Fyzika helikoptér #7: Rychlostní limit

Vrtulníky mají maximální rychlost,
která není daná zákony. Aspoň pokud
nepočítáte zákony fyzikální. Ahoj, vítejte u
Smarter Every Day, pořadu, kde děláme vědu. Dnes vám vysvětlím zajímavost,
která se jmenuje asymetrie vztlaku. Předtím si ale trochu zablbnem. Koukejte na to. Noční let s Carlem.

Hustý. Jdeme. Tamhle. Budeme v noci dělat
luminografii pomocí helikoptéry. ČERVENÝ ČUMÁK
MODRÝ OCAS ČÁRY UVNITŘ SPIRÁLY
JSOU NAKRESLENY ČUMÁKEM A OCASEM DVOJITÁ SPIRÁLA Viděli jste to?


Pojďme se vrátit k obrázku. Na jedné straně se zdá,
že vrtule opisuje malou kružnici. Na druhé straně ale vypadá mnohem větší. Čím to je? Abych vysvětlil
asymetrický pohyb listů vrtule, připravil jsem si ukázku. A zkusím s ní... Takhle je to lepší. Postupující část vrtule
se při pohybu dopředu vůči vzduchu hýbe ještě
rychleji díky pohybu vrtulníku.

Tyto dvě hodnoty se sčítají. Ale u ustupující části vrtule se od rychlosti vrtule
rychlost vrtulníku odečítá. Tím získáte relativní
rychlost vrtule vůči vzduchu. To ovlivňuje několik věcí. Roztočíme vrtuli
a podíváme se na to. Když helikoptéra letí dopředu,
vzduch ji obtéká z obou stran.

Postupující část vrtule
se také hýbe kupředu, takže se její rychlost
přičte k rychlosti toku vzduchu. Dokud je celková rychlost pod
zvukovou bariérou, je to v pořádku. Pokud ale letí moc rychle,
vytvoří rázové vlny a vrtule se poškodí. Ustupující část vrtule
má stejnou rychlost helikoptéry, ale protože se hýbe opačným směrem, celková rychlost
vůči vzduchu je nižší. To vytváří
takzvanou asymetrii vztlaku.

Aby se negovala,
ustupující část vrtule je více skloněná, aby vytvořila větší vztlak. To funguje jen dokud
helikoptéra neletí moc rychle. V určitém bodě se vrtule
nakloní příliš a ztratí vztlak. Tím vytvoří
takzvané odtrhávání proudění. Úžasné je na tom to,
že tento problém se sám reguluje. Díky gyroskopické precesi asymetrie vztlaku mezi
pravou a levou stranou vrtule, helikoptéru to nepřevrátí.

Zakloní ji. To je dobře, protože při moc rychlém
letu a odtrhávání proudění se helikoptéra sama zpomalí. Automaticky. V této sérii jsem
pominul hodně věcí. Ale měli byste být mnohem
chytřejší, než když jsme začali.

Dost chytří na to,
abyste uhodli, která z těchto helikopter je
v americké armádě nejrychlejší. Prosím navštivte
moji facebookovou stránku, dám tam fotky z nočních letů. Stáhněte si je,
dejte si je na plochu a podobně. A prosím, dejte lajk. Pokud vás napadají zajímavá témata,
dejte vědět na Twitteru. Budu vám moc vděčný.

Je to asi rok,
co začalo Smarter Every Day, jestli máte nápad na výroční díl,
rád si ho poslechnu. Dost řečí. Správná odpověď je Chinook,
nejrychlejší vrtulník v americké armádě. Já jsem Destin,
vy jste den ode dne chytřejší, mějte se.