Eenvoudige theorie van het vliegen.

 Een vliegtuig  vliegt door opwaartse luchtdruk ofwel lift.
Lift wordt veroorzaakt door 2 dingen, invalshoek (of pitch) van een vleugel plus snelheid.
De invalshoek is de hoek die de vleugel maakt ten opzichte van de door de snelheid toestromende lucht.  =  vliegrichting, en deze invalshoek wordt bepaald door …het hoogteroer.

Deze bepaald immers de stand van de romp, en daarmee de invalshoek van de vleugels.

Hoe groter de invalshoek hoe lager de snelheid kan zijn, en hoe kleiner de invalshoek hoe hoger de benodigde snelheid.     Let wel, je kunt de invalshoek niet onbeperkt groter maken, ..boven de +/_ 15 graden kan de lucht de hoek niet meer volgen, dan krijg je wervelingen, valt de lift weg en wordt de weerstand te groot.

Om de weerstand van de langsstromende lucht zo laag mogelijk te houden heeft een vleugel niet de vorm van een plank, maar is de ideale vorm een soort heel lang gerekte druppel

Een vleugel heeft doorgaans een bolle bovenkant en een plattere onderzijde, hierdoor ontstaat een onderdruk aan de bovenzijde van de vleugel waardoor hij zelfs zonder invalshoek al lift genereert. En dat is mooi megenomen.....een minimale weerstand dus.

Rotor bladen hebben overigens geen platte onderkant waardoor ze zonder pitch al lift zouden geven. Dit zou tijdens inverted flight (onderste boven vliegen) tegengesteld werken, vandaar de neutrale druppelvorm..... zoals ook bij een stunt vliegtuig wat goed ondersteboven moet kunnen vliegen.

Bij een (collective pitch) helikopter is dat niet veel anders, hij heeft weliswaar geen vleugels en (soms) geen snelheid, maar de rotorbladen zijn eigenlijk de vleugels en de snelheid krijgen zij door het draaien.

Ook hier geldt dus het zoeken naar de ideale combinatie van pitch (invalshoek) en snelheid (toerental van rotor) om zo efficiënt en prettig mogelijk te vliegen.

Dit is mogelijk (bij een computerzender) d.m.v.  gas en pitch curve`s in te stellen.
Dit zijn menu`s waarin je een curve kunt maken, meestal met 5 punten, waarin je zelf bepaalt waar het gas / pitch staat bij een bepaalde stand van de stick.

VOORBEELD :

Je wilt dat bij stick in laagste stand het gas op 0 staat (uit is) dan begin je de curve   op punt 1 op het laagste (0)  punt.
Dan wil je dat het gas als je stick een klein beetje omhoog gaat snel meer wordt, dan zet je de curve op punt 2 op bv. 40% van de totale hoogte.
Vervolgens wil je hem nog even snel op laten lopen, dan zet je punt 3 op bv 60% van de curve hoogte.
Daarna wil je het langzamer laten gaan, punt 4 op 85% zetten en het laatste stukje wil je hem heel langzaam laten oplopen, dan loopt hij naar punt 5  tot maximale hoogte. (100%).

  zender curve
 

Het kan natuurlijk ook zijn dat je het maximale toerental (of pitch) teveel vind, dan laat je punt 5 niet tot de
totale hoogte gaan, maar bv, tot 90%.

Hier is de curve als een kromme voorgesteld, om te beginnen is het aan te raden als een diagonale rechte lijn in te stellen.

Op dezelfde manier regel je de pitch (het stijgen dus) tov. de stand van de stick.

Bij eenvoudigere  zenders zitten deze instellingen in de zender geprogrammeerd en zijn ze dus niet zelf te beïnvloeden.

Omdat de rotor snel bv. linksom draait wil de heli zelf rechtsom om zijn as draaien (torsiekracht)  dit willen wij natuurlijk niet, en daarvoor hebben we een staartrotor.
Deze staartrotor geeft precies zoveel tegendruk dat de heli netjes recht blijft.
Staartrotordruk is gelijk aan  torsiekracht als helie rechtuit gaat of stil hangt.

Dit heeft nog een groot bijkomend voordeel, als wij de staartrotor iets minder druk laten geven draait de heli met de torsiekracht mee, en geven we meer druk draait de heli daar tegenin.
Zo kunnen wij de heli links en rechtsom om zijn as laten draaien.

Het links en rechts hellen (rollen)  en voorover / achterover hellen (nick) gebeurt meestal d.m.v.  paddels, een soort kleine rotorbladen welke door een ingenieus systeem met de tuimelschijf ( swashplate) per draaicirkeldeel een andere hoek gegeven kan worden.
In dit geval betekent een andere hoek een grotere of kleinere pitch waardoor de heli op een bepaalde hoek in die draaicirkel kan hellen.
Bijvoorbeeld, je geeft  “up” dan krijgen de paddels zodra ze aan de voorzijde van hun draaicirkel zijn meer pitch = lift ( en aan de achterzijde minder) en gaat de neus omhoog.
Zo ook met links en rechts hellen of bv. schuin naar voren / achteren.

Al eerder schreef ik dat dit gold voor een CP (collective pitch) heli, er bestaat ook nog een iets eenvoudiger systeem, het fixed pitch (vaste pitch).

De basis van pitch / snelheid en tegendruk van staartrotor is natuurlijk eender, maar de rotor heeft een vast ingestelde pitch, een gebogen blad , en we weten inmiddels dat om te stijgen / dalen een juiste combinatie van pitch / snelheid nodig is, dus als we, zoals bij deze helies de pitch niet kunnen regelen laten we hem stijgen / dalen door de rotorsnelheid snelheid (gas).

Door meer / minder gas krijgen we meer / minder lift en kunnen we de hoogte bepalen.
Het sturen met de staartrotor is hetzelfde verhaal.
Ook deze heeft een vaste bladstand en ook hier regelen we de druk dus door het motortje harder of langzamer te laten draaien.
Het “kantelen “ van de heli gebeurt ook hier met paddels en een tuimelschijf, wat dat betreft lijkt hij dus veel op een CP heli.

Om ons te helpen bij bv. windstoten de juiste richting te houden hebben we ook nog een gyro, een apparaatje wat onthoudt wat wij sturen, dat laat hij keurig toe, maar wat de wind doet werkt hij tegen en kan zelfs de staart weer in de richting brengen die wij wilden.