silny wiatr jest problemem , ale jest na to sposób. jak go oszukać?, pisze o tym petr pejchal. a tekst ten został przetłumaczony z czeskiego na polski przez janusza "sombrero" kiernickiego. konsultacja z zakresu fizyki: julek "juleks" stasiewicz

trochę podstaw aerodynamiki
jeśli już kiedyś mieliście problem by pogodzić wiatr z rzucanym bumerangiem, to jest to artykuł dla was. przy pomocy doświadczeń moich i innych rzucających postaram się w nim wyjaśnić jak rzucić buma w wietrzne dni bez stresu i spowodowania szkód.
jednak zanim zacznę, postaram się wyjaśnić poniekąd proste przecież zasady aerodynamiki.
jest normalnym, że gdy rzucicie buma w wietrzne dni to zatrzyma się i spadnie kilkadziesiąt metrów za waszymi plecami, choć wczoraj latał idealnie. ale dzień wczorajszy był spokojny i bez wiatru. "jest przecież silny wiatr" pomyślicie sobie, ale to, co się naprawdę stało to to, że zwiększyła się różnica ciśnienia między dolną a górną stroną skrzydła.
na rysunku nr. 1 postarałem się przedstawić główne zjawiska, które zachodzą, gdy skrzydło bumerangu przepływa w powietrzu. chcę tu wam napomknąć, że nie będę roztrząsać tematu, dlaczego bumerang wraca. tego jest w internecie dosyć... a może jest to tutaj? (już nawet tutaj: w julkowym artykule "ryzyk-fizyk" znajdziecie odpowiedz na te pytanie; przyp. red.)

rysunek 1 - skrzydło, a ruch powietrza. objaśnienie oznaczeń na rysunku: skrzydło porusza się w lewo. przepływa ruchem prostoliniowym. skrzydło ma mały kąt natarcia. zaznaczono też obrazowo "obszary ciśnienia"

teraz wyjaśnię dokładnie, co się dzieje, gdy powietrze spotka się ze skrzydłem: rozdzieli się ono na górny i dolny strumień. dolny strumień wywołuje nadciśnienie pod skrzydłem. górny strumień musi pokonać dłuższą drogę, dlatego musi się pospieszyć, aby mógł się znowu spotkać z dolnym strumieniem na tylnej krawędzi skrzydła.
przyśpieszone powietrze wytworzy obszar niskiego ciśnienia na całej powierzchni górnej. przepływa ono z najwyższą prędkością w najwyższym punkcie - ten punkt to tzw. centrum ciśnienia.
wytworzona różnica ciśnień pomiędzy górną, a dolną powierzchnią wytworzy na skrzydle moment, a ten moment właśnie spowoduje powrót buma... o przepraszam, zapomnialem ;o)
no dobrze, ale gdzie jest tu miejsce na powszechnie znany opór?
opór, to jest właśnie zakłócony prąd powietrza za skrzydłem. im bardziej zakłócicie przepływ powietrza, tym silniejszy jest opór. jeśli wykonacie skrzydło o idealnym profilu - opór będzie bardzo mały, ale gdy wykonacie "zły profil", opór będzie bardzo znaczny.
w "złym skrzydle" opór jest przeważnie spowodowany turbulencją za skrzydłem i istnieje kilka sposobów by go zwiększyć, np. przy pomocy lotek. istnieje natomiast tylko jeden sposób na zmniejszenie oporu.
jeśli umieścicie lotkę na górnej części skrzydła, to górny prąd powietrza będzie przez lotkę zakłócony. powietrze na górnej stronie nie będzie mogło normalnie przepływać i będzie musiało pokonać dłuższą drogę w dłuższym czasie, a to znaczy, że różnica ciśnienia między górną i dolną stroną się zmniejszy. tym samym zmniejszy się też wypór na skrzydle i zwiększy się opór.
a to jest przecież to, czego potrzebujecie w wietrzne dni.
możecie odczuć efekt działania klapki wysuwając przez okno z jadącego auta swoją dłoń: jeśli jest ona "swobodnie płynąca" odczujecie mały opór. jeśli dłoń pochylicie "skośnie", odczujecie silniejszy opór.
tak więc znacie już zależność między wyporem a oporem.
ta wiedza sama w sobie nic wam jednak nie pomoże. trzeba tylko te informacje wykorzystać we właściwym miejscu waszego bumerangu.

podstawowe zasady zmniejszenia wpływu wiatru.
w tabelce zaznaczono, co należy zwiększyć lub zmniejszyć (aerodynamicznie), podczas rzucania w wietrzne dni.

