Efekt żyroskopowy a falowanie.

[RomanJ4]

https://diqn32j8nouaz.cloudfront.net/tooltalk_1757881799453.mp4

[zbjanik]

Czyli że w samolocie śmigło też tak działa?

[Market]

To nie jest efekt żyroskopowy tylko stabilizacja przeciwmomentem. I w samolocie tak to nie działa.

[stan_m]

O! To powszechnie stosowana dzisiaj stabilizacja kadłuba łodzi przy pomocy żyroskopu o jednej osi swobody ( w rzeczywistości jachtowej o trzech osiach  swobody). Efekt żyroskopowy występuje podczas obrotu "dużej" masy na "dużym" promieniu wokół ustalonej osi przy "dużych" obrotach  i charakteryzuje się stałym położeniem tej osi niezależnie od położenia obudowy żyroskopu zamontowanej np. do kadłuba łodzi (pomijam precesję czyli niewielkie ale stałe ujście osi żyroskopu od położenia pionowego). Film pokazuje jak duże koło masowe obraca się w takim kierunku, że wytwarza moment żyroskopowy przeciwny do momentu przechylającego fali co skutkuje tym, że powstaje moment reakcyjny kadłuba do którego zamontowane jest to koło, który to moment "obraca" kadłub wokół osi podłużnej do chwili zrównoważenia momentu żyroskopowego. Gdy fala "buja" z drugiej burty kadłuba obroty koła masowego są przełączane odwrotnie i zjawisko równoważenie momentów się powtarza co w efekcie daje stabilizację pokładu łodzi. Podobne zjawisko zachodzi często w samolotach zwłaszcza z napędem pchającym i posiadającym ciężkie śmigło wysokoobrotowe. Ja zbudowałem kilka modeli samolotu Prząśniczka w różnej skali a największy był model wykonany wg planów Lecha Podgórskiego. I ten model miał rzeczywiście uciążliwy olbrzymi moment żyroskopowy (silnik wysokoobrotowy z ciężkim śmigłem zamontowany blisko środka ciężkości) co widoczne było po bardzo wolnej reakcji na lotki lub nawet braku reakcji (trzeba było zmniejszyć obroty silnika) co bardzo utrudniało pilotaż. Autor planów wyraźnie o tym napisał ale ja nie chciałem wierzyć dopóki sam nie zbudowałem tego modelu.

[Market]

Koledzy litości.

Forum jest modelarskie czyli można powiedzieć o charakterze technicznym. Więc wypadałoby trzymać się zasad techniki i fizyki i zajrzeć chociaż do pierwszego z brzegu podręcznika fizyki i przeczytać co to jest efekt żyroskopowy.

To co widać na filmie to NIE JEST efekt żyroskopowy.

[stan_m]

Dla lepszego zrozumienia jak działa stabilizacja żyroskopowa na przykładzie modelu jednoślada, widać dobrze precesję osi żyroskopu oraz reakcję na wytrącenie z równowagi.

 

[kojani]

W dniu 28.09.2025 o 20:52, stan_m napisał:

...

Podobne zjawisko zachodzi często w samolotach zwłaszcza z napędem pchającym i posiadającym ciężkie śmigło wysokoobrotowe. Ja zbudowałem kilka modeli samolotu Prząśniczka w różnej skali a największy był model wykonany wg planów Lecha Podgórskiego. I ten model miał rzeczywiście uciążliwy olbrzymi moment żyroskopowy (silnik wysokoobrotowy z ciężkim śmigłem zamontowany blisko środka ciężkości) co widoczne było po bardzo wolnej reakcji na lotki lub nawet braku reakcji (trzeba było zmniejszyć obroty silnika) co bardzo utrudniało pilotaż. Autor planów wyraźnie o tym napisał ale ja nie chciałem wierzyć dopóki sam nie zbudowałem tego modelu.

Czy aby na pewno to efekt żyroskopowy?

Efekt żyroskopowy to utrzymywanie kierunku osi wirującej masy.
Nie ma problemu z obrotem wokół osi wirowania, a działanie lotek to właśnie obrót w osi wirowania śmigła - no chyba że oś śmigła była mocno ukośnie do osi modelu.

 

[stan_m]

51 minut temu, kojani napisał:

Czy aby na pewno to efekt żyroskopowy?

Efekt żyroskopowy to utrzymywanie kierunku osi wirującej masy.
Nie ma problemu z obrotem wokół osi wirowania, a działanie lotek to właśnie obrót w osi wirowania śmigła - no chyba że oś śmigła była mocno ukośnie do osi modelu.

 

 

A przecież zakręt (czyli zmianę kierunku lotu) samolotu robi się lotkami co skutkuje precesją osi żyroskopu i jego reakcją na "trzymanie" prostoliniowego lotu. Prawidłowy zakręt to zmiana kierunku lotu bez utraty wysokości czyli wychylenie lotek i podtrzymanie sterem wysokości.

[Market]

9 godzin temu, stan_m napisał:

A przecież zakręt (czyli zmianę kierunku lotu) samolotu robi się lotkami co skutkuje precesją osi żyroskopu i jego reakcją na "trzymanie" prostoliniowego lotu. Prawidłowy zakręt to zmiana kierunku lotu bez utraty wysokości czyli wychylenie lotek i podtrzymanie sterem wysokości.

 

W tym przypadku śmigło wiruje w osi podłużnej samolotu X. Samolot w zakręcie obraca się wokół osi pionowej Y. Efekt żyroskopowy będzie próbował obracać samolot w osi poprzecznej Z, czyli w osi pochylania. Ale kierunek pochylania będzie zależny od kierunku zakrętu: Przy zakręcie w jedną stronę faktycznie pochylałby na nos i trzeba by faktycznie podtrzymać sterem wysokości. Ale przy zakręcie w drugą stronę efekt żyroskopowy działałby w drugą stronę i powodowałby zadzieranie nosa, więc wymagałby nie podtrzymania sterem, a wręcz oddania steru wysokości.

A skoro przy każdym zakręcie Twój samolot wymagał podtrzymania sterem wysokości, wiec to co zaobserwowałeś nie wynika z efektu żyroskopowego, tylko z aerodynamiki. Efekt żyroskopowy tu jak najbardziej występuje, ale ma znikomy wpływ na zachowanie tego samolotu.

Więc @stan_m obserwacja wnikliwa, ale wnioski błędne.

[stan_m]

Andrzeju, nie rozumiesz zupełnie mojego komentarza:

1. Podtrzymanie sterem wysokości przy zakręcie wywołanym wychyleniem lotek nie wynika z efektu żyroskopowego tylko z normalnej procedury sterowania samolotem czy szybowcem i oczywiście modelami latającymi RC. W lotnictwie dużym jest to opisane dokładnie w instrukcjach. Żyroskop nie ma tutaj nic do rzeczy bo to wynika z techniki pilotażu. Czasami wychyla się jeszcze ster kierunku, żeby nie było ześlizgu. Po prawidłowym zakręcie i lądowaniu poznaje się dobrego pilota a dobrego pilota modeli RC poznaje się po wykonaniu tzw. rundy czterozakrętowej i oczywiście po lądowaniu.

2. "Efekt żyroskopowy" czyli działanie odchylenia osi żyroskopu (precesji) pod wpływem momentu siły zewnętrznej (np. w kanale przechylenia od lotek samolotu) nie zależy od tego czy ten moment będzie z jednej czy z drugiej strony bo istotą wywołanej w ten sposób precesji jest wytworzenie momentu przeciwnego do momentu siły zewnętrznej czyli utrzymanie osi żyroskopu w ustalonym położeniu. Widać to wyraźnie na filmie z jednośladem: obojętnie z której strony jest próba wytrącenia z równowagi, pojazd jest zawsze stabilizowany przez żyroskop.

[Market]

40 minut temu, stan_m napisał:

Widać to wyraźnie na filmie z jednośladem: obojętnie z której strony jest próba wytrącenia z równowagi, pojazd jest zawsze stabilizowany przez żyroskop.

 

Na filmie z jednośladem oś wirowania jest pionowa, czyli poprzeczna do przechylania pojazdu na boki. Więc tu efekt żyroskopowy występuje.

W samolocie oś wirowania śmigła jest wzdłuż osi samolotu, tak samo jak oś przechylania lotkami na boki. Osie się pokrywają, więc tu efekt żyroskopowy nie występuje. Gdyby na filmie z jednośladem koło wirowało w osi podłużnej pojazdu, to by się pojazd po prostu przewrócił.

[kojani]

2 godziny temu, stan_m napisał:

...

Podtrzymanie sterem wysokości przy zakręcie wywołanym wychyleniem lotek nie wynika....

Żyroskop po uruchomieniu "posiada" 4 stopnie swobody - trzy przesunięcia wzdłuż osi XYZ oraz możliwość obrotu wokół osi Z która pokrywa się z osią żyroskopu.

Cudzysłów stąd, że oczywiście można wymusić pozostałe dwa obroty, ale spowoduje to reakcje żyroskopową - czyli próbę zachowania kierunku jego osi.

Teraz lotki i ster wysokości:

samo użycie lotek powoduje obrót wokół osi podłużnej modelu i nie spowoduje wystąpienia momentu żyroskopowego, ten może wystąpić w trakcie użycia steru kierunku lub wysokości, bo będzie to powodowało próbę zmiany kierunku osi żyroskopu (śmigła).

Po użyciu lotek ster wysokości w pewnym sensie zaczna działać jak połówka V-ki, czyli faktycznie używasz jednocześnie i steru kierunku i wysokości, co w efekcie powoduje wystąpienie efektu żyroskopowego i "ociężałość" na stertach.

Ponieważ w praktyce używasz jednocześnie steru i lotek to trudno to powiązać że sterem wysokości.

[stan_m]

9 godzin temu, kojani napisał:

Żyroskop po uruchomieniu "posiada" 4 stopnie swobody - trzy przesunięcia wzdłuż osi XYZ oraz możliwość obrotu wokół osi Z która pokrywa się z osią żyroskopu.

Cudzysłów stąd, że oczywiście można wymusić pozostałe dwa obroty, ale spowoduje to reakcje żyroskopową - czyli próbę zachowania kierunku jego osi.

Teraz lotki i ster wysokości:

samo użycie lotek powoduje obrót wokół osi podłużnej modelu i nie spowoduje wystąpienia momentu żyroskopowego, ten może wystąpić w trakcie użycia steru kierunku lub wysokości, bo będzie to powodowało próbę zmiany kierunku osi żyroskopu (śmigła).

Po użyciu lotek ster wysokości w pewnym sensie zaczna działać jak połówka V-ki, czyli faktycznie używasz jednocześnie i steru kierunku i wysokości, co w efekcie powoduje wystąpienie efektu żyroskopowego i "ociężałość" na stertach.

Ponieważ w praktyce używasz jednocześnie steru i lotek to trudno to powiązać że sterem wysokości.

 

 A to jakaś sensacja z tymi czterema osiami swobody żyroskopu wg współrzędnych kartezjańskich. Istnieją w lotnictwie WYŁĄCZNIE żyroskopy o trzech  stopniach swobody (wykorzystywane w sztucznych horyzontach - nadajnikach lub bezpośrednio we wskaźnikach sztucznego horyzontu), gdzie żyroskop (czyli masa wirująca) zamontowana jest w przegubie Kardana, którego ramy obracają się względem trzech prostopadłych osi (jedna, wzdłuż kadłuba - kanał przechylenia, druga, wzdłuż skrzydeł - kanał pochylenia i trzecia - pionowo czyli wzdłuż statecznika pionowego - kanał kursu) oraz WYŁĄCZNIE żyroskopy o dwóch stopniach swobody stosowane w zakrętomierzach (jedna oś, wzdłuż kadłuba i druga oś wzdłuż skrzydeł). Istnieją jeszcze tzw. platformy żyroskopowe czyli żyroskop zamontowany w przegubie Kardana, którego obudowa podparta jest np. czterema żyroskopami ale to nie dotyczy prostych samolotów ani tym bardziej modeli. Z tymi lotkami to też mała sensacja jest. Proszę spróbować wychylić lotki w dowolna stronę w czasie ustalonego prostoliniowego lotu modelu samolotu. Wychylić tylko lotki! Czy efektem będzie tylko przechylenie modelu i dalszy lot prostoliniowy czy jednak model wejdzie w zakręt oraz utraci wysokość? Oczywiście, że model skręci i obniży lot co już będzie powodem zaistnienia tzw. efektu żyroskopowego (jeżeli na pokładzie modelu jest żyroskop) czyli wystąpienia precesji i reakcji żyroskopu na wymuszenie. Polecam znaną osprzętowcom ale popularną książkę Kazany i Lipskiego "Budowa i eksploatacja pokładowych przyrządów lotniczych" gdzie wszystko jest wyjaśnione,  pokazane i opisane a stopnie swobody żyroskopu dokładnie policzone.

[kojani]

31 minut temu, stan_m napisał:

 

 A to jakaś sensacja z tymi czterema osiami swobody żyroskopu wg współrzędnych kartezjańskich.

....

Wydaje mi się że wyraźnie napisałem co rozumiem pod owymi czterema stopniami swobody!
I nie rozpatrujemy tutaj żyroskopów jako przyrządy tylko sam efekt żyroskopowy.