Home » Aerodynamika a mechanika » Aviatický rebus ?

Aviatický rebus ?

Print Friendly, PDF & Email

Oč tentokrát nejde?

24 úvodní obrNepoučovat, ale třeba jen podněcovat ty co o to stojí. A možná i jiné, přítomné na této planetě.

I když se zdá, že všechno již bylo řečeno, vymyšleno,pokaženo, ukradeno, nezaplaceno, vypito, snědeno a zneužito, tak je zřejmě možné stále něco, třeba v odpoledním debatním kroužku,  probrat. Samozřejmě z aviatiky.

A oč tedy půjde???

Z úvodního obrázku je patrné, že obsah tohoto článku se bude týkat menších letounů s pevnými nosnými plochami pro něž, jako vždy, je nutné v podstatě hned zpočátku nalézt jejich vhodný profil.

Pro ocasní plochy předpokládám vždy použití souměrných profilů tloušťky do 10%. Využití tvarů „rovná deska“ nepokládám za příliš vhodné. Je to ale věc přístupu k celkovému řešení létajícího stroje.

Troufám si poněkolikáté připomenout, neboť mnohé zásadní informace stále nenacházejí příslušné adresáty, zejména z řad nově přicházejících do aviatického houfu, několik ne nevýznamných informací.

U jakéhokoliv profilu nosné či ocasní plochy letounu či jejich vrtulových listů , stejně tak jako rotorů helikoptér a vírníků nebo i rotujících částí jejich motorů opatřených lopatkami mají profily zásadní vliv na jejich výkony, vlastnosti i funkci. Samozřejmě jsou důležité i použité materiály a technologie.

Profil jako takový je uzavřená rovinná křivka s všelikým tvarem a velikostí.

První čeho si všímá zájemce o jejich využití je jejich tloušťka, jejíž průběh od náběžného bodu(náběžné hrany u křídla nebo listu) by neměl takovému vizuálnímu posuzování uniknout.

Stejně je tomu i s prohnutím profilu a jeho průběhem podél jeho hloubky(vzdálenost od náběžného bodu k bodu odtokovému).

Pak je tu ještě například poloměr náběžné hrany a  úhel odtokové hrany.

Těm co se setkávají s těmito pojmy poprvé, a není těch zájemců málo, si dovoluji nabídnout následující, již mnohokrát zveřejněný obrázek, kde jsou zachyceny tyto důležité geometrické charakteristiky. Snad se ti znalejší nebudou cítit dotčeni.

24  Geometrie profilu

Pak je tu ještě několik souvisejících okolností jimiž jsou například Reynoldsovo číslo, drsnost povrchů, dodržení tvarů a dále ještě tvar křídla, ocasní plochy,listu vrtule atd.

A teď snad již k věci. V následujícím obrázku je pět profilů, které jsem stvořil pomocí programu Profili Pro.

                                                25 5 profilů

Jejich tloušťky se pohybují od cca 12% do cca 17%. Prohnutí pak asi od 3 do 4%. Jejich tvary jsou si dost podobné.

Cílem bylo, mimo jiné, stvořit profily s malým odporem v co největším rozsahu úhlů náběhu, zároveň s dostatečným vztlakem a také pokud možno s malým součinitelem klopivého momentu, bez výrazných změn.

V dalších grafech jsou pak jejich aerodynamické charakteristiky pro Reynoldsovo číslo – 1 000 000.

26 součinitelé vztlaku a odporu 5 proflů

27 Klouzavosti a klop. moment 5 profilů

Tyto údaje jsou pro posouzení očekávaných výkonů a letových vlastností důležité.

Obvykle nestačí mít takovéto charakteristiky pouze pro jedno Re číslo, jež bylo v tomto případě zvoleno s hodnotou 1 000 000. Je nutné je získat pro zvolený rozsah očekávaných letových situací.

A co s tím???

Z předchozích dvou obrázků lze získat údaje o vztlaku, odporu a momentu, které mohou být použity pro zamyšlený návrh létajícího stroje při vhodně zvoleném tvaru jeho nosné plochy a následně po vložení součinitele škodlivého odporu pro určení očekávaných výkonových charakteristik a letových vlastností. Když je k tomu použit ještě vhodný program pro výpočet pohonné jednotky, pak je na světě první návrh stroje, který je možné jakkoliv měnit. Někdy to trvá trochu déle.

Oč se jedná v tomto příspěvku?!

Pro každý létající stroj s pevnou nosnou plochou je použitelný poměrně omezený počet jejich vhodných profilů.

Někdy je vhodnější profil tlustší, jindy zase tenčí. Nebo méně prohnutý či naopak s prohnutím střední křivky větším. Jeho tvar také napovídá dost o tom jaká chování lze během různých poloh vůči směru letu (úhly náběhu) od něj očekávat. Samozřejmě, ale to už mnoho našich čtenářů ví, že důležitý je také tvar a velikost nosné plochy.

Sestavil jsem tento příspěvek, abych vnesl jakýsi námět do případných polemik těch, kteří snad uvažují o tom, že by se pokusili navrhnout svůj vlastní stroj.

Několik nesmělých obrázků strojů s pevnými nosnými plochami jsem proto připravil.

Čtenář, pokud bude chtít, by se mohl pokusil zvolit k některému dále uvedenému stroji přiřadit co nejvhodnější profil z těch co jsem uvedl prve. Je to 5 profilů a 7 strojů, jež čekají na profil křídla.

Není nutné však zvolit ani jeden z těch profilů, protože není vyloučeno, že existují lepší.

Tady je těch sedm náčrtů létajících strojů.

28 Letoun A

29 Letouny - B,C

30 Letoun D

31 letoun E

32 letoun F

33 letoun  G

Pokud by se někdo rozhodl pro nějakou z uvedených sedmi inspirací a chtěl ji realizovat v menším měřítku, dejme tomu jako model letadla, pak by bylo zřejmě vhodné uvažovat o jiných profilech s vyšší aerodynamickou účinností při zhoršených poměrech obtékání jeho ploch.

Jako důkaz uvádím průběh klouzavostí týchž pěti profilů při Re čísle 400000, což odpovídá středně velkým modelům letadel. Z následujícího obrázku je patrné jak se zhoršily. Klopivé momenty si však zachovaly obdobné průběhy.

34 klouzavosti Re 400000

A úplně nakonec ještě srovnání s tím jak se zásadně  zlepší klouzavosti jestliže poměry při obtékání budou popsány Re číslem – 2 500 000.

35 klouzavosti Re 2500000

Ale zas už ne tolik srovnáme-li je s hodnotami pro Re č. – 1 000 000.

Takže : 1A nebo 3C či 5G,……???!!!

3. 7. 2014 © Jaroslav Lněnička


Leave a comment

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

Archiv