Frisbee-tyyppiset lennätettävät

Seuraa 
Viestejä8558
Liittynyt16.3.2005

Miksi tuollaiset vinhasti hyrränä pyörivät laitteet lentävät mainiosti? Pentuna meillä oli tapana heitellä huopakaton palasia jyrkänteen reunalta ja ne lensivätkin joskus huimia matkoja, jos pysyivät suorassa. Joskus heitin maalipurkin kannen aivan älyttömän makeasti.

Nykyajan sovellus: Otetaan CD-levy ja kiihdytetään jollain huikeaan nopeuteen vaikka muutama sata kierrosta sekunnissa. Tasapainoinen levy kyllä sallii tuon. Lentääkö jotenkin erityiseen tapaan, kun sen saattaa liikkeeseen?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Sivut

Kommentit (17)

Heksu
Seuraa 
Viestejä5462
Liittynyt16.3.2005

Eipäkai siinä mitään muuta mystillistä tapahdu kuin se, että pyörivä levy pysyy osapuilleen samassa asennossa lentäessään ilmojen halki. Pyörimätön levy kiepsahtaa heti vinksalleen pienimmästäkin impulssista.

EDIT: Tarkemmin ilmaistuna pyöriminen aiheuttaa sen, että levyyn kohdistuva, momentti vaikuttaa levyyn 90 asteen kulmassa. Seurauksena ilmavirran ja levyn välinen kulma pysyy aika pitkälti vakiona, levy/frisbee tosin saattaa kiertyä lentoradan muodostaman akselin ympäri.

Vierailija

Eiköhän pyörimisen aiheuttama keskipakoisvoima pidä symmetrisen CD-levyn ilmalennon aikana suunnilleen samassa asennossa kuin heittohetkellä. Kapean reunan olematon ilmanvastus yhdistettynä suht laajaan liitopinta-alaan voi saada sen lentämään vaikka kuinka kauas. Frisbeet taas ovat usein enemmän lautasmaisia ja niillä on erilaiset lento-ominaisuudet, mistä johtuen heittohetkellä kallellaan vasemmalle ollut frisbee saattaakin kääntyä oikealle saatuaan ilmaa alleen. Eivätkä ne lennä yhtä pitkälle leveämmän reunansa aiheuttaman ilmanvastuksen vuoksi, ellei satu aivan ihanteellisia tuuliolosuhteita.

Vierailija

CD-levy ei saa kunnolla ilmaa alleen eikä pysy vakaana lennossa kun siinä ei ole alaspäin taittuvia reunoja. Jos CD-levyn heittää frisbeen tyyliin, kääntyy se hyvin nopeasti pystyyn ja putoaa maahan.

Vierailija

frisbeen profiili (vrt. lentokoneen siipi) saa aikaan ilmanpaine-eron ylä- ja alapuolen välillä, eli alipaineen profiilin yläpuolelle (noste). pyörimisliike pitää sen vakaana (vrt. hyrrä).

Paul M
Seuraa 
Viestejä8558
Liittynyt16.3.2005
Palk0
CD-levy ei saa kunnolla ilmaa alleen eikä pysy vakaana lennossa kun siinä ei ole alaspäin taittuvia reunoja. Jos CD-levyn heittää frisbeen tyyliin, kääntyy se hyvin nopeasti pystyyn ja putoaa maahan.

Jos levy pyörii hyrränä monta sataa kierrosta sekunnissa, niin eipä kierry mihinkään.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija
Paul M

Jos levy pyörii hyrränä monta sataa kierrosta sekunnissa, niin eipä kierry mihinkään.

Tosiaan, kaverin kanssa testailtiin AEG:n SB2-1010 D:llä. Liitettiin poranterään korkki (mahtui juuri CD-levyn reikään). En tiedä tarkkaa pyörimisnopeutta mutta nopeasti vispasi jo ykkösvaihteella. Ja tasaisesti lensi. Kakkosvaihteella levyt hajosivat sirpaleiksi törmätessään.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Kyy
frisbeen profiili (vrt. lentokoneen siipi) saa aikaan ilmanpaine-eron ylä- ja alapuolen välillä, eli alipaineen profiilin yläpuolelle (noste). pyörimisliike pitää sen vakaana (vrt. hyrrä).

