Maximale helling

[Erik Vos]

Hallo,

Ik doe mijn pws over de hovercraft.

Ik wil ook onderzoeken hoe groot de maximale helling is die hij kan nemen. Ik zoek daarom de theorie hier achter, om die dan vervolgens in praktijk te testen met mijn zelfgebouwde rc-hovercraft.

Van deze theorie kan ik helaas niks vinden, en ik zou toch graag weten hoe ik hier verder iets mee kan doen...

Ik hoop dat iemand me kan helpen! Alvast bedankt.

Mvg, Erik

[Jan van de Velde]

De theorie lijkt me heel simpel, de praktijk zal wel weerbarstiger zijn. De wrijvingsweerstand tussen een hovercraft en de ondergrond zullen we maar verwaarlozen. Ik denk dat dat wel mag, en dat is een ernstig probleem uit de weg.

Als je dan een helling op gaat, heb je te maken met twee krachten: de zwaartekracht (die je zult moeten overwinnen) en de stuwkracht van de propellors waarmee je dat doet. Zelfs met de aftrekpost luchtweerstand van de 'romp' (kracht tegengesteld gericht aan de voortbewegingsrichting) hebben we weinig te maken, want zolang we nog een ter zake doende snelheid hebben is de maximale hellingshoek kennelijk nog niet bereikt.

Een praktische vraag die ik me stel bij grotere hellingshoeken is of je hovercraft wel in balans blijft, omdat de zwaartekracht niet meer verticaal naar onderen zal trekken. Mijn intuitie fluistert dat hij weleens de neiging zou kunnen gaan krijgen om op zijn kont te gaan leunen. Maar mijn intuitie is wel vaker mis, en bovendien speelt dit bij haalbare hoeken qua voortstuwing misschien wel helemaal nog geen rol.

Is dit een opdracht voor de Swiss Army??

[Erik Vos]

Hey! hardstikke bedankt! dit is inderdaad niet zo moeilijk nee

Swiss Army? dat ken ik niet

Ik moet gewoon de zwaartekracht gaan ontbinden dan...

De voorstuwkracht, hoe bereken ik die?

Zou ik hier m*v kunnen gebruiken?

(massa hovercraft ik kg * snelheid hovercraft, kan ik allebei wel bepalen...)

Lijkt me wel dat dat kan he? (nog graag even een bevestiging zodat ik weet dat ik niet iets doms aan het doen ben..)

Mvg, Erik

[Jan van de Velde]

Swiss Army?  dat ken ik niet

Wie anders dan het Zwitserse leger zou iets kunnen doen met hovercrafts op een helling?

Ik moet gewoon de zwaartekracht gaan ontbinden dan...  

Ja, dat is punt 1, en die zwaartekracht is (massa in kg) x 9,81, in Newton.

Je berekent welk deel hiervan de HC langs de helling naar beneden trekt.

Noem je hellingshoek alfa.gif , dan is de resultante kracht langs de helling naar beneden 9,81.m.sin( alfa.gif )

De voorstuwkracht, hoe bereken ik die?

niet of moeilijk denk ik. Je moet de stuwkracht van de propellors weten op vol vermogen, en wel van die propellors die voor de voortbeweging zorgen, de propellors die zorgen voor het luchtkussen doen er niet toe.

Als die niet bekend is, dan zal die gemeten moeten worden. Laat je hovercraft op horizontaal terrein, en vastgebonden aan een veerunster, zo hard mogelijk trekken, en lees de veerunster af. (even aangenomen dat we over een hobbymodel praten, anders wordt het een heftige veerunster.. .) Lees de kracht af in Newton. Deze kracht kan de HC langs de helling naar boven duwen.

Als de hovercraft op de helling net niet meer vooruitkomt, dan geldt:

Fstuw=9,81.m.sin( alfa.gif )

ofwel: sin( alfa.gif )= Fstuw / (9,81.m)

ofwel alfa.gif = sin^-1{Fstuw / (9,81.m)}

En dat was de theorie. De Matterhorn zal hij wel niet redden denk ik........

[Erik Vos]

Hey

Swiss Army ik denk dat is een spel ofzo

Maar nee, het is voor mezelf

Een veerunster is een goed idee! ga ik zeker gebruiken!

Ik kan aan de slag denk ik!

(de luchtwrijving wil ik niet verwaarlozen, of iig wel uitrekenen en dan daarna alsnog verwaarlozen )

en nu vond ik deze formule:

Fw(lucht)= ½ x cw x ñ x A x v²

Hoe bepaal ik de cw?

wat is ñ ? (als ie niet constant is, hoe bepaal ik die)

de rest snap ik.

Graag nog antwoorden op die twee vraagjes!

In ieder geval al heel erg bedankt, je hebt me al enorm geholpen!

Mvg, Erik

[Jan van de Velde]

Fw(lucht)= ½ x cw x ñ x A x v²

" ñ " als zodanig ken ik ook niet, maar voor de rest lijkt de formule als twee druppels water op de standaardformule, waar in plaats van die ñ meestal rho.gif (rho) wordt gebruikt voor de dichtheid van het medium. En om die Cw waarde te bepalen: Voor redelijk regelmatige vormen (balletjes e.d.) zijn dat soort dingen wel te vinden, voor onregelmatigere vormen (hovercrafts en zo) betekent dat windtunnelwerk, of beter nog, gewoon rondrijden, en het energieverlies dat je nergens anders aan kunt toeschrijven op het conto van de luchtweerstand schrijven. Dan kun je Fw bepalen, en met behulp van jouw formule de Cw waarde uitrekenen.......

dus wat dat betreft is de cirkel rond geen beginnen aan dus.

1) Je weet nu in elk geval wat ñ is, voor wat dat waard is, want je kunt er niets mee. Voor lucht kun je die gewoon in elk zichzelf respecterend tabellenboek vinden.

2) Dus nee, die is niet constant, en die kun je dan zelf nog omrekenen voor luchtdruk met behulp van de algemene gaswet.

( Trouwens, zie je uit deze formule dat schaatsers op laaglandbanen (hogere luchtdruk-->hogere rho.gif ) minder kans op wereldrecords hebben?).

Maar, zoals ik al eerder zei, die luchtweerstand doet er niet toe om de maximale helling te bepalen (eindsnelheid =0). Ze zou eventueel nog wel een rol spelen als je de maximale helling wil weten waar de HC nog met een zekere snelheid op blijft klimmen......

[Erik Vos]

Aha Rho ken ik natuurlijk wel!

en dat van die schaatsers klinkt inderdaad wel erg logisch... 8)

Bedankt! je hebt me enorm geholpen!

Mvg, Erik