Golfpallokoloja ilmanvastusta vähentämään?

[Kalle Keihänen 1]

Hei.

 

Luin tänään uutisen jossa eräs valaslaji osaa muotoilla suomujaan siten että niihin tulee ikään kuin golfpallokoloja, ja näin se vähentää veden vastusta niin paljon, että saakin uitua jopa 80 km/h vauhtia.

 

Uutinen: http://www.tekniikkatalous.fi/tk/article154395.ece?s=r&wtm=-12112008

 

Nyt kun lentotoiminnassa varsinkin matkustajakoneet pyritään viemään tuonne kymmeneen kilometriin jotta päästään kovempaa kun ilman vastus on pienempi, eikö kukaan ole kokeillut vielä tehdä noita golfpallokoloja lentokoneen runkoon jotta päästään joko kovempaa siellä korkealla, tai sitten ei tarvitsisi nousta niin korkealle päästäkseen nykyvauhtia, jolloin painestamisongelmakin olisi pienempi?

[Sami Mäntyharju 12]

On tätä jotenkin hyödynnetty, Esim Ikarus- ultrankin siipikangas on kuin golf-pallon pinta

En tosin itsekään usko että Ikaruksen siipikangas on pienemmän vastuksen vuoksi valittu vaan lähinnä ehkä edullisemman hinnan takia?

Samaa asiaa haetaan mm. vortex- generaattoreilla.

 

Täällä lisää tietoa aiheesta: http://www.aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0215.shtml

[Tumi Hämäläinen 716]

... tai sitten ei tarvitsisi nousta niin korkealle päästäkseen nykyvauhtia, jolloin painestamisongelmakin olisi pienempi?

 

Taitaisi alkaa muodostumaan ruuhkaa alemmilla leveleillä kun kaikki pyrkivät sinne (?)  ???

[Juha Lampi 267]

On tätä jotenkin hyödynnetty, Esim Ikarus- ultrankin siipikangas on kuin golf-pallon pinta

En tosin itsekään usko että Ikaruksen siipikangas on pienemmän vastuksen vuoksi valittu vaan lähinnä ehkä edullisemman hinnan takia?

 

Eikun kankaaseen ei jää lommoa, jos sattuu peukulla painamaan, toisin kuin pläkkipeltiin

[Jukka Takamaa 0]

http://science.slashdot.org/article.pl?no_d2=1&sid=08/11/11/1318216

 

http://abcnews.go.com/Technology/story?id=6209299&page=1

 

Tämä voi olla merkittävä uutinen ja ns. laminaaritekniikka ainakin saa kilpailijan.

 

 

 

Ihmettelinkin aina miksi huonosti päällystämäni 1/12 mersumalli lensi niin hyvin..tässä selitys. Kiitos..olinkin jo odottanut tätä.

[Seppo Pietikainen 0]

Hei.

 

Luin tänään uutisen jossa eräs valaslaji osaa muotoilla suomujaan siten että niihin tulee ikään kuin golfpallokoloja, ja näin se vähentää veden vastusta niin paljon, että saakin uitua jopa 80 km/h vauhtia.

 

Uutinen: http://www.tekniikkatalous.fi/tk/article154395.ece?s=r&wtm=-12112008

 

Nyt kun lentotoiminnassa varsinkin matkustajakoneet pyritään viemään tuonne kymmeneen kilometriin jotta päästään kovempaa kun ilman vastus on pienempi, eikö kukaan ole kokeillut vielä tehdä noita golfpallokoloja lentokoneen runkoon jotta päästään joko kovempaa siellä korkealla, tai sitten ei tarvitsisi nousta niin korkealle päästäkseen nykyvauhtia, jolloin painestamisongelmakin olisi pienempi?

 

Pieni korjaus kumminkin. Valailla ei ole suomuja, kyseessä oli hai. Vastaavanlainen efekti on ainakin pienillä valailla (delfiineillä), jotka pystyvät

pienillä ihonalaisilla llihaksillaan vaikuttamaan turbulenssiä vähentävästi.

 

[Juha Lampi 267]

Vastaavanlainen efekti on ainakin pienillä valailla (delfiineillä), jotka pystyvät pienillä ihonalaisilla llihaksillaan vaikuttamaan turbulenssiä vähentävästi.

