Trillingen en resonantie  

                                         Laatste wijziging 28 Aug 2004

Om het belang van zo weinig mogelijk trillingen in de modelheli en de oorzaken van het ontstaan hiervan wat te verduidelijken deze extra pagina met uitleg.

Wat is resonantie ? en waarom is dit ongewenst ?
Als je twee gitaren op elkaar afstemt, en je slaat op de ene gitaar een snaar aan, dan trilt de overeenkomstige snaar op de andere gitaar mee.
Dit verschijnsel noemt men resonantie.
Iedere snaar heeft een eigen frequentie en staat met deze frequentie eigenlijk een beetje te trillen rondom zijn rust toestand.
Als je een geluid maakt met die frequentie, begint het voorwerp harder te trillen.
Dit komt omdat je de eigentrilling van het voorwerp versterkt door elke trilbeweging op het juiste moment een duwtje te geven waardoor de beweging versterkt.
Je kunt dit het besten vergelijken met een schommel die je telkens een duwtje geeft om hem harder te laten schommelen.
Het verschijnsel van het versterken van de op deze manier veroorzaakte beweging noemen we oscilleren.
Dit kun je bereiken bij het schommelen door elke schommelbeweging een duwtje te geven of in een meervoud hiervan b.v. een keer op twee schommelbewegingen enz.
Als je een snaar van een gitaar aanslaat, hoor je ook niet alleen de grondtoon, maar ook een reeks andere tonen met veelvouden in hele getallen van de frequentie van de grondtoon.
Dit zijn de boventonen.
En iedere keer dat je de grondtoon verdubbelt, kom je in een hogere octaaf.
Dus als de basisfrequentie 3 is, dan is 6 het tweede octaaf, 12 het derde, 24 het vierde, etc.
Al deze boventonen hebben een nauwe relatie met de grondtoon, en omgekeerd.
 

Nu onze modelhelicopter.
Ieder voorwerp heeft dus een eigen frequentie en staat in feite een beetje te trillen rondom zijn rust toestand.
En dus kun je met geluid van de juiste frequentie ieder voorwerp in beweging brengen.
De overdracht vind hier plaats door de luchttrillingen die ontstaan.
Bij een modelhelicopter met een draaiende rotor ontstaan er mechanische trillingen die meestal veroorzaakt worden door diverse kleine mechanische afwijkingen welke alleen in theorie uit te sluiten zijn.
Ook hier ontstaan dus trillingen die in dit geval misschien wat minder door de lucht verplaatst worden maar waarbij de trillingsoverdracht des te meer door het gehele frame c.q. constructie in zijn geheel verplaatsen.
Omdat de heli bestaat uit verschillende onderdelen zowel in materiaalsoort, als materiaal eigenschappen en verschil in afmetingen zullen er dus verschillende resonantie frequenties kunnen optreden.
Meestal zijn de trillingen dus niet steeds van dezelfde aard.
Ze kunnen ook wisselen tijdens de omstandigheden zoals b.v. andere toetentallen of worden bepaald door materiaal lengte en stijfheid of manier van bevestigen.
Denk maar aan het korter of langer maken van een snaar van een gitaar of de andere mogelijkheid het strakker of losser spannen.
Hierdoor kunnen ze ook in een ongunstig frequentiegebied komen liggen.
Dan kunnen de gevaarlijke "resonantiefrequenties" ontstaan.
De trillingen versterken elkaar dan (oscilleren), waardoor een materiaal of een deel van een onderdeel schade kan oplopen. Een beginnende kleine trilling van een ongunstige frequentie kan dan door de versterking die optreed al fataal zijn of worden.
Om deze reden dient men dan ook de resonantie te voorkomen en nooit te vliegen met deze trillingen maar het probleem oplossen het geen meestal al mogelijk is door een iets hoger of lager rotortoerental te kiezen.
Materiaal keuze en constructie spelen hierin ook een grote rol.
Naar mate het materiaal stijver is en de constructie minder flexibel wordt zal ook de resonantie frequentie meestal hoger komen te ligging en zal dit dan ook goed in de gaten gehouden moeten worden.
Bij het gebruik van aluminium als frame materiaal is dit zeker van toepassing en zal een hoge resonantie frequentie de kans op haarscheurtjes t.g.v. metaalmoeheid dan ook vergroten.