Category: alapok

!!! Bevezető a modellezés világába

By , 2022. October 29 23:48

Nem egyszerű lépkedni az ismeretlenben. :)Ezen a ponton talán az az ösvény jó, mely az alapok és általános ismeretekhez vezet.

Rc Models vs. Rc Toys

Mit is jelent ez? A rádió távirányítású járművek két fő kategóriáját.

Rc Toys (Rádió távirányítású játékok)

Mára már ezerszám elérhetők a különböző típusú RC járművek.
Az egyszerűbb felépítésű, nyilván kiskorú gyerekeknek szánt modellek a játék RC-k, angolul  „RC-Toys”. Áruk jóval olcsóbb, mint a hobbi kategóriájú modelleké, egyszerűbb a szerkezet. Az alkatrészek más modellekbe nem építhetők be. Tehát, ha van egy ilyen autóm, az abból kiszerelt alkatrészt nem fogom tudni beépíteni egy másik gyártó autójába. Alkatrészeket sem lehet kapni hozzájuk, ha tönkremegy valami, az egész játék megy a kukába. Tényleg csak kcsi gyerekeknek való.

Rc toys - Rc Játékok

Rc toys – Rc Játékok

Rc Modell (Rádió távirányítású modell)

Ezek már komolyabb technikát képviselnek, leginkább felnőttek számára készültek.Nagy ekőnyük, hogy az alkatrészek modulárisak, tehát az egyik járműből kiszerelt alkatrész beépíthető egy másik járműbe. Például a motort kiszereljük egy hajóból és áttesszük egy autóba.

Szinte bármilyen Rc modellbe beépithető konfiguráció

Szinte bármilyen Rc modellbe beépíthető konfiguráció

A hobbi kategóriába tartozó modellek nagyon jól hangolhatóak, nem úgy, mint a játék modellek. Például az autóknál gyakran tudunk állítani kerékösszetartást, kerékdőlést, és gördülési szög beállításokat, ugyan úgy, mint a modell valódi megfelelőjénél.

A repülő és a földi, (illetve vízi) modellek vevőegységét biztonsági okokból kimondottan tilos és illegális átszerelni és felcserélni.

A legtöbb gyártó már kínál „frekvencia modult”, (közismert nevén kristályt) ami egyszerűen az adó hátuljába helyezhető, ami megváltoztatja az adó által kibocsátott rádiójel frekvenciáját, így tetszés szerint választhatunk saját csatornát modellünk irányításához. Az adókristály párját, a vevőkristályt a vevőberendezésbe helyezendő. Ezzel elkerülhetjük a frekvenciaütközést. Minden modern rádióadó támogatja a különböző funkciók finombeállítását.

Ki, ki döntse el, mit szeretne: egy egyszerű játékot, vagy egy bővíthető, fejleszthető modellt. Azért azt tudni kell, hogy a modellek drágábbak – és szerintem tartósabbak is.

Magyar Modellező Szövetség

MMSz Alapszabálya (2004) – klikk

MMSz Fegyelmi szabályzat (2004) – klikk

MMSz Működési szabályzat (2006) – klikk

MMSz Biztonsági szabályzat (2006) – klikk

MMSz Műrepülő (F3A) versenyek – Magyar szabályzata (2010) – klikk

MMSz Antik repülőmodellek (AF) – Magyar szabályzata (2010) – klikk

FAI Sportkódex

FAI Repülőmodellezés ABR kötet (2006) – klikk

FAI Repülőmodellezés F1 kötet – Szabadonrepülő modellek (2010) – klikk

FAI Repülőmodellezés F2 kötet – Körrepülő modellek (2010) – klikk

FAI Repülőmodellezés F3 kötet -Rádióirányítású műrepülés (2010) – klikk

FAI Repülőmodellezés F5-J kötet -Rádióirányítású vitorlázó repülés (2010) – klikk

FAI Repülőmodellezés AF, ARC kötet -Antik repülőmodellek (2010) – klikk

FAI (Fédération Aéronautique Internationale) CIAM (International Aeromodelling Commission) Modellosztályozása

F1 – Free Flight

F2 – Control Line

F3A – Radio Control Aerobatics

F3B/F3J – Radio Control Soaring

F3C – Radio Control Helicopters

F3D – RC Pylon Racing

F4 – Scale Models

F5 – Electric Flight

F6 – Airsports Promotion

F7 – Aerostats

S – Space Models

FAI Sporting Code Section 4 – 2010 Edition

Sporting Code Section 4 contains the rules and regulations for FAI recognised activities in model aircraft and space models. These regulations are the responsibility of the FAI Aeromodelling Commission (CIAM) and complement the General Section which contains the rules and regulations common to all FAI activities.

Section 4 is split into volumes to ease downloading the regulations for specific activities. Volume ABR gives the General Rules for CIAM activities, competitions and records that are applicable for each activity. The specific volumes contain all CIAM documents for the activity concerned: Official classes, World Cup rules, provisional classes, guide for organisers and judges. The specific activities and related volumes are shown in the tables below.

Click here for more information on the file formats used and the programs required to open, read and print those files.

Activity Edition File size Select
download site
ABR General rules for CIAM activities, Competitions and records 2010 1.0 MB FAI | Belgium
F1 Free Flight 2010 351 KB FAI | Belgium
F2 Control Line (revised edition, updated 6th January) 2010 1.43 MB FAI | Belgium
Control Line – Annex 4H 2010 338 KB FAI | Belgium
F3 Radio Control Aerobatics (revised edition, updated 10th February) 2010 1.35 MB FAI | Belgium
F3 Radio Control Soaring
(revised edition, updated 5th January)
2010 409 KB FAI | Belgium
F3 Radio Control Helicopter 2010 778 KB FAI | Belgium
F3 Radio Control Pylon Racing 2010 304 KB FAI | Belgium
F4 Flying Scale Models 2010 1.21 MB FAI | Belgium
F5 Radio Control Electric Powered 2010 619 KB FAI | Belgium
Radio Control Electric Powered – Annexes 5A-5E 2010 326 KB FAI | Belgium
F6 Airsports Promotion Classes 2010 1.17 MB FAI | Belgium
F7 Aerostats 2010 115 KB FAI | Belgium
SM Space Models 2010 361 KB FAI | Belgium

Fizika alaptörvényei, gázok tulajdonságai, mértékegységek

By , 2022. August 6 21:39

Mielőtt még belebonyolódnánk a részletekbe, tisztázzuk, miről is lesz itt szó. Aerodinamika szó görög eredetű, és azonnal elárulja hogy a tudományok ezen ága a levegőben (aerios) mozgó (dynamis) tárgyakkal, mozgás közben ébredő erőkel és kísérő jelenségekkel foglalkozik (és teljesen mindegy, hogy a tárgy mozog a levegőben, vagy a levegő süvít a tárgy körül, a kölcsönhatás analóg). Ezen az oldal kötegben röviden felelevenítjük a Newtoni fizika alaptorvényeit: foglalkozunk a sebességgel, szabadeséssel és a légellenállással, utánajárunk a gázok tulajdonságainak, a motoros és motor nélküli repülés sajátosságainak.

Repulessel kapcsolatos gondolatok mondhatni osiek.

VÉGES TERJEDÉSŰ SZÁRNY TMP

By , 2022. July 14 12:02

It turns out that the circulation on the wing is part of a much larger scheme of things. The circular part of the air flow is shed from the wings – mostly at the tips – to become the “trailing” vortices. If it were not for the viscosity of the air, the trailing vortices would continue clear back to the point on the ground where the flight began making what would look very much like a smoke ring. In reality, the trailing vortices are strong for at least 20 wing spans behind the plane and it is said that it would be a good idea to stay 10 to 15 miles behind an Airbus 380.

4. trailing with circulation.jpg

http://www.clker.com/inc/svgedit/svg-editor.html?paramurl=/inc/clean.html?id=41621

http://www.google.hu/imgres?start=119&hl=hu&safe=off&client=firefox-a&hs=HkY&sa=X&rls=org.mozilla:en-US:official&biw=1280&bih=846&tbs=itp:clipart&tbm=isch&tbnid=jTZvd8KyNIMVcM:&imgrefurl=http://www.clker.com/clipart-41621.html&docid=4hZYX-Qe9UuqHM&imgurl=http://www.clker.com/cliparts/e/e/2/9/1258128643633428473wirelizard_Top-down_Airplane_View.svg.hi.png&w=600&h=460&ei=jY6qUOeYKdCSswbAo4CQCA&zoom=1&iact=hc&vpx=495&vpy=419&dur=2156&hovh=197&hovw=256&tx=118&ty=76&sig=100566674577999627358&page=5&tbnh=149&tbnw=194&ndsp=34&ved=1t:429,r:43,s:100,i:133

Az indukált ellenállás csökkenése érdekében számos berendezést fejlesztettek ki, melyek segítségével akár 6% energiamegtakarítást lehet elérni.

Csillapító tervezése:

Ha tudjuk, mekkora fesztávolságú gépet szeretnénk, meg tudjuk állapítani a szárny karcsúságát. A téglalapszárnyra vetítve a kapott eredményt meg tudjuk határozni a szelvények húrhosszát és a szárny alaprajzi területét. Innen adódik a csillapítónk területét is, ami körülbelül 1/6 – 1/4 a szárnyfelületnek. Aszimmetrikus, felhajtó erőt termelő profil esetén akár 1/2 -e is lehet a szárnyfelületnek. Ugyanakkor a csillapító rosszabb körülmények között repül, mint a szárny, ezért nem érdemes túlzásba esni. Tehát a csillapító területét a következő képlet alapján számoljuk:

    \[S_s = \frac{S}{a},\]

ahol az S a szárny területe (dm2), a pedig elrendezéstől függő tényező, mely 2,3 és 4 között szokott lenni rövid orrú, rövid törzsű gépeknél. Hosszú törzsűeknél elérheti akár a 15 értéket is. Összeadva a szárny és a csillapító vízszintes síkra vetett vetületét kapjuk meg a modell összes vízszintes hordfelületét.

 

Itt következnek azok a halálosan unalmas és egyben ijesztő képletek. De nem kell megijedni, le vannak egyszerűsítve, és elegendő hozzájuk az egyszerű számtan. Egy mezei számológép kell majd hozzájuk, egy ceruza, egy papírlap és egy radír, ha újra kell valamit számolni. Jó, ha van a számológépen gyökvonás, meg pár alap trigonometrikus függvény, mint sin(x), cos(x), tg(x)

 

 

Aerodinamikai középhúr – az a húr, mely képviseli a szárnyat egészében, és amelyre úgy tekintünk, mintha fölötte hatnának a szárnyon ébredő erők. Természetesen, ez csak az eredők számításának egyszerűsítéséhez szükséges és a helyettesítési négyzet alakú szárny húrhosszát adja meg.

Aerodinamikai középhúr negyedhosszának meghatározása

α – összesített állásszög (profil+indukált) (Cl – ounce)

    \[\alpha =\alpha _0+\frac{(18.24\times C_L)\times (1+\tau)}{AR}\]

CD – összesített ellenállás együttható (profil + ellenállás) (Cl – ounce)

    \[C_D =C_D_0+\frac{(0,318\times C_L^{2})\times (1+\delta)}{\Lambda }\]

    \[C_i=\frac{^{c_y^{2}}}{\pi \lambda }(1+\delta )\]

Keletkező felhajtó erő (Cl – ounce, V-mph, S -sqv.inch, sigma – levegő sűrűsége 1-0.7)

    \[lift=\frac{C_L\times \sigma \times V^{2}\times S}{3519}\]

Szükséges felhajtó erő (Cl – ounce, V-mph, S -sqv.inch, sigma – levegő sűrűsége 1-0.7)

    \[C_L=\frac{lift\times 3519}{\sigma \times V^{2}\times S}\]

Modell sebessége (Cl – ounce, V-mph, S -sqv.inch, sigma – levegő sűrűsége 1-0.7)

    \[V=\sqrt{\frac{lift\times 3519}{\sigma \times C_L\times S}}\]

Összesített ellenállás (Cd – ounce, V-mph, S -sqv.inch, sigma – levegő sűrűsége 1-0.7)

    \[R=\frac{C_D\times \sigma \times V^{2}\times S}{3519}\]

Összesített forgató nyomatés (Cm- ounce, V-mph, S -sqv.inch, sigma – levegő sűrűsége 1-0.7)

    \[P_M=\frac{C_M\times \sigma \times V^{2}\times S}{3519}\]

http://www.aerodesign.de/profile/profile_m.htm
http://adamone.rchomepage.com
http://tracfoil.com/tracfoil/de/autresD.html

Iránymutatás stopposoknak

By , 2015. March 8 16:41

Mindennek van kezdete…

Igen sok tényezős a repülés termésezte, és nagyon sok fogás létezik, mely közelebb visz bennünket a sikeres modellgép repítéséhez. Mind ez időbe és szorgalmas, kitartó és pontosan kivitelezett munkába kerül. Kezdjük az alapokkal, hogy ne keljen visszatérni hozzájuk később, és olyan célokat tűzzünk ki, melyek elég magasak a képességeinkhez, de még elérhetőek számunkra. Ilyenkor egy tapasztalt “kolléga” tanácsa aranyat ér. Így biztosítani tudjuk a folytonos fejlődést és örömteli időtöltést önmagunk és társain számára egyaránt. Gondolkozzunk projektekben; és egy jó projekt, kisebb projektekből áll, és ha jól csináljuk, mindig akad egy kis örömteli pillanat.

Görbe gép építése – elfogadhatatlan!

Agyon szajkózott és nagyon fontos tényezője a gépnek, hogy a lehetőségeinkhez mérten, a legegyenesebb tengelyű gépet építsünk. Ha az elején nem kezdünk el figyelni a részletekre, elveszítjük a referenciapontjainkat. És ha a gépezet nem egyenes, soha nem tudjuk egyensúlyba hozni az ébredő erőket. A gép nehezen repülhető lesz, és eltérő sebességeknél éltérő tulajdonságokat fog mutatni és ezért, lényegében trimelhetetlen. Azonban, a “görbe” repülő is repül, első gépeink nem lesznek tökéletesek, sőt, a többi sem, és ez a normális, csak törekedni kell a tökéletességre.

Műszakilag kifogásolható gép üzemeltetése – elfogadhatatlan! 

Ne bízzunk semmit a véletlenre. Győződjünk meg minden alkatrész épségéről és minőségéről beépítés előtt. Győződjünk meg a gépünk megfelelő műszaki állapotáról repítés előtt. Javítsuk ki minden fellépő hibát, mielőtt tovább mennénk, vagy készítsünk hibajavító listát, ha csak később tudunk vele foglalkozni. A problémák nem oldódnak meg maguktól!

