Home » Aerodynamika a mechanika » Dodržení tvaru profilu

Dodržení tvaru profilu

Print Friendly, PDF & Email

Trvale se vyskytující dotazy na to jak přesně je nutně dodržet tvar profilu, aby to ještě nebyl významný „zločin“ v aerodynamickém světě, mě přiměl k sestavení tohoto krátkého článku.

Pokusím se v něm podat stručné důkazy o tom co se může stát , a taky se to stává, když nejsou souřadnicemi požadované tvary profilu dodrženy. Je to zjevné nejen u modelů letadel, ale i u letadel skutečných, kdy se například vytváří na jejich nosných plochách námraza. Někdy stačí i hustý déšť. Nebo je to z jiných příčin.

Vybral jsem tedy legendární a mnohými dosud oslavovaný profil CLARK Y, jakožto předmět na němž je možné poukázat na to, co se asi může stát, jestliže není dodržen původní tvar.

Jaké bývají obvyklé a také nejčastější prohřešky s nimiž je možné se setkat u skutečných nosných ploch, ale i ploch ocasních. A to nejen u modelů letadel, ale i u jejich skutečných vzorů, jestliže je  stavba dost vzdálená od profesionality. Tím je myšleno nejen nedodržení volby vhodných materiálů a nástrojů, včetně pomůcek, na jejich opracování. Je tím také myšleno podcenění toho, že kvapná, zbrklá a lajdácká práce zhatí dosažení původních cílů. Někdy je to i snaha zjednodušit a zlevnit stavbu tak, jak to například bývávalo před několika desítkami let u ULL. Když jejich nosné, tkaninamin potahované plochy, byly stavěny trubek, což se zdálo být výhodné. Ale nebylo. Byl to jen jakýsi vývojový mezistupeň, který byl naštěstí poměrně brzy překonán.

O čem tedy bude toto krátké povídání podpořené několika diagramy aerodynamických charakteristik „zpotvořených“ profilů?

Bude to tentokrát o tom, jak je možné změnit výkony nosné plochy a také její letové vlastnosti, když nedodržíme tvary profilů v okolí její náběžné hrany.  Protože to většina stavitelů modelů i skutečných malých letadel nemá obvykle s čím porovnat, tak se ani nedozví, jakých „zločinů“ se dopustili.

Co se asi může stát, a taky se to stává, když je přední část nosné plochy v bezprostředním okolí její náběžné hrany například zbroušena „do špice“? Její tvar neodpovídá poloměru křivosti náběžné hrany. Je menší.  A navíc je tvar profilu do hloubky cca 5-7% tvořen jinak tvarovanými plochami, než přikazují souřadnice?!

Pro naše posuzování zůstaňme zatím jen u modelů letadel. A to sice menších a středně velkých. Pro poměry charakterizující obtékání u nich jsme použili dvě hodnoty Reynoldsových čísel. Pro menší modely Re= 70 000, což je hodnota u tohoto profilu jen nepatrně větší než odpovídá kritickým poměrům obtékání takových křídel.

Druhé Re = 250 000  napovídá, že se jedná o létající stroj s obtékáním již jakž takž vyvinutým s předpokládanými lepšími výkonovými parametry.

V prvním případě jsou to následující tři obrázky a diagramy, z nichž lze vyčíst například toto:

 

Polára profilů původního a profilu s nesprávně zbroušenou přední části do „špičky“ vykazuje pro Re= 70 000 při velkých úhlech náběhu(velké součinitele vztlaku) znatelně horší výkony. Při hodnotách poněkud nižších a záporných vykázal použitý program Profili výkony lepší. Je to možná pro někoho zjištění zvláštní, pro jiné zase ne příliš překvapivé. Je tomu tak opravdu ve skutečnosti. Menší modely letadel, jejichž tvůrci z nějakých důvodů „zaostřili“ přední část nosných ploch, nemají nijak výrazně nižší výkony ve srovnání s těmi, jejichž tvary byly dodrženy.  To jsou naše, a nejen ty, zkušenosti získané pozorováním letů malých modelů již před mnoha desítkami let. A potvrzovány jsou dodnes.  

U větších modelů, jejichž Re je například kolem 250 000 je tomu již jinak. Zde jsou výkony výrazně horší zejména při vyšších součinitelích vztlaku, stejně tak jako v letových situacích při zvýšených rychlostech letu( oblast součinitelů vztlaku od 0,1 do 0,4). Jak jsem již poznamenal, nejsou tvůrci takto „vybavených“ nosných ploch schopni to zaznamenat, protože to protě nemají s čím porovnat. Jsou šťastni, že to „letí“. 

U létajících strojů větších je toto zhoršení výkonů ještě patrnější.

A co se může stát, jestliže je přední část nosných a ocasních ploch „zpotvořena“ opačně?!?! To jest, když je zde „vytvořena“ tupá nezaoblená stěna.

  

Co z těchto dvou polárních diagramů, pro stejná Re čísla jako prve, můžete poznat?

Malé modely letadel jsou horší ve výkonech při velkých i záporných úhlech náběhu. Ve střední části letových situací, kolem součinitele vztlaku 0,5 jsou přibližně rovnocenné. V části odpovídající přibližně polohám nejmenších klesavostí, je plocha s tupou přední stěnou dokonce trochu lepší. 

Pro větší modely, a pak i pro skutečné letouny, jsou takto „vyrobené“ nosné i ocasní plochy mnohem horší. To je patrné z polár obou profilů pro Re=250 000.

V praxi je možné se setkat se syrovou skutečností, že zejména modely menších rozměrů, nepříliš kvalitně zpracované, zejména pokud se týče nosných a ocasních ploch, si nepočínají hůře než modely zhotovené precizně. Toho zneužívají čas od času ti, kteří tyto malé létající stroje nedokáží zhotovit nebom opravit  koupené a poškozené dostatečně kvalitně a argumentují například tím, že aerodynamika, což je pro ně mýtický pojem, stejně není k ničemu.  “ A tak se podívejte jak mi to lítá“ s nadšením prezentují svému okolí na louce.  

Tyto ojedinělé příklady nemají nabádat k tomu, aby stavitelé modelů i skutečných letadel postupovali při jejich výrobě lajdácky. Naopak má být varováním proty kdo si myslí, že všechno je tak jednoduché a může se obelstít. Mnohdy může, ale za jakou cenu ti dotyční nepoznají a to ani při vykonávání jiných občanských činností. 

21.2.2013 © Jaroslav Lněnička


2 komentáře

  1. Krátký, ovšem výstižný článek pro ty z nás, kdož nad lopotou s hoblíkem a smirkem tráví nadprůměr času při opracovávání náběžných hran s jakýmsi pedantským sebetrýzněním a vědomím, že to zkrátka nelze ošidit, páč by to mohla bejt dokonce i ostuda. …skvělej článek pro ty z nás, které každej zásek do takto vypiplané náběžky bolí stejně, jako kdyby šlo o vlastní ruku, když si pak na ty hodiny v dílně vzpomenou.

  2. Jj, v šestnácti jsem si stavěl čejku – jednopoveláka, ale s Eplerem 387 (myslím) a s ušima taky symetričtejším Eplerem i s negativním zkroucením uší, terý tam byl jako nový typ profilu pro možnou modifikaci tohoto éra uveden. A jelikož to bylo moje takhle velké éro první, vyhrál jsem si s náběžnou hranou až do asi 30% podle šablonky a odtokovku jsem vybrousil asi na 0,4 mm, když jsem ji prositil a zpevnil vtíráním epoxydem. No byl to nádherně hodný, nezáludný, rychlý větroň s bezva klouzavostí s kmitající plovoucí směrovklou! Já vždycky oproti plánům všecko nějak pozměním, ale asi k lepšímu! Dneska už bych ho nevyrobil, oči vzaly za své! 🙂 Takže souhlas! marcell

Leave a comment

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

Archiv