zwiększenie	zmniejszenie
oporu: ukształtujcie skrzydło tak, aby pochłaniało wiatr	wyporu: zmniejszcie nadciśnienie lub podciśnienie
wagi: używajcie ciężarków (ołowiu)	powierzchni skrzydła (w ostateczności ;o))

jest także oczywiste, że odporny na wiatr bum nie może latać zbyt wysoko.
im wyżej bum jest wyrzucony, tym jest silniejszy (prawdopodobnie) wiatr. jeśli chcesz buma utrzymać w locie nisko, uczyń go cięższym.

otwory i lotki
szczególnie chciałbym nadmienić, jak stosować lotki, ponieważ otwory to zawsze decyzja nieodwracalna. natomiast lotki możemy umieścić gdziekolwiek, zdjąć, zrobić większe, mniejsze itd. pomimo tego trzeba przyznać, że lotki są rozwiązaniem "nietrwałym". po kilku rzutach trzeba je ponownie ustawić. należy liczyć się także z tym, że przy wykonaniu tychże ustawień silny wiatr może nagle przestać wiać i praca okaże się zmarnowaną.

otwory
wywiercenie otworów w skrzydłach daje głównie takie efekty:
- zwiększa opór skrzydła
- zmniejsza wypór
- zmniejsza wagę bumerangu
dwa pierwsze z tych efektów są pożądane, ale trzeci już nie aż tak. gdy rzucacie w wietrzne dni, stosunek powierzchni skrzydła do jego masy powinien być jak najmniejszy.
wywiercając otwór, zmniejszacie masę skrzydła. ten problem można rozwiązać bardzo prosto: obciążając bumerang monetą lub ołowiem.
jeśli przyczepicie ciężarki na końcu skrzydła, da to dwa efekty: zwiÄkszenie energii obrotowej bumerangu i przedłużenie zasięgu jego lotu. zwiększenie zasięgu jest w wietrzne dni negatywnym efektem. zwykle występuje tu zależność, że im większy zasięg, tym mniejsza zdolność powrotu.
szybsza rotacja jest zarazem dobra i zła (wg. mnie - tzn. autora czeskiego). dopóki bumerang ma szybkie obroty, nie jest tak wrażliwy na wiatr, ale z reguły wydłuża się też czas jego lotu, a to jest złe, ponieważ zmniejsza się zdolność powrotu. trzeba więc balansować między tymi dwoma koncepcjami. wypróbujcie rozmaite umieszczenie ciężarków.
poniżej widzicie rysunek, co się dzieje na profilu skrzydła, gdy w bumie wiercimy otwór (otwory). linia ciągła określa nowy, zmieniony rozkład ciśnienia (patrz też rysunek nr. 1).

rysunek 2 - wiry powietrzne wywołane otworami na skrzydle

lotki
dostawione lotki są efektywnymi "wiatrożercami". w prosty sposób zwiększają opór skrzydła, a to jest korzystne, jako że mogą być umieszczone gdziekolwiek, dając różne rezultaty. jest zrozumiałe, że im więcej lotek umieścicie, tym większy wytworzycie opór. ale jeśli umieścicie rzeczywiście dużo lotek, zakłócicie wypór i bum nie będzie chciał wrócić z powrotem.
lotki na skrzydle wiodącym (ang. leading arm, przyp. red.) dają większy efekt niż na skrzydle przeciwnym. jeśli umieścicie je na obu skrzydłach, efekt będzie jeszcze większy.
moja dodatkowa rada, miejcie opracowane różne rodzaje lotek. ich właściwości i działanie poznacie przez eksperymentowanie. na rysunku nr. 3 chciałem pokazać co się dzieje na profilu, gdy na skrzydło dodacie lotkę.

rysunek 3 - turbulencje wywołane przez lotki

lotki powodują rozdział przepływającego powietrza, a to powoduje turbulencje na górnej części skrzydła. to wszystko zwiększa opór, a zmniejsza obszar niższego ciśnienia na górnej stronie skrzydła, a to jest właśnie to, czego potrzebujecie podczas rzucania na silnym wietrze.

gumki (recepturki):

ogólnie o gumkach:

• dobrze umieszczone gumki zwiększają opór przepływającego powietrza, powodują turbulencje, zmniejszają wypór, zwalniają rotację i są na silnym wietrze "hamulcem"

• na początku wypróbujcie działanie jednej gumki umieszczonej na jednym skrzydle i to w różnych miejscach. notujcie zmiany zachowania buma przy lotach z tymi położeniami gumek. potem spróbujcie to z różną ilością gumek umieszczoną w różnych miejscach. zapamiętajcie najpierw kombinacje pojedynczych gumek. potem spróbujcie tego z różną iloćcią gumek

