Skraidančios Frisbee lėkštės

   Vienoki ar kitokie frisbiai yra žinomi jau daugiau nei 130 metų. Žaidimuose naudojamos lėkštės pavadinimas kilęs iš Williamo Frisbie, XIX a. kepėjo iš Konektikuto valstijos pavardės. Jis gaminosi skardines formas pyragams, kurios apverstos dugnu aukštyn labai gerai skraidė.

   Frisbiai puikiai skraido dėl savosios plokščio disko su gilia, žemyn išsikreipiančia lūpa, einančia pagal visą periodą formos. Frisbiui lekiant į priekį, apie lūpą judantis oras paverčia lėkštę mažu sparnu. Per disko viršų oras juda greičiau nei per apačią, tai sumažina disko viršų veikiantį slėgį ir sukuria aerodinaminę kėlimo jėgą, reikalingą diskui išlaikyti ore.

   Yra ir tam tikrų komplikacijų. Disko priekinė dalis yra keliama labiau nei galinė, todėl frisbiai linkę į nestabilius skrydžius. Jie, skirtingai nei lėktuvai, neturi stabilizuojančios uodegos ar kitų papildomų paviršių, galinčių išlyginti disko paviršių veikiančias jėgas, todėl frisbiai dažnai apsiverčia. Bet jie gali daryti tai, ko nesugeba joks lėktuvas: suktis apie savo vertikaliąją ašį. Kiekvienas pradedantysis žaidėjas veikiai supranta, kad svarbiausias sėkmės laidas yra lėkštės sukimasis. Toks pats fizikinis principas neleidžia nuvirsti ant šono giroskopams ar besisukantiems vilkeliams. Jeigu besisukantį vilkelį bakstelėsime, jis nenuvirs ant šono. Pasikeis tik jo sukimosi ašies kryptis. Panašiai atsitiks ir su besisukančiu frisbiu: netolygi kėlimo jėga visiškai lėkštės neapvers, o tik privers ją nukrypti į vieną pusę.

   Kitas frisbio pranašumas yra jo kraštas, nes čia yra sukoncentruota didžioji lėkštės masės dalis. Dėl to frisbis yra stabilesnis už besisukančią plokščią lėkštę. Kadangi tas kraštas yra gana storas, frisbis yra veikiamas nemažos aerodinaminės pasipriešinimo jėgos. Ši jėga paprastai yra laikoma trūkumu, bet frisbio atveju ji padeda išlyginti lėkštės paviršių veikiančias jėgas ir sumažina vertimosi tendenciją. Galiausiai, viršutiniame frisbio paviršiuje yra grioveliai, padedantys sumažinti pasipriešinimo jėgą.

   Ir kėlimo, ir stabdymo jėgų dydis priklauso nuo parametro, vadinamo atakos kampu - kampo tarp lėkštės plokštumos ir jos skridimo krypties. Frisbis skrenda optimaliai ir nesivartalioja kai atakos kampas yra lygus 10 laipsnių.

   Bet visa tai nepaaiškina įmantrių manevrų, kokius, ypač prieš baigdama skristi, gali pademonstruoti ši lėkštė. Būtent tuo susidomėjo du Mančesterio universiteto aerodinamikos specialistai Jonas Pottsas ir Billas Crowtheris. Norėdami išsiaiškinti frisbius veikiančias jėgas jie pritvirtino lėkštę ant besisukančio strypo ir viską įdėjo į aerodinaminį vamzdį. Bandymai parodė, kad polinkio į šonus dažnis priklauso ir nuo atakos kampo, ir nuo dydžio, vadinamo judėjimo faktoriumi ir priklausančio nuo disko sukimosi ir jo skrydžio greičių santykio.

   Frisbiui atitrūkstant nuo metiko rankos jis paprastai sukasi apie 8 kartus per sekundę. Jis sukasi tokiu pat greičiu net ir tuomet, kai jo skrydimo greitis sulėtėja, o tai reiškia kad judėjimo faktorius diskui lekiant auga. Todėl keičiasi ir jo polinkis. Pottso ir Crowtherio rezultatai duoda šį tą daugiau nei žinojimą kaip geriausiai paleisti parke plastikinę lėkštelę. Inžinieriai, kuriantys kitoms planetoms skirtus zondus, specialiai verčia juos suktis apie savo ašį, nes tai stabilizuoja juos leidimosi metu. Taip, pavyzdžiui, buvo stabilizuotas Marso zondo "Pathfinder" nusileidimas.


Mokslo įdomybės