Flutter neboli třepotání ocasních ploch při zatáčení

Jeden z našich příznivců Pavel Přeček(snad mohu bez následků zveřejnit jeho jméno) mě poslal upozornění na video související velmi pravděpodobně s třepotáním a divergencí motýlkových ocasních ploch při zatáčení. Je to zajímavá podívaná z níž přinášíme několik okamžitých záběrů, aby vešlo ve známost co se může dít s ocasními plochami při velkém náklonu a zřejmě i značné rychlosti v zatáčce, ač by se mnohým mohlo zdát, že se ve skutečnosti o moc nejedná.

Když ale něco nevidíme nebo o tom nevíme, neznamená, že to neexistuje a tak se to může snadno přihodit ledaskomu. Z přiložených obrázků vybraných v několika fázích z videa si lze udělat představu o tom co se asi děje s některými částmi letounu v povětří. Dovolili jsme si je doplnit několika stručnými textovými poznámkami pro zdůraznění probíhajících deformací.

I když by mohly vzniknout námitky, že vytržení několika okamžitých obrázků z celého videa nemusí podávat úplně pravdivou výpověď kvůli nedokonalosti snímací kamery, lze si z nich udělat dost konkrétní představu o tom co se asi děje na ocasních plochách, je-li překročena kritická rychlost třepotání nebo divergence nebo obojí. Plochy mohou být při tom, podle subjektivních názorů tuhé, ale nikoliv dostatečně tak tuhé, aby zabránily nežádoucím deformacím.

Třepotání, pokud existuje pouze samo o sobě, nemusí být ještě příčinou porušení celistvosti plochy.

Pak, ale existuje další aeroelastický jev, kterým je kroutivá divergence vzniklá vzájemným působením aerodynamických sil a pružných deformací plochy(nosné nebo ocasní). Výsledkem těchto působení jsou dodatečné nárůsty úhlů náběhu ploch a z nich vznikající další aerodynamické síly.

Je-li kritická rychlost divergence vyšší než rychlost při které jsou budící(aerodynamické) a tlumící(vlastnosti konstrukce) síly stejně velké dochází ihned k pružné nestabilitě a plocha se zkrucuje až do zničení. Kritická rychlost divergence závisí na druhé odmocnině tuhosti plochy a na vzdálenosti její elastické osy od osy aerodynamických středů. Vliv tu má i půdorysný tvar plochy.

A aby to nebylo úplně jednoduché, což by mohlo vyplynout z předchozího textu, může dojít(a to se stává) ke snižování účinnosti kormidel a jejich opačné funkci(reverze řízení) , když dojde k pružné deformaci části plochy na níž je kormidlo zavěšeno.

A nelze opomenout ani vliv setrvačných sil částí letounu.

Takže úplně na konec poznamenejme, že jakkoliv je možné všechny druhy kritických rychlostí-třepotání, divergence a reverze spočítat, rozhodující vliv má vždycky ta hodnota, která je z nich nejmenší. Po jejím překročení dochází k porušení(zničení) plochy.

K tomuto článku jsme použili videa jehož autor je zřejmě Henry Jones - rok 2008

Z něho je patrné, že ani jedna z kritických rychlostí nebyla překročena, protože letoun pokračoval v letu až do úspěšného přistání.