Home » Aerodynamika a mechanika » Znovu o souměrných profilech

Znovu o souměrných profilech

Print Friendly, PDF & Email

Ačkoliv toho bylo již hodně napsáno o souměrných profilech i v našem magazínu, zdá se, že toho nebylo příliš. Zejména letečtí modeláři, milovníci halových produkcí anebo létání v omezených venkovních prostorech za bezvětří, stále ještě nepronikli vždy do těch „komnat“ souměrných profilů kam by se měli dostat. Pokusíme se pootevřít tyto dveře v tomto článku. Bude to jen nahlédnutí, protože málokdo z nich je ochoten podstoupit rozsáhlejší exkurzi.

V následujícím obrázku je porovnání polár tří souměrných profilů rozdílných tvarů i tlouštěk při Re = 100000, které by mohlo charakterizovat letové poměry nosných ploch více halových modelů. Komentář by mohl být dostatečně vypovídající pokud si ho vnímavý čtenář pozorně přečte.

Letové vlastnosti takovýchto modelů s poměrně malým zatížením nosných ploch, jež jsou vybaveny skoro vždy předimezovanými pohonnými jednotkami, jsou pro jejich provozovatele(majitele) zdrojem nekonečné zábavy a povyražení. Stejně tak jako pro případné publikum. I když jsme o tom již asi dříve psali, tak upozorním na to ještě znovu. Pokud není přední část profilů nosné plochy vhodně zaoblena, nebo je dokonce neupravena asi jako svislá stěna, což je dáno snahou výrobce uspořit maximum vkládané práce do zboží, pak lze mluvit o pohybu vzduchem srovnatelným s létáním jen pokud je v provozu pohonná jednotka. Bezmotorové „lety“ se pak podobají v podstatě  padajícímu listí ze stromů. To ale spoustě zájemců nevadí.

V dalším obrázku je snaha porovnat dva z prve uvedených souměrných profilů z hlediska jejich základních aerodynamických vlastností a z toho plynoucích možných výkonů i letových vlastností. Komentář vychází z předchozího obrázku s polárami tří souměrných profilů. Posuďte co je pro budoucího provozovatele stroje výhodnější.

V dalších šesti obrázcích uvádíme několik příkladů z nesčíslných realizací malých a často i bizarních tvarů modelů, zhotovených převážně z pěnových hmot. Všechny jsou schopné pohybovat se vzduchem pokud je v provozu pohonná jednotka.

     

Tyto nebo jiné některé stroje se odlišují svými bizardními tvary od strojů konvenčních a přesto dost dobře napodobují let. Je to tím, že jejich tvary a příslušné pohonné jednotky, dost často i jejich vrtulové proudy, vytvářejí podmínky k tomu, aby bylo vedle značného odporu dosahováno i potřebného  vztlaku. To mnohé jejich tvůrce, aniž by měli povědomí o příčinách umožňujících  takovýto let, uvádí v úžas a jakési uspokojení, že přeci jenom přelstili přírodní zákony. Což ovšem není pravda, ale asi to tak občas má být.

Co by snad ještě mohlo být doplněno k této místní exkurzi mezi souměrné profily používané na létajících strojích s malými zatíženími nosných ploch?

Použijme k tomu, jak jinak, zase několik diagramů s aerodynamickými charakteristikami pěti souměrných profilů a opět pro Re = 100000.

V prvním obrázku jsou jejich poláry. Zadívejte se na jejich průběhy z nichž můžete například vyvodit, že:

– třetí profil má sice největší minimální odpor, ale v dost širokém rozmezí vztlaku, jehož největší hodnoty výrazně převyšují profily ostatní. Modely opatřené takovýmito profily mohou mít buď větší zatížení svých nosných ploch, nebo mohou létat mnohem pomaleji a to v dost širokém rozmezí úhlů náběhu. Jejich akrobatické obraty budou plynulejší, pomalejší a tím pro jakéhokoliv pozorovatele čitelnější.  

– podobné vlastnosti a výkony bude mít i o něco tenčí profil, zde umístěný na pátém místě

– hned za ním budou následovat dva profily zde umístěné na prvním a čtvrtém místě. Oba mají nejmenší honoty minimálních odporů(jejich součinitelů). Mohou tedy létat ze všech nejrychleji při malých úhlech náběhu.

– a poměrně nejméně výhodně se jeví profil rovná deska, zde jako druhý v pořadí. Jeho součinitel odporu je sice srovnatelný s profile pátým, ale prudce narůstá se vzrůstajícími úhly náběhu. Nebude také schopen dosahovat tak nízkých rychlostí jako všechny ostatní profily. Tomu by se mohlo předejít jedině podstatným snížením zatížení nosné plochy nebo změnou její křivosti pomocí klapek.

V dalším obrázku stojí za pozornost průběh křivek součinitelů klopivých momentů. Jejich hodnoty jsou u všech pět profilů v rozmezí úhlů náběhu cca -8° až +8° velmi malé, kolísající kolem nulové hodnoty. Což je při malých Re číslech pro souměrné profily typické.

To není nic převratného. Za pozornost však určitě stojí všimnout si průběhu momentových křivek mimo prve uvedenou oblast úhlů náběhu a to nahoru i dolu. Zde se projeví příznivá vlastnost souměrných profilů. Nosné plochy opatřené těmito profily, zůstaňme zatím u těch, které jsou zde uvedeny, se budou samy o sobě snažit vracet se původního letového stavu, jež byl něčím porušen. Zásah VOP, výchylkou jejího výškového kormidla, nebude vůbec nutný nebo jen nevelký. Pokud k poruše rovnovážné polohy letu nedošlo záměrně, což se týká hlavně letounů určených pro akrobacii.  Podobnou vlastnost mají dost často i tak zvané profily „autostabilní“. Profily prohnuté tuto příznivou vlastnost buď nejenže nemají nebo jen ve velmi omezené míře.

A ještě se podívejte, na  obrázek se vztlakovým čarami a čarami odporu všech pěti profilů.

Diagram se součiniteli odporu je dost podobný samotným polárám. Stojí také za povšimnutí, že nejméně dva profily vykazují v diagramu vztlakových čar, po překročení kritického úhlu náběhu, jejich znovu stoupající hodnoty.

Aby z toho všeho povídání vznikla ještě nějaká užitečná informace, tak stojí za prohlédnutí poslední obrázek s polárami všech pěti profilů při Re čísle odpovídajícím buď nosným plochám velkých modelů nebo ocasním plochám skutečných ULL při menších rychlostech.  Mimo toho, že výrazně stouply maximálně dosažitelné součinitelé vztlaku u všech profilů, lze u nich zaregistrovat značné sblížení minimálních součinitelů odporu. Takže použití jak rovných desek tak i profilů aerodynamicky tvarovaných z hlediska odporu, se zdá být na ocasní plochy  při velmi malých úhlech náběhu zhruba rovnocennmé. Při větších úhlech náběhu (výškové kormidlo v neutrálu) to však již jedno není. Zde rovná deska velmi zaostává a přispívá k celkovému odporu letounu mnohem více. Podobné to je i v případě plovoucích ocasních ploch.

16. 1. 2012 © Jaroslav Lněnička


1 komentář

Leave a comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Archiv