Risonanza al suolo (ground resonance)

[npole]

Scrivo qui poiche' l'odiato effetto e' spesso avvertito quasi eclusivamente da chi fa riproduzioni e adotta pattini in metallo piu' larghi e su strutture piu' pesanti.

Il fenomeno e' quello che molti di voi avranno gia' sperimentato sulla loro pelle, e con il quale io ho dovuto fare i conti oggi. Fortunatamente mi ero preparato all'evento (quasi me lo sentissi) poiche' avevo visto diversi video del fenomeno, quindi appena ho notato che le cose si mettevano male, mi sono "salvato" senza fare danni.

Come si diceva l'effetto e' quello della risonanza dei pattini dell'elicottero a contatto col suolo (se duro e piatto), una minima decentratura delle pale (di solito lo sono sempre quando si avvia un rotore bipala, finche' non vengono allineate dalla forza centrifuga) provoca una oscillazione, negli elicotteri "normali" si trasforma in una leggera vibrazione che poi sparisce (con l'allineamento), nelle riproduzioni con pattini in metallo e un modello pesante, invece potrebbe innescarsi un fenomeno armonico che comincia a far "rimbalzare" i pattini dell'elicottero a destra e sinistra, sempre di piu'.. con una fine "tragica".

L'ho sperimentato sulla mia pelle e non e' affatto piacevole, quando si innesca non basta togliere gas, anzi si peggiorano le cose perche' le pale continuano a posizionarsi a "V", e l'elicottero comincia letteralmente a rimbalzare a destra e sinistra per lo spostamento del baricentro... se si interviene in tempo si riesce a fermare (come e' successo a me), se non si e' preparati restano solo due alternative: alzarsi da terra il prima possibile; oppure rompere tutto... la prima opzione non e' sempre possibile, specialmente in fasi di setuo di un modello (come e' capito oggi a me).

Passata l'introduzione "allarmistica", vorrei dei consigli da chi ha sperimentato il fenomeno e in che modo lo ha risolto, le teorie le conosco tutte ma vorrei un riscontro pratico di chi ha dovuto *realmente* risolvere il problema, consigli come:

- Quando mi capita, cerco di alzarmi il prima possibile;
- Non decollo mai da piattaforme rigide;
- Ho allentato la presa delle pale, cosi' si allineano prima;
- Ho rivestito il carrello di gomma in modo da non far innescare l'oscillazione;
- Il problema non e' "normale" e va risolto alla fonte...

PS: successivamente l'ho messo in volo normalmente, ma per sicurezza ho montato il trainer, c'e' da dire che un trainer sotto un elicottero da quasi 10kg praticamente si "piega" e non serve quasi a nulla.. pero' il fenomeno e' scomparso, non so se sia scoparso perche' le pale si sono poi allineate, oppure se la minima ammortizzazione del trainer ha realmente aiutato a risolvere il problema. Grazie!

[MrLupin]

Ma quanto sono serrate le pale alle manine?

[NANETTO]

Anche se non progetto elicotteri, ne li costruisco e ne li piloto, vorrei dire anche la mia sulla questione, essendo anche queste macchine soggette ai comuni principi aerodinamici.

Sei proprio sicuro che l'instabilità al suolo sottoforma di oscillazioni sia dovuta a sbilanciamenti meccanici imputabili alle pale ?

Personalmente credo che le oscillazioni sono causate dalla propagazione di onde (quindi contrazioni e dilatazione) nella massa d'aria in movimento presente fra le pale e il suolo.
Cioè le onde d'aria si creano perchè la massa d'aria che viene spinta giù da una pala, ad un certo punto del suo percorso, viene riflessa in su dal suolo e quindi nel momento in cui in salita urta con l'altra pale, ecco che si avverte il colpo sottoforma di vibrazione.

Dunque il problema è di carattere aerodinamico e non meccanico e potrebbe essere risolto se la piattaforma di atterraggio avesse una superfice non piana ma increspata - ondulata - ect, a mo di frangionda.

Aggiungo che l'effetto degli elicotteri in decollo o atterraggio è verosimile all' "effetto suolo" per gli aerei.

ps:
che fortuna avere un allievo del Prof/Ing DEPRON fra voi.

[Mongolfino]

non credo che sia effetto suolo.
il primo link che ho trovato:
Helicopter Aerodynamics, Ground Resonance of a Helicopter

[npole]

Originalmente inviato da MrLupin

Ma quanto sono serrate le pale alle manine?

Nello "standard", le ho serrate allo stesso modo di sempre. Il problema e' che la vibrazione iniziale, come spiegavo, e' comune a tutti gli elicotteri, almeno alla prima accensione dopo il trasporto, perche' a mano le pale non riesci a metterle nella giusta posizione "ad occhio", hanno bisogno di un certo numero di giri per andare in posizione (a causa della forza centrifuga), credo che tutti voi abbiate notato la leggera vibrazione durante questa fase, che poi si annulla quando viene "oltrepassata"... ecco questa normale vibrazione, si trasforma (a casa dei "nuovi" pattini) in una oscillazione che accentua sempre di piu' e se non si fa nulla (stacco del motore immediato, oppure salita immediata) si trasforma in una catastrofe. Per farvi capire in che modo si presenta, vi mostro un video.. ho l'elicottero (meccanica e fusoliera), ma quello nel video e' a turbina (!) ..ancora piu' drammatico perche' con la turbina non puoi giocare coi giri come fai col benzina: se vai in risonanza devi solo sperare di avere abbastanza giri per dare collettivo e staccarlo da terra, comunque rende l'idea di cosa succede.
Sono certo che l'effetto sia quello, perche' ammortizzando (col trainer) riesco a superare la fase senza problemi, e l'elicottero ai "suoi" giri (1250) non ha piu' vibrazioni o risonanza:

YouTube - Hughes 500E Vario first flight

[NANETTO]

Originalmente inviato da npole

Nello "standard", le ho serrate allo stesso modo di sempre. Il problema e' che la vibrazione iniziale, come spiegavo, e' comune a tutti gli elicotteri, almeno alla prima accensione dopo il trasporto, perche' a mano le pale non riesci a metterle nella giusta posizione "ad occhio", hanno bisogno di un certo numero di giri per andare in posizione (a causa della forza centrifuga), credo che tutti voi abbiate notato la leggera vibrazione durante questa fase, che poi si annulla quando viene "oltrepassata"... ecco questa normale vibrazione, si trasforma (a casa dei "nuovi" pattini) in una oscillazione che accentua sempre di piu' e se non si fa nulla (stacco del motore immediato, oppure salita immediata) si trasforma in una catastrofe. Per farvi capire in che modo si presenta, vi mostro un video.. ho l'elicottero (meccanica e fusoliera), ma quello nel video e' a turbina (!) ..ancora piu' drammatico perche' con la turbina non puoi giocare coi giri come fai col benzina: se vai in risonanza devi solo sperare di avere abbastanza giri per dare collettivo e staccarlo da terra, comunque rende l'idea di cosa succede.
Sono certo che l'effetto sia quello, perche' ammortizzando (col trainer) riesco a superare la fase senza problemi, e l'elicottero ai "suoi" giri (1250) non ha piu' vibrazioni o risonanza:

YouTube - Hughes 500E Vario first flight

Ripeto.
Fallo decollare o atterrare su una piattaforma autocostruita fatta di cartone fustellato per uova di circa 1 m^2.
Così ti renderai conto che non è un problema meccanico ma aerodinamico.

[Mongolfino]

Originalmente inviato da NANETTO

Ripeto.
Fallo decollare o atterrare su una piattaforma autocostruita fatta di cartone fustellato per uova di circa 1 m^2.
Così ti renderai conto che non è un problema meccanico ma aerodinamico.

no, basta che superi un certo peso e l'effetto suolo è quasi nullo, lo sa chiunque sia passato dai piccolini ai 500/600. con questi si puo' tranquillamente fare hovering a nche a 5 cm dal suolo senza grossi problemi e senza continue correzioni.

tra l'altro, la vibrazione del mio dietro la quale divento matto da 2 mesi, sembra (ma non ho finito le prove) essere finita improvvisamente quando ho messo sui pattini quattro cuscinetti di gommapiuma (rotore 1,25 metri).

[cobraonethree]

aspettate,cosa volete dire che questo effetto è direttamente proporzionale alla dimensione del rotore?Più grande è il rotore e più possibilità si hanno di avere questo problema o al contrario?

[Mongolfino]

Originalmente inviato da cobraonethree

aspettate,cosa volete dire che questo effetto è direttamente proporzionale alla dimensione del rotore?Più grande è il rotore e più possibilità si hanno di avere questo problema o al contrario?

non c'entra nulla (semmai il problema si verifica + freq. in rotori a 3 o + pale).

la grandezza era riferita all'effetto suolo (turbolenze che rimbalzano dal suolo) che con l'aumentare della massa dell'eli sono meno fastidiose e in genere neppure si percepiscono.

[cobraonethree]

ah ok,grazie.