Home » Aerodynamika a mechanika » Tenké profily nosných ploch

Tenké profily nosných ploch

Print Friendly, PDF & Email

 

Třeba to trochu přispěje k upevnění povědomostí o profilech nosných i pohyblivých ploch létajících strojů i když mnohé myšlenkové pochody jsou déle trvající i u stoupenců aviatiky.

Jednou z nich je jakási představa o tom, že čím menší je tloušťka profilu tím rychleji to co aviatický  „entuziasta“ stvoří, to poletí. Protože tenký profil má menší profilový odpor. Dost často ano, ale není to vždycky jisté, protože jen profil letadlo netvoří.

Je to sice jeho důležitá součást, ale není jediná, která je ovlivní dosažení vytoužené rychlosti letu. Není jediná ani při vysokých rychlostech, kdy je dosahováno hodnot nad asi 450 km/h a tam se již začínají  dít věci dost neobvyklé.

Zůstaňme tedy u rychlostí menších letadel, které nepřesáhnou 100 až asi 110 m/sec. To jest v rozmezí od 360 km/h do asi 400 km/h. Týká se to také ocasních ploch, vrtulí a rotorů.

To co zároveň s volbou profilu ovlivňuje dosahování vyšších rychlostí letu je odpor jeho nosné plochy úzce související s jejím tvarem, velikostí včetně dalších vlivů a pak ještě odpor ostatních částí letounu (trup, vrtule, podvozek,ocasní plochy, vzpěry a výztuhy, drsnost povrchu, …).

Je to velmi zjednodušený pohled na navrhování létajících strojů. Ale zůstaňme jen u něj, protože toto je pouze populárně naučný magazín.

Pouze připomenu, že výsledný očekávaný odpor letounu je součtem prve uvedených tří složek odporu jednotlivých jeho částí , které na sebe navzájem obvykle nepříznivě působí a tak je tento výsledný součet ještě násoben hodnotou větší než 1 a to i více než o 10%.

Takže když objevíme profil, jehož odpor má pro dané optimální letové poměry hodnotu třeba 0, 0065 tak s jistotou je možné uvažovat o výsledném odporu s hodnotami většími než  0,035.  A to je třeba mít dostatečně štíhlé křídlo, žádné vzpěry a výztuhy, hladký povrch celého stroje,… A zatahovací nebo žádný podvozek, vhodnou vrtuli, …..

Zatím jsme nechali stranou letové vlastnosti, z nichž připomenu snad  jen minimální přistávací rychlost pokud je maximální dožažitelný součinitel vztlaku tenkého profil nedostatečný.

Aniž bych to chtěl nějak příliš komplikovat a nebo děsit budoucí stoupence aviatiky, tak uvedu dva následující obrázky.

 

V prvním z nich jsou načrtnuty tři profily různých tlouštěk s přibližně srovnatelnými prohnutími. Z nich pak má největší klopivý moment ten nejtenčí a na to je třeba dimenzovat křídlo.

V druhém diagramu je jejich porovnání polár při Re=1 000 000, což odpovídá jakýmsi využitelným letovým poměrům například u ULL. Za povšimnutí stojí hodnoty úhlů klouzání těchto profilů, které se od sebe příliš neliší. Vlídně si dovolím napovědět, že úhel klouzání udává jak rychle se přibližuje letoun k zemi při ustáleném klouzavém přímočarém letu. Jeho převrácenou hodnotou je klouzavost, to jest vzdálenost kam se létající stroj za bezvětří prodere atmosférou Země ( kam doletí z nějaké výšky).

 

Ve třetím obrázku naznačeno jak se změní polára profilu v poláru letounu. Je to změna zásadní v níž hraje samotný profil, jak jsem již naznačil dříve, jen dílčí roli. Povšimněte si jak se zhoršil úhel klouzání letounu oproti samotném profilu.Více než 2,6 krát.

Nechci z tohoto příspěvku dělat jakési pseudovědecké pojednání a tak nabídnu spočítané očekávané výkony pro kluzák o rozpětí 12m, s nosnou plochou 8,5 m² a hmotností 220 kg. A to ve dvou variantách. Jednu pro tlustší profil LHK trojan-16/4.5 a druhou pro tenčí profil LHK vrtule 2/2018.

   

rychlosti letu                    199    126     92      74      68      61  km/h 

profil  LHK trojan -16/4.5

klouzavosti                       9,2     21     27,7    27,8   25,5   22,1

klesavosti   m/sec             6      1,67   0,93    0,75   0,74   0,77

pro motorizovanou verzi by byl pak potřebný příkon motoru ve vodorovném letu kW        33     8,9     4,4      3,1      2,9       2,9

                                              profil LHK vrtule 2/2018

klouzavosti                      8,6    19,1    27,1    27,7   24,8    20,2

klesavosti    m/sec          6,4     1,83   0,95    0,75   0,77     0,84

pro motorizovanou

verzi             kW             35      9,4     4,5       3,1     3        3,1

Zkuste teď porovnat svoje očekávání u obou profilů.

Jsou prakticky stejná. Může to být třeba tím, že prohnutí obou profilů jsou celkem srovnatelná.

Nenápadně ale upozorním, křídlo s tlustším profilem by bylo možno postavit nerovnatelně pevnější než s profilem tenčím a asi i lehčím.  Také by bylo možné stvořit křídlo s větší štíhlostí a možná i menší plochou, aniž by byla překročena minimální předepsaná rychlost 65 km/h a tím dosáhnout významného zlepšení výkonů.

Takhle by to nějak mohlo být s úvahami o tenkých a tlustých profilech v nosných plochách například ULL.

27. 3. 2018 © Jaroslav Lněnička

 


Leave a comment

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

Archiv