Nehéz gép építése – elfogadhatatlan! 

Egy valamit meg kell érteni, hogy miként a nagy repülőgépeket sem a “törhetetlen” fekete-doboz anyagából készítik, ugyanúgy nem érdemes túlzásokba esni a modell repülőgép építésében. Hatékony anyagfelhasználáshoz előbb azok tulajdonságait szükséges megismerni. Töltsünk egy kis időt alapanyagok pusztításával, így lehet tapasztalati ismereteket szerezni az anyagok rugalmasságáról, szilárdságáról. A megfigyelés és a tapasztalat a fontos. Egy függőleges földbecsapódás nagyobb erőt szabadit fel, mint egy közepesen kalapács becsapódás a fába. Ehhez képest sok balsagép túléli az ilyen becsapódást kisebb sérülésekkel.

Mennyi ideig tart egy jó gép megépítése, nem számít

Egy minőségi repülőgép építése hat hónapot is igénybe vehet. Egyes felmerülő problémák vagy csak tapasztalanságból ez akár többéves projekt is lehet. Egy jó és könnyen karbantartható modellgép gép sok tervezést, türelmet és tapasztalatot igényel. Jól megépített gép éveken át szolgálhatja a készítőjét, kisebb karbantartási munkálatok mellett (csővezetékek, akkumulátor). Egy kisebb baleset még egyáltalán nem ok egy gép “nyugdíjazásra”. Ezert, minden gépnél gondolni szükséges a karbantartásra is.

Ajánlott linkek:

Hogyan célszerű elkezdeni a modellezést?
Minimumlista kezdőknek

Egy kezdő modellező kérdései megválaszolva (FAQ)

By , 2013. May 14 08:07

Már pár éve tervezgetek, rajzolgatok, olvasgatok, építgetek, de mindig akad kérdeznivaló, így folyton-folyvást én is kérdezek, engem is megkérdeznek, kijárok a fórumokra. Nemrég belefutottam egy kezdő modellező kérdéscsokrába, mely kicsit nosztalgikus hangulatot keltett bennem, ezért úgy döntöttem, itt gyűjteni fogom azokat a kérdéseket/válaszokat, melyek nekem is oly sok fejtörést okoztak de ma már oly természetesnek a köreinkben. Na de lássuk, mi az, ami egy szorgos modellező nebuló agyalapi mirigyét nyomja:
Mennyi egy 9 grammos nem digitális mikroszervó átlagos élettartama?
Nagyban függ a minöségtöl/gyárótoto lés terhelésröl, nem lehet elfogadható választ adni.
Mi az alapvető különbség a NiMh, a NiCd, LiPo akkuk között?
Óriási a különbség feszültségben tömegben és terhelhetőségben a lítium és NI-Cad / metalhidrid közt…. A metalhidridnek kisebb a memóriaeffektussá mint a NiCd akkunak viszont kisebb, a terhelhetősége is ugyanakkor kevésbé káros a környezetre, ezért olcsóbb.
Mire jó, mire kell a szabályzó (ESC) egy modellbe?
A szabályzóval indítod/állítod meg a motort és ugyanakkor vele szabályzod a fordulatszámot (ezért is nevezik szabályzónak).
Milyen modellekbe kell vagy ajánlott a szabályzó?
Tanácsos minden nagyobb teljesítményű motorral ellátott RC modellbe.
Miben más a hajós szabályzó(ha egyáltalán más), mint a „sima”?
Lehet különleges szolgáltatása ami repülőnél nem kell, pl. hátramenet, vagy vízzel hűtés. De nem minden hajós szabályozó ilyen.
Miért nem használnak általában alkáli ceruzaelemet, hanem akkut a modellekbe?
Nagyobb a terhelhetőség (mekkora alkáli elemből veszel ki 10+A  áramot)  és hosszútávon olcsóbb is. Mechanikailag, méret Stb. feszültség, A/H talál egy bizonyos adóba.
Mi a BEC és mire való?
Battery Eliminating Circuit (akkut helyettesítő áramkör) egy stabilizátor, amely a nagyobb feszültségű akku feszültségét stabilizált 5V feszültségre alakítja és biztosítja a megfelelő áramellátást a vevő egységnek és a szervóknak. Az analóg BEC egyszerűbb, nem termel rádiózavart, hátránya hogy nagyobb terhelés (ha a szervóknak erő ellen kell dolgozni) esetén erősen melegszik. Minél nagyobb az akkufesz, annál jobban. Ha túlmelegszik, kimarad az 5V és így vezethetetlenné válik a gép. A kapcsoló üzemű SBEC vagy UBEC nagyobb teljesítményű. Tipikusan ilyet használnak 3 soros Lipo felett, mert egy analóg BEC túl meleg lenne. Ezek alig melegszenek, általában nagyobb áramra, pl. 3A-re vagy még többre képesek. Hátrányuk, hogy termelnek némi rádiózavart, típustól függően.
Kb. hány méter a hatótávolsága egy olcsóbb adó-vevőnek?
0-2000 méter (nem az ártól függ hanem a céltól; játék, hobbi, profi stb.
1,5 kg nyomatékú szervó elég egy repülő, hajó, tengeralattjáró, autó kormányzására?
A modell mérete típussá és sebessége függvénye.
A vevő ugyanúgy kap tápellátást, a vevőakkuból, mint a szervók.
Igen, a vevő ugyanúgy kap tápfeszültséget mint a szervók de néha külön tápról, esetleg a vevő 4,8V és a szervók 6V(legtöbbször azonos táp.
A szervó működik vezetékes irányítással is?
Csak azzal, és általában PWM jellel vezérlik.
A 6 csatornás távirányítóknál is csak 2 fő kart látok, akkor a többi csatornán lévő szervókat és motorokat, mivel irányíthatom?
A 2 kar 4 csatorna (2X le/fel és 2X jobbra balra) a többi kapcsoló vagy toló potenciométer (néha körforgású).
A kefés motorokba lehet cserélni a szénkefét?
Egyesekben igen, egyesekben nem.
Mit jelent vagy mit mutat az elektromotoroknál,hogy 280-as, 300-as, 400-as,480-as?
A motor hossza tized mm-ben. A 400-as motor hengeres teste pl. 40 mm hosszú.Régi fajta besorolás. Mikor még alig néhány kefés motort gyártottak és mind hasonló alakú volt, ez elég jól jellemezte a motor teljesítményét. A kefe nélküli motorokra is próbálták kiterjeszteni, de eléggé értelmetlen a rengeteg különböző formájú motor miatt.
Mi mit jelent: üresjárati áramfelvétel (0,7A), áramfelvétel maximális hatásfoknál: (3,5A), maximális áramfelvétel (8A)?
A motorra a megadott üzemi feszültséget kapcsolva üresjárati áramot vesz fel, ha üresen forog (nem hajt semmit, nincs terhelve). Ha a motort névleges feszültségen különböző terheléseken méred, a terhelés függvényében változó lesz az áramfelvétele. Akkor lesz maximális a hatásfoka, ha a terhelés akkora hogy 3,5A az áramfelvétele. A hatásfok: (leadott mechanikus teljesítmény) / (bemenő elektromos teljesítmény). 8A -nál nagyobb esetében a motor túlmelegszik/leég, mágnesek elveszítik a tulajdonságaikat.
Két motor ráköthető egy szabályzóra?
Kefés motor esetében igen, csak figyelembe kell venni, hogy kétszeres lesz az áramfelvétel. A kefe nélküliekhez viszont két szabályozó kell: minden motorhoz saját külön szabályozóra szükséges.
Amikor bekötöm a szervókat, és a motorokat a vevőbe, honnan tudom, hogy az adó melyik karjával irányítom?-ki kell kísérleteznem?
Le van írva a berendezés használati utasításában.
Láttam egy 4 csatornás vevőt aminek a 4. csatornájára nem csupán az volt írva, hogy 4.ch, hanem 4.ch/+-. Tehát ez azt jelenti, hogy a 4 csatornát nem is használhatom ki a táp miatt? De a per jel miatt úgy gondolom ki lehet használni a 4 csarornát, 4 funkcióra viszont akkor a tápot hova kössem?
Egy Y-kábellel bekötöd az akut és a szervót a 4 csatorna csatlakozójára.
Mi az a balanszer, mire jó hogyan működik?
olyan berendezés, amely egy akkupack celláit “egyensúlyban” tartja, egymáshoz képest, ugyanis több cellás akkumulátor esetén, az egyes cellák fizikai paraméterei (pl. ellenállás) ha csak kismértékben is de eltérőek. Ezért szerencsétlen esetben előállhat olyan eset amikor egy cella már túlmerült/túltöltődött, de a szabályzó vagy töltő még nem kapcsol le és emiatt károsodik, ami jó esetben “csak” rövidebb élettartammal jár, extrém esetben pedig akár tüzet is okozhat. Szükséges hozzá, hogy a packon ki legyen vezetve egy ún. szervizkonnektor(balance csati), melyen feszültségileg megtalálható az összes cella, így egy Li-Po esetében minden “luk”ban 3,7V~4,2V mérhető, és a két végsőn pedig annyi, ahány cellás a pack (cellaszám*3,7V). Általában a töltők csak Li-Po akksit tudnak balanszírozni, de vannak kivételek is, melyek akár NiXX akksit is kibalanszíroznak. (Pl.: Graupner Ultra Duo Plus 50, melyhez kapható egy balance-tálca is, ha az akksin nem lennének kivezetve a cellák)

RC távirányítás eszközei

By , 2012. December 6 22:52

Technika fejlődésével együtt változik a repülő modellek világa is. Míg eleinte motor nélküli, később motorral ellátott szabadon repülő modellek szálltak a levegőben, későbbiekben zsinórral, huzallal irányították a modell magassági kormányát. Rá pár évvel később megjelentek az elektronikus analóg rádiók. És ahogy elérhető lett a digitális technika, az is kezdett beszivárogni a modellezés világában, utat nyitva a ma oly népszerű proporcinális rádió távirányítóknak. Lényegében, ha megnézzük a FAI modellkategóriákat, azonnal megtaláljuk ezen fejlődésnek a nyomát: F1 – szabadon-repülő, F2 – körrepülő, F3 – távirányítású modellek. Amilyen tempóval fejlődnek egyes modellezési ágak, nem tartom kizártnak, hogy hamarosan a FAI rendszerében megjelenne az UAV, az FPV és ki tudja még milyen automata és félautomata modell versenykategóriák.

Rádiótávirányítás történetéből

Teszla RC hajója Nem kell olyan messzire mennünk a múltba, hogy a távirányítás első gondolatát felkutassuk. Maga a gondolat és a megvalósítása nagyjából egyidős a telegráf hírtovábbító rendszerrel és a morze kód feltalálásával (1835). Gyakorlatban Nikola Tesla mutatta be elsőként nagy közönségnek az első távirányítású hajót New-York-i Madison Square Garden sportcsarnokban 1898-ban. Távirányítás körüli munkásságát Philadelphiai Franklin Intézetben tartott előadásával kezdődött 1893 tavaszán. Tesla ekkor foglalta össze a rádiótávközlés alapjait. 1895-ben St. Louis-ban megtartotta az első nyilvános bemutatóját távközlésből és 1896-ban már 48 km távolság sem jelentet akadályt. Azonban több évre volt szüksége a megfelelő alkotóelemek finomításához, melyek kellő stabilitást és távolságot tudtak biztosítani egy időben. Az első “RC merülő hajó” ki-be kapcsolható hajócsavar-motorral, oldal- és merülési kormánnyal volt szerelve. Mai szemmel szerény de akkori felszereltséggel igen nehezen kivitelezhető volt. Első  progamelektronika Erre a célra Tesla feltalált egy újfajta kohérer (a rádió-aktivált kapcsoló), lényegében egy tartály fém-oxid porral. A por elektromágneses mező jelenlétében úgy orientálódott, hogy megnőtt a vezetőképessége. Ha a tartályt átfordult, a por visszanyerte véletlenszerű, nemvezető állapotát. Tesla megoldotta azt is, hogy bizonyos dolgok egyszerre következzenek be egy “programozott” fogaskerekek, karok és motorok rendszere segítségével. Így a kohérer átfordulása után egy következő együttállást lehetett előhívni. Mark Twain, korán felismerte a találmány negatív oldalát is, hogy hamarosan a távirányítást harcaszati céllal is elkezdik használni. Már az 1930 években a szovjet oldalon megjelentek a “teletankok”, Angliában pedig a “Queen Bee” és a “Queen Wasp” rádió távirányítású repülők.

Első rádió-távirányítású modellek

Első RC modellekkel valamikor 1950. évek elején kezdtek el foglalkozni a modellezők. Első távirányítók rádióamatőr körökből indultak el, és eleinte saját építésű, megbízhatatlan és nehéz hangfrekvenciás LC oszcillátorok voltak. A kapcsolók, botok különböző értékű kondenzátorokat kapcsolását végezték a rezgőkörbe. Így a rádió eltérő frekvenciájú jelek kibocsátására volt alkalmas. A vevő egység pedig fogadta a jeleket és megfelelő szűrők segítségével a jelek megfelelő áramköri ágba voltak terelve.  Későbbiekben elindult egyes komponensek sorozatgyártása, megjelentek a földi adó és vevő egységek a gyártók kínálatában. Ezek a korai rendszerek változatlanul szuper-regeneratív áramkörökkel működtek, amelyek zavarták egymást, ha egy adott távolságon belül volt a két jeladó. Érdekesség-képpen érdemes megemlíteni, hogy az adók az elején miniatűr rádiócsövekkel működtek és táplálásukhoz egy 1,5V és egy 90V feszültségű forrást igényeltek.

Ahogy fejlődött a technika, egyre kisebb, egyre könnyebb lett a felszerelés, megjelentek a többcsatornás rendszerek, elkezdték használni az oszcillálást stabilizáló frekvencia-kvarckavicsokat. Tranzisztorok megjelenésével az RC világába beköszöntek a szuper-heterodin rádiórendszerek. Ezzel jelentősen lecsökkent a szomszédos rádiók egymásra gyakorolt hatása.

Manapság ha új távirányítót szeretne venni az ember igen sok dolgot kell odafigyelni: ár, funkciók, ergonómia, stb. Ami viszont a legfontosabb, hogy a kornak megfelelő megbízható rendszert használjunk, ami zökkenőmentesebbé teszi a kedvenc időtöltésünket. De legyen bármilyen is a rádió, elektromos jelet mechanikus elmozdulássá kell alakítani, ezért a távirányítással kapcsolatos témát az információs lánc végéről kezdeném.

