Massan, nopeuden ja pituuksien skaalauksesta

Yleinen keskustelu rautateistä ja pienoisrautateistä.

Valvojat: jhr, Hermanni

Junnailija
Konduktööri
Viestit: 89
Liittynyt: 22.11.2016 15:56

Re: Massan, nopeuden ja pituuksien skaalauksesta

Viesti Kirjoittaja Junnailija »

Kiitos laajasta selvityksestä. Itse en ole insinööri, joten en osaa ottaa kantaa näihin dynaamisuuksiin etc. Mutta onko siis niin, että mittakaavanopeuden laskentakaava muuttuu mittakaavan mukana? Eli kun mittakaava on pieni, kuten vaikkapa 1:87, niin mittakavanopeuden kertoimena voidaan käyttää suoraan mittakaavan jakajaa? Ja kun mittakaava kasvaa, vaikkapa noin 1:10:een, niin sitä lähempänä oikeata on jakajan neliöjuuren käytäminen mittakaavanopeuskertoimena, kunnes lähestytään täyttä kokoa, jolloin kerroin on 1?

Tai simppelimmin; mitä pienempi malli, niin sitä suurempi nopeuskerroin, ja päinvastoin, kunnes tullaan täyteen kokoon, 1:1, jonka kerroin on 1 (joka muuten myös on neliöjuuri mittakaavan jakajasta:-). Ja jossain välissä kuvaan astuu mukaan dynamiikka. Pienet Nalle Puh -aivoni eivät ihan pysy messissä.

Entä, jos malli on suurempi kuin esikuvansa?

Eli, onkohan olemassa kaavaa, joka laskisi mallin mittakaavanopeuden "oikein" ottaen mittakaavan huomioon?

Kaikki tämähän on tietenkin vain teoriaa, eikä pienoisrautatieläisille kovin tärkeätä. Ja kun NMRA kerran on päättänyt, että H0-junien mittakaavanopeus saadaan kertomalla oikea nopeus 87:llä, niin siihenhän meidän lienee tyytyminen.

terveisin
Junnailija
Onko Mikkeliin mänijöitä? Juna män justiisa!
LOK
Lämmittäjä
Viestit: 175
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Massan, nopeuden ja pituuksien skaalauksesta

Viesti Kirjoittaja LOK »


↑ Mittakaavanopeuden laskentakaava valitaan sen mukaan, mitä mallilla on tarkoitus tehdä. Mallin mittakaava ei vaikuta valintaan.

Mikäli mallia käytetään näyttelyesineenä, jonka on liikuttava luonnollisella nopeudella suhteessa pienoismallimaisemaan, käytetään edellisellä sivulla mainitsemaani NMRA:n skaalausta. NMRA:n skaalauksessa aika kulkee samaa vauhtia sekä mallille että mallia tarkkailevalle ihmiselle, minkä vuoksi NMRA:n skaalauksen käytölle on vahva perusta. Laskuesimerkki löytyy mm. Pirake:n pienoisrautatieoppaasta sivuilta 2-3.

Mikäli mallilla tutkitaan esim. VR:n uuden veturin aerodynamiikkaa tuulitunnelissa, niin silloin on käytettävä dynaamista nopeuden skaalausta. Tällöin malliin kohdistuvat voimat skaalautuvat oikein suhteessa esikuvaan.

Dynaamisesta nopeuden skaalaamisesta voi olla iloa/hyötyä RC-lentokoneiden parissa, jos halutaan nauttia suhteellisesti samoista voimista, jotka oikea kone kokisi lentäessään. Erittäin tarkasti esikuvien mukaan rakennettujen RC-koneiden tapauksessa voi olla jopa välttämätöntä skaalata nopeus dynaamisesti, jotta koneella voisi ylipäätään nousta tai laskeutua turvallisesti.

Dynaamista skaalausta tarvitaan myös tilanteissa, joissa laivamallista halutaan ottaa valokuvia esikuvaa vastaavien aaltojen ympäröimänä. Tästä aiheesta oli kirjoitusta aiemmin mainitussa Pienoismalli-lehden artikkelissa.

On tärkeää ymmärtää, että dynaaminen nopeuden skaalaus saa mallin kulkemaan epäuskottavalla nopeudella ihmissilmälle. Tämä johtuu siitä, että dynaamisessa nopeuden skaalauksessa skaalautuu myös aika mittakaavan neliöjuuressa, jolloin aika kulkee eri nopeudella mallille ja mallia tarkkailevalle ihmiselle. Jotta dynaamisesti skaalattu pienoismalli kulkisi ihmissilmälle uskottavalla nopeudella, pitäisi pienoismallin liikettä seurata hidastetun filmin välityksellä. Tästä oli maininta myös Pienoismalli-lehden jutussa.

Esimerkiksi 1:4-mittakaavaan rakennetun pienoismallin aika kulkee dynaamisessa skaalauksessa kaksinkertaisella nopeudella (√4 = ±2) verrattuna mallia tarkkailevaan ihmiseen. 1:10-mittakaavassa aika kulkisi likimain 3,16-kertaisella nopeudella ja 1:25-skaalassa viisinkertaisella nopeudella. H0-mittakaavassa aika kulkee sitten jo likimain 9,33-kertaisella nopeudella, mikäli käytettäisiin dynaamista skaalausta.

Oheiselta RC-lennokkisivustolta voi tutkia tarkemmin, miten mittakaava vaikuttaa dynaamisen skaalauksen kertoimiin nopeudelle, ajalle, moottoriteholle sekä monelle muulle suureelle: https://www.mnbigbirds.com/Scale%20Factors%20Page.htm. Dynaamisen skaalauksen kertoimien laskukaavoja on esitelty myös NASAn Modeling Flight -julkaisussa sivulla 11.
LOK
lakivija[at]hotmail.com
Vastaa Viestiin