Noste syntyy lähinnä oikeasta kohtauskulmasta, aivan kuten lentokoneen siivenkin tapauksessa. Nostetta ei saada aikaan siiven profiililla (monien lentokoneiden siipiprofiilit ovatkin symmetrisiä), vaan nimenomaan sopivalla kohtauskulmalla suhteessa ilmamassaan.

Frisbeen reunan muoto johtunee puhtaasti siitä, että massaa on haluttu firbeen ulkokehälle, jolloin sen saaminen pyörivään liikkeeseen helpottuu. Frisben pyörimisnopeus on pieni verrattuna koneellisesti pyörimisliikkeeseen saatettuun CD-levyyn.

Levy lentää pitkälle, jos se lentää oikeassa kulmassa suhteessa painovoimaan. Näin sopivalla kohtauskulmalla levy saa nostetta. CD:n ei tarvitse kulkea jyrkän baraabelin muotoista rataa vaan se voi edetä lähes suoraviivaisesti.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8558
Liittynyt16.3.2005

Mieleen hiipii epäilys, että pyörimisliike kampeaa lisää liikevoimaa ilmasta. Toinen puoli hyrrästä kohtaa ilmaa turbulensseineen eri nopeudella kuin toinen reuna. Voisiko taaksepäin suuntautuva osa pyörimisliikkeestä saada aikaan merkittävästi isompaa turbulenttista voimaa? Tietenkin tuo voima aiheuttaisi liikkeen kaartumista paitsi jos samalla on olemassa pieni kallistus korjaamaan kaartumista. Paras lento tulisi lievällä kallistuksella toisin sanoen. Kaartaminenhan on tuttua noilla vehkeillä, mutta suoraviivainen lento on parasta lajia.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

salai
Seuraa 
Viestejä7095
Liittynyt17.3.2005
Volitans
Noste syntyy lähinnä oikeasta kohtauskulmasta, aivan kuten lentokoneen siivenkin tapauksessa. Nostetta ei saada aikaan siiven profiililla (monien lentokoneiden siipiprofiilit ovatkin symmetrisiä), vaan nimenomaan sopivalla kohtauskulmalla suhteessa ilmamassaan.

Eli kaikki nämä vuodet olen saanut väärää tietoa (tai ymmärtänyt saamani tiedon väärin)? Yritin googlettaakin, mutta ei sielläkään tiedetty asian tuollaiseksi muuttuneen. Joten jotain perusteluja kaipaisin.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
salai
Volitans
Noste syntyy lähinnä oikeasta kohtauskulmasta, aivan kuten lentokoneen siivenkin tapauksessa. Nostetta ei saada aikaan siiven profiililla (monien lentokoneiden siipiprofiilit ovatkin symmetrisiä), vaan nimenomaan sopivalla kohtauskulmalla suhteessa ilmamassaan.

Eli kaikki nämä vuodet olen saanut väärää tietoa (tai ymmärtänyt saamani tiedon väärin)? Yritin googlettaakin, mutta ei sielläkään tiedetty asian tuollaiseksi muuttuneen. Joten jotain perusteluja kaipaisin.

Minullekin asia opetettiin koulussa väärin. Jo silloin ihmettelin ja kyseinalaistin koko teorian, sillä ainakin itselläni oli jo silloin symmetrisellä siipiprofiililla varustettu lennokki - ja hyvin lensikin.

Empiirisellä kokeella selviää helposti: Ota vaikka A4-kokoinen pahvinpalanen, vaneri tms ja liikuta sitä nopeasti vaakatasossa. Vaakatasossa ei nostetta tunnu. Nyt kun käännät pahvia, niin kohtauskulma kasvaa ja nostetta syntyy. Negatiivisella kohtauskulmalla saadaan aikaan negatiivista nostetta (kuten kilpa-autojen siivissä). Saman ilmiön voit testata vaikkapa 100 km/h liikkuvassa autossa pistämällä kätesi ulos ikkunasta ja testaamalla näin eri kohtauskulmien vaikutusta.