Szervó

Felépítésében viszonylag egyszerű szerkezet, mely egy nyáklapból, rajta vezérlő elektronikával, egy egyenáramú motorból, fogaskerekekből áll, melyek egy csinos kis dobozba vannak zárva. Az erőátviteli lánc utolsó fogaskerekének a tengelye ki van vezetve a dobozból. Erre kerül majd csatlakoztatásra szervókar és arra tolórudak. Ugyanennek a fogaskeréknek az alsó része pedig egy potméterhez van erősítve, hogy visszajelzést tudjon adni a vezérlő elektronikának (egy korábbi jegyzet: Motor- és hajtásvezérlés alapelve). A fogaskerekek anyagukban eltérnek tervezett terhelések függvényeben. Leggyakrabban poliamid vagy egyéb műanyag-fogaskerekű szervákkal találkozunk, de készülhetnek fémből, karbonból és az extrém terheléseknek kitett szervók akár titánból is. Nagyobb terhelésre szánt szervók utolsó fogaskerekét egy vagy két csapággyal is alá szokták támasztani.

Szervó felépítése

Táplálás illetve parancstovábbítás céljából 3 vezeték van kivezetve a szervóból: test, táp és vezérjeljel. Sajnos a vezetékek színezése, sorrendje és csatlakozója gyártóként változhat. Modellezésben alkalmazott szervók táplálása általában 4,8-7,2V feszültséggel folyik. Szervó csatlakozók Fontos megjegyezni, hogy minél magasabb a feszültség, annál nagyobb nyomatékot fejt ki a szervó, de ezzel csökken az élettartalma is, – érdemes a gyártó által ajánlott értékeken belül üzemeltetni. A harmadik vezeték jeltovábbítás céljából lett kivezetve és általában 5V feszültségű PWM jelekkel közöljük a szervóval, mekkora szögben térítse ki az a kart.

Pulse Width Modulation – impulzusszélesség szervó vezérlés

Szervó PPMImpulzusszélesség vezérlés magáról beszél: az információtovábbítást egy jel szélességének változtatásával érjük el. A modellezésben használt szervomotorok vezérlése 50 herzes, vagyis 20ms hosszúságú keretben zárt jelekkel vezéreljük. A keretben levő 1500 μs (1,5ms) hosszúságú jel középállásba kényszeríti a szervó karját. A gyártók eltérő mozgásterű szervót gyártanak. Leggyakrabban használtak -60 és 60° között mozognak, és általában 1000-2000 μs jelszélességet igényelnek. Vannak nagyobb mozgásterű szervók is, így például futóműmozgató szervók általában 180° azaz ±90°-ra képesek elfordulni a középállástól számítva. Ezeknél vagy a visszajelzést biztosító potmétert, vagy az alkalmazható jelszélességet tartományát szélesítik, így a vezérjel 650 és 2350 μs hosszú lehet. Robotikában előfordulnak 360°-os vagy korlátozás nélküli szervók is, melyeknél pozíciómeghatározására enkodert használnak.

Az analóg módon működő szervók számára nem elegendő egyszer kiadni az impulzust, mert lehet, hogy szervókar még nem éri el a végső pozícióját. Azonkívül a jel nélkül a feszültségátalakító nem táplálja a motort, így nem keletkezik nyomaték a karon, “ernyed” a szervó. Digitális szervók esetében egy jel kiküldése elegendő, mert a beépített mikrokontroll gondoskodik a végső pozíció eléréséről, utána, jel hiányában azonban a digitális szervó is “ernyed”. A digitális szervót ezenkívül eltérő válaszreakcióra is programozhatjuk, amivel optimalizálhatjuk bizonyos feladatokhoz. Vezérfrekvencia terén a szervók elég rugalmasak. Analóg verziók 30-60 Hz-en, digitális példányokat pedig akár 300 Hz-en is vezérelhetjük. Ha kissé terheljük egy analóg szervó karját, halhatjuk a “cicergést”, mely a jelmentes és aktív szakok váltakozásából adódik. A szervók elektronika úgy van kialakítva, hogy meg tudja határozni, a vezérjelnek megfelelő pozícióban tartózkodik-e a kar, és ha nem, akkor melyik irányba kell elmozdulnia. A szervókar tengelyére kötött potméter a kar elfordulásáról nyújt visszajelzést az elektronika felé. Az elektronika pedig gondoskodik a motor megfelelő irányú elmosdatásáról, ha az nincs a beérkező jel szerinti helyen. Korábban a gyártók készítettek jobb és bal elfordulású szervókat arra az esetre, ha a távirányító pozitív kar elmozdulásra a szervó nem a szükséges irányba térne ki. Ezeket a szervókat általában eltérő színű matricával jelölték. Komputeres távirányítók megjelenésével ez az igény megszűnt, mert az irányváltást már a rádión el tudjuk végezni.

Vevő egység

RC vevők a méretükhöz képest igen fontos és feladatai közé tartozik a távirányító jelének detektálása, zajmentesítése, jelerősítése és dekódolása. Jel azonosítása tűnhet a legegyszerűbbnek, de ha jobban belegondolunk, a levegőben számtalan eltérő frekvenciájú és erősségű jelek hasítják az étert. Ebben a rengetegben megbízhatóan és egyértelműen megtalálni azt a jelet, ami a társ távirányítóból származik nem egyszerű feladat, ráadásul előfordulhat, hogy a szomszédban erősebb rádió is ad, vagy valaki más is használja az általunk frekvenciát. Ezért a gyártók féltve őrzik megoldásaik részleteit. A mai adóegységek teljesítménye törvényileg van szabályozva és nem haladhatja meg a 100mW-ot. Azonban közel hasonló elektronikai kialakítás mellett a vevőegységek teljesítménye jelentősen eltérhet. Magasan integrált mikrosémáknak köszönhetően ez a nagy “tudás” elfér egy 3-10 grammos egységben.

Ha egyszer a jelet megtalálta a vevő egység, a jel zajmentesítése után fel van erősítve a dekóder bemeneti jel szintjére. A dekóder feladata azonosítani a jelsorozat részeit, megtalálni a szinkron jelet (általában a leghosszabb jel a sorozatban) és szétosztani az egyes csatornák jeleit a megfelelő csatlakozókra, melyekre szervók, fordulatszabályzók, kapcsolók vagy egyéb elektronika lehet kötve. Általában az 1. csatornán a magassági, 2. – csűrő, 3. -tolóerő/féklap, 4. – oldalkormány és stb. A csatornainformációkat a távirányító rendszeresen frissíti, legalább 50 alkalommal másodpercenként. A csatornakiosztás változhat gyártóként, de lehet szabadon állítható is.

Vevőegységhez tartozik meg egy rugalmas antenna is. Gigahertzes vivőhullám esetén az antenna hossza centiméterben mérhető (2,4GHz – 12cm, 5,8GHz – 5cm). Megahertzes hullámok esetén a hullám hosszát méterekben mérik (75MHz – 4m, 50MHz – 6m, 35MHz – 8,5m), ezért a modellekhez ¼ hullámhosszal megegyező hosszúságú antennát használnak vagy elektromosan hosszabbítják. Mivel hangolt antennáról van szó, se rövidíteni, se hosszabbítani, sem feltekerni nem ajánlott. Módosítások hatása komoly mérőműszerek nélkül nem határozható meg, de valószínű, hogy a hatékonyság, és ezzel a hótótáv is csökken. Antenna vezetésénél tartsuk távol fém és szénszálas szerkezeti elemektől, elektromos motoroktól (pl. szervó) és egyéb elektromos zaj forrásaitól. Jó megoldásnak minősül, ha a vevő egység közelében kivezetjük a gép törzséből és a törzs külső felülete mentés vezetjük, vagy kifeszítjük a pilótafülke és függőleges stabilizátor között.

Az RC távirányítás fejlődése során több kommunikáció szabvány is látott világot. Ezekből számos egyidejűleg létezik és szolgálja a modellezni vágyókat. Ezekből csak két irányzatot szeretnék kiragadni és röviden bemutatni. Az egyik az a kristállyal beállított szuper-heterodin rádiók. Fő tulajdonságuk, hogy egy bizonyos frekvenciatartományra gyártott, pontosabban beállított adó és vevő páros pontos hangolását egy kvarc kristály segítségével végzik. Minden modellezésre kijelölt tartomány csatornákra van osztva. A csatornák számozva vannak ezért a kristályokon fel van tüntetve a csatornaszám, a rezgési frekvencia, és az is, hogy egy adó (TX), vagy vevő (RX) egység számára gyártott kristályról van szó (technológiából kifolyólag az adó és a vevő kristályai eltérnek, így nem cserélhetők fel). A kristály belső felépítése miatt igen érzékeny az ütésre és a vibrációra – könnyedén sérül a belső szerkezete. Ezért célszerű fokozatos figyelmet szentelni a vevő egység mechanikus behatások szembeni védelmére. Mivel egyszerre csak csak egy páros lehetett egy csatornán belül, így a csatornaegyeztetés és a csatornakiosztás egyik főfeladat volt repítés kezdete előtt. Szintézeres rádiók megjelenésével megszűnt kristályok kezeléséből adódó nehézség, hiszen kis csavarhúzóval pillanatok alatt be lehetett állítani a használt  frekvenciatartomány kívánt csatornáját, természetesen csak egyeztetés után. Korlátozott csatornaszám miatt népes rendezvények esetében szigorúan követni kellett az utasításokat és a házirendet, hogy két azonos csatornán működtetett rádió ne szóljon, és ne hallgasson.

Igazi megváltást a 2.4 GHz tartományban működő frekvenciaváltós rádiók hozták. Ezek esetében a rádió adót és vevőt “be kell mutatni egymásnak”. Ezt a folyamatot bindelésnek nevezik. Ismerkedés után a vevő egység csak a saját adója adatcsomagjait fogadja el. Ezen típusú rendszerek másik előnye, hogy üzemeltetés során egyedül megkeresi a legkevésbé zajos csatornát és azon kommunikál a vevővel. Kristály hiánya miatt kicsi és nem érzékeny a vibrációra. Ezen technológia számos lehetőséget nyújt és ezért több szabvány is jelent meg. Részletesebben ezekről majd egy külön jegyzetben.

Legyen szó autó, repülő, helikopter vagy egyéb modelltípusról, a távirányítás és bizonyos szabályzás elektromos megoldásait preferáljuk, kedvezőbb méretük, hatékonyságuk és súlyuk miatt, pár szót szükségeltetik ejteni az áramellátás lehetőségeiről.

Rádió adó egység, vagy ahogy szoktuk becézni, a távirányító fő feladata a karok, kapcsolók állapotát rendszeresen felmérje, elemezze ezeket és ennek megfelelően állítson elő egy olyan jelet (PPM avagy PCM) mely megfelelően modulálva átküldhető a repülő szerkezetünkre.

Elektromos áram forrásai

Pb – ólom-savas akkumulátorok nagy múltra tekintenek vissza: felfedezésüket 1859-re datálják. Ugyanebben az évben felfedezték a széncink elemeket és a NiCd akkumulátorokat, de mivel olcsó és egyszerű volt az előállításuk, alacsony energiasűrűségük ellenére (40-50Wh/kg) még mindig használják őket széles körben. Töltésük egyszerű, feszültségkorlatos, tárolásukat teljesen feltöltött állapotban végezzük éves tornáztatással (lemerít-feltölt) vagy cséptöltés mellett, néha töltött száraz állapotban. Alacsony energiasűrűségük miatt a modellezésben földi állomások és berendezések energiaellátására használhatók. Nehézfémtartalmuk miatt elhasznált elemeket elhelyezése csak erre szakosodott gyűjtőhelyeken engedélyezett!
Alkáli elemek
– egyszer használatos 1,5V feszültségű elem. Általában kis teljesítményű RC játékokban használják. Üzemeltetés során nem alkalmasak hirtelen nagy ampereket leadni – maximumuk 0,2C környékén van,– energiatárolásuk viszonylag magas: 3-4000mAh. Eldobhatóságuk miatt drága megoldásnak minősül mind környezetvédelmi, mind anyagi szempontból.
NiCd – nikkel-kadmium (nikad-nak szokták ejteni) újratölthető elemek, melyekkel kiválthatjuk az alkáli elemeket (AAA, AA, C, D). Ugyan a NiCd cellák csak 1,2V előállítására képesek, azonban több-százszor tölthetőek, akar névleges kapacitásuk hússzorosát is képesek leadni (20C)  és olcsók. Hátrányuk a töltés memória és viszonylag nagy önkisütési ráta, hosszabb tárolás után célszerű újraformázni. Töltés előtt ajánlott az akkumulátort kisütni (lemeríteni 0,5V alá). Töltésük során a következő áramértékek betartása maximalizálják a NiCd cella élettartalmát: töltés 0,1-0,2C -vel, a töltés utáni csepptöltés 0,05C. Jó választás lehet RC autók és hajók motorjainak, illetve repülők vevőegységeinek táplálása számára. Elhasznált/régi elemek háztartási hulladékgyűjtőbe dobni tilos!
NiMH – nikkel-metál-hidrid elemek tulajdonságuk jobbak, mint NiCd elemeké: könnyebbek, tovább tartják a töltésüket, de elődjeiket nagyobb csúcsáram jellemzi(15A vagy 8C fölött inkább NiCd akkumulátort használjunk). Sanyo Eneloop és GP ReCyko+ különösen jó energiatárolási tulajdonságokkal bírnak. Használat során egy kis odafigyelést igényelnek, “mert nem szeretik” a teljes lemerítést. Sajnos nincs semmi ingyen, minél kisebb a belső ellenállása az akkumulátornak, annál nagy áramot képes leadni, annál többet kell foglalkozni vele tárolás során. Ez lényegében annyit jelent, hogy tárolásukat félig feltöltött állapotban kell végezni és kb. 2-3 hetente le kell meríteni őket nagy árammal 0,9V-ig, és újratölteni 50%-ra. Kisebb súlyuk miatt alkalmazhatóak repülőgépmotorok táplálására, de legjobb alkalmazási területük az RC autók világa illetve készíthetünk vevő akkupakkokat (elérhetik a 100-110Wh/kg).
LiPo – lítium-polimer akkumulátorok nagy népszerűségnek örvendenek RC repülő- és helikopter-modellezők körében. LiPo cellák nagyon könnyűek a többi típushoz képest, akár 500 újratöltési ciklust is képesek elviselni, 3,7 V állítanak elő cellánként és rövid távon 100-200A leadására is képesek (75-100C, 3000W/kg). De figyelni kell a gyártó által előírt értékekre, mert nehezen viselik a túlterhelést és a túlmelegedést. Használat során a cellák feszültsége ne menjen 3,0V alá, egyéb esetben cellák épsége nem garantált, különösen, ha alacsony feszültségük tartós. Többcellás pakkok esetében használat előtt a cellák feszültségét azonos értékre állítsuk, a töltésüket pedig csak speciálisan kifejlesztett mikrokontroller-vezérelt balanszer töltővel végezzük (energiatárolásuk akár 300Wh/kg). Tárolás szempontjából igénytelenek, bár egyes források alacsony hőmérsékletet ajánlanak. Félévente érdemes ellenőrizni a feszültségüket és igény szerint feltölteni a cellákat 3,8V-ig. Korábbi cellák potenciális gyúlékonyságuk miatt lettek hírhettek, azonban a forgalomba található LiPo-k már stabilak, és odafigyeléssel sokáig szolgálnak bennünket. Röviden összefoglalva – mimóza lelkű óriások, – tartsuk őket szűk feszültségi tartományon belül (3,0-4,2V per cella).
LiIon
LiFe – lítium-ferrit-polimer ferrit akkumulátorok sokban hasonlítanak a LiPo társaihoz, azonban üzemi feszültségük alacsonyabb – 3,3V ezért a töltési maximum feszültségük is 3,6V! Névleges energiatárolási képességük 1700Wh/kg.
A123 – lítium-ion-fosfát akkumulátorok, melyek hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a LiFe akkumulátorok, azonban nehezebbek, nagyobbak de nagyobb árammal tölthetőek, ami drasztikusan lecsökkenti az akkumulátorok töltési idejét. Tárol energiasűrűségük nagyobb, elérheti a 240Wh/kg és az újabb fejlesztésű cellák akár 100C nagyságrendű áramot is képesek leadni rövid időn belül.

