Ames-tutkimuskeskus

Nyt se tiedetään: näin nelikopteri oikeasti lentää (video)

Periaatteessa se, miten nelikopteri lentää, tiedetään varsin hyvin: sen vaakatasossa olevat, pyörivät potkurit saavat aikaan nostovoimaa ja puhaltavat ilmaa alaspäin. Mutta miten ilma tarkalleen ottaen liikkuu, on ollut arvoitus.

Nyt Nasan Piilaaksossa sijaitseva tutkimuskeskus, Amesin tutkimuskeskus, on tuottanut tämän simulaation, joka näyttää miten homma oikeasti toimii. Keskuksen tutkijat käyttävät normaalisti supertietokoneita ja ilman virtausanalyysiä lentokoneiden ja muiden ilma-alusten aerodynamiikan määrittelyyn, mutta samat luonnonlait pätevät myös pieneen DJI Phantom 3 -nelikopteriin.

Monien harrastajien suosimaa kopteria on tässä hieman muunneltu, mutta periaate on täsmälleen sama kuin Suomenkin taivaalla viuhuvissa laitteissa.

Erityisen kiinnostavaksi nelikopterin tekee sen ristimäinen muoto: ilma kiertää alas liikkuessaan rungon ja muodostaa varsin monimutkaisen, osin kaoottisen virtauskuvion.

Animaatiossa nelikopteri on ikään kuin lennossa, eli maa tai mikään lähellä oleva pinta ei häiritse ilman virtausta. Ilmavirrat ovat animaatiossa viivoina ja paine-erot näkyvät eri väreinä siten, että keskimääräistä korkeampi paine on punaista ja matalampi sinistä.

Pienen akkukäyttöisen lelun tutkiminen auttaa parantamaan myös isompien nelikopterien ja niiden roottorisysteemien hyötysuhdetta, sillä tutkijat onnistuivat parantamaan roottorien tuottamaa nostovoimaa pienien, simulaation pohjalta tehtyjen muutosten avulla lähes kaksinkertaiseksi.

Samankaltaista virtausdynamiikan simulointia tehdään myös Suomessa mm. CSC Tieteen tietotekniikan keskuksen supertietokoneilla – ja yhä useammin myös kannettavilla tietokoneilla, joiden tehot vastaavat hyvin ammoisia supertietokoneita.

Video: NASA Ames Research Center/NASA Advanced Supercomputing Division/Tim Sandstrom

Päivän kuva 14.9.2013: Curiosityn jarruvarjo

Pe, 09/13/2013 - 23:36 Markus Hotakainen

Mars Science Laboratory eli Curiosity-kulkija laskeutui punaisen planeetan kamaralle viime vuoden elokuussa. Menoa hidasti ensin suojakilpi ja lopuksi rakettilavetti, mutta siinä välissä mönkijä ujelsi alaspäin valtavan jarruvarjon varassa. Lähes 16 metrin läpimittainen varjo avautui nopeuden ollessa 2,2 kertaa äänen nopeus Marsin kaasukehässä eli noin 1800 kilometriä tunnissa. Jarruvarjo oli kiinni kulkijan "kehdossa" 80 vaijerilla, joilla oli pituutta 50 metriä. Varjoa testattiin keväällä 2009 maailman suurimmassa tuulitunnelissa, jolla on korkeutta 24 metriä ja leveyttä 37 metriä. Sen sisään mahtuu esimerkiksi Boeing 737 -liikennelentokone. Tuulitunneli on NASAn Ames-tutkimuskeskuksessa Kaliforniassa. Sekä jarruvarjon että tuulitunnelin mittasuhteista saa käsityksen, kun niitä vertaa varjosta alaoikealle seisovaan teknikkoon.