Kdo je hitrejši?

Logika nam nekako narekuje, da je potovanje po zraku hitrejše od potovanja na zemlji. V zraku ni ovinkov, ni slabih cest, slabega oprijema ampak je vse ravno, brez trenja in več ali manj prosto. In zato so letala praviloma hitrejša od avtomobilov. Kaj pa helikopterji? Pri njih so stvari precej bolj zapletene.

Zelo poenostavljeno povedano helikopter vzleti takrat, ko je vzgonska sila, ki jo povzročijo vrteče se lopatice na rotorju, večja od sile teže helikopterja. Ko sta sili enaki, bo helikopter lebdel, če vzgonska sila manjša, se bo spuščal. Kaj pa če hočemo helikopter pognati naprej? V tem primeru ga pilot nagne rahlo naprej,  s čemer nagne tudi rezultanto sil, ki helikopterja ne potiska več le navzgor ampak tudi naprej. Nekako logično…

Kako pa je s hitrostjo letenja naprej? Logika nam pove, da hitreje kot se bo vrtel rotor, hitreje bo letel helikopter, svoje pa seveda mora narediti tudi kot, pod katerim leti. Rezultanta sil je namreč odvisna tudi od njega. Zdi se torej, da bo helikopter najhitrejši, ko bo vsa sila rotorja usmerjena tako, da bo helikopter potiskala naprej. A na žalost ni tako, saj helikopter v tem priemru sploh ne bi letel. Stvari so neprimerno bolj zapletene. Ko se lopatice rotorja vrtijo, se desna stran vrti v smeri gibanja helikopterja, leva pa v nasprotni. In ker se desna giblje v smeri gibanja, ustvarja večji pretok zraka kot leva, ki se giblje v nasprotno smer. Vse skupaj lahko primerjamo z letalom, ki bi imel eno krilo obrnjeno naprej, drugo pa nazaj, kar je seveda neumnost, saj bi s tem povzročili neenakomeren vzgon. Ker to seveda ne gre, se ta pojav pri helikopterji kompenzira s spreminjanjem nagnjenosti lopatic rotorja. A ta kompenzacija ni vsemogoča in odpove pri približno 400 km/h. Druga omejitev je hitrost zvoka. Pa ne tista, ki bi jo dosegel helikopter sam ampak hitrost lopatic rotorja. Te obremenitev, ki bi nastopile pri prebitju zvočnega zidu, ne bi preživele.

Kaj pa avtomobili? Ta ima seveda svoje hitrostne omejitve, povezane z aerodinamiko, oprijemom in še čem, a nimajo tako ostro postavljene meje. In zato je avtomobil lahko hitrejši.

Vas zanimajo podrobnosti? Spodnji video jih lepo razloži in je prava poslastica za ljubitelje letenja.

Vir: Real Engineering