Þessi grein birtist fyrst í fréttabréfi Þyts í desember 1988.
Höfundur er Ágúst H. Bjarnason rafmagnsverkfræðingur og módelmaður.
Það eru margir fróðlegir púnktar í þessari grein sem gaman er að lesa.

Sýndarhraði….

Flugmódel virðast fljúga mun hraðar en flugvélar af fullri stærð. Svo vill til að hægt er að reikna út þennan hraðamun frá skalahlutfallinu.

Ef skalahlutfallið er 1/4 þá er hraðinn kvaðratrótin af 1/4 eða = 1/2 hraði fyrirmyndarinnar. Kvartskalamódelið flýgur því helmingi hægar en flugvél í fullri stærð, en ekki með 1/4 hraðans eins og gera mætti ráð fyrir. Eða með öðrum orðum, það sýnist fljúga tvöfalt of hratt miðað við stærð. Hér er gert ráð fyrir að þungi módelsins sé “eðlilegur” miðað við stærð

Þennan hraða getum við ef til vill kallað sýndarhraða, hliðstætt því þegar talað er um sýndarviðnám í rafmagnsfræðinni og sýndarminni og sýndarveruleiki í tölvutækninni.

Náttúrulögmálin plötuð….

Hvernig getum við þá látið kvartskalamódelið fljúga með eðlilegum hraða miðað við stærð, en ekki með tvöföldum sýndarhraða? Það er ekki auðvelt, eini möguleikinn er að smíða það fislétt, sem er ekki vænlegur kostur.

Til er önnur aðferð, og hún er sú að nota kvikmyndatæknina. Ef við getum sýnt myndina með 1/2 hraða ætti hraði módelsins að sýnast réttur. Sumar videoupptökuvélar geta tekið upp á hálfum hraða og þannig náð tvöföldum upptökutíma á spólu. Við getum etv. notað þannig tæki til að sýna myndina á hálfum hraða. Er ekki einhver til í að gera tilraun og sýna okkur hinum árangurinn! Ef til vill er hægt að láta kvartskalamódel líta út sem alvöru flugvél og fljúga listflug hægt og tignarlega!


Fis….

Ef við viljum nú láta okkar kvartskalamódel fljúga með eðlilegum sýndarflughraða einfaldlega með því að smíða það mjög létt, þá vaknar spurningin: Hve mikið léttara þarf það að vera svo það fljúgi helmingi hægar? Lágmarksflughraðinn fylgir kvaðratrótinni af vænghleðslunni, þannig að ef módelið á að geta flogið helmingi hægar þá þarf það að vera fjórum sinnum léttara!.
Það er auðvitað illmögulegt!


Stundum verður okkur á að nota allt of mikið lím og málningu og módelið verður óeðlilega þungt. Segjum sem svo að það eigi að vera 2 kg, en sé orðið 2,2 kg. (10% of þungt). Hvernig breytast flugeiginleikarnir samkvæmt því sem að framan er sagt? Lágmarksflughraðinn fylgir kvaðratrótinni af vænghleðslunni þannig að við tökum kvaðratrótina af 2,2kg/2kg =1,1 sem er því sem næst 1,05 ( 1,1 = 1,0488). Lágmarksflughraðinn breytist aðeins um ca 5% (nákvæmar 4,88%) við 10% breytingu á þunga. Þetta kann að virðast lítið, en okkar 10% aukning kemur fram af fullum þunga í flugtaki og klifri!

—


Stórar flugvélar og litlar….

Hafið þið tekið eftir því að litlir hlutir virðast falla mun hraðar til jarðar en stórir? Við höfum séð í sjónvarpi myndir af byggingum, stórum skorsteinum og möstrum sem verið er að fella með sprengefni. Mannvirkin falla hægt og tignarlega til jarðar. Byggingar úr kubbum falla aftur á móti áður en við náum að depla auga. Hvernig stendur á þessu?

Á fyrstu sekúndunni falla allir hlutir 4,9 metra óháð þyngd sinni og stærð, ef við tökum ekki tillit til loftmótsstöðu. (vegalengd = 1/2 x 9,8 x t2). Þetta er eitt af grundvallarlögmálum eðlisfræðinnar, sem gildir þó aðeins tiltölulega nærri yfirborði jarðar. Miðað við sína eigin stærð fellur því stór hlutur „hægar" að því er okkur virðist, en það er auðvitað blekking!

Módel í skalanum 1/4 af Cessna 172 (vænghaf 2,5 metrar) fellur því um tvöfalt vænghaf sitt á fyrstu sekúndunni, en alvöru Cessna fellur aðeins um hálft vænghaf sitt á sama tíma! Kvartskalamódelið virðist falla fjórfalt hraðar! Hvaða áhrif hefur þetta t.d. í listflugi?