Lavat, lepatuskumit ja niitten vaikutus.

[tuupola]

Yritin loogillisesti päätellä miten eri osat vaikuttavat lentämiseen. Korjatkaa jos jokin meni väärin.

Pehmeämmät lepatuskumit -> Vähentää ohjausherkkyyttä, parempi aloittelijalle.
Kovemmat lepatuskumit -> Tarkempi ohjaus, kopteri reagoi nopeammin tikun liikkeisiin.

Pidemmät lavat -> Alhaisempi headspeed, enemmän nostovoimaa, vakaampi.
Lyhyemmät lavat -> Suurempi, vähemmän nostovoimaa alhaisilla kierroksilla, nopeammin reagoiva ohjaus.

Puulavat (joustavat) -> Pienempi ohjausherkkyys, parempi aloittelijalle.
Hiilikuitulavat (jäylät) -> Parempi ohjausherkkyys.

Raskaat stabbarit -> Vakauttaa, parempi aloittelijalle
Kevyet stabbarit -> Herkistää ohjausta

[sgtpepper]

Mielestäni menivät pitkälti oikein, leparikumien vaikutuksesta en osaa sanoa. Kun eihän näissä oo ees lepatusniveltä. Samoinhan voi myös joissain koneissa säätää linkkien välimatkaa, eli siis tietynlaista suhdetta, jolla kanssa säädetään herkkyyttä ja liikealueita.

[masu]

Pehmeämmät lepatuskumit -> vakaampi tuulessa

Puulavat -> Varauksin parempi aloittelijalle, halpa, ei riko välttämättä nuppia yhtä paljon kuin hiilarit tontatessa, mutta voi myös aiheuttaa ongelmia pitchin vasteen hitauden takia "pelastuksissa"

[Timo]

Moikka, näitä juttuja on selvitetty kopteri oppaassa jonka olen Murtovaaran Veskun kanssa kirjoittanut. Laitan tähän nyt lainaukset sieltä oppaasta:

Nupin lepatus
Roottorin lapojen lepatusilmiö esiintyy myös pienoishelikoptereissa. Ilmiön ymmärtäminen ei ole tarpeellista harrastuksen alkumetreillä, sillä kopterivalmistaja on jo ottanut sen huomioon. Etua lepatuksen ymmärtämisestä saadaan silloin, kun aletaan hakea uusia säätöjä nuppiin parempien lento-ominaisuuksien toivossa.
Normaalisti roottorin ollessa paikoillaan lavat ovat suorassa kulmassa pääakseliin nähden. Lepatukseksi kutsutaan ilmiötä, jossa lapojen kulma pääakselin normaaliin nähden muuttuu kierroksen aikana. Toisin sanoen lapakehä kallistelee pyöriessään.

Seuraavassa lepatusilmiötä esitellään esimerkin kautta. Tarkastellaan kopteria, joka lentää laboratorio-olosuhteissa ilmassa, joka ei juurikaan pyörteile.

1. Kopteri nousee leijuntaan. Laite on säädetty niin hyvin, että sitä ei tarvitse ohjata ja se leijuu paikoillaan. Siirrytään rauhalliseen vaakalentoon kääntäen kallistuslevyä eteen, jolloin kopterikin kallistuu eteen ja sen vaakalentonopeus alkaa kiihtyä. Tässä vaiheessa virtaus roottorin ympärillä muuttuu.

2. Leijunnassa ilma virtasi roottorin läpi aksiaalisesti, eli suoraan ylhäältä alas. Lapojen kärkipyörteitä ja ilman kiertoliikettä roottorin ympärillä ei ole tarvetta ottaa huomioon. Siirryttäessä vaakalentoon ilmavirran suunta roottoriin nähden muuttuu. Virtaus kulkee edestä yläviistosta roottorin läpi taakse alaviistoon.