Ilma yksinkertaisesti ahtautuu siiven alle ja tästä syntyy paine-ero, joka saa noston aikaiseksi.

Lentokoneissa tarvitaan siipiprofiilia, koska siivellä on oltava paksuutta, jotta se ensinnäkin kestäisi. Toisekseen siivessä täytyy olla tilaa ohjainpintojen mekanismeille. Samaan tilaan mahtuu myös kätevästi polttoaine, sillä muuttuvan kuorman on syytä olla mahdollisimman lähellä lentokoneen painopistettä.

salai
Seuraa 
Viestejä7095
Liittynyt17.3.2005

Roskaa.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8558
Liittynyt16.3.2005

Muistuipa mieleen, että se makein liito siitä jyrkänteeltä lähtikin aivan yllättävällä välineellä. Ja se oli mikäpä muukaan kuin pieni raastinrauta. Miksi lienee lasten leikkeihin luovutettu. Sellainen kämmenen kokoinen hyvin litteä hieman kaarevaksi taivutettu, jossa pieni sanka päässä (uskomatonta tiedettä 10+ -vuotiaalta). Ainakin tuo väline oli aivan erityinen, koska sen raastinreiät varmasti tarttuivat ilmaan. Raastoi ilmaa. Lensi varmaan tuollaiset 100 metriä.

Miettikäähän tuota.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija

Lentokoneessa noste syntyy siipikaaren muodosta, mutta myös siiven ja korkeus peräsimen välisestä asetus kulmasta.

Siiven ylä ja alapuolelle syntyy paine ero, koska sama ilmamassa menee siiven molemmilta puolilta yhtä aikaa. Siiven ylä puolella ilma virtaa kovempaa, kuin ala puolella ja siipeen muodostuu nostetta.

Lennokin tai lentokoneen saa lentämään levyn muotoisilla siivillä, siipikaarettomilla siivillä. Tosin ilman vastus nousee korkeaksi ja nostekin on aika huono.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005

Ilmanvastus muodostuu ilmanvastuskertoimesta kerrottuna otsapinta-alalla korotettuna nopeuden toiseen potenssiin . Ohuella siivellä on siis pienempi ilmanvastus kuin paksulla.

Ja se noste syntyy paine-erosta siiven eri puolilla - tosin noste on väärä ilmaus tässä yhteydessä, sillähän tarkoitetaan kappaleen tiheydestä riippuvaa kappaleen syrjäyttämän nestemäärän mukaista nostetta (Arkhimedeen laki). Oikea termi on nostovoima.

Asia ei kuitenkaan ole aivan yksioikoinen, sillä kaarevalla siivellä saadaan aikaan myös ns. Coanda-ilmiö.

En nyt jaksa käydä luennoimaan - nopealla googlettamisella löytyi ainakin seuraava linkki, jossa asiaa on selvitetty:

http://jef.raskincenter.org/published/coanda_effect.html

Heksu
Seuraa 
Viestejä5462
Liittynyt16.3.2005

Lentokoneen nostovoima on todellakin kiintoisa ilmiö, ja sitä voidaan tarkastella monesta näkökulmasta. Voidaan puhua bernoullista, newtonista, paine-eroista, sirkulaatiosta ja ties mistä, ja kaikki ovat jollain tavalla oikeassa, tarkastelevatpa vain asiaa eri näkökulmista.

Tärkein tekijä on kuitenkin ihan oikeasti se kohtauskulma, aamen ja piste. Tämänhän todistaa paperilennokki ja lentävä cd-levy, joilla ei ole mitään sen kummempaa profiilia. Tai kärpänen, katsokaapa sen siipiprofiilia... Kaarevuudella ja paksuudella voidaan kyllä parantaa siiven lento-ominaisuuksia. Ehkäpä tärkein siiven ominaisuuksia mittaava tekijä on nostovoima/vastus-suhde, eli yksinkertaisesti nostovoiman ja vastuksen välinen suhde. Siipi on aina monen tekijän kompromissi, eikä täydellistä siipeä olekaan.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat