Célunk a meghökkentés, avagy egy műcsali születésének igaz története - 3. rész: a hullámképződés

Célunk a meghökkentés, avagy egy műcsali születésének igaz története - 3. rész: a hullámképződés

Eddig jóformán csak a hordozókról írtam, pedig valójában a szárny, pontosabban az általa formált hullám adja az új műcsali esszenciáját. Ha nagyon le akarnám egyszerűsíteni dolgot, azt is mondhatnám, hogy a képződő hullám egyedül a szárny sajátossága (hiszen a hordozó csak az előfeszítést adja), ám ez így, ebben a formában nem igaz, a kettőt csak együtt lehet vizsgálni. Rengeteget kísérteteztem a hullámokkal, sokszor kerültem zsákutcába, de sok új felfedezést is tettem, melyek eredményei már mind-mind megjelentek az új generációs kivitelekben. Egy egész kötetet tudnék írni a dologról, ám úgy vélem, ennek nem itt, ebben a cikkben a helye. Inkább megpróbálok a tárgyilagosság és a gyakorlati használhatóság határain belül a végeredményre koncentrálni. Ehhez nézzünk is meg rögtön egy elméleti hullámmodellt!

Sok-sok próbálkozás után arra a következtetésre jutottam, hogy a legjobban mozgó hullám a szabályos egy-hullám. Ekkor a szárny külső ívei (oldalról nézve) egyetlen szabályos szinusz hullámot írtak le, ahogy a címlapábrán is látszik:

Bizonyos esetekben, például keskeny szárnyak túlfeszítése esetén többszörös hullámot is létre tudtam hozni, ám ezek mindig kis amplitúdójúak voltak és mozgásban meg sem közelítették az egy-hullámot. A továbbiakban tehát hullám alatt mindig a szabályos egy-hullámot értem.

Az elemzés szempontjából fontos még különbséget tenni a szárny előfeszítésekor keletkező statikus hullám (állóhullám) és a vízben történő vontatás hatására kialakuló dinamikus (mozgó) hullám között. Az előbbi esetben a hullám diszkrét állapotokat vesz fel, míg az utóbbiban egy folyamatos, alternáló mozgást végez.

A hullám két legfontosabb paramétere a hullámhossz és az amplitúdó. Nézzük először a hullámhosszt. Optimális esetben a hullám hosszát a szárny azon szakasza adja, melyet a külső szárnyív horonyból való kilépési, illetve belépési pontjai határolnak. Ekkor a szárny külső íve rögtön a horonyból való kilépés helyein, tehát tőből elkezdi formálni a hullámot, és ezáltal a maximálisan elérhető, legnagyobb hullámhosszt adja nekünk. Bizonyos esetekben (ezekre külön ki fogok majd térni) előfordulhat, hogy a hullámosodás nem tőben indul meg (hanem csak később), ami a hullámhossz és az amplitúdó lecsökkenéséhez vezet. Ez a jelenség nem a barátunk, tűzzel, vassal irtani kell.

Az amplitúdó a tulajdonképpeni hullámosodás mértékét fejezi ki, annak mérőszáma. Elsődlegesen a szárny geometriai mérete, ezen belül is az előfeszítési aránya határozza meg. Mind a hullámhossz, mind az amplitúdó lényeges paraméterek, de a hullám képződésének szempontjából nekünk az amplitúdó a fontosabb, ennek növelésére kell törekedni. A hullámhosszal nem tudunk sokat kezdeni (legfeljebb lerontani), ám az amplitúdóval annál inkább. Vannak persze határok, de általánosságban arra kell törekedni, hogy az amplitúdó közelítse a hullámhosszt - erre a szárnygeometria fejezetben külön ki fogok térni. Most vizsgáljuk meg az előfeszítés hatására formálódó statikus hullámot!

Statikus hullám

Előfeszítés hatására egy statikus hullám kétféleképp formálódhat: a fenti képen látható „normál” módon, amikor is a horonyból kilépő külső ív felfelé indul meg, illetve fordítva. Az utóbbit én inverz hullámnak neveztem el, pontosabban inverz hullámállapotnak. Ezek diszkrét hullámállapotok, normál esetben a statikus hullám e kettő valamelyikét tudja csak felvenni - köztes állapot nincs. Legalábbis normál esetben, mert itt is akadtak kivételek.

Inverz hullám

Hogy előfeszítés hatására a normál vagy az inverz hullámállapot alakul-e ki, az teljesen esetleges, legalábbis homogén szerkezetű szárnyak és szabályos horonykiképzésű hordozók esetén. Ha ugyanis a szárnyban bármilyen homogenitási, anyagfolytonossági hiba vagy gyűrődés van, akkor a képződő hullám valamelyik irányban orientálódni fog, azaz az egyik hullámállapota „erősebb” lesz. Ez nem feltétlenül baj, az orientált hullám is tud jól mozogni, ha nem veszít az amplitúdójából. Egy orientációtól mentes, szabályos hullámforma esetében az átbillentést egyik hullámállapotból a másikba kézzel is ki tudjuk kényszeríteni úgy, hogy a hullám meg is marad az új állapotában. Ezzel ellentétben egy erősen orientált hullámforma sokszor nem képes megmaradni az ellenkező hullámállapotában, hanem magától visszabillen. Ilyen értelemben ennek tehát csak egyetlen diszkrét állapota van, azaz monostabil. Most lehetne polemizálni arról, hogy ez jó vagy rossz - vélhetően ezt már csak a halak tudják majd eldönteni.

Egy erősen felülorientált statikus hullám

De hogyan is viselkedik egy statikus hullám vontatás közben? Ilyenkor a műcsali szárnya a normál és az inverz hullámállapot között alternál (még akkor is, ha az egyikük nem diszkrét). Ez az alternálás azonban nem ugrásszerű, hanem folyamatos, pontosabban egy folyamatosan hullámzó mozgás formájában történik meg, amit úgy érzékelünk, mintha a hullám végigfutna a hordozó oldalán. Valójában nem történik más, mint hogy a víz belekap a szárnyba, hátrafelé tolja azt, ami kényszerpályájából adódóan behullámzik. A twisterfarok „szabadon csapongó” mozgásával ellentétben ez egy csökkentett szabadságfokú, kikényszerített mozgás, hiszen a szárny töve rögzítve van. Olyan ez, mint a robbanóanyagok „fojtása”, ami nélkül ugye elveszne a robbanás energiájának nagy része. Hogy még képletesebben fejezzem ki magam, egy nagy amplitúdójú szárny mozgása hasonló érzést kelt a botot fogó kézben, mint a wobblerek veretése. Ilyet egy twister esetében soha nem fogunk tapasztalni.

A fenti videó érdekessége még a szárny aszimmetrikus mozgása, azaz a bal és jobb oldali szárny-felek szinkroncsúszása. Ennek mértéke akkora is lehet, hogy megbillegteti magát a hordozót is, mint esetünkben is. Ez a jelenség nem ritka. Van, hogy csak kisebb mértékű szinkroncsúszás figyelhető meg, sokszor viszont a szárny jobb és bal fele önálló életet él, és eltér e frekvenciájuk is, mintha közük sem lenne egymáshoz. Megint máskor teljes az összhang közöttük. Ki érti ezt? Úgy vélem, az okok valahol a szárnyszimmetriában, pontosabban az attól való apró eltérésekben rejlenek, de mélyebben még nem sikerült elmerülnöm a témában. Egy újabb dolog, ami vagy fogósabbá teheti a műcsalinkat… vagy nem.

Most foglakozzunk egy kicsit a szárnyak orientációjával, azaz a hullámállapotok eltolódásával. Ahogy említettem, az orientációt mint jelenséget nem nyilvánítottam egyértelműen károsnak, sőt! Bizonyos esetekben még örültem is neki, mert sokat dobott a mozgás összhatásán. Hogy épp a barátom lett-e, vagy az ellenségem, azt leginkább két dologtól tettem függővé: az amplitúdótól és az orientáció irányától. Ha az orientáció nem bántotta az amplitúdót, akkor nem haragudtam rá, ha igen (mert ilyen is volt), akkor rögtön véget is ért a barátságunk. Viszont az orientáció irányát tekintve már egy kicsit bizonytalanabb voltam. A felülorientált hullámmal nem volt bajom, míg az alulorientált nekem valahogy természetellenesnek hatott - talán azért, mert távolabb állt a természetben is fellehető állapotoktól. Ha azt vesszük, a rovarok is inkább a hátukon, és nem a hasukon viselik a szárnyukat, nem igaz?

A jigfejes hordozókkal párosított, úgynevezett alaptípus szárnyformák egyébként kevésbé voltak hajlamosak az orientálódásra - ez a jelenség a különleges szárnyformák és a wobblertest hordozók esetében csúcsosodott ki igazán, de erről majd egy külön fejezetben… Nézzük meg most az alulorientált szárny viselkedését:

A felvételen látható, ahogy a szárny oldalai mozgás közben enyhén lefelé hajlanak. Nekem az efféle orientáció annyira nem volt szimpatikus, de ezt megint csak a halak fogják megítélni.

Az alap orientáció már a statikus hullámból kitűnik, ám létezik egy másfajta orientálódás is, ami nagy sebességű vontatás esetén jöhet létre. Ennek okára még nem sikerült rájönnöm. A felfelé orientálódás itt sem okozott különösebb gondot, ám a lefelé orientálódást nemkívánatosnak minősítettem. Ilyenkor a lassú vontatás esetén egyébként jól hullámzó szárny, gyorsuló vontatás hatására lefelé kezdett görbülni, és ezt odáig volt képes fokozni, hogy a csúcsai alul összeértek. Érdekes, hogy ilyen esetekben a szárny megfordítása (tehát az alsó része került felülre), megváltoztatta az orientáció irányát, tehát alulorientáltból felülorientált lett.

Az alap orientáció tehát nem feltétlenül baj, de hogyan lehetünk rá hatással?

Egy nem teljesen síkfelületű, vastag szárny

A fenti képen egy síkfelületűnek legnagyobb jóindulattal sem nevezhető, 1 mm anyagvastagságú szárny látható. Szegényke nem tehet a fogyatékosságáról, ő ilyennek született, gumi alapanyagának egyenetlenségeit élete végéig viselnie kell. Ettől függetlenül igen jól teljesített - talán épp tökéletlensége tette életszerűvé. A halak ítélkezzenek felette! A szárny anyagában lévő strukturális egyenetlenségeken túl maga a szárny alakja is orientálhat, pl. ha keresztben nem szimmetrikus - leginkább a különleges kiképzésű szárnyaknál láthatunk majd erre jó példákat.

A szárny egysíkúságán túl a hordozó orr-, illetve a horonykiképzése is befolyásoló tényező lehet. A keskeny orr jobban orientálhat, a széles kevésbé, ezen túlmenően a horony mélységének változása, oldalainak egymáshoz képesti szimmetria-eltérése vagy szabálytalan lekerekítései is mind-mind hatással lehetnek rá. Hogy ezek összességében hogyan jelentkeznek, az mindig egyedi egy adott darab esetében.

Egy másik, a hullámképződéssel összefüggő, érdekes tapasztalatom, melyre a kísérletezéseim során jöttem rá, szintén a horonnyal kapcsolatos. Eleinte úgy véltem, hogy a horony szélessége akkor jó, ha tökéletesen kitámasztja a szárnyat, tehát az nem tud benne kotyogni. Ez a koncepció nem jött be, ugyanis egy ilyen „beszorított” szárny hullámosodása nem tudott tőből megindulni, tehát a hullám hossza és vele együtt az amplitúdója is kisebb lett. E jelenséget a szárny „kisimulásának” neveztem el, mert ilyenkor a hullám mozgása csak a szárny csúcsain jött létre - mintha kinyújtott karral épp csak az ujjaink végét mozgatnánk. Egyébként a keskeny, kis amplitúdójú szárnyak is hasonlóképp viselkedtek, ezért a továbbfejlesztésüket már a szélesebb kivitelekre alapoztam.

A fenti jelenség tehát elkerülhető egy széles, nagyobb amplitúdójú szárny alkalmazásával (erről később bővebben is fogok írni), illetve a horony szélességének megnövelésével - ez akkor jó, ha a szárny anyagvastagságának másfél-kétszerese.

Megjegyzés: valójában a horonyszélességnek csak elöl van jelentősége (ahonnan a hullámmosodás kiindul), a hátsó rész ilyen értelemben csak követi az eseményeket.

A következő részben a szárnyak és a hordozók geometriai kialakításával foglakozom, s hogy ezek miképp lehetnek hatással a hullámképzésre.

Sulyok Sándor
Fotók, ábrák, videók saját forrásból

Kommentek
Partnerek
Kiemelt partnerek:
Média partnerek: