Základní pojmy
K vysvětlení této problematiky je třeba vysvětlit několik základních pojmů
Profil křídla
Důležité geometrické charakteristiky profilu křídla
Střední křivka profilu
- tvar této křivky určuje zda se jedná o
- klasický profil (je-li prohnutá jednou)
- symetrický profil (je-li přímkou)
- autostabilní profil (je-li prohnutá do S)
- (spojnice množiny všech středů kružnic, které jsou do profilu vepsány)
Těžiště letadla (T)
- těžiště je místo, ve kterém působí gravitační síla
Hloubka profilu (h)
- vzdálenost mezi krajními body profilu
Čtvrtinový tětivový bod (C/4)
- bod, který leží v 1/4 hloubky profilu
Důležité aerodynamické charakteristiky profilu křídla
Úhel náběhu proudu vzduchu na profil (křídlo)
- úhel náběhu ALFA je úhel, který svíra profil křídla s proudem vzduchu
- čím je větší úhel náběhu a rychlost letadla, tím je větší vztlaková síla (platí pouze v určitém rozmezí úhlů náběhu)
Neutrální bod (aerodynamický střed)
- u většiny profilů leží přibližně ve čtvrtinovém tětivovém bodě C/4
- další informace níže
Důležité síly a momenty působící na letoun v letu
Při určité rychlosti letu působí na křídlo letadla různé tlakové a třecí síly jak je vidět na prvním obrázku. Pokud tyto síly posčítáme, výjde nám VZTLAKOVÁ SÍLA L, ODPOROVÁ SÍLA R a KLOPIVÝ MOMENT M křídla, jak je vