Příčiny vzniku flutteru a jeho následky

S pojmem flutter se jistě setkal mnohý pilot rádiem řízených modelů. Ten, kdo jej osobně zažil za letu na svém modelu má už navždy ve svém podvědomí zafixovanou obavu ze vzniku tohoto stavu a snaží se příště na svém modelu a při létání s ním učinit vše, aby k flutteru nedocházelo.

Co je to vlastně flutter?

Je to druh rezonančního chvění nosných ploch modelu nebo pouze jejich částí. Frekvence i amplituda chvění části nebo celé nosné plochy za letu modelu může být různá, stejně tak následky tohoto nepříjemného jevu.

• Flutter se někdy projevuje třeba na jedné ploše nosné plochy při konkrétní mezní rychlosti, kmity plochy jsou ustálené jak kmitočtem chvění, tak jeho amplitudou a po snížení této mezní rychlosti zmizí. Po přistání pilot zjistí, že má např, utržených několik závěsů na kmitajícím kormidle.
• Horší situace nastane, když se flutter objeví pro pilota naprosto nečekaně a okamžitě dojde ke kmitům nosné plochy s menší frekvencí kmitů s velkou amplitudou. Díky utržení proudnic na této ploše zde není vztlak a model je špatně řiditelný. Zmenšení rychlosti modelu nepomáhá flutter odstranit.
• Nejhorší situace nastane v případě náhlého a naprosto nečekaného vzniku flutteru, kdy se vlastně ani vizuelně a akusticky za letu neprojeví, ale dojde okamžitě k destrukci nosné plochy s následnou totální havárií modelu v důsledku jeho absolutní neřiditelnosti.

Vznik flutteru na modelu může mít několik příčin.

1. Nedostatečně pevnostně řešená řídící kormidla modelu na krut, případně na ohyb, nebo obojí.
2. Kormidlo je zavěšeno na malém počtu závěsů, nebo jsou umístěna příliš daleko od sebe, vzhledem k velikosti kormidla.
3. Použit nevhodný typ závěsů kormidel a způsob zavěšení kormidel do pevných částí nosných ploch modelu.
4. Nevhodné umístění osy náhonu kormidla vůči závěsům kormidla a malá mechanická tuhost systému.
5. Nevhodná poloha serva kormidla vůči celkové ploše kormidla.
6. Příliš velká plocha „ vyvažovací plochy“ kormidla vůči jeho celkové ploše.
7. Velké mechanické vůle zavěšení kormidel a náhonu kormidel.
8. Nedostatečná pevnost kýlových částí kormidel a křídla.
9. Špatně dimenzovaný průměr spojovacích trubek nosných ploch a jejich uchycení.
10. Nevhodně zvolený typ ovládacího serva s jeho nedostatečnými parametry.
11. Profil kormidel nenavazuje plynule na profil kýlové části nosné plochy.
12. Velká mezera mezi kýlovou částí nosné plocha a kormidlem.
13. Překročení mezní okamžité rychlosti modelu, vzhledem ke konstrukčnímu, stavebnímu a mechanickému provedení modelu.

Vypsal jsem zde ty nejdůležitější. Zkušený modelář si z vlastní praxe může vzpomenout i na další příčiny.

Zásady omezení vzniku flutteru na modelu.

Především se snažíme při konstrukci a stavbě kormidel modelu a křídla, abychom dosáhli jejich co největší pevnost na ohyb a krut, při co nejnižší hmotnosti. Zavěšení kormidel by mělo být v jejich příčné poloze těžiště, aby při vzniku flutteru byly jejich kmity co nejvíce utlumovány. To ovšem při standardním zavěšení kormidel závěsy na jejich náběžné hraně nelze realizovat. Někdy se to řeší vyvažovacími plochami kormidel za osu jejich otáčení dopředu a statickým dovážením. Toto řešení není ovšem optimální, vyvážení je pouze statické a ne dynamické, v závislosti na rychlosti letu a kormidla jsou zvýšeně namáhána na krut. Řešení je použití závěsů s osou otáčení kormidel co nejdále od jejich náběžné hrany. Při standardním způsobu zavěšení kormidel a jejich potřebné mechanické pevnosti lze umístit ovládací páku kormidla s osou otáčení jeho náhonu od serva dále od osy otáčení kormidla a tím zajistit jeho tlumení náhonem od serva se solidním servem. Seřízení výchylek s dnešními vysílači není problém. Servo ovládání se snažíme umístit co nejvíce do středu délky kormidla, aby kormidlo ovládané servem na jeho konci nebylo zvýšeně namáháno na krut. Pokud je ovládáno na konci, musí být kormidlo absolutně pevné, stejně jako jejich zavěšení bez vůlí a dokonalý náhon od solidního a silného serva, stejně jako absolutně pevná kýlová část kormidla včetně jeho upevnění k trupu. S modelem, o němž si nejsme jisti, že flutter nemůže vzniknou, létáme menší rychlostí a nepoužíváme zbytečně velké výchylky kormidel.

Síly vznikající při flutteru jsou skutečně velké. Během okamžiku vylámou plastová ozubení serva, nebo i poškodí jejich kovová kola, včetně posunu osové vůle mezi nimi. Při zablokování serva někdy vyhoří i elektronika serva. Pokud je nedostatečně dimenzovaná kýlová plocha nosných ploch, v důsledku kmitů kormidel dojde k jejich destrukci.

Osobní zkušenost

Bohužel, někteří zejména asijští výrobci stavebnic RC modelů tyto zásady, ke škodě modelářů, kteří s těmito modely létají vůbec nedodržují. Pak může nastat i taková situace, která se letos na jaře stala mně s modelem YAK 54 z čínské stavebnice.

Model měl rozpětí 2,6 m, motor DL 100 s vrtulí Mejzlík 27/10, hmotnost bez benzínu 13,5 kg. Osazení servy: Směrovka HS 805 Výškovka 2x HS 5985 MG Křidélka 4x HS 5985 MG Plyn HS 422 Instal box Vlach Elektronic 3x NiCd Sanyo 1700 mA.

Při celkovém 3. startu tohoto modelu došlo při létání obratu obrácený půlpřemet s harrierovými výkruty k náhlému okamžitému upadnutí obou polovin prakticky kompletních výškovek. Model byl naprosto neřiditelný a po stáhnutí plynu šel střemhlav k zemi s následnou jeho úplnou destrukcí, včetně poškození motoru a RC vybavení. Obě poloviny odpadnuté výškovky jsme s kolegou našli cca 50 m od místa dopadu.

Proto pozor při nákupu modelů. Do některých míst vnitřní konstrukce modelu není vidět a může být nedostatečně pevnostně dimenzována a lepena.

A takhle to vypadalo:

Záznam výslechů aktérů havárie na ÚCL:

vyšetřovatel: „laminátová trubko, zavinila jsi havárii?“

trubka: „jak bych mohla? Sice jsem z ciziny, ale jak vidíte, při havárii jsem vydržela, ani jsem nepraskla! Jsem nevinná!!“

vyšetřovatel: „co ty, servo, zavinilo jsi havárii?“

servo: „ale kdepak, poslouchalo jsem na slovo povely z přijímače, ani na okamžik jsem nezaváhalo, na mne to nesvádějte!“

vyšetřovatel: „tak za to můžeš ty, lepidlo!“

lepidlo: „tak to teda ne, na mně to nehodíte, já jsem tam přece vůbec nebylo!!!“

Copyright: články a fotografie v nich použité jsou duševním vlastnictvím jejich autorů. Můžete si je číst, prohlížet a uchovávat pouze pro svou osobní potřebu. Jakékoli jiné využití a šíření, například použití na jiných webových stránkách nebo komerční využití je přísně zakázáno.