 

 

Prof. Auguste Piccard, syvyysvene Triesten suunnittelija, kirjoitti kiinnostavassa teoksessaan Korkeuksista syvyyksiin (1956) visiostaan, jossa meriliikennettä voitaisiin siirtää pinta-alusten sijasta sukellusveneisiin. Ei oltaisi myrskyjen armoilla ja vauhtia piisaisi vähälläkin koneteholla: kuvitellussa sukelluslaiva Pyöriäisessä näet olisi elastinen nahka, jonka alla pienet anturit ja tappimännät tunnustelisivat ja paapoisivat pyörteiden muodostumista. Saas nähdä mitä ilmailusovellutuksia tästä seuraavaksi esitetään

[Karoliina Salminen 0]

Nyt kun lentotoiminnassa varsinkin matkustajakoneet pyritään viemään tuonne kymmeneen kilometriin jotta päästään kovempaa kun ilman vastus on pienempi, eikö kukaan ole kokeillut vielä tehdä noita golfpallokoloja lentokoneen runkoon jotta päästään joko kovempaa siellä korkealla, tai sitten ei tarvitsisi nousta niin korkealle päästäkseen nykyvauhtia, jolloin painestamisongelmakin olisi pienempi?

 

Korkealla lentäminen on tarkoituksenmukaista matkustajakoneissa. Yksi tärkeä juttu on lentää sään yläpuolella. Ja se ei ole ihan pikkujuttu mukavuuden ja turvallisuuden

kannalta.

 

Miksi golfpallossa on apua koloista? Siksi että golfpallo on äärimmäisen epäaerodynaamisen muotoinen ja vortex-generaattoreilla voidaan paikata sen huonoa

aerodynamiikkaa. Samalla tavalla voidaan vortex-generaattoreilla laminaari-turbulentti -transition jälkeen kiinnittää turbulentti ilmavirta esim. siipiprofiilin jättöreunaan.

 

Laminaarin virtauksen säilyttävään kappaleeseen ei laminaarin virtauksen alueelle vortex generaattoreita kannata laittaa, niistä on slloin haittaa.

En usko tästä löytyvän mitään ihmeratkaisua jolla lentokoneista saataisiin huipputehokkaita ja mielestäni on turha kuvitella että vaikka jos pistäisi purjekoneen

pinnan täyteen golfpallo-kuviota, koneen liitoluku kasvaisi. Parhaassa tapauksessa se huononee ainoastaan kohtuullisen vähän (riippuu käytetystä profiilista,

mutta esim. NLF-tyyppisen profiilin kanssa liitoluku huononisi järkyttävästi).

 

Jotkut Cozy-lentäjät ovat laittaneet canardin puolilaminaariprofiiliin vortex-generaattoreita, ja huippunopeus on laskenut ainoastaan luokassa 20-30 km/h.

 

Edit: Keskenjäänyt lause korjattu, ajatus katkesi kirjoittaessa.

 

 

[Arne Wallen 72]

Tuo on sitten samanlaista kun pikkupoikien mopovirittely, jos virityksen jälkeen teho laskennut vain 30% viritys on onnistunut.

[Sami Mäntyharju 12]

Tuo on sitten samanlaista kun pikkupoikien mopovirittely, jos virityksen jälkeen teho laskennut vain 30% viritys on onnistunut.

 

Niinpä!

 

Toisaalta, muistaako kukaan muu sitä tutkimusta jossa pakettiauton katon takaosaan laitettiin Gurneyn laippa ( http://en.wikipedia.org/wiki/Gurney_flap ). Laipan ansiosta polttoaineen kulutus tippui huomattavasti.

[Jaakko Kuusisto 3]

Nyt eipä muuta kuin liimailemaan golfpalloja mopon siipien etureunaan.

 

Menisköhän 200 notsia rikki samoilla tehoilla. 

 

 

jk. kun Navajon siiipen yläpuolelle etureunan  taakse, liimatttiin turbulaattoreita ( sentti x kaksi ) nousi MTOW n. 350 kg.

 

Taitaa Bambukepinkin siipien päällä olla jotain vastaavaa.

[Toni Korppi 0]

3M on tällaisen vaikutuksen antavaa kalvoa tuotteistanut ainakin kahteen otteeseen:

 

1) http://www.newplanetech.com/riblets.pdf , http://nal-ir.nal.res.in/1340/

 

2) 1990-luvun lopulla kokeiltiin lisäksi jonkin amerikkalaisen yhtiön kanssa (olikohan Northwest) Boeingin rungon teippaamista pikkuruisilla rei'illä varustetulla kalvolla.

 

Muistelen ainakin tuosta jälkimmäisestä pidetyn firman sisällä meteliäkin, mutta kaupallinen menestys lienee jäänyt saamatta.

[Seppo Pietikainen 0]

Nyt eipä muuta kuin liimailemaan golfpalloja mopon siipien etureunaan.

 

Menisköhän 200 notsia rikki samoilla tehoilla. 

 

 

jk. kun Navajon siiipen yläpuolelle etureunan  taakse, liimatttiin turbulaattoreita ( sentti x kaksi ) nousi MTOW n. 350 kg.

 

Taitaa Bambukepinkin siipien päällä olla jotain vastaavaa.

 

Ja jos krässhäät jollekin golfkentälle, niin voit saada monta hole-in-onea kerralla!

 

[Jaakko Kuusisto 3]

Hole in otsa 

[Tumi Hämäläinen 716]

Samalla tavalla voidaan vortex-generaattoreilla laminaari-turbulentti -transition jälkeen kiinnittää turbulentti ilmavirta esim. siipiprofiilin jättöreunaan.

 

Voitko, Karoliina, kiäntää paikalliskielelle (savo) tuon lausehen, kithos! 

[Olli Jaarinen 0]

Moro,

 

kappaleen vastus muodostuu monesta "osavastuksesta". Kun virtaus irtoaa kappaleen pinnasta se muodostaa kappaleen taakse pyörteen, jossa on pienempi paine kuin kappaleen edessä. Tämä alipaine "imee" kappaletta taaksepäin ja aiheuttaa ns. painevastusta. Mitä myöhemmin virtaus irtoaa kappaleen pinnasta sitä pienemmäksi pyörre jää ja vastaavasti painevastuskin pienenee.

 

Toinen merkittävä vastus muodostuu ilman virratessa kappaleen pintaa pitkin, syntyy kitkaa eli kitkavastusta. Golfpallon tapauksessa vastus on näiden vastusten summa. Tekemällä pallon pintaan koloja kitkavastus luonnollisesti kasvaa, mutta samalla virtaus saa syntyneestä turbulenssista lisää energiaa ja pysyy pidempään kappaleen pinnassa kiinni => painevastus pienenee. Golfpallon tapauksessa näin saadaan kokonaisvastus pienenemään vaikka kitkavastus kasvaakin. Siihen kumpaa kannattaa optimoida, kitka- vai painevastusta, vaikuttaa myös kappaleen nopeus: hitaasti liikkuvaan pingispalloon ei kannata tehdä koloja.

 

Lentokoneen tapauksessa kappale on jo itsessään aerodynaamisesti hyvin muotoiltu (toisin kuin möhkylä golfpallo) ja virtaus pysyy hyvin kiinni kappaleen pinnassa. Kokoon nähden lentokoneella on siis jo "luonnostaan" pieni painevastus. Sen sijaan koska lentokone on pitkä, ilma joutuu kulkemaan pitkiä matkoja pintaa pitkin ja jos se hakattaisiin täyteen pieniä koloja kitkavastus kasvaisi paljon enemmän kuin mitä ennestään pientä painevastusta saataisiin pienettyä.

 

Mutta kuten Karoliina kirjoitti, ilman tahallinen pyörteyttäminen ei ole tuntematonta lentokoneissakaan. Siipien yläpinnoilla näkee monesti pieniä nystyröitä, ns. vortex-generaattoreita, jotka juuri siinä kohdassa missä virtaus olisi irtoamassa pistää ilman pyörimään ja näin virtaus pysyy vielä hetken aikaa kiinni siiven pinnassa. Vortex-generaattoreilla ei tosin aina pyritä tähän vaan siiven yläpinnalle syntyvä energinen pyörre ohjaa myös muuta siiven yläpinnalla olevaa ilmaa oikeaan suuntaan (vrt. aita) ja pienentää siten siiven kärkipyörrettä. Turbulenttisella virtauksella saadaan myös lisättyä esimerkiksi siivekkeiden tehokkuutta lähellä sakkausta vaikka vastus kasvaakin. Ohjattavuus saattaa olla joskus olla pientä vastuksen lisäystä tärkeämpi esim. taitolentokoneissa.

 

blue skies,

-- Olli

[Sami Mäntyharju 12]

Kiitoksia Ollille varsin selväsanaisesta ja hyvin ymmärrettävästä vastauksesta, tällaisia on varsin mukava lukea

[Ari Siltavuori 6]

Golf-pallon kuopat ja Vortex-generaattorit siis aikaansaavat turbulenttisen kerroksen kappaleen pinnan ja päävirtauksen (laminaarin tai turbulenttinen) väliin, jonka johdosta päävirtaus pysyy pitempään kiinni kappaleen pinnassa.

Katso esimerkiksi Golf Ball Dimples & Drag

 

Vortex-generaattoreilla ei tosin aina pyritä tähän vaan siiven yläpinnalle syntyvä energinen pyörre ohjaa myös muuta siiven yläpinnalla olevaa ilmaa oikeaan suuntaan (vrt. aita) ja pienentää siten siiven kärkipyörrettä.

Tähän kaipaisin hiukan lisävaloitusta asiasta ja esimerkkejä. Vai tarkoitatko rajakerrosaitoja, mutta mikä on energinen pyörre.

 

Myös erittäin suurella nopeudella lentävissä kappaleissa "golf-kuopista" ei ole apua, vaikka peräpainevastus onkin 20%-30% kokonaisvastuksesta.

[Jukka Siirilä 80]

Tähän kaipaisin hiukan lisävaloitusta asiasta ja esimerkkejä. Vai tarkoitatko rajakerrosaitoja, mutta mikä on energinen pyörre.

 

Noita Vortex-generaattoreitahan löytyy mm. Gloster Javelinin siivestä josta oli kuvakin antamassasi linkissä.

[Kalle Keihänen 1]

Lentokoneen tapauksessa kappale on jo itsessään aerodynaamisesti hyvin muotoiltu (toisin kuin möhkylä golfpallo) ja virtaus pysyy hyvin kiinni kappaleen pinnassa. Kokoon nähden lentokoneella on siis jo "luonnostaan" pieni painevastus. Sen sijaan koska lentokone on pitkä, ilma joutuu kulkemaan pitkiä matkoja pintaa pitkin ja jos se hakattaisiin täyteen pieniä koloja kitkavastus kasvaisi paljon enemmän kuin mitä ennestään pientä painevastusta saataisiin pienettyä.

 

Kiitos Olli! 

Vastauksesi oli selkeä ja asiantunteva.

[Tumi Hämäläinen 716]

Noita Vortex-generaattoreitahan löytyy mm. Gloster Javelinin siivestä josta oli kuvakin antamassasi linkissä.

 

Juu, tuo Ollin vastaus oli sen verran mallikelpoinen, että saa maallikonkin hiukan ymmärtämään asiaa (?).

 

Mietin, josko noihin Tero Pitkämäen keihäisiinkin voitaisiin asentaa nuita Vortex-generaattoreita? Lentäisikö kepukka siten hiukan pidemmälle? 

[Jukka Siirilä 80]

Mietin, josko noihin Tero Pitkämäen keihäisiinkin voitaisiin asentaa nuita Vortex-generaattoreita? Lentäisikö kepukka siten hiukan pidemmälle? 

 

Mä luulen että niistä ei ole iloa koska keihäällä ei varmaan ihan mahdotonta painevastusta ole.

[Juha Lampi 267]

Mutta johan se jyrsitty keihäänpyrstö tehtiin tässä takavuosina.

[Tumi Hämäläinen 716]

Mutta johan se jyrsitty keihäänpyrstö tehtiin tässä takavuosina.

 

Ja mitenkäs siinä sitten kävi? Lensikö keppi pidemmälle?

[Sakari Korpela 0]

kappaleen vastus muodostuu monesta "osavastuksesta"....Ohjattavuus saattaa olla joskus olla pientä vastuksen lisäystä tärkeämpi esim. taitolentokoneissa.

 

blue skies,

-- Olli

 

Mahtavaa Olli, kiitos. Juuri tällaisten asiantuntijoiden vuoksi pyörin tällä foorumilla. 

 

Cavokia odotellessa,

-Sakari