• duże zwiększenie tych hamujących wpływów osiągniecie przez uchwycenie gumek w tzw. lasso. lasso ma doskonały hamujący wpływ na silnym wietrze, a jest to wspaniały "wiatrożerca". lasso zrobione jest z 2 gumek, z których jedna jest dwa razy mocno owinięta na skrzydle, a druga jest przewleczona przez nią, jak lasso. lasso może być umieszczone na krawędzi natarcia, górze skrzydła, dole skrzydła (profilu) i na krawędzi spływu. wypróbujcie wszelkie kombinacje tego lassa z rozmaicie umieszczonymi gumkami

• z początku nie przesadzajcie. radzę postępować powoli od pojedynczych gumek do bardziej złożonych układów, przy czym radzę uważnie śledzić zmiany właściwości lotnych bumerangu. myśle, że będziecie zaskoczeni, jak te
  właściwości zmieniają się przy prostej regulacji jedną gumką i jednym lassem, oraz jak natychmiast się przejawiają w zmianie lotu bumerangu

• zastosowanie gumek jest nieniszczącym sposobem zmiany własności bumerangu w przeciwieństwie do inwazyjnego sposobu przy pomocy wiercenia otworów

• wiercenie otworów prowadzi nieraz do trwałej zmiany własności bumerangu, a jego nieostrożna obróbka może go zniekształcić, ponieważ wiercenie prowadzi bezpowrotnie do zmiany zwłaszcza ciężaru bumerangu i zwiększenia oporu aerodynamicznego. z tego powodu bardziej zalecana jest metoda gumek jako całkowicie bezszkodowa dla buma, a przy jej pomocy można szybko zmienić własności lotne, zwłaszcza w silnym wietrze. jeśli jednak zdecydujecie się na wiercenie otworów to jest cały czas możliwość zmniejszenia oporu aerodynamicznego przez zalepienie otworów taśmą klejącą. jeśli tych otworów jest więcej, można w zależności od siły wiatru zmienić ich liczbę przez zalepianie/odlepianie taśmy klejącej.

ciężarki
tuningowanie bumerangu przy pomocy nakładanych gumek można łatwo uzupełnić o doważeniem małymi kawałkami ołowiu, monet czy też izolowanego drutu. przy "wyważaniu" przez takie obciążniki radzę ostrożnie zacząć od niewielkich ciężarków, np. najmniejszej monety. przy cięższych obciążnikach uważajcie na znaczną zmianę własności lotnych: może to spowodować stratę, uszkodzenie buma lub okolicznych objektów, zranić znajomych lub inne, przypadkowe osoby. jako, że obciążenie powiększa znacznie zasięg bumerangu, radzę przeprowadzenie eksperymentów na dostatecznie dużej "wolnej" przestrzeni.

z lewej: sprzęt polowy...
grafika poniżej: skrzydło bumerangu "oklejone" drutem

na boisku , polu , łące
oto co będziecie potrzebowali na boisku w wietrzne dni:

• taśma klejąca albo nalepki
• szerokie opaski gumowe lub zwykle gumki recepturki (gratis w aptekach!)
• ołów w postaci drutu lub blaszek i małe, groszowe monety
• izolowany drut miedziany
• coś do cięcia zarówno drutu, jak i blaszek
• cierpliwość lub dobry klej albo błyskawiczny pomysł
• dobre wygodne obuwie

najpierw kilkakrotnie rzućcie (zakładam, że... to już potraficie ;o)) "nagi" bumerang i uważnie śledzcie, jak się zachowuje na wietrze. jeśli wiatr jest silny i "wynosi" buma od nas to próbujcie lotek, gumek, nalepek, ciężarków i... wszystkich kombinacji które wam przyjda do głowy.

życzę wielu szczęśliwych powrotów!
wasze wspomnienia, pomysły i "powroty" chętnie powitamy na forum, lub w "ibb".

...pomoże - część teoretyczna przez znaczne uproszczenie wyjaśniające nie tłumaczy zachodzących zjawisk w sposób przejrzysty i stanowi pomieszanie różnych zasad i praw fizycznych, np. sił oporu/wyporu z wielkością ciśnień przy skrzydle. skrzydło poruszające się w powietrzu podlega również prawom hydrodynamiki i równaniu daniela bernoulliego.

petr pejchal jest "zawiadowcą" czeskiej strony rangowej: www.bumerangy.com/ zdjęcia: petr pejchal archiv natomiast janusz "sombrero" (alias "don diego") kiernicki jest seniorem PBT. jego przeciągająca się od miesięcy kontuzja skutecznie torpeduje zamiary ponownej konfrontacji z techniką rzucania. grono bumowe i redakcja życzą RYCHŁEGO powrotu do zdrowia! jeśli ktoś ma ochotę zabrać się za... szukanie złota, to janusz jest właściwym adresem! aktualne wydanie ibb zostało wzbogacone dodatkowym artykułem janusza pt. "refleksje sombrera"