3. Virtauksen kulkiessa roottorin läpi etuviistosta joudutaan tilanteeseen, jossa etenevä lapa kohtaa ilmavirran taantuvaa lapaa suuremmalla nopeudella. Etenevä lapa liikkuu aina kohti helikopterin nokkaa, eli ylhäältä katsottaessa myötäpäivään pyörivän roottorin etenevä lapa on aina helikopterin lentäjän vasemmalla puolella. Taantuva lapa liikkuu kohti helikopterin perää.

4. Syntyneestä ilmanopeuserosta aiheutuu ilmiö, jossa etenevä lapa synnyttää taantuvaa lapaa suuremman nosteen. Lapojen lepatus johtuu epäsymmetrisestä nosteesta. Etenevä lapa taipuu ylöspäin ja taantuva lapa painuu alaspäin nostovoiman muutoksien johdosta.

5. Lavat on kytketty lepatusakselien avulla kumivaimentimien kautta roottorinuppiin. Kytkentä mahdollistaa etenevän lavan nousemisen ja taantuvan lavan laskeutumisen ilman, että kallistava voima kohdistuu pääakseliin ja sitä kautta helikopterin runkoon. Lepattavan lavan noustessa sen kohtauskulma pienenee hieman, jolloin myös nostovoima vähenee. Laskevan lavan kohtauskulma kasvaa ja nostovoima lisääntyy. Tämä rajoittaa osaltaan lepatuksen voimakkuutta, mutta aiheuttaa lead lag -ilmiötä.

Ilmiö roottorin nostovoimaepätasapainon suhteen esiintyy aina kopterin liikkuessa johonkin suuntaan, tai esimerkiksi tuulenpuuskan osuessa roottoriin. Niinpä lapojen lepatus on jatkuvaa.

RC-kopterissa lepatuksen vaimennuksesta huolehtivat nupin kumit, joiden sijoittelussa on käytössä kaksi tapaa. Ne ovat joko nupin yoken sisällä lavanpitimiä yhdistävän lepatusakselin kulkiessa niiden läpi, tai yoken ja hubin välissä, jolloin koko yoke keinuu hubiin laakeroituna lapojen lepattaessa. Molemmat systeemit toimivat ja niiden väliset erot kiinnostavat lähinnä aktiivisesti kilpailevia lennättäjiä.
Lead lag
Pelkän ylösalas lepattamisen lisäksi lavat myös kiertyvät eteen ja taakse suhteessa lavanpitimiin. Tätä ilmiötä kutsutaan lead lagiksi ja se johtuu lepattavien lapojen vastuksen muuttumisesta, sekä siitä, että lepattavan lavan painopisteen etäisyys roottorin pyörimiskeskiöstä pienenee hieman. Tällöin fysiikan lakien mukaisesti lavan ratanopeuden on kiihdyttävä, eli se alkaa siirtyä hieman edelle (lead).

Taantuvan ja alaspäin lepattavan lavan kohtauskulma kasvaa ja vastus kasvaa. Niinpä se pyrkii jättäytymään jälkeen suhteessa lavanpitimeen (lag). Etenevän ja ylöspäin lepattavan lavan pienentynyt kohtauskulma pienentää myös sen vastusta, jolloin lapa pyrkii siirtymään edelle.

Lead lag aiheuttaa ymmärrettävästi roottorin painopisteen siirtymisen pois pyörimisakselin kohdalta, eli ilmiö lisää tärinää. Näin ollen lead lag ilmiön voimakkuutta pyritään pienentämään, ei lavan pultteja kiristämällä vaan joko viemällä lapojen kiinnitystä kauemmas pääakselista, tai vähentämällä lepatusta niin kutsutulla k-kulmalla. K-kulma on pienoishelikoptereissa korvattu k-kytkennällä, jonka vaikutusta säädellään nupin kumien jäykkyydellä. K-kytkentää kutsutaan useimmiten delta miksaukseksi tai delta kolmoseksi ja se on oleellinen lähinnä kilpaa lennätettäessä.