BEC – áramforrások elektronikus megoldása, mely magasabb feszültségű akkumulátorokra kötve előállítja a szükséges 5V feszültséget. Általában 3-5A folytonos áram leadására képesek, ami kielégíti a közepes méretű modellgépek igényeit.

Profil és szárnyszerkesztő – Profili2

By , 2012. September 20 12:11

Végre egy program, amely sokkal többet ér, mint amennyit elkérnek érte. A Profil 2 – egy szárny profil kezelő, rajzoló és elemző szoftver, melyet egyre több képességgel ruháznak fel a fejlesztői. Nagy bővíthető adatbázisának és szimulációs moduljának köszönhetően nagy segítséget nyújt a megfelelő profil kiválasztásában. A program segítségével megtervezhetjük a modell szárnyát és előkészíthetjük a rajzokat vagy a gépi vágási fájlokat, legyen szó balsa vagy habmagos szárnyról. Természetesen a többéves modellfejlesztői tapasztalatot soha sem lehet pótolni, de ha rendelkezünk megfelelő alaptudással és egy kis gyakorlati múlttal, elkezdhetjük szisztematikusan fejleszteni a gépünket, és akkor nélkülözhetetlenné válik a tervezőasztalunkon.
A fejlesztő csapat oldalán a szoftver 3 eltérő verziója érhető el: 002 alap (base version) – lényegében hobbi szintű, kutatásra, fejlesztésre lett összeállítva, lehetőséget ad kiválasztott szárnyszelvények importálására/exportálására több fájlformátumban, polárgörbék számítására, habvágási sablonok készítésére, dobozos szárnyak tervezésére; XT – közepes felszereltségű programgyűjtemény. Lehetőséget ad DXF fájlok importálására, illetve saját profilok fejlesztésére több metódus alkalmazásával, szárnyszelvények többoldalas nyomtatására. Pro – verzió fejlett eszközöket hoz, melyet lelkes modellezők, klubok és gyártók számára ajánlják. Megengedi a profilgyűjtemény szerkesztését, ipari szabványoknak megfelelő fájlformátumok kezelését, 3 és 4 tengelyes maró-/vágó-gépek munkafájljainak előkészítését. Ezzel a verzióval CD-n vagy USB kulcson megkapjuk az adatbázisban fellehető profilok előre kiszámított polárjait, ezzel lerövidítve a tervezésre áldozott időt.
Licencelésben szintén megfigyelhető a csapat rugalmassága. Azon kívül, hogy rendelkezésre bocsátottak egy idő limit nélküli próbaverziót korlátozott funkciókkal, még három licenc típus közül választhatunk: egy diákok és hobbi modellezők számára, egy a klubok, alapítványok, oktatási intézmények számára (egy felhasználós), és egy klubok, alapítványok, oktatási intézmények és gazdasági intézmények számára (megosztott).
A szoftver telepítése nem igényel különösen kiépített számítógépet. ODBC32.DLL hiányában elég letölteni az MDAC.exe-t a társaság oldaláról.

Airfoils management/Processing – talán ezek lehetnek a legfontosabb 001 moduljai a programnak, a profil kezelők. Itt megtekinthető több mint kettőezer profil, és ha pontosan nem tudjuk a nevét a profilnak, fejlett szűrőrendszer segítségével rákereshetünk töredékszavakra vagy akár profil tulajdonságokra hibamérték meghatározásával (-tól -ig). Bár teljesen elvárható volt és mégis meglepő, hogy az alap verzió mennyi profil szerkesztési lehetőséget nyújt. Természetesen, hogy csak azután, hogy kiválasztottuk és klónoztuk a kiszemelt szelvényrajzot, már  szerkeszthetjük is. Ez akar táblázatos formában, ívek adatainak módosításával, akár grafikus módszerek egyikével tehetjük meg (mert kettő is van: külső kontúr vagy vastagság és középvonal szerkesztése). Ezenkívül végezhetünk hibridizációt is, vagyis két egész profilból vagy részeiből készíthetünk egy új profilt. Ha befejeztük a szerkesztést, akár össze is hasonlíthatjuk az eredetivel vagy több más profillal. Más programokkal való összeférhetőség miatt több formátumot importálhatunk a rendszerünkbe, illetve exportálhatunk ki. Áldott tulajdonsága a szoftvernek, hogy raszter grafikai elemzője is van, vagyis régi tervrajzból is bővíthetjük a gyűjteményünket.

PolarsXfoil (Mark Drela, GPL licenc) feldolgozó és elemző szoftverre épülő modul, mely professzionális analitikai módszerekre támaszkodva aerodinamikai számolásokat, elemzést végez el, legyen szó saját készítésű vagy szoftverrel érkező profilról. Ezen grafikonok az azokat olvasni tudók számára nélkülözhetetlen információt nyújtanak a repülőgép viselkedéséről, stabilitásáról, terhelhetőségéről. Az összehasonlító grafikonok a legjobb választást segítik elő bizonyos kritikus esetekre nézve. És ha már végeztünk a szárnyszelvények tanulmányozásával, ki is tudjuk nyomtatni a szelvényeket, ezenkívül a program segít megtervezni a bonyolultabb szárnyakat is, bordákkal, könnyítésekkel, borítással vastagságának figyelembevételével.

011 012 013 015 cpx cpv

Miután kiválasztottuk a megfelelő profilt vagy profilokat, a megfelelő sebesség és felületi terhelés tartományban a Profili2 további segítséget nyújt a szárny szerkesztésében, immár közeledve a gyakorlati megvalósításhoz. Legyen szó az egyre kedveltebb hab és habmagos, vagy fából épített szárnyszerkezetekről, a szoftver segítségével létre tudjuk hozni a bordák és a szárnyfelek virtuális tervét és a kész terveket 1:1 arányban kinyomtathatjuk vagy fájlba menthetjük előre beállított papírméret alapján darabolva azt. Manapság egyre elterjedtebbé váló komputervezérelt alkatrészgyártásban (CNC) is segítséget kapunk a programtól. Végső lépésként a szoftver lehetőséget kínál három- és négytengelyes CNC fájlok kiexportálására, így megfelelő műszaki háttérrel, vagy egy erre szakosodott vállalkozást megbízva, a tervezett alkatrészekből könnyedén bordákat és más alkatrészeket kaphatunk, hosszadalmas műhelymunka nélkül.

Wing Panel Management. A szárnypanelek kezeléséhez szükséges funkciókat a főképernyő „Panels” menüpontja alatt a „Panel Management” alpontban érhetjük el. Amennyiben már rendelkezünk kész tervekkel, a programon belül itt találjuk-, nyithatjuk meg őket szerkesztésre, vagy hozhatunk létre új szárnyterveket. Szintén itt találhatóak az exportálási, nyomtatási és CNC beállítási funkciók is. Mivel ezen eszközök a gépi háttér viszonylatában jelentősen eltérhetnek, a funkciókat nem részletezzük, de teljesség igénye nélkül lehetőségünk van például a nyomtatási méretekkel kezdődően, vágásvastagság, marófejek alaki és méretbeli paramétereinek beállítására is.

Alapjában véve a Profili2 két típusú – trapezoid és elliptikus – szárnypanel tervezésére kínál lehetőséget, de a megfelelő paraméterezéssel e két kategórián belül szinte bármilyen formájú szárnyat megrajzolhatunk, az ívelt, hegyes teljesítményvitorlákétól, a „piskóta”, vagy delta formájú vadászokon át a szögletes műrepülő szárnyakig.

A szerkesztés menete a szárny alakjának és főbb alaki tulajdonságainak: fesztáv, húrhossz(ok), nyilazás, stb.) megválasztásával és pontos beállításával kezdődik és a további lehetőségeket lépéses rendszerben 9 további menüpontban érhetjük el. A szerkesztőablakok között végig oda-vissza lépegethetünk, javíthatunk. Jellemzően minden menüpont két fő részre osztható. Az ablak felső részén találhatjuk az adott szerkesztendő tulajdonságok paramétereit szám és szöveges mezőkkel, az alsó grafikus részen általában három nézet – felső, törzsoldali borda, szárnyvég oldali borda – közül választhatunk.

clip_18 clip_19 Clip_4 clip_20

Második lépésben a bordák számát és távolságát állíthatjuk be. A szoftver képes automatikusan meghatározni az adott szárnyhosszhoz szükséges darabszámot és bordaközöket, de manuálisan is megadhatjuk a fenti értékeket.

Clip_6 A következő menüpontban nyílik lehetőségünk a gondosan kiválasztott szárnyszelvényt, illetve szelvényeket hozzárendelni a megtervezett panelünkhöz. A első és az utolsó profilt mi választhatjuk ki, az átmeneti bordákat a program automatikusan számolja ki és illeszti a szárnytervbe. Amennyiben bonyolultabb szárnyat tervezünk, a különböző szakaszokat külön-külön kell létrehoznunk.

Negyedik lépés a torziós szerkezet megtervezése. Amennyiben Clip_7 Clip_8 ez nem szükséges az összes opciót üresen hagyva léphetünk tovább, de a Profili lehetőséget nyújt a szárny felső és alsó (jellemzően vékony balsa) borítását külön megtervezni, milliméterben vagy colban megadva annak fedését belépőéltől számítva, így teljes vagy részleges héjszerkezetű szárnyakat tervezhetünk. Természetesen a kialakításnak megfelelően a bordák tervrajzán is helyet kap a torziós balsa réteg.

A szoftver logikai lépéseinek következő eleme a belépőél megválasztása. Fő opcióként a belépőél keresztmetszetét (forma, méret) határozhatjuk meg és illeszthetjük a bordák elülső oldalához x, y tengelyek mentén század-milliméteres pontossággal.
Hatodik lépésben a kilépőél szerkesztése következik. Háromféle verzió közül választhatunk, úgymint tömör és fedett élek, valamint kilépőél nélküli változat.

Clip_9 Clip_10 Clip_11 Clip_12

A tervezés vége felé közeledve jutunk el a merevítő(k) szerkesztéséhez szolgáló opcióig. Az egymást követő tervezőablakok közül ebben található a legrugalmasabb, legtöbb lehetőséget biztosító opciók együttese. Clip_12 Clip_13 Minden egyes merevítőt külön-külön tervezhetünk és helyezhetünk el a háromféle grafikus nézet segítségével, vagyis nemcsak a bordák x, y tengelyén, de bordától bordáig is. Hasonlóképpen állíthatjuk be a könnyítések alaki, méret- és számbeni tulajdonságait is, bár itt nincs lehetőség bordánkénti differenciálásra, amennyiben egy darabban terveztük a szárnyfelet.

A utolsó előtti opcióban az úgynevezett építő lábakat adhatjuk a bordákhoz. Ezek segítségével összeállításkor az összes alkatrész a megfelelő szögben és magasságban helyezkedik el a sablon felett.

Végezetül három fő nyomtatási opciót kapunk, amelyek ablakával zárul a szárnytervezés ezen szakasza. A szoftver generál egy felülnézeti képet bordákkal, merevítőkkel és torziós borítás rajzolatával, amit építési Clip_16 Clip_17 sablonként tudunk használni. Megkapjuk ezenkívül az összes borda rajzát 1:1 arányban, valamint a belépőélhez tartozó negatív mintákat. A beállított papírméret alapján a Profili automatikusan helyezi el, vágja és illeszti kinyomtatandó ábrákat oldalanként.

A tervezés végeztével visszatérünk a panellistánkhoz, ahol lehetőségünk van újraszerkeszteni azokat, vagy a fent említett módokon exportálni, illetve menteni különböző nyomtató és CNS készülékkel történő feldolgozás céljából.

Ahogy látható. ez a program kifejezetten a modellezőknek készült, de nem csak számukra lesz hasznos. Sok időt és munkát spórolhatunk meg a program használatával. Menet közben új megoldásokat is alkalmazhatunk kedvünk szerint, természetesen józan ész és biztonságos építmény keretein belül. Végül csak annyit szeretnénk üzenni a jó munkát helyett, hogy kellemes időtöltést kívánunk mindenkinek a tervező munkához :).

Profilok, diagramok, tulajdonságok

By , 2012. September 12 10:37

Lilienthal-féle poláris görbe A szárnynak tehát az a rendeltetése, hogy a repülőgép levegőben tartásához szükséges felhajtóerőt termeljen (Végtelen szárny aerodinamikája). Ennek az erőnek a létrejötte és nagysága a szárny geometriai kialakításától függ. A szárnyszelvények lehetnek szimmetrikusak, aszimmetrikusak, íveltek, S-formájúak és mind más-más tulajdonságokkal bírnak. Bár sok modellkészítő nem tartja feltétlenül szükségesnek egy új profil keresését a modellje számára, különösen, ha túl van motorizálva a masina, mert az nagyszerűen repül a régi szárnyprofillal és annak nagy ellenállása még hasznos is lehet leszállás közben. Azonban a vitorlázó gépeknél – ahol az egyetlen hajtóerő a gravitáció –, fontos szerepet kap a hatékonyság. Különösen igaz a megállapítás, ha még versenyeznek is a modellel.

