vortex ring state
Posted by Michał Środek | Latanie

Vortex Ring State to zjawisko aerodynamiczne znane wszystkim pilotom wirnikowych pojazdów powietrznych – zjawisko częste i bardzo niebezpieczne, choć łatwe do uniknięcia. Powoduje niekontrolowany spadek wysokości, częstokrotnie tak samo szybki jak upadek grawitacyjny – zupełnie jakby Waszego drona pozbawiono nagle śmigieł! Na wstępie artykułu muszę Was jednak uspokoić – jeśli latacie Phantomem 3, VRS raczej Wam nie grozi. Jako operatorzy drona powinniście jednak poznać i zrozumieć to zjawisko – dla bezpieczeństwa otoczenia, Was i Waszego sprzętu.

Podczas unoszenia się w powietrzu wielowirnikowiec tworzy strumień powietrza skierowany w dół, dzięki któremu równoważy siłę grawitacji – to pozwala mu pozostać w powietrzu. Strumień ten nie jest obecny wyłącznie pod dronem, ale również i nad nim, ze względu na podciśnienie, które tworzy się ponad śmigłami. W efekcie na krańcach śmigieł powstają niewielkie zawirowania – powietrze wypchnięte w dół zawraca i wykonując małe kółko wraca nad śmigło. Jest to zjawisko normalne i nie dające powodów do niepokoju.

vortex ring state animacja

Tak wyglądają zawirowania powietrza wokół drona.

Vortex Ring State jest dokładnie tym samym zjawiskiem, ale zwiększonym do ekstremum – pojawia się wyłącznie podczas obniżania wysokości lotu. Lokalne zawirowania opisane powyżej nabierają większego tempa, powiększają się. W efekcie dron zupełnie traci siłę nośną, ponieważ zamiast kierować strumień powietrza w dół, powietrze zawraca tworząc aerodynamiczną „bańkę” w której znajduje się wielowirnikowiec. Naturalnym odruchem jest zwiększenie obrotów i próba wzniesienia statku w górę – powoduje to jednak dokładnie odwrotny efekt, zawirowania rosną. Dron zaczyna spadać jeszcze szybciej.

Jak uratować się w takiej sytuacji? Tutaj potrzebne jest właśnie zrozumienie aerodynamicznej natury tego zjawiska. Istnieje bardzo prosta i skuteczna metoda, która pozwala wyjść cało z tej sytuacji, o ile zachowamy zimną krew i nie będziemy próbować się wznosić. Jest nią ruch poziomy drona – nasz statek wraz ze swoją aerodynamiczną bańką znajdują się w pionowym kanale – jeśli wymusimy na dronie ruch poziomy, dron opuści centrum zawirowań i zostanie z nich niejako „wypluty”, odzyskując siłę nośną.

Idąc tym tropem warto zapamiętać, żeby nie schodzić z wysokości w sposób pionowy. Można robić to w dowolny sposób – po spirali, upadać jak liść ruchem przód-tył, albo w dowolny inny sposób – wszystkie te metody uchronią nas przed zjawiskiem vortex ring state.

Na samym początku artykułu napisałem, że zjawisko to raczej nie grozi operatorom Phantoma, dlaczego? Nie jest to jakaś szczególna właściwość techniczna Phantomów 3, a raczej ich ograniczenie software’owe. Być może zauważyliście, że maksymalny wznos drona wynosi 5m/s, podczas gdy opadanie tylko 3m/s. Zdawałoby się, że opadanie powinno być łatwiejsze, a więc i szybsze. Zgadza się, ale programiści DJI postanowili uchronić użytkowników Phantoma przed tym zjawiskiem, programowo ograniczając prędkość opadania.

Uważam zresztą, że to doskonała decyzja. Łatwo zauważyć, że podczas opadania z maksymalną prędkością, Phantom zaczyna tracić stabilność i bujać się na wszystkie strony – to właśnie pierwsze oznaki wpadania w VRS – ograniczenie prędkości pionowej pozwala utrzymać się na tej granicy, którą DJI wyznaczyło perfekcyjnie.

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedIn

Komentarze są wyłączone..