Pienoishelikopterin päälapojen kiinnityspulttien kireys on sopiva silloin, kun kyljelleen käännetyn helikopterin lavat eivät aivan notkahda omalla painollaan alas. Lapoja tulee kuitenkin voida käännellä käsin ilman suurta voimankäyttöä.
Gyroskooppinen presessio
Pyörimisliikkeeseen liittyy aina niin kutsuttu hyrräviive, joka tarkoittaa sitä, että ulkoiset häiriöt vaikuttavat pyörivään kappaleeseen 90 astetta häiriön ilmenemiskohtaa myöhemmin. Ilmiötä ei ole syytä tarkastella tässä kovin läheisesti.
Selvimmin asia on esillä kopterin lapoja ohjattaessa. Kopterin kallistaminen eteenpäin aloitetaan kallistuslevyn kääntämisellä eteen. Kallistuslevyn liike vaikuttaa roottorissa siten, että etenevän lavan kohtauskulma pienenee ja taantuvan lavan kohtauskulma kasvaa. Edessä ja takana lapojen kohtauskulma on sama. Nostovoima on siis suurimmillaan roottorin taantuvalla laidalla ja pienimmillään etenevällä. Äkkinäinen voisi veikata myötäpäivään kiertävällä roottorilla varustetun kopterin kallistuvan vasemmalle, mutta pyörimisliikkeen erikoisominaisuuksista johtuen roottorikehä kallistuu eteenpäin.
Stabilointi
Radio-ohjattavissa koptereissa käytetään lähes poikkeuksetta stabilointitankoa nupissa. Poikkeuksina useampi- kuin kaksilapaisen roottori, jollaisia käytetään mallikoptereissa ja toiseksi elektronisesti toteutettu stabilointi. Elektronisessa stabiloinnissa kopteriin sijoitettu mittaus- ja ohjauselektroniikka huolehtii kopterin vakauttamisesta. Elektroninen stabilointi ei ole vielä kovin yleisessä käytössä tätä kirjoitettaessa vuonna 2005. Myös oikeissa koptereissa on ollut käytössä stabilointitankoja, esimerkiksi Bell 47 tai Bell UH-1 Huey, joka tuli tunnetuksi Vietnamin sodassa.

Stabilointitangon tehtävä on vakauttaa ja rauhoittaa nupin toimintaa. Stabilointitanko kulkee seesaw:n läpi. Seesaw -osassa on mikseri, jonka vivut ovat yhteydessä lavanpitimen linkkeihin. Hyrrävoiman takia stabilointitanko ja seesaw pyrkivät olemaan suorassa kulmassa pääakseliin normaaliin nähden roottorin pyöriessä. Normaalitilassa pääroottorin kehä ja stabilointitangon pyörimistaso ovat siis yhdensuuntaiset. Päälapojen kehän poikkeuttaminen joko ohjaamalla tai tuulenpuuskan takia aiheuttaa sen, että stabilointitangon kehän ja pääroottorin kehän välinen kulma muuttuu ja tapahtuu lapakulmien korjausliike seesawiin tai lavanpitimiin kytkettyjen bell/hiller-miksereiden kautta.

Stabilointilapojen tarkoitus
Stabilointitangon kärkiin on kiinnitetty pienet lavat, joiden kohtauskulmaa voidaan muuttaa kiertämällä stabilointitankoa. Stabilointitangon kiertäminen tapahtuu wash out -miksereiltä tulevien linkkien välityksellä. Stabilointilapojen ohjaamisella muutetaan aerodynaamisesti stabilointitangon pyrkimys säilyttää pyörimistasonsa asento. Stabilointilapojen ohjaaminen kallistaa tangon pyörimistasoa aivan kuten päälapojen ohjaus roottorin kallistusta. Bell/hiller -mikserit välittävät stabilointitangon kallistelun päälavoille, jolloin stabiloinnin ohjaaminen ja stabilointitangon pyörimistason kallistelut vaikuttavat myös pääroottorin ohjaukseen. Stabilointilavat keventävät servoihin kohdistuvia voimia ja keventävät helikopterin ohjausta, joten niiden tarkoitus ei ole vakauttaa roottoria, vaan ohjata sitä. Stabilointitangon vakauttavat ominaisuudet perustuvat stabiloinnin massaan.

Näiden periaatteiden mukaisesti kopterista saadaan rauhallisempi leijunnassa ja ohjaustuntumaltaan laiskempi, kun stabilointitangon hyrrävoimaa kasvatetaan. Se tapahtuu joko tekemällä stabilointitangosta painavampi tai pidentämällä sitä, jolloin vipuvoima kasvattaa hyrrävoimaa. Mikäli stabiloinnin vaikutusta tahdotaan pienentää, tulee stabilointitankoa lyhentää tai keventää.

Mukaan tulee vielä ohjattavuus eli stabilointilavat. Mikäli kopteriin tahdotaan lisää ohjausvoimaa, voidaan stabilointilavat viedä kauemmaksi suuremman vipuvoiman saavuttamiseksi. Tällöin tosin stabiloinnin hyrrävoimakin kasvaa ja stabilointilapoja tulisi keventää, jotta haluttu muutos saataisiin aikaiseksi. Vaihtoehtoisesti stabilointilapojen pinta-alaa ja profiilia voidaan muuttaa tehokkaammiksi.

Stabilointilapojen nimitys on siis varsin harhaanjohtava. Stabilointitangon ja stabilointilapojen muodostaman kokonaisuuden tarkoituskin on melko kaksijakoinen. Stabiloinnin ominaisuuksien muuttaminen vaikuttaa radikaalisti helikopterin lento-ominaisuuksiin ja niitä kannattaa muuttaa pienin askelin vasta silloin, kun on varma tekemästään.

Lavoista siellä ei ollutkaan juttua mutta laitan tähän nyt nopeasti jotain.

Ainoa asia jossa puulavat ovat kuitulapoja paremmat ovat ekologisuus, Vaurioituneet lavat mätänevät suurimmaksi osaksi tai ne voi heittää takkaan...  Sitten lavoista, niiden massa ja massakeskipiste on melko merkittävä tekijä. Eli mitä kauempana lavan painopiste on, niin sen vakaampi kopterista yleensä tulee koska pyörivä massakehä on suurempi. Mikäli kuvitellaan, että lavan painopiste on aina keskellä lapaa, Niin 600mm lavassa painopiste olisi 300mm kohdalla. 680mm lavassa painopiste olisi 340mm kohdalla ja 720mm lavassa se olisi 360mm kohdalla. Tällöin siis aina pidempi lapa tekisi kopterista vakaamman. Mutta ei asia ole näin yksinkertainen. lavoissa on usein lisäpainoja niiden sijoittelulla ja määrällä voidaan lavan painopistettä säätää. Esimerkiksi jos 600mm lavassa painopiste olisi 400mm päässä tyvestä, olisi se vakaampi kuin 720mm lapa jossa painopiste olisi 360mm päässä tyvestä.

Toinen asia joka vaikuttaa on lavan painopiste etureunan ja jättöreunan suhteen. Esimerkiksi jos jättöreuna on painava, on lapa usein haukkaava ja epämiellyttävä lennättää. Lavoissa on myös kiertojäykkyys joka myös vaikuttaa sekä profiili tietenkin. Sitten niissä voi olla washouttia eli lapa on kiero jolloin lavan kohtauskulma on erilainen kärjessä kuin tyvessä jne.

Pitkä lapa on yleensä pinta-alaltaan suurempi kuin lyhyt lapa. Tällöin sen ohjausteho on suurempi kuin lyhyemmän lavan. Mutta yleensä pidempi lapa on yleensä painavampi kuin lyhyt, niin se vaatiikin isomman pinta-alan jottain ohausteho pysyisi hyvänä. Jos pidempi lapa olisi yhtä kevyt kuin lyhyt lapa ja sen painopiste olisi about samalla etäisyydellä tyvestä kuin lyhyellä lavalla, niin tällöin pidempi lapa ei olisi käytännössä juurikaan vakaampi mutta ohjausteholtaan se olisi paljon suurempi jne.

Sitten jos lavat ovat painavammat kuin ennen ja kopteri muuttuu liian rauhalliseksi, mutta painavat lavat tuntuu muuten hyvältä, niin sitten voi kokeilla jos keventäisi stabilointia jolloin stabilointilapojen tuoma ohjausteho lisääntyy tms. kikkailla josta oli juttua yllä. Esimerkiksi itse painin juuri hieman laiskan nupin kanssa ja ratkaisin sen muuttamalla stabilontilapojen ohjaussudetta kallistuslevyltä suhteessa päälapojen ohjaukseen. Eli kallistuslevy ohjaa stabilointlapoja enemmän kuin ennen ja se lisää myös lapojen ohjaustehoa ohjaustilanteissa. Kuitenkin roottorin stabilointisuhteiden pysyessä samana. Niin ja siis tää on vielä ihan simppeliä kun ei aleta kikkailemaan minkään delta kolmosen kanssa tai stabiloinnin miksaussuhteen kanssa.

Mutta joo ei niitä puulapoja voi kuitenkaan enää edes aloittelijoille oikein suositella koska halvat kuitulavat eivät ole juurikaan puulapoja arvokkaampi mutta ominaisuuksiltaan paljon parempia.

--
Timo

[z0tis]

Noh timohan kirjotti paljon asiaa, ja olin itekkin ihan mutu tuntumalta siinä samoilla linjoilla ettei puulavat voi olla mitenkään paremmat kun hiilikuitulavat edes alottelijalle, muuten kun ehkä taloudellisesti jos niitä päivittäin rikkoo

[Timo]

Noh timohan kirjotti paljon asiaa, ja olin itekkin ihan mutu tuntumalta siinä samoilla linjoilla ettei puulavat voi olla mitenkään paremmat kun hiilikuitulavat edes alottelijalle, muuten kun ehkä taloudellisesti jos niitä päivittäin rikkoo

Lasikuitulavatkin ovat useille ihan hyviä ja riittäviä. Ei siitä hiilikuidusta kannata aina maksaa extraa. Etenkin aloitteloijoiden joilla on suurempi vaara pilkkoa niitä lapoja.

--
Timo

[0lli]

Puulavat -> Varauksin parempi aloittelijalle, halpa, ei riko välttämättä nuppia yhtä paljon kuin hiilarit tontatessa, mutta voi myös aiheuttaa ongelmia pitchin vasteen hitauden takia "pelastuksissa"

Siitäkö se johtuukin, että pitch reagoi välillä oudon hitaasti? Olen tuota ilmiötä ihmetellyt useampaankin otteeseen, kun tuntuu että lapakulmia saa nostaa paljon ennen kuin mitään tapahtuu ja muutenkin pitch tuntuu vähän laiskalta. Tuon huomaa varsinkin matalalla, kun on laskeutumassa eikä se laskeutumisvauhti hiljenekään vaikka pitchiä nostaa. Pitäisi kai kokeilla kuitulapoja, mutta kun niitä on vaan yhdet (E-flightin omat) ja nekin maksoivat neljän puulapaparin verran.

Mistähän saisi kuitulapoja Blade 400:een ja HK-450:een hyvällä hinta/laatu-suhteella?

[Timo]

Siitäkö se johtuukin, että pitch reagoi välillä oudon hitaasti? Olen tuota ilmiötä ihmetellyt useampaankin otteeseen, kun tuntuu että lapakulmia saa nostaa paljon ennen kuin mitään tapahtuu ja muutenkin pitch tuntuu vähän laiskalta. Tuon huomaa varsinkin matalalla, kun on laskeutumassa eikä se laskeutumisvauhti hiljenekään vaikka pitchiä nostaa.

Ei tuo välttämättä yksinään lavoista johdu. Mikäli roottorissa ei ole kauheasti kierroksia, niin se reagoi pitchiin laiskasti. Kokeile nostaa kierroksia tällöin se vastaa pitchiin nopeammin. Kuvittele vaikka, että roottori pyörisi vain 10 kierrosta minuutissa, niin vaikka miten pumppaisit pitchiä niin ei se mihinkään nousisi. Sitten taas jos kopterilla ajetaan vaikka kiihdytyskisaa, niin niitä koptereita pidetään maassa siten, että roottori pyörii yli 2000 kierrosta minuutista jotta kun pitchiin vähänkin koskee, niin se kopteri ampuu liikkeelle kuin hirvi makuulta.

Toinen juttu on se, että lähellä maata kopteri lentää omissa pyörteissään jolloin roottorin toiminta häiriintyy aika pahasti. Ulkona lennettäessä saattaa tuuli vaikuttaa melkoisesti myös.

Lopuksi vielä laskeutumisesta. Jos kopteria tuo suoraan alaspäin melko lujaa ja yrittää pysäyttää vajoamisen nopeasti, niin ei se välttämättä ihan heti pysähdy se liike. Paljon turvallisempaa on tuoda kopteri laskuun siten, että lenttää koko ajan eteenpäin sillä ja lähellä maata vetää elevaattorilla sellaisen lentokonemaisen loppuvedon samalla kun lisää lapakulmia. Esimerkiksi autorotaatiossa on aika kauhea tilanne jos ei ole eteenpäin lentonopeutta koska roottorin inertia ei riitä jos tullaan suoraan alaspäin ilman eteenpäin lentonopeutta. Tässä taas tullaan siihen, ettei pitchissä ole tehoa jollei roottorissa ole kierroksia.

--
Timo

[masu]

Timo vastasikin jo oikeastaan kaiken mitä meinasin kirjoittaa, mutta tykkään omasta äänestäni (siis tekstistä) liiaksi ollakseni hiljaa... siinä tilanteessa, että laskeutuu vähän liian kovalla vauhdilla ja yrittää tarjota sitten pitchiä hidastaakseen vauhtia, aiheuttaa helposti ongelmia liian pienet kierrokset normimodessa siinä lapakulman/kaasun asennossa, jolla kopteria tuodaan alas. Kierrokset pääsee pahasti tippumaan, eikä nouse välittömästi lisää pitchiä tuupatessa. Usein on esillä, että normimodessa pitäisi olla muutama aste negatiivista voidakseen tuulella tuoda kopterin alas. Tähän kannattaa kuitenkin kiinnittää huomiota, koska kaasukäyrä alkaa sähkökopulla 0:sta normimodessa (oletetaan, että kaasu vaikka 0-25-50-70-80 ja lapakulma -2,0,4,6,8 eli leijuu hieman keskitikun yläpuolella), joten sitten kun kulmat on negatiivisella, niin kyllähän se tosiaan alas sieltä tulee ja kovaa lavoista riippumatta . Käyrät täytyy siis suunnitella oman maun mukaan niin, ettei kierrokset pääse tippumaan liikaa ja silti saa vielä sen kopterin alas.

Puhuin nyt noista puulavoista tuon topicin aloittajan kopterin näkökulmasta (450 kokonen sähkö, itse en lentäisi isoa kopteria puulavoilla vaikka näinkin tehdään, on tehty jne). Mulla oli ihan vähän aikaa sitten 450:ssä Alignin puulavat ja kyllä niillä kopteri lentää ihan taivaallakin ja tekee temppuja, mutta eron huomaa heti, kun vaihtaa jäykemmät lavat. Pitchin vasteen terävöityminen on huomattava.