Poláris diagram. Ahogy azt láttuk, hallottuk, éreztük már, eltérő állásszögeknél a levegőben haladó testen ébredő eredő erő is más. A profilok tulajdonságainak ilyen jellegű vizsgálatát először Otto Lilienthal kutató naplójában figyelhettük meg egy diagram formájában, mely egy ívelt szárny felhajtóerő nagyságának alakulását ábrázolta a légellenállás függvényében eltérő \alpha állásszögek mellett. Az állásszög sajnos nem mindenhol jelenti ugyanazt. Leggyakrabban a légáramlás irányvonala és a profil húrja által bezárt szöget értik, néha azonban a húr helyett az alsó alátámasztó vonalat veszik figyelembe. Ezért mindig tisztázni kell, mielőtt belefogunk a számolásokba, még ha az eltérés nem is olyan nagy.

Légcsatornás mérések eredményeként általában három grafikont kapunk melyek a felhajtóerő Cy, (néha Cf, Cl-ként jelölik ), ellenállás Cx (Ce, Cd) és nyomaték Cm alakulását ábrázolják különböző állásszögek függvényében. Mivel az ellenállás és a felhajtóerő változása nagyságrendekkel eltér, ezért a felhajtóerőt egy nagyságrenddel nagyobb skálán ábrázolják. A nyomaték ábrázolásánál a skála úgy van felvéve, hogy a pozitív értékek a belépő él felfelé, a negatív értékek pedig lefelé való tolásának mértékét mutatják.
Gyakran a felhajtó erő és az ellenállás viszonyát egy görbén ábrázolják. Ilyenkor a légerők eredőinek vektorait (Fr – jobb oldali képen szürke nyíl) rajzoljuk fel értelemszerűen úgy, hogy minden kezdőpontja az origóban legyen. Összekötve a különböző állásszegüknél kapott vektorok végpontjait, egy poláris görbét kapunk. Zsúfoltság elkerülése végett a Cx, és a Cy itt is eltérő léptekkel viszik fel a tengelyekre (általában 1:10-hez arány követendő). Így a diagram áttekinthető és jól kezelhető. Az előző cikkben bemutatottak alapján belátható, hogy vektorok vízszintes tengelyre dobott vetülete adja a Cx, függőleges tengelyre pedig a Cy tényezőket.

Profil diagramok Poláris diagram

Ezen diagramokból sok hasznos információt nyerhetünk ki. Első ránézésre meg tudjuk állapítani, mi a felhajtóerő legnagyobb és legkisebb tényezője (Cy=f(α) minimuma és maximuma), milyen állásszögeknél kapjuk ezeket az értékeket (αkr). Azonnal szembetűnik az is, hogy a példában vett aszimmetrikus szárny legkisebb ellenállását nem 0°-nál kapjuk, hanem szimmetrikus szárnyprofiloktól ellentétben, attól kisebb állásszögnél. Az is megfigyelhető, hogy az állásszög növelésével a szárny ellenállása eleinte csak kis mértékben, utána körülbelül 6°-8° környékén elkezd fokozatosan, αkr kritikus szög közelében pedig meredeken nőni. Eközben a felhajtó erő meredek, majdnem lineáris növekedést mutat, és csak a kritikus szögnél lapul. Minél meredekebben emelkedik a görbe, annál nagyobb az 1° állásszögváltozásra jutó felhajtóerő változás. Kritikus szöget elérve az áramlások a szárny nagy felületéről leválnak. Ekkor a felhajtó erő hirtelen lecsökken, az ellenállás megnő, a szárny átesik. A legjobb siklószám és merülősebesség ugyanazon szárny esetében nincs ugyanannál az állásszögnél és egy pár extra vonal megszerkesztését igényli majd.

A legkisebb merülősebességet nagyobb állásszögnél érjük el, mint a legjobb siklószámot. Egy adott profil alkalmazása esetén elérhető legjobb siklószám értékét a kezdőponttól a polárgörbéhez húzott érintő adja meg. Az érintkezési ponthoz tartozó cx és cy értékeket elosztva kapjuk a legjobb siklószámot, a cy/cx itt a legnagyobb, a eredő légerő vektora ezen a ponton zár be a legnagyobb szöget az áramlás irányához képest. A legkisebb merülősebesség (és ezzel együtt a legkisebb siklószöget) úgy kapjuk, hogy egy érintőt keresünk a görbéhez, melynek a Cy metszési pontja pont 1/3-a az érintkezési pont cy értékének. Ezen a ponton a cy3/cx2 emelkedési szám éri el a maximumát.

Negatív tartományban ugyanez a helyzet, ugyanúgy megtalálhatók a “jelentős” pontok. Csak más értékeknél, mert a vizsgált profil aszimmetrikus. Szimmetrikus profilok esetében a pozitív és negatív tartományok grafikonjai tükörképei egymásnak. Megvizsgálva a leggyakrabban alkalmazott profiljainkat észrevesszük, hogy állásszög-tartományunk igen korlátozott, nagyjából 3° és 15°közé esik mindkét irányba. Az igazán jó teljesítmények sávja még ennél is sokkal szűkebb.

A szárnyszelvények légerőtani tulajdonságait elsősorban a geometriai kialakítása határozza meg, de ezen kívül számos olyan tényező játszik még közre, amelyeket közelebbről meg kell vizsgálni. Ilyen például a határréteg jellege, szárnyfelület simasága. Megvizsgálva a polárgörbék alakulását lényegében a repülőgép jóságát is megkörnyékezzük. Eltérő profilok grafikonjait összehasonlítva számos fontos megállapítást tehetünk profiljainkkal kapcsolatosan, azonban ezen erők összehasonlítását csak azonos megfúvási sebességnél célszerű elvégezni. Ezen ismeretek hasznosak lehetnek, ha kisebb mértékben igazítani szeretnénk a meglévő profilunkon.

Szárnyszelvény

d a szelvény vastagsága;
xd
a szelvény legnagyobb vastagságának a helye;
τ– kilépő él kialakítása.
f – a szelvény íveltsége;
xf
– az íveltség legnagyobb értékének helye;
r0– belépő él lekerekítésének sugara;

A profil geometriai paramétereit általában százalékban adják meg a húr hosszúságának viszonylatában. Vagyis, ha a szárnyunk profilja 100 cm hosszú, akkor a 18%-os (vagy c=0,18) vastagság abszolút értékben 18 centiméteres vastagságot jelent. Különböző alakú szárnyszelvények légerőtani jellemzőit szélcsatorna kísérletekkel állapítják meg és profilcsaládokat alakítanak ki. A szelvények a nevüket általában az aerodinamikai intézet, néha a kutató személy után kapják: CAGI, NACA, , Benedek. A szelvényeket családon belül számértékekkel jelölik, melyek a főbb geometriai jellemzőket adják meg. Így a NACA23012 nevéből a következő tulajdonságokat olvashatjuk le: íveltség 2%, íveltség maximuma 30%-on, vastagsága 12%, de a számozás családfüggő!

Felhajtó erő, ellenállás, nyomásközéppont és a Reynolds szám kapcsolata. (Re) – egy dimenzió nélküli szám, mely a kísérletben kialakított, és a gyakorlatban alkalmazott szelvény geometriai és áramlástani hasonlóságát adja meg. Profilok összehasonlításában nagyon fontos szerepet játszik, hiszen eltérő Re számoknál nem csak mennyiségi, de minőségi változásokat is figyelhetünk meg a szárny reakciójában. Mivel a szám sok paramétertől függ, és minden minden pontra figyelembe venni szinte lehetetlen, így közelítő számolást érdemes csak elvégezni nagyságrend meghatározása céljából, figyelembe véve, hogy a levegő átlag sűrűsége \nu=14,4·10-6 m2/s (15°C, 1013,2 mbar). Ezt követően a számot a test hossza (húr hossz) és áramlási sebesség (repülési sebesség) ismeretében könnyedén meghatározható. Belátható, hogy a modellrepülőgépek szempontjából a Re szám tartománya körülbelül 50 000 és 700 000 érték közé esik.

    \[ Re=\frac {lv\rho}{\mu}=\frac{lv}{\frac{\mu}{\rho}}=\frac{lv}{\nu}\approx 6,94\times 10^{4} lv\]

ahol \rho – a közeg (levegő) sűrűsége (kg/m³); \mu – az anyagra jellemző dinamikus viszkozitás (Pa·s), \nu – a kinematikai viszkozitás (m2/s), l – a húr hossza (m), v – az áramlás sebessége (m/s).

Aerodinamikai kutatások korai szakaszában már kimutatták (1937, NACA rep.: 586), hogy a hasonlósági mutató értéke jelentősen befolyásolja a maximálisan elérhető felhajtóerő értékét, a szárny ellenállását és a profil átesés körüli viselkedését. A kísérletekben megfigyelték, hogy az állásszög növelésével a felhajtóerő azonos sebességgel növekszik ugyanazon profil esetében (függvény görbéje ugyanolyan meredek). Azonban nagyobb Re számnál a felhajtóerő maximuma és az átesés is nagyobb állásszögnél következik be. Általában elmondható, hogy ha a profil jól teljesít alacsony Re számnál, akkor a magasabb tartományban sem lesz vele gond. Profil vastagság hatása a tulajdonságokra

A geometriai kialakítás és a tulajdonságok alakulása. Egy szárnyszelvény olyan jellemzői, mint vastagság (d), íveltség (f), azok maximumának relatív helyei (xd, xf) és a belépő él lekerekítésének sugara döntően befolyásolják a profil légerőtani tulajdonságait. Ezek közül talán a profil vastagságának a hatása a legegyértelműbb, hiszen ha vastagabb a profil, akkor a homlokprofilja, vagyis az áramlással merőleges vetülete nagyobb. A vastagság növekedésével azonban az ellenállással együtt a felhajtó erő maximuma is nő. A vastágsággal és annak maximális értékének helyét változtatva megváltozik a profil orrának lekerekítési sugara is, és ez elsősorban az αk – kritikus állásszög környékén érezteti hatását. Ha ugyanis a lekerekítési sugár nagy, akkor az áramlatok nem válnak le hirtelen a szárny egész felületén, hanem a leválási pont fokozatosan halad a profil orra felé. A hegyesorrú, és általában vékonyabb profilokon, az áramlás zavartalan egy bizonyos szögig, utána lavinaszerűen leválik az egész felületen, hirtelen ellenállás növekedést és felhajtóerő csökkenést idézve elő. NACA 0006 profil esetén Re 70 000 számnál átesés körülbelül 5°-nál következik be. Átesés utáni felhajtó erő növekedés a szárny alatti nyomásnövekedéssel magyarázható.

AProfil vastagság hatása a tulajdonságokra kísérletek tisztább képet nyújtottak arról is, miként viselkedik a szárny átesés előtt és legfőképpen utána. Lényegében átesés három főbb formáját különböztettek meg: hirtelen, éles és fokozatos átesés és természetesen ezek között számos átmenet létezik (lásd N60 profil tulajdonságait különböző Re számoknál). Eközben megfigyelték az átesés hiszterézis tulajdonságát is, mely azokra a profilokra jellemző, amelyeknél hirtelen felületi vonalvezetés változás (másként fogalmazva kis sugarú lekerekítés) található. A hiszterézis lényege, hogy az átesés után vissza is visszük a szárnyat az átesés előtti szögbe, az áramlások, és ezzel a felhajtóerő nem nyeri vissza eredeti értékét, míg a kritikus állásszög alá nem visszük a szárnyat. Egyes profilok különösen hajlamosak erre a “hisztire”, különösen, ha egy felületi maximumot egy hosszabb egyenes, vagy süllyedő (konkáv) szakasz követi.

Szimmetrikus profilokkal viszonylag alacsony maximális felhajtóerő érhető el, ezért csak a műrepülő repülőknél alkalmazzák illetve stabilizátorok kialakításánál. Az íveltség kialakításával, és annak értékének növelésével az elérhető felhajtóerő értéke is arányosan nő. Egy ilyen profil ellenállás-tényezője is kisebb, mint a hasonló vastagságú szimmetrikus profilé. Ezért a felhajtóerő növelése érdekében a középvonal íveltségének növelése gazdaságosabb megoldás. Hogyha különösen nagy felhatóerő-tényezőre van szükségünk kis sebességnél, akkor az íveltség maximumát célszerű a húrhossz utolsó harmadába helyezni. Az erősen ívelt profilok hátránya, hogy maximum elérése után erőteljesen átesnek és nagy a nyomásközéppont vándorlásuk.

Összegezve elmondható, hogy a profil vastagságának növelésével megnyújtja a felhajtóerő görbét Cy irányában, így nagyobb felhajtóerőt érhetünk el. Maximum pontjának előretolásával a görbe meredekebbé válik, és kisebb mértékben veszítünk a felhajtóerőből. Mindkét módosítás azonban alaki ellenállás növekedéssel jár előrehozott örvények miatt. Eközben a profil “nyugodtabbá” válik, ami az irányítást könnyebbé, kiszámíthatóbbá teszi. De hogy a vékony profilokat is dicsérjük, meg kell jegyezni, hogy alacsony Re számnál (30 000 környékén) és kis állásszögeknél a vékony profilú (~6%) vagy lapszárnyú gépek jobban teljesítenek, mint a gömbölyded társai. Analitikai módszerrel összehasonlítva sikerül kimutatni, hogy 200 000 értékig a vastag, 14-18% szelvények használhatóak sikeresen, de kezdve a 100 000 értéktől a többszázas tartományig a 8-12% vastagságú profil a preferált. Az íveltség fokozása pedig felfelé tolja a polárist, így a negatív tartományban kedvezőtlenebbül viselkednek. Ezért az ívelt profilok kevésbé alkalmasak a műrepülő gépek szárnyainak kialakítására. Mivel egyik érték sem növelhető korlátlanul tulajdonságok romlása nélkül, ezért az optimális választás körülbelül 10% vastagság és 2% íveltség környékén van, ahol cy/cx a legnagyobb értékeket vesz fel.

