Ford Prefect Ford Prefect
1951
BLOG

Geometria zderzenia skrzydła z brzozą - repetytorium

Ford Prefect Ford Prefect Katastrofa smoleńska Obserwuj temat Obserwuj notkę 16
Powtórka wiedzy potrzebnej do zrozumienia następnego tekstu. Koniecznie przeczytaj Binienda - zakazane symulacje.

  
Na pierwszy rzut oka, odtworzenie geometrii nie wydaje się szczególnie trudne, jednak profesorowi Biniendzie przysporzyło wiele problemów. Gdy przypatrzymy się jego pierwszym symulacjom z września 2011 r., to wprawdzie widzimy różne kąty przyłożenia skrzydła do brzozy jednak zawsze odbywa się to w taki sposób, że skrzydło porusza dokładnie po swojej płaszczyźnie. W rzeczywistości samoloty tak nie latają (zwłaszcza przy mniejszych prędkościach). Dla wytworzenia siły nośnej, która utrzymuje samolot w powietrzu, jego skrzydła muszą być odpowiednio zorientowane w stosunku do otaczającego powietrza, pod niewielkim kątem zwanym kątem natarcia. Stąd nawet w uproszczonym przypadku dwuwymiarowym dla prawidłowego odtworzenia geometrii potrzebujemy dwa kąty. Właściwie są to trzy kąty, ale wzajemnie powiązane w ten sposób, że mając dwa, trzeci możemy wyliczyć (oczywiście tylko w tym uproszczonym przypadku):
kąt_wznoszenia + kąt_natarcia = kąt_pochylenia
 relacja kąta natarcia, pochylenia i wznoszenia
  
Sami widzicie, że nie jest to jakoś bardzo skomplikowane. Jednak mimo podpowiedzi m.in. blogerów, Binienda miał problemy z odpowiednim ustawianiem skrzydła i u niego kąt natarcia był zawsze równy 0° przez co kąt wznoszenia i pochylenia były tożsame. W kolejnej prezentacji w listopadzie 2011 r. reagując na krytykę zmieniał nadal tylko ten jeden kąt przez co nie był w stanie prawidłowo odtworzyć zarówno geometrii, jaki i przebiegu zjawiska. W jego interpretacji dźwigar zawsze wybijał w brzozie dziurę, przez którą mogła przejść dalsza część skrzydła (w dalszych rozważaniach będę pomijał dalszy los wychylonych klap, których Binienda też nie ma).
 strefa kolizji skrzydła z brzozą wg Biniendy
 
Inaczej sprawa zaczyna wyglądać, gdy do rozważań dodamy kąt natarcia. W takim przypadku dolna powierzchnia skrzydła napotyka coraz niższe partie brzozy i albo niszczona jest dolna powierzchnia skrzydła, albo czubek pozostałego kikuta brzozy.
 bardziej realna geometria kolizji skrzydła z brzozą
 
Nawet jeśli skrzydło odetnie górę brzozy jak na poniższym rysunku:
 kikut brzozy
 
to na jego drodze stanie górny koniec kikuta brzozy, który powinien szorować po dolnym poszyciu skrzydła:
 kikut brzozy szoruje po dolnym poszyciu skrzydła
 

  

  
Po czym poznać, że na wizualizacji Binienda na zerowy kąt natarcia? Najłatwiej nakładając na siebie dwie ramki filmu. Jeśli następuje pokrycie płaszczyzny skrzydła z płaszczyzną ruchu, to mamy właśnie kąt zerowy, jak na rysunku poniżej:
 złożenie dwóch klatek animacji Biniendy
 
Można to też poznać od razu z filmu, ale wymaga nieco wprawy i wiedzy w jaki sposób odszukać potrzebne do tego punkty odniesienia.
 
Koniecznie przeczytaj Binienda - zakazane symulacje.
 
 

Zrzeczenie się majątkowych praw autorskich.

Niniejszym obejmuję powyższy tekst i rysunki licencją public domain (domena publiczna). Można je powielać, przedrukowywać w skrótach lub całości, cytować wybrane fragmenty i używać także w dziełach komercyjnych bez konieczności pytania o zgodę bądź informowania autora.

Ford Prefect

 
 
 

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Polityka