Podivné otáčení vrtule letadla

16. červenec 2013 | 06.00 |

Přímé lety mezi Prahou a Ženevou zajišťuje turbovrtulový letoun Saab 2000 v konfiguraci pro 50 cestujících. Patří mezi poslední civilní modely letadel vytvořených Saabem. Využívá motory Rolls-Royce AE 2100, které jsou kvůli dosažení nízké hladiny hluku v kabině montovány dále od kořene křídla. Každý z dvojice  motorů otáčí nízkootáčkovou šestilistou vrtulí Hamilton. Pokud budete sledovat jejich otáčení prostřednictvím kamery fotoaparátu, nebudete se stačit divit.

K rozjezdu letadla, které má maximální vzletovou hmotnost 22,8  tun a maximální rychlost 685 km/h musí každý z 2 motorů o výkonu 3100 kW pořádně roztočit své vrtule.  Zatímco pouhým okem vrtule tvoří rozmazaný kruh, v hledáčku kamery se nám chvíli zdá, že se vrtule točí po směru hodinových ručiček a chvíli proti. Každopádně rychlost otáčení listů vrtule je v hledáčku kamery nezvykle pomalá. Jak se rychlost otáčení vrule zvyšuje, listy vrtule jako by se pohybovaly pomalu kupředu nebo pomalu dozadu podle toho, kdy je kamera zaznamená.

Všechno je to otázka načasování – jde o srovnání rychlosti otáčejících se listů vrtule s rychlostí snímání kamery. Video v kameře zaznamenává jen určitý počet záběrů za sekundu. V mém fotoaparátu je to 25 snímků za sekundu. Naše oči však naštěstí nedokážou oddělit takové množství jednotlivých obrazů a náš mozek je tak vnímá jako plynulý pohyb.

Představme si, že jeden ze 6 listů vrtule je barevně označený a v okamžiku zaznamenání 1. snímku videa je na pomyslném ciferníku na pozici 12 hodin. V závislosti na rychlosti otáčení vrtule při druhém obrázku, který se snímá o pětadvacetinu sekundy později, se může označený list vrtule ocitnout v pozici 1 hodina, i když by mezitím opsal několik celých kol. Díky tomu se zdá, že se posunul doprava – ve směru hodinových ručiček.

Pokud jej však kamera ve 2. snímku zachytí v pozici 11 hodin, vypadá to, jako by se točil proti směru hodinových ručiček.

Takže v závislosti na počtu listů vrtule a skutečné rychlosti otáčení ve srovnání s 25 snímky za sekundu, které snímá kamera, to může vypadat, že se vrtule otáčí dopředu nebo dozadu. Pokud by se rychlost listů vrtule náhodou synchronizovala s rychlostí počtu snímaných záběrů za sekundu, pak by se vrtule zdánlivě netočila vůbec.

Při plynulé změně frekvence otáčení listů vrtule při startu letadla se několikrát během minuty stane, že je otáčení listů vrtule vnímáno v různých směrech s různou obvodovou rychlostí. Když se vrtule bude otáčet dostatečně rychle, pohyb jejich listů je pro záznam příliš rychlý a kamera jej nedokáže zachytit. Vzniká pak neostrý obraz a celý efekt otáčení vrtule dozadu a dopředu se vytrácí.

Tento článek mohl vzniknout za podpory mých studentů bývalé 4. D (2009-2013), kteří mi věnovali jako dárek několikadenní pobyt v Ženevě spojený s návštěvou Evropské organizace pro jaderný výzkum CERN. Děkuji vám, moji absolventi!

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Související články

žádné články nebyly nenalezeny

Komentáře