Minél nagyobb az íveltsége a profilnak, annál nagyobb a nyomásközéppont vándorlása, és annál nagyobb fogatónyomaték ébred a szárnyon, ami nagyobb stabilizátorokat igényel a kompenzáláshoz illetve változó megfúvásnál jelentős minőségi változást okoz. Nagyon ritka az egyszerű körszegmens formájú középvonal, általában bizonyos célnak megfelelően alakítják ki. Matematikai modellekre épülő profilok középvonala általában valamilyen szabályt követ. Például a NACA négyjegyű sorozata profiljainak középvonala két parabola szegmensből van képezve, melyek tangenciálisan vannak összekapcsolva a legmagasabb íveltség pontjában. Ezert a NACA profilokat nem csak íveltség magassága és helye alapján osztályozzák, hanem a középvonal sorozatokra is bontják. A legnépszerűbb a A=1 középvonal, mely egyenletes terheléseloszlást biztosít a profil mentén. A téma mélyebb megismeréséhez érdemes saját profilokat készíteni és elemezni tulajdonságaikat profilszerkesztő és elemző szoftverek segítségével (MacFoil, Airfoilplot, Compufoil, Xfoil, Profili).

A vastagság helyének módosításáról annyit kell tudni, hogy hatással van a lamináris áramlás megmaradására, ugyanis ez az áramlás marad, míg csökken a nyomás (vastagszik a profil). Nyomás növekedésével átvált turbulensé, melynek ellenállása nagyobb. Hagyományos szelvényeknél a lamináris áramlás a maximum a húrhossz 30%-áig tart ki. Ha azonban a maximális magasságot hátrább toljuk, a lamináris határréteg akár a húrhossz 40-60%-áig is kitart. Arra a kérdésre, hogy hol helyezkedjen el az íveltség maximuma,  a legnagyobb vastagság helye adja meg a választ. A gyakorlat azt mutatja, hogy ha a profil 30%-nál a legvastagabb, akkor az íveltség legkedvezőbb helye körülbelül a húrhossz 40%-ánál keresendő, a profil vastagsága a húrhossz 50%-ánál tetőzik, akkor az optimális íveltség helye 45% környékén keresendő.

Egy-két konklúzió az elméleti anyagból: 1. A jó átlagteljesítményt a minimális merülési sebességre való törekedéssel, vagyis minimális terheléssel és maximális cy3/cx2emelkedési szám elérésével tudjuk biztosítani. Az emelkedési szám csak profil, állásszög és Reynolds szám függvénye. Ezért a vitorlázó modellek teljesítménynövelő lehetőségei a megfelelő profil, maximális cy/cxértékhez tartozó állásszög beállítása és hogy a modell a kritikus fölötti Reynolds-számmal repüljön. 2. Vitorlázók számára alacsony ellenállás és forgatónyomaték alacsony Rn szám mellet nélkülözhetetlenek. Műrepülő gépek számára szimmetrikus profil alacsony Cm értékkel a jó választás fokozatos átesési tulajdonsággal a szűk fordulók miatt. Emellett maximális Cy értéket kell keresni, ami csak elérhető.

Végtelen szárny aerodinamikája

By , 2012. August 30 12:29

A modelltervezés talán legkritikusabb, legfontosabb művelete a megfelelő szárnyprofil kiválasztása. Lényegében több ezer profil áll rendelkezésünkre, de legjobb csak egy van. Igen ám, de mi van azokkal a szárnyakkal, melyeknél több profilt is alkalmaznak? Igazából legjobb nem is nagyon létezik, mivel minden gép más és más. Ezért itt csak az irányelvekről, illetve az egyes kategóriákban jól bevált szelvényekről beszélhetünk, mert minden profilválasztás szükségszerűen magával hozza a kompromisszumot. A megfelelő profil kiválasztása első sorban azon múlik, mennyire értjük meg a leíró adatokat, és mennyire ismerjük a trendeket. Az aktuális felhajtó erő, a szárny ellenállása és a nyomásközéppont vektora az alábbi hat plusz egy paramétertől függ, melyek közvetett/közvetlen módon kapcsolatban állnak a szelvény profiljának kialakításával:

Szárnyszelvény

Sebesség – mindhárom érték egyenes arányban változik a sebesség változás négyzetével.
Szárnyfelület – mindhárom adat egyenesen arányban áll a felület nagyságával.
Húr hossz – Reynolds szám és nyomásközéppont egyenesen arányos a szelvény hosszával.
Állás szöge – a hasznos tartományban (0-felhajtó erőtől átesésig), mindhárom érték nő, de nem lineárisan (az alaki ellenállás bizonyos tartományban csökkenhet) az állásszög növelésével.
Oldalviszony – egyenes arányban van mindhárom paraméter értékével.
Szárny formája – többdimenziós hatása van mindhárom tulajdonságra.

Reynolds szám (Re) – egy dimenzió nélküli szám, mely a kísérletben kialakított, és a gyakorlatban alkalmazott szelvény geometriai és áramlástani hasonlóságát adja meg. A szélcsatornában mért profil adatai akkor igazak a szárnyprofilunkra, ha a vizsgált alanyok geometriailag hasonlóak (a felület kiképzésében is) és a Reynolds számuk is azonos. Ezt a számot a test hossza (húr hossz) és áramlási sebesség (repülési sebesség) ismeretében könnyedén kiszámolható. Mivel ez a szám sok paramétertől függ, így csak közelítő, nagyságrendi számítást érdemes elvégezni. Ezt a gyakorlatban az ultra-könnyű gépek tervezésénél is alkalmazzák.

Szárnyon ébredő légerők, siklószám.

“Az áramlásra szögben állított és megfelelően kialakított testeken az áramlás irányára merőleges erő is keletkezik” – írja a “Vitorlázórepülő oktatási segédlet”. Szárnyszelvények esetében ez az erő sokkal nagyobb, mint az áramlással párhuzamos. Van egy része az áramlásnak, amely elérve a szárnyat szinte beleolvad a szárny felületébe és eltűnik. Ez a semleges szál, mely a T1 torló pontban éri el a szárnyat és a T2 hátsó torló pontban újra megjelenik. A fölötte levő légtömeg a szárnyat felülről, az alatta levő pedig alulról kerüli meg, és a kilépő él után kissé lefelé térítődik el.

Szárnyon keletkező légerők

Minden levegőben mozgó testre légellenállás hat. Ez az erő egyenes arányban áll a homlokfelülettel, a közeg sűrűségével, és az áramlási sebesség négyzetével (ρ=1,23 kg/m3):

F_x=c_x\cdot \frac{\rho}{2}\cdot v^2\cdot A=0,613\cdot c_x\cdot v^2\cdot A

Olyan testek esetén, amelyeken az áramlás irányára merőlegesen is ébred erő, az A vonatkozási felületnek az alaprajzi területét veszik. Ezen erőt a test geometriai kialakítása és felületének kiképzése egyaránt befolyásolja. A szárnyon keletkező légerők eredője Fr nem merőleges az áramlásra, ezért két erőre szokás bontani: Fy felhajtó erőre és Fx ellenállásra. Az erők felbontásának szabályai alapján:

F_r = c_r\cdot \frac{\rho}{2}\cdot v^2\cdot A = c_r\cdot q\cdot A

F_r^{2}=F_x^{2}+F_y^{2}\Rightarrow (c_r\cdot q\cdot A)^{2}=(c_x\cdot q\cdot A)^{2}+(c_y\cdot q\cdot A)^{2}}\Rightarrow c_r^{2}=c_x^{2}+c_y^{2}

Ez lehetővé teszi, hogy a szárnyak tulajdonságainak vizsgálata során csak a szárnyak szelvényeit vegyük figyelembe, és csak az eredő légerő- (cr), felhajtóerő- (cy) és ellenállás- (cx) tényezőket vizsgáljuk. Ezen tényezőket szélcsatornás mérések segítségével szokták meghatározni. A tényezők értékei erősen változhatnak az áramlás szögének függvényében. Különösen igaz ez a megállapítás az ívelt testekre (mint pl. profilozott szárny).

A szárny légellenállása két fő alkotóból áll. Az egyik az alaki vagy nyomásellenállás, melynek lényege, hogy a mozgó tárgy előtt túlnyomás – torló nyomás képződik, – és az áramvonalak az akadály előtt kitérnek. A kiugró peremeken, meredeken táguló légterületeken, vagy súrlódás hatására lassuló áramlatokban a hirtelen lokális nyomásnövekedésnek köszönhetően az áramlások visszafordulnak a felületnél, leválnak, örvények keletkeznek, melyek energiát vonnak el a rendszerből. A mozgó tárgy mögött negatív nyomású területek képződnek. Örvény képződésEz a két nyomás együttesen fékezi a tárgy haladását a levegőben.
Levegőben mozgó tárgyakra, ugyanúgy mint szilárd testek esetében, súrlódási erők hatnak. A súrlódási ellenállás a szilárd testekkel ellentétben nem a test és a közeg, hanem a közeg eltérő sebességgel mozgó rétegek között jön létre (egy jól képzett szárny összes ellenállásának akár 85%-át is kiteheti). A tesztek azt is kimutatták, hogy a hosszabb húrhosszal rendelkező szárny súrlódási ellenállás-tényezője kisebb a rövidebbhez képest.

Az ellenállás nagyságát az áramlás típusa is befolyásolja: a turbulens határréteg súrlódási ellenállása ugyan nagyobb, de a leválások később következnek be, emiatt a test ellenállása kisebb lehet, mint a lamináris határréteg esetében.

Egy repülőgép szárnyának minőségére, légerőtani jóságára a felhajtóerő és az ellenállás egymáshoz viszonyított nagyságából következtethetünk. Az sem mindegy, hogyan alakul a viszonyuk különböző állásszögeknél. Ebből kifolyólag a fejlesztések egyik célja, hogy a lehetőségekhez képest a felhajtóerő minél nagyobb legyen, miközben az előre haladást gátló ellenállást minimálisra szorítsák vissza. A minőség fokmérője tehát a siklószám, mely a két erő viszonyát adja meg: \varepsilon = F_x/F_y = c_x/c_y. Egy másik minőségi mutató a \gamma siklószög, mely a légerő eredőjének visszahajlási szögét mutatja qz áramlás normáljához (merőlegeséhez) képest: tg(\gamma)= c_x/c_y.

Nyomás eloszlása a szárnyszelvény körül. cfd2 A szárny felületének domborúsága miatt az áramlás sebessége a húr hossza mentén nem állandó sem alatta, sem felette, ezért a nyomás értéke is eltérő. A felhajtóerőt előidéző nyomáskülönbséget kísérleti úton mérik (sok 1mm átmérőjű lyuk a szárnyfelületen, melyek nyomásmérő műszerre vannak kötve). A mérési eredményeket azután grafikonba öntik, melynek vízszintes tengelye a szelvény húrhosszának százalékos értékét, a függőleges pedig a viszonylagos nyomásértéket ábrázolja úgy, hogy fent a negatív nyomás különbséget, vagyis szívó erőt, lent pedig a megnövekedett nyomást mutatja. Az így kapott nyomáseloszlási képet több állásszögre is elkészítik.

Nyomáseloszlás a szárnyon

A mérési eredmények alapján belátható, hogy a felhajtó erő nyomás különbség alkotta részének kétharmadát a szárny felett képződött alacsony nyomás, egyharmadát pedig a szárny alatt uralkodó magas nyomás adja (a szárny lényegében nem támaszkodik, hanem felszívja Nyomásközéppont vándorlásamagát a fölötte levő rétegekre).

Aszimmetrikus áramlásnál növekvő állásszögek esetén a nyomáseloszlás is változik: a görbék csúcsa és a görbe alatti terület előre tolódik. Ennek az az oka, hogy a torló pont az orrpontja alá csúszik, ezért a semleges szál fölötti áramvonalaknak erősen fel kell gyorsulniuk, hogy kikerüljék az orr részt. Ez a változás a nyomás eredőjének a támadási pontját, a nyomásközéppont vándorlását okozza a profil húr mentén: A szárny feletti és alatti nyomáseloszlás eredőjét külön-külön képezve erőpárt kapunk, melyek eltérő pontokon fejtik ki hatásukat. Így a szárnyon forgatónyomaték képződik, mely nagy állásszögeknél a szárny belépő élét felfelé, kis és negatív szögeknél pedig lefelé csavarja (nem teljesen lineáris a függvény, ezért katalógusban kell ellenőrizni minden Re számra). Még akkor is, ha olyan α0 szögben áll a szárny, melyben nem termel felhajtó erőt, vagyis a keletkező erők nagysága azonos, de ellentétes irányúak. Együttes hatásuk olyan nyomatékot hoz létre, mely a szárny orrát lefelé tolja, a kilépő élét pedig felfelé.

Főbb folyamatok áttekintésével ugyan még nem lettünk sokkal okosabbak a profilválasztás terén, de közelebb kerültünk a szárny működésének megértéshez. Innentől kezdve már csak a felhajtóerőről beszélünk, különböző paraméterek függvényében.

Repülőgép részei, alapfogalmak

comments Comments Off on Repülőgép részei, alapfogalmak
By , 2012. August 29 09:13

Első lépések mindig nehezek: rengeteg információt kell feldolgozni, sok technikát el kell sajátítani és a hobbi társak is sok ismeretlen szót használnak beszélgetve egymás között. Hogy lépést tudjunk tartani velük pár alapnak utána kell járnunk. Cikkgyűjteményt egy egyszerű témával kezdenénk –  a gép szerkezetével. Nincs ebben semmi misztikum, de nagyon csúnyán tudnak nézni ránk, ha helytelenül használjuk.

Légíjérművek osztályozása. Azon eszközöket nevezzük légijárműnek, melyek a levegő reakció erejéből nyerik a felhajtóerőt. Nem soroljuk közéjük a légpárnás járműveket, mert működésükhöz közeli szilárd vagy folyékony felszín szükséges.

Levegőnél könnyebb Levegőnél nehezebb
Hajóműves
– Merev vázú
– Váz nélküli

Hajtómű nélküli
– Szabad léggömb
– Kötött léggömb

Hajóműves
– Forgószárnyas
– Repülőgép

Hajtómű nélküli
– Vitorlázó repülőgép
– Sárkány

Merev-szárnyas repülőgépa levegőnél nehezebb közlekedési eszköz, amely az atmoszférában halad, merev felületei és a levegő reakcióerejéből keletkező felhajtóerő segítségével a repülési magasság és irány megváltoztatására, illetve megtartására képes hajtómű segítségével vagy anélkül. A motor nélküli merev szárnyú repülőgépek (vitorlázó repülőgép) esetében a magasság megtartása vagy növelése csak emelkedő légáramlat (lejtő szél, termik) segítségével lehetséges, de az ilyen járművek ennek hiányában is képesek a kontrollált repülésre és jelentős távolság megtételére.

