhelikopterene" dine ?

[Hawkis]

For å oppklare har jeg lagt ved mal til papirhelikopterene samt. bilde av dem klippet og brettet. Vet at disse er svært enkle, men dette forsøket var hovedsakelig for å lære å skrive rapport og bruke statistikk. Konklusjonen skal da inneholde en teori om hvorfor det gikk som det gikk. Derfor vil jeg vite følgende i korte trekk:
a) Hvorfor spinner papirhelikopterene automatisk når de slippes?
b) Hvorfor bremser dette farten?
c) Hvordan skaper dette oppdrift?

 

Kan nok skrive utifra det som allerede er postet, men det er bare å tilføye informasjon hvis dere gidder. Takk til dere som allerede har postet, setter veldig pris på det

[kjetilkl]

Det er ikke lufthastigheten over vingene/rotorene (i forhold til hastigheten under) som gjør at man får ett løft.

 

 

Vel, jeg vet det er en grov forankling ref Bernoulli's prinsipp, og at dte teknisk sett er luftrrykket som skapes av hastigheten, men da kan du jo kanskje forklare det bedre istedet for å si at det er feil?

[ATWindsor]

 

Det er ikke lufthastigheten over vingene/rotorene (i forhold til hastigheten under) som gjør at man får ett løft.

 

 

Vel, jeg vet det er en grov forankling ref Bernoulli's prinsipp, og at dte teknisk sett er luftrrykket som skapes av hastigheten, men da kan du jo kanskje forklare det bedre istedet for å si at det er feil?

 

 

Hehe, så fliespikkende er jeg ikke at jeg henger meg opp i at det er ett trykk som utøver selve kraften, poenget er at det ikke er riktig at grunnen til løftet er at lufta må bevege seg fortere for å komme over vingen på samme tid som luft bruker på å gå den kortere distansen under.

 

Løft er ganske komplisert, men for å få en enkel forklaring synes jeg newtons lover er det mest praktiske, man endrer retningen på lufta som kommer mot vingen til å reflekteres nedover, den resulterende motkraften løfter vingen oppover. Men også dette er en forenkling som ikke tar for seg alle nyansene.

 

EDIT: En litt mer grundig sak om temaet: http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/9035708/Cambridge-scientist-debunks-flying-myth.html

 

AtW

Endret 13. september 2014 av ATWindsor

[DippyDawg]

 

usikker på hva du mener var forskjellen og hvordan rotorene dine var, men hovedprinsippet bak de fleste flyvinger og rotorer er det samme - de er buet og har derfor større overflate på oversiden, dette gjør at luften får større hastighet der, og dette genererer ett løft.

På helikoptre har man som oftest i tillegg muligheten til å justere vinkelen på bladene mot lufta, og på den måten øke og minske løftet.

 

Det er ikke lufthastigheten over vingene/rotorene (i forhold til hastigheten under) som gjør at man får ett løft.

 

AtW

og hva er det da som genererer løft, om ikke tverrsnittet på et rotorblad er likt en flyvinge som mer buet på oversiden, slit at luften vil gå raskere der enn på undersiden. Luftmolekyler som er naboer før de blir adskilt av vingen vil bli naboer igjen etter de har passert vingen. Og siden lufthastigheten stiger, så minsker trykket, ergo blir det vacuum på oversiden av vingen som vil suge den oppover?

[Spitfire396]

og hva er det da som genererer løft, om ikke tverrsnittet på et rotorblad er likt en flyvinge som mer buet på oversiden, slit at luften vil gå raskere der enn på undersiden. Luftmolekyler som er naboer før de blir adskilt av vingen vil bli naboer igjen etter de har passert vingen. Og siden lufthastigheten stiger, så minsker trykket, ergo blir det vacuum på oversiden av vingen som vil suge den oppover?

 

 

Det holder at vingene er tiltet. Når flyet beveger seg fremover vil den da skyve luft nedover. På grunn av Newtons 3. lov vil da normalkraften skyve flyet oppover.

[arne22]

Spørsmålet er vel formulert på en litt missvisende måte.

 

Først så spør man om hvordan heikopterblader virker i forhold til lufta.

 

Så omformulerer man problemstillingen til et spørsmål som kunne tolkes til å være: Hvordan virker et gyrokopter?

 

Til sist så viser man et bilde av det eksperimentet som er utført som viser at det hverken dreier seg om helikopteret eller gyrokopteret sitt prinsipp, altså ingen av delene.

 

Det spørsmålet som står igjen, etter at bildet av eksperimentet er lagt ut det blir vel nærmest: Hvorfor faller den papirbiten som er brettet på en spesiell måte mer langsomt enn de andre?

 

Det vil jeg tro skyldes to grunner. 1. Papirbiten vil rotere og gjennom rotasjonen dekke et større luftareal og den vil være i kontakt med en større luftmengde. 2. Relativ lufthastighet vil bli større og luftmassene gjennom rotoren vil bli utsatt for en "sidelengs" akselerasjon. Det gir en trykkforskjell mellom overside og underside som bremser fallet. (Med litt velvilje så har vi da kanskje litt av gyrokopterets prinsipp i bruk.

 

Rotoren til et gyrokopeter må ikke nødvendigvis ha en "flyvingeprofil" og ikke et helikopter heller, men de kan ha det. Rotorbladene på Sikorsky S-61N er for eksempel forholdsvis symtriske.

 

Her er ellers en film som viser oppbyggingen av rotorhodet til S61. Den viser også hvordan man kan kontrollere rotobladenes relative angrepsvinkel i forhold til luften ved bruk av collective og cyclic stick. (Som styrer den blå dingsen (Swash plate) litt nede i filmen som igjen styrer angrepsvinkelen til rotorbladene gjennom en 360 graders rotasjon.)

 

https://www.youtube.com/watch?v=83h6QK-oJ4M

 

Ellers for den som interesserer seg litt for aerodynamikk og rotorteori, sånn litt i dybden, så googlet jeg opp en ganske interressant beskrivelse av vindmøllens prinsipp. Det er jo sånn sett noe av de identisk samme aerodynamiske prinsippene for et helikopeter og en vindmølle, men prinsippene brukes på akkurat motsatt måte. (Helikopter: En "roterende torque" produserer en vindhastighet. Vindmølle: En vindhastighet produserer en "roterenede torque".)

 

http://brage.bibsys.no/xmlui/bitstream/handle/11250/182874/Byre,%20Andreas.pdf?sequence=1

 

(Det er ellers ikke noe som heter "roterende torq". Mekanisk effekt som er lik produktet av turtall og dreiemoment levert inn på en aksling, blir vel en riktigere, men en mer tungvint formulering.)

 

Nøkkelfaktorer for rotorbladenes aerodynamiske virkning er jo "aerodynamisk profil", "relativ vindhastighet" og "relativ angrepsvinkel - AOA) Se også denne tegningen.

Endret 13. september 2014 av arne22

[Anders HR]

On 9/12/2014 at 7:41 PM, ATWindsor said:

 

Det er ikke lufthastigheten over vingene/rotorene (i forhold til hastigheten under) som gjør at man får ett løft.

 

AtW

Som beskrevet er formen på bladene buet, luftstrømmen går da fortere på oversiden. Da skapes det undertrykk over bladet, og det er det undertrykket som løfter. Det står også noe om en glidende landing ved autorotajon. Det er feil. Før landing ved autorotasjon flarer man, dvs man løfter nesen og stopper mest mulig av hastigheten framover, slik at selve landingen blir mest mulig vertikal.