Denna artikel ska handla om en av de problem som kan uppstå när man hovrar en modellhelikopter.
Namnet VORTEX står för virvelring och är något som kan uppstå och påverka vår hovring respektive flygning på ett mycket negativt sätt.
Jag ska försöka att på ett populärvetenskapligt sätt utan att djupdyka allt för mycket in i teorin bakom detta fenomen som kalls vortex.
För detta med vortex är något som vi alla påverkas av som flyger modellhelikopter, vilket vi vill eller ej!
Bild 1 visar en huvudrotor under normal hovring utan någtra egentliga störningar.
Bild 1A Luftströmmarna vid hovring
När vår helikopter hovrar så pressas den luft som ger oss lyftkraft genom huvudrotorn och ner mot marken, men den kommer inte att pressas rakt ner mot marken utan den kommer att möta motstånd i form av den omgivande luften och på detta sätt pressas luften tillbaka in i vår huvudrotor igen.
Låter man nu detta skeende pågå utan att förändra tex. huvudrotorns anfallsvinkel så kommer denna virvelring (vortex) att innebära att vår helikopter börjar att sjunka.
När vår helikopter nu börjar att sjunka nedåt så så kommer trycket från den uppåtströmmande luften att ytterligare trycka den nedåtströmmande luften upp till huvudrotorns ovansida.
Fig 2A visar en rotor med begynnande vortexproblem.
Bild 2 här kan vi se påverkan av vår virvelring (vortex) har allt mera luft pressas från undersidan av huvudrotorns luftflöde och passaerar igen igenom vår huvudrotor med lyftkraftsförlust som resultat,
Om nu detta får pågå så resulterar detta i att vortex ringen eller vortexflödet växer i storlek och så småningom så överstegras vår huvudrotor ocg tappar helt sin lyftkraft.
Viktigt är att noteara när vi försöker att kompensera detta fenomen så ökar vi anfallsvinkel på rotorbladen och detta kräver mera effekt, detta tillsammans med den allt mer minskade lyftkraften ger oss ett resultat av att vår helikopter ”ramlar ner”.
Bild 3 Medelhög sjunkhastighet.
Till slut når vi den kritiska punkten då en mycket stor mångd luft pressar runt i en vortexring och vi helt tappar vår lyftkraft och helikoptern faller till marken.
Självklart så kan vi inte häva den nedåtgående rörelsen genom att bara öka anfallsvinkel, detta skulle ju öka beslastningen på vår motior som redan går på fullvarv och den ökade anfallsvinkel på bladen skulle spä på med mera luft som roterar i vår vortexring.
Vi kan även se detta problem på hur vår helikopter uppför sig innan hoppet är förlorat, detta genom att en skickning kan iaktagas precis för lyftkraften försvinner.
Fig 3A visar en rotor som är helt dominerad av vortex
Åtgärder för att häva problemet med vortex påverkan.
Minska bladvinkel och flyga ut ur vortexringen.
Hovring med slät markyta
Även här kan det uppstå problem som kan vara bra att känna till, men låt mig först redogöra för att den så kallade markeffekten påverkar vår helikopter utt till en höjd av vår rotordiameter, har vi en rotordiameter på 1 meter så har vi en markeffekt på en höjd upp till ca 1 meters höjd, därefter avtar denna markeffekt.
Även vid hovring över en slät markyta kan vi drabbas av något som kallas COANDAEFFEKTEN. Detta betyder att den från huvudrotorn nedpressade luften limmar sig mot markytan och återcirkulationen fördröjs.
Men om vår yta som oftast består av gräs så vänder luften snabbare tillbaka till rotorns översida och vi har återställt vår lyftkraft.
Hovring över en ojämn sluttande markyta.
Kan ge stora problem genom att en del luftströmmningen träffas av hinder på markytan och detta ger då en ojämn lyftkraft, bör undvikas, detta genom att återcirkulationen påverkas och blir asymetrisk och ger oftast svåra stablitetsproblem.
Epilog
Man kan kanske få den uppfattningen när man ser på en helikopter att luften den tas uppifrån och in genom huvudrotorn och ut produceras det lyftkraft.
Så är dock inte fallet!
Egentligen är detta ett komplicerat förhållande som ändras varje sekund vi hovrar utan att vi för det mesta kan iaktaga några egentliga förändringar i vår helikopters uppförande.
Men ibland händer oförklarliga saker och då kan det vara bra att veta vad som har kunnat orsaka vårt problem.
Naturligtvis drabbas vår stjärtrotor också av vortexproblem dock inte i så hög grad på grund av dessa placering, men vid tex hovring i stark sidvind är detta med vortex problem inte alls omöjligt att råka ut för när det gäller stjärtrotorn.
Fenoment vortex förkommer överallt där luft strömmar den finns på flygplanets vingar stablisator osv.
Arne Nohlberg 2009 10 05