01 02 03 04 05 06 07

Forgószárnyas repülőgép – ezen gép forgó felületek (forgószárny, rotor) segítségével állítják elő a felhajtóerőt, ezért képesek a lebegésre, illetve a helyből fel- és le-szállásra. Leggyakoribb típusa a meghajtott rotorral ellátott helikopter, de ide tartozik a nem meghajtott rotorral működő autogíró és a vegyes szerkezetű, hajtott légcsavaros és hajtott rotoros konvertiplán. De ezekkel minimálisan foglalkozunk.

Repülőgép szerkezeti elemei

http://downloads.cas.psu.edu/4h/AerospaceSupp/Activities/Airplanes/Overview/PlaneLesson2.htm

Törzs – A repülőgép teste. A szárnyak, a farokrész és a motor a törzshöz van erősítve.

Farok – A gép hátsó része, amely egy hordozza a vízszintes és függőleges stabilizátorokat. A magassági kormánylap zsanérokon keresztül rögzítve van a vízszintes stabilizátorhoz. Az oldalkormánylap pedig a függőleges stabilizátorhoz.

Magassági kormány – hinged surfaces on the horizontal part of the tail that swing up and down. These surfaces control the pitch of the airplane.

Oldalkormány – függőleges, jobbra-balra mozgatható felülete a faroknak. Ez a felület felel a gép legyezőmozgásáért.

Szárny – a vízszintes  sík, mely a fejhajtóerőt termeli. A csűrő és a ívelő lapátok csuklókon keresztűl rögzítésre kerülnek a szármyon.

Csűrő – szárny külső részén található fel-le mozgatható felületek. Míg a jobb csűrőlap fel, a bal csűrőlap le mozognak így kényszerítve a gépet a fordulóba.

Ívelő lapok – lefele nyitható felületei a szárnynak, melyek a törzs és a csűrők között helyezkednek el. Lehajtott állapotban növelik a szárnyon keletkező felhajtó erőt repülőgépek fel és leszállásnál.

Motor – Biztosítja a légcsavar forgatásához szükséges erőt mely huzamos repülés fenntartásához szükséges tolóerőt hoz létre.

Légcsavar – motor által meghajtott, tengely körül forgó aerodinamikai felület mely tolóerő előállításéért felel.

Spinner – Az orr kúp, amely magában foglalja a légcsavart rögzítő mechanikát, elősegít simább áramlását motor körül.

Fülke – ahol a pilóta ül repülés közben. Ott találhatóak a vezérlő eszközök és a műszerek kijelzői.

1, Sárkány
Sárkánynak nevezzük a repülőgép szerkezetét. A sárkány részei a törzs, amely a teher egy része, az utasok, valamint a személyzet szállítását szolgálja, a szárnyak, vezérsíkok, kormányfelületek, valamint a futómű.

a, Törzs
A törzs a repülőgép középső, bizonyos felhasználási típusoknál legnagyobb keresztmetszetű szerkezeti eleme. A törzshöz kapcsolják a repülőgép többi szerkezeti elemeit. A törzs elemei a törzskeretek (törzsbordák), hosszmerevítők, a külső repülőgépburkolat, a csatlakozási (szárnyakhoz) berendezések, a fülkék és rakterek konstrukciós felépítményei. Nagy sebesség mellett fontos a kis ellenállás, amely növeli a repülőgép hatékonyságát és sebességét. Az orrban helyezik el az irányításhoz szükséges navigációs és irányító berendezések egy részét, a műszerek nagyrészét, továbbá a pilóta is itt foglal helyet. Hátrább a személyzet többi része, az utasok, illetve a teher.

A repülőgéptörzs szerkezeti kialakításai
Egytörzsű repülőgép Hagyományos repülőgépforma. A repülőgépmotorokat a törzsben, a szárnyon vagy a törzsön kívül is el lehet helyezni. Ha a hajtóművet törzsbe építik, az kedvező légellenállást eredményez. A törzs hátsó részén, kívül elhelyezett hajtómű kedvezőtlenül befolyásolja a terhelés megoszlását, de légellenállás szempontjából előnyösebb. Nagyobb, többmotoros gépeknél a szárnyon helyezik el a hajtóműveket a kedvező terheléseloszlás végett.
Kéttörzsű repülőgép A kéttörzsű megoldás előnyeit többnyire kétmotoros, kisebb repülőgépeken használják ki. A személyzet és a felszerelés részére a szárny középső tartományában fülkét alakítanak ki. A két törzs karcsú felépítésű, hátul a farokszárnyakat fogja közre.
Csupaszárny repülőgép Törzs és farokfelület nélkül épített repülőgéptípus. A csupaszárny gépeknél az összes berendezést, a hajtóművet és a terhelést a szárnyban helyezik el, esetleg a szárny közepén (vagy szimmetrikusan elhelyezve 2-3 db) gondolát képeznek ki számukra. Repüléséhez, a tévhittel ellentétben nincs szükség semmiféle számítógépes, vagy egyéb rendszerre. Megfelelő szárnyprofillal önmagában is stabil, bár ezt kevés gyakorlati felhasználás igazolja. Mivel a csupaszárny repülőgép teljes felülete a felhajtóerő kialakításában segít és kevés kiálló, súrlódó szerkezeti elemet tartalmaz, nagyon kedvező a légellenállása, kicsi a felületi terhelése (ami nagyban javítja az irányíthatóságát, fordulékonyságát)

b, Szárny
A szárny a sárkányszerkezet azon része, amelyen a felhajtóerő keletkezik. Fő jellemzője a fesztávolsága, karcsúsága, profilja, nyilazottsága (hátra, ill. előre). Minél nagyobb a hátranyilazási szög, annál stabilabb és kormányozhatóbb a repülőgép a magasabb sebességtartományokban. Az erősen nyilazott szárnyak felhajtóereje kis sebességnél meglehetősen kicsi, így ezeknek a repülőgépeknek a fel- és leszállósebessége lényegesen nagyobb. A fékszárny a szárny része, melynek elsősorban fel- és leszálláskor van szerepe.
A szárnyak folyamatos fejlődését a különféle elméleti kutatások biztosítják (végtelen és véges szárnyelméletek).

A szárny felépítése
A repülőgép irányítását, valamint a szárny által keltett felhajtóerő változtatását a szárnyakon lévő kormányfelületekkel érik el.

1. Winglet (A törővégen). Csökkenti a törővégen keletkező turbulenciát, ezáltal a szárny légellenállását. Korszerű szállító repülőgépeken alkalmazzák, elsősorban nyilazott szárnyaknál.
2. Kis sebességű csűrő (a kilépőélen)
3. Nagy sebességű csűrő (a kilépőélen)
4. Fékszárnyak mozgatómechanizmusa
5. Krüger-lap (a belépőélen)
6. Orrsegédszárny (a belépőélen)
7. Háromszorosan réselt belső fékszárny (a kilépőélen)
8. Háromszorosan réselt külső fékszárny (a kilépőélen)
9. Áramlásrontó lemez (spoiler)
10. Féklap (áramlásrontó lemez)

A szárnyak fajtái
A szárnyak törzshöz mért elhelyezése alapján megkülönböztetünk alsó, középső és felső (váll-) szárnyat. Ha egy repülőgépen a vezérsíkok a szárnyak előtt helyezkednek el, akkor azt kacsaszárnynak hívjuk. A szárnyak formája alapján különféle szárnyakat különböztetünk meg.
Egyenes szárny: A szárny nyilazási szöge többé-kevésbé merőleges a gép hossztengelyére. Jellemzően a kis sebességű repülőgépeknél használják, a második világháború előtt gyakorlatilag minden repülőgép egyenes szárnyakkal rendelkezett. A vitorlázó repülőgépek, motoros könnyűrepülőgépek és légcsavaros utasszállító gépek többsége jellemzően ma is egyenes szárnyú. A nagy sebességű repülőgépek közül az amerikai F-104 Starfighter vadászbombázó egyenes szárnyúnak nevezhető.
A kis sebességű egyenes szárnyú gépeket néha „kétfedelű” konstrukcióban építik, itt a szárnyak egymás felett, kábelekkel és/vagy szilárd merevítőkkel egymáshoz kapcsolva helyezkednek el. Az ilyen repülőgépek a szükséges kisebb szárnyfesztáv miatt a levegőben mozgékonyabbak, hangárban könnyen tárolhatók, illetve baleset esetén jó ütközésvédelmet nyújtanak. Mezőgazdasági alkalmazásuk ma is gyakori (pl. Antonov An-2, AgCat). A háromfedelű gépek közül egyedül az első világháborús Fokker Dr.I. típus ismertebb.
Nyilazott szárny: Abban különbözik az egyenes szárnytól, hogy mind a belépő-, mind a kilépőél körülbelül azonos, a derékszögtől eltérő szöget zár be a repülőgép hossztengelyétől. A szárny lehet enyhén (pl. BAE Hawk) vagy erősen hátranyilazott (pl. MiG–19 vagy BAE Lightning vadászrepülőgépek). Napjaink sugárhajtású utasszállító repülőgépei szinte mind enyhén hátranyilazott szárnyúak, leggyakoribb az eredetileg a Boeing cég által kikísérletezett 35 fokos beállítás.
A hátranyilazott szárnyak hátránya az áramlás kisodródása a szárnyvégek felé, amit gyakran hosszanti elhelyezésű terelőlapokkal fékeznek meg. Nagy sebességű repülőgépeknél problémát jelent, hogy a hátranyilazott szárnyú konstrukciók hangsebesség közeli és a feletti teljesítménye erősen függ a területszabály következetes alkalmazásától, ezért ilyen kivitelű régebbi gépeken gyakran a szárny kilépőéléhez rögzített nagyméretű kúpokat találunk, amelyek a behúzott futómű tárolására (pl. Tu–134) vagy extra üzemanyagtartályként (Convair 990) is felhasználhatók. Ez az aerodinamikai probléma az új generációs, nagy tolóerő-felesleggel rendelkező hajtóművek alkalmazásával megkerülhető.
Léteznek előre nyilazott szárnyú repülőgépek is. Ezzel az egzotikus elrendezéssel a II. világháború előtt lengyel mérnökök kísérleteztek (Z–17/Z–18/Z–47), alatta pedig a német Junkers cég fejlesztett ki repülőképes prototípusokat (Ju 287). Az előrenyilazás elvileg kedvezőbb repülési tulajdonságokat ígér az örvények jobb kezelése révén, azonban a hátranyilazott konstrukcióval szemben a rezgések itt nem csillapodnak, hanem éppenséggel felerősödnek a szárnyvég felé haladva. Ennek következtében a hagyományos alumínium szárnyszerkezetek gyorsan kifáradásos vagy csavarodásos törést szenvednek, így nagy sebességű repülőgépeknél nem alkalmazhatók. A rendkívül erős szénszálas anyagok megjelenése tette lehetővé az előrenyilazott szárny alkalmazását szuperszonikus prototípus gépeken (X–29, Szu–47 Berkut), ezek sorozatgyártásáról azonban még nem beszélhetünk. A kis és közepes sebességű előrenyilazott szárnyú, sorozatban gyártott gépek közül említést érdemel az L–13 Blaník vitorlázó repülőgép és a német Hansa üzleti jet, mindkettő az 1960-as évek konstrukciója.
Trapézszárny: A szárny belépőéle pozitív, a kilépőéle negatív nyilazási szögű, azaz a szárny a törővég felé gyorsan elvékonyodik. Átmenet a többi kategória között, jellemzően a korszerű amerikai vadászrepülőgépek szárnyelrendezése.
Deltaszárny: Háromszög alakú szárny. A félszárnyak derékszögű háromszöget mintáznak, vagyis a belépőél erősen hátranyilazott, míg a kilépőél közel merőleges a gép hossztengelyére. A szárny a törővég felé általában teljesen elvékonyodik, azaz az ilyen szárny csúcsos, nincs vagy minimális a törővége. Jellemzően szuperszonikus repülőgépeknél használják, a francia Dassault vadászgépek, a Concorde és a Tu–144 utasszállítók, valamint a Space Shuttle és a Buran űrrepülőgépek deltaszárnyú konstrukciók. A MiG-21 és F-16 könnyűvadászgépeknél alkalmazott csökkentett méretű deltaszárny és a hagyományos vízszintes vezérsík kombinációja is ebbe a konstrukciós kategóriába sorolható.
Változtatható nyilazású szárny: Egy bonyolult szerkezet segítségével – nagy keménységű acélötvözetből készült forgócsapokon (ált. 2 db, oldalanként egy-egy db) – állítják a félszárnyak nyilazási szögét, lehetővé téve az üzemanyag-takarékos kissebességű repülést és a szuperszonikus tartományok elérését egyazon repülőgéppel. Jellemzően a harmadik generációs harci repülőgépek szerkezete. Visszatekintve ez a bonyolult konstrukció kudarcnak tekinthető, hiszen az ilyen kivitelben épült típusok: Mirage G, F–14, F–111, Tornado, MiG–23, MiG–27, Szu–17/20/22, Szu–24, B–1, Tu–22M, Tu–160 harci gépek nem tudtak szélesebb körben elterjedni magas beszerzési áruk és költséges fenntartásuk miatt, illetve repülési tulajdonságaik is elmaradtak az 1970-es évek második felétől megjelenő elektronikus kormányvezérlésű, trapézszárnyas és kacsa elrendezésű új gépektől. A Boeing cég egyedüliként tervezett varia-szárnyú utasszállító repülőgépet (Project SST), ez azonban soha sem valósult meg.
Waverider: Szó szerint: hullámlovas, deltaszárnyhoz hasonló elrendezés, amelynél a félszárnyak külső része körülbelül 30 fokig lehajtható, hogy a hiperszonikus repülés során a gép alatt keletkező lökéshullámokat csapdába ejtve többlet felhajtóerőt generáljon. Gyakorlati megvalósítására egyedül az amerikai XB–70 Valkyrie nehézbombázók prototípusain került sor az 1960-as években.
Forgószárny: Központi forgástengelyre rögzített hajlékony, egyenes szárnyakból (ún. rotorlapát) álló rendszer, amely a repülőeszköz álló helyzetében is felhajtóerőt termel. Helikoptereken és autógirókon alkalmazzák. Az ilyen rendszerben elérhető haladási sebességet kb. 400 km/h-ra korlátozza az a tény, hogy a forgószárny lapátok csúcsai hamar elérik a hangsebességet, ami a felhajtóerő nagyarányú csökkenését eredményezi. Emiatt a nagy helikopterek minél több, néha 6-7 lapátú rotorral készülnek, hogy azonos felhajtóerő termelés mellett a rotorkör átmérőjét és ezzel a kerületi sebességet is minimálisra csökkentsék.
Fékszárny: A fékszárny olyan mozgatható felület a repülőgép szárnyainak kilépő élein, amely kiengedési fokozataitól függően egyre jobban növeli a szárnyak felhajtóerejét. Ennek természetesen „ára” van, mivel a szárny légellenállása is annál jobban növekszik, minél jobban ki van engedve a hozzátartozó fékszárny, így csökkenti a repülési sebességet. A fékszárny kitérítésekor kezdetben a felhajtóerő-tényező nagymértékben, az ellenállás-tényező kismértékben növekszik. A kitérítés növekedésével az ellenállás-tényező egyre jobban növekszik a felhajtóerő-tényező pedig alig. Ezen kettős jelenség miatt használják a fékszárnyat a fel- és leszálláshoz, ahol viszonylag alacsony sebességre és közben elegendő felhajtóerőre is szükség van egyszerre.
A szárnyakon keletkező felhajtóerőt javítja a kiengedett fékszárny által megnövelt íveltség és az eközben nyert megnövekedett effektív szárnyfelület is. A fékszárny nem az egész kilépőél hosszában van kialakítva, hanem általában csak a géptörzshöz közel, a csűrőkormány mellett található szakaszon. Ezzel az volt a célja a tervezőknek, hogy a plusz emelőhatás minél rövidebb erőkaron hasson a repülőgéptörzsre, elkerülve ezzel a szárnyak felesleges terhelését az egyre vékonyodó külső részeken. A fékszárnyakat általában leszálláskor teljesen kiengedik – ez a repülőgép terhelésétől és az aktuális széltől is függ – ami elősegíti a gép nagyobb mértékű lassulását úgy, hogy a felhajtóerő elégséges marad ahhoz, hogy a gép ne adja le az orrát (az áramlás ne váljon le a szárnyakról, vagyis ne essen át). A repülőgép típusától, terhelésétől és a széltől függően felszálláskor is szokás a fékszárnyakat kis mértékben alkalmazni, hogy a relatíve alacsony sebességen történő talajtól való elszakadás pillanatában segítse a minél hatékonyabb emelkedést. Rövid vagy puha talajú pálya esetében különösen fontos a minél előbbi elemelkedés, ilyenkor a fékszárnyak mindig ki vannak engedve részlegesen (ez a felszállófokozat), hogy a szárnyak nagyobb felhajtóerőt biztosítsanak. A fékszárnyak kiengedésének minden géptípus esetében sebességi korlátozásai vannak, azaz bizonyos sebességek fölött a fékszárnyakat kiengedni nem szabad (illetve a sebességhatár elérésekor vissza kell azokat húzni), mert az áramlás károsítaná a kiengedett fékszárnyak és/vagy az egész szárny szerkezetét.

A fékszárnyak típusai
• Egyszerű fékszárny – Ez általában egy tengelyen mozog. Gyakorlatilag a szárny kilépőélének egy mozgatható darabja, amelyet meghatározott fokokra lehet lenyitni a szárny többi részéhez képest. Egy “20 fokos fékszárny” kifejezés azt jelenti, hogy a szárnnyal 20 fokos szöget zár be a kitérített fékszárny. A fékszárnyat felszálláshoz kevésbé, leszálláshoz jobban térítik ki. A kitérítés módja lehet manuális-rudazatos vagy elektromotoros, a nagyobb gépeken pedig hidraulikus.
• Megosztott fékszárny (Terpeszlap) – A felső és az alsó felület külön van. Az alsó felület az előbbiekben ismertetett módozatú fékszárnyként működik, míg a felső felület alig vagy egyáltalán nem mozog, így változatlanul megtartja az eredeti felső szárnyfelületet.
• Fowler-féle fékszárny – Mielőtt lefelé fordul még ki is csúszik a szárnyból. Ez az egyik legjobb az alacsony sebességhez, mivel igen jelentős szárnyfelület-növekedést eredményez. A korszerű utasszállító repülőgépeken többrészes megoldással alkalmazzák, tehát több részletben képes a fékszárny szétcsúszni és közben hátra-lefelé is nyílni, ezáltal adva a szárnynak hatalmas plusz íveltséget és felületet.
• Réselt fékszárny – Itt egy rés van a szárny és a fékszárny között, ami lehetővé teszi, hogy a szárny alól érkező nagynyomású levegő megfújja a fékszárny fölső felületét, ezzel késleltesse az áramlás leválását. Az ekkor kialakuló nyomáskülönbség-kiegyenlítődés miatt a légáramlás a fékszárnyon marad, ezzel késlelteti az átesést (azaz az áramlásleválást).
• Junkers-féle fékszárny és csűrő – A szárny kilépő éle mögött és alatt a szárny teljes hosszában egy kis húrhosszúságú segédszárny van. A szárny és a segédszárny között állandóan rés van, ezzel biztosítva többlet megfújást a kitérített segédszárnynak. Ez kisebb sebességeknél használatos, mint például a Junkers Ju-87 Stuká-nál.

Fékszárnyak
c, Vezérsík
A vezérsík feladata a repülőgép vízszintes és függőleges irányú stabilitásához való hozzájárulás. A vízszintes és függőleges vezérsík elnevezése azok elhelyezkedéséből adódnak, és természetesen ellentétes (ill. 90 fokkal elfordított) irányú hatással rendelkeznek. A Vízszintes vezérsík hagyományos felépítés esetében (“hátső szárny” néven illetjük sokan) azért felel, hogy a gép fel-le irányú vezetése biztosított legyen. Nagyon sok dologtól függ, hogy ennek formája, mérete, “profilja” milyen, de alapvető feladata, hogy segítse a függőleges iránytartást (másodlagosan a sebesség-stabilizálást), és elősegítse a váratlan (aerodinamikai) reakciók csökkentését, szóval, hogy stabilizálja a repülési tulajdonságokat. (Ezért Stabilizátor névvel is szokták illetni.) Pl. ha egy gép leejti orrát, gyorsulva zuhanni kezd, illő lenne a farkát lenyomni, ezzel lassítani a zuhanást, valamint áttételesen csökkenteni a sebességét. Fordítva is igaz persze, bár az kicsit bonyolultabb folyamat. A kis hajtóerővel rendelkező gépek (ilyeneket láthatunk mi, halandóak) esetében, főleg a vitorlás gépeknél a vízszintes vezérsíkot tekintjük a (függőleges) repülési iránynak. Ehhez képest a “nagy” szárny néhány fokkal megemelt állásszöggel bír. (Értelmezhetjük fordítva is, a szárny állásszögéhez képest a stabilizátor állásszöge kisebb, tehát gyorsuláskor lenyomja a gép farkát). Ezzel elérjük, hogy gyorsulásnál a szárny (amin a lényegi felhajtó-erő keletkezik) felemeli a gép orrát, ezzel visszalassul a gépünk, adott esetben befejezi a zuhanást is.
A függőleges vezérsík szerepe lényegesen kevesebb, de a gyakorlatban nagyon bonyolult e-nélkül repülni; a gép oldal-irányú iránytartását segíti elő. Nem kormányzott gép esetében is jelentkezik a két “fél-szárny” között eltérő légellenállás, sok ok miatt. Ha a gép farkát nem vezetnénk meg, az jobbra-balra forgolódhatna, kül. egyéb kihatásaival együtt.
A vezérsíkok összességét farokfelületeknek is nevezik. Ezek a szárnyakhoz hasonló kialakításúak, de méretük kisebb és (nem a vezérsík fogalmához sorolandó) elfordítható kormányfelületük van. A vezérsíkok lehetnek T elrendezésűek, de lehetnek V alakban is, amikor a vízszintes és függőleges kormányzási feladatot két V alakban elhelyezkedő vezérsík látja el, illetve például a Concorde vagy a Tu–144-es repülőgépen nincs vízszintes vezérsík, hiszen a kellő mértékben hátranyúló szárnyvégeken az kombinált csűrő és magassági kormány látja el mindkét kormányzási feladatot.d, Futómű
A repülőgép futóművének feladata, hogy biztosítsa a repülőgép irányíthatóságát, amíg a gép a fel- és leszállás során a földön tartózkodik. További feladata, hogy felvegye azokat a dinamikus erőhatásokat, amely a talajjal történő érintkezés során a gépre hatnak.
Kerekes futóművek Gumikerekes futóművek, amelyek felfújt gumiabroncsokból állnak. Nagyobb terhelések esetén a kerekek csoportokat, extrém nagy súlyú gépeknél egész sorokat alkothatnak, a jobb terheléseloszlás elérése miatt. Alacsony sebességű gépnél a futómű rögzített, nagyobb sebesség elérése esetén a futóművet behúzhatóra építik, amely jobb áramlási tulajdonságokat, nagyobb sebességet és alacsonyabb fogyasztást tesz lehetővé. A két fő futóművet leggyakrabban a szárny alá, a törzs középvonalához szimmetrikusan helyezik el. Más esetben tandem rendszert építenek, amelyben a két fő futóművet a géptörzs alá egymás mögött helyezik el, ez esetben két segédfutómű kerül a szárnyak alá.
o Farokkerekes futómű Ebben az építési módban a kanyarodást vezérlő, alacsony építésű kereket a farokrész alatt rögzítik a gép törzséhez. A főfutóműveket jóval a gép súlypontja elé helyezik, hogy a fékezéskor csökkentsék az előrebukás veszélyét. Ilyen futómű-elrendezéssel hárompontos leszállást kell végrehajtani, vagyis mindhárom futóműre nagyjából egyidejűleg kell a terhelést helyezni. Felszálláskor először a farokfutót emelik el a talajtól, majd további sebesség gyűjtése után hagyja el a gép a földet.
o Orrkerekes futómű A törzs elejére építik be a kormányzó kereket. A főfutómű kerekei nem kormányozhatóak, ezeket a gép súlypontja mögé helyezik, hogy a gép álló helyzetben ne billenjen hátra. Leszálláskor a főfutók érik először a talajt, majd további lassulás után ereszkedik a gép az orrfutóra. A rendszer erős fékezés esetén is biztosítja a stabil helyzetet.
Úszótest Vízi repülőgépeken alkalmazott megoldás. A vízi repülőgépeken a kerekek helyett két úszótestet építenek a gép alá, amelyek a víz felszínén tartják a repülőgépet. Az úszótestek mereven vannak építve, nem behúzhatóak, ezért a légellenállásuk jelentős. Más megoldás szerint a gép törzsét csónaktestként alakítják ki, amely kedvezőbb aerodinamikai alakot eredményez. Az úszótest leszálláskor csak közegellenállást növelő eszközökkel fékezhető.
Szántalpas futóműRitka típus. Csak olyan helyen alkalmazzák, ahol hómezőre kell leszállni, nincs biztonságos vízfelület vagy szilárd talaj. Tipikusan a sarkkutatók által használt repülőgépeken alkalmazott megoldás.e, Hajtómű
• Robbanómotoros hajtómű. A hagyományos dugattyús motorok csak légcsavar segítségével tudják megtermelni a repüléshez szükséges vonó- és/vagy tolóerőt. Olcsó megoldás, de csak hangsebesség alatti repülést tesz lehetővé.
• Gázturbina:
• Légcsavaros gázturbina. Gázturbinás hajtómű közvetlenül forgatja a légcsavart. Hangsebesség feletti repüléshez nem alkalmas. A gázturbina kompresszora, turbinája és a légcsavart hajtó reduktor egy tengelyen helyezkedik el.
• Szabadturbinás hajtómű, vagy más néven tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina. A kompresszort és a légcsavart hajtó reduktort működtető turbinafokozatok külön tengelyen helyezkednek el. Elsősorban helikopterek működtetésére alkalmazzák.
• Sugárhajtómű:
• Lüktető sugárhajtómű. Egyszerű felépítésű, kis helyigényű sugárhajtómű, melynek elve a tüzelőanyag impulzusszerű meggyújtása, majd az égés során ez szolgáltat lüktető sugárhajtást hasonlóan a dugattyús robbanómotorokhoz. Főként pilóta nélküli fegyvereken (manőverező robotrepülőgépek) és rádiótávirányítású repülőgép-modelleken alkalmazzák.
• Gázturbinás sugárhajtómű. Tisztán a sugárhajtás elvét hasznosító hajtómű. Hangsebesség alatti, de hangsebesség feletti repülésre is alkalmas. A hajtómű a fúvócsőben nagy sebességre gyorsított égéstermékek reakcióerejét (tolóerő) használja ki. Transszónikus sebességtartomány felső határáig biztosít tolóerőt.
• Utánégetős gázturbinás sugárhajtómű. Olyan gázturbinás sugárhajtómű, amelynek a fúvócsövébe (utánégető terébe) üzemanyagot fecskendeznek. A befecskendezett üzemanyag hatására a tolóerő megnövekszik, de jelentősen nő a hajtómű üzemanyag-fogyasztása. A második generációs vadászrepülőgépekben kezdték alkalmazni őket, a szuperszónikus sebeségtartomány felső határáig hatékony, hiperszónikusra (Mach 3) már nem, vagy csak ideiglenesen (ld. MiG–25 hajtóművei).
• Torlósugár-hajtómű. A legegyszerűbb felépítésű sugárhajtómű, amely nagyon kevés mozgó alkatrésszel állítja elő a hajtáshoz szükséges tolóerőt belső kialakítása révén. Működéséhez a hajtómű beömlőnyílásán (szívótorok) beáramló levegőnek egy minimális sebességet el kell érnie (200-300 km/h), így ehhez kisegítő meghajtás szükséges (például hordozó repülőgép). Ilyen a ramjet és a scramjet. Nagy sebességű repülés érhető el vele (Mach 3-10).
• Kombinált sugárhajtómű. Ez a gázturbinás sugárhajtómű és a torlósugár-hajtómű összeépítése. Célja a két hajtóműtípus hátrányainak kiküszöbölése (hiperszónikus sebesség el nem érése és minimális beáramló légsebesség szüksége). Lásd az SR–71 Pratt & Whitney J58 hajtóműveit.
• Rakétahajtómű. Olyan sugárhajtómű, ami működéséhez nem használja fel a környező levegőt.

2.  Landing Gear
3.  Wing strut

9.  Fin and Dorsal

14. Door
15. Seat
16. Windshield
17. Engine Cowl
18. Spinner
19. Wheel Cover
20. Landing Light
21. Wing Tip Light

Hogyan érdemes elkezdeni modellezni?

10 fontos kérdés, mielőtt megvennéd az első robbanós repülőd?

Repülö modellek kezdöknek!

Panorama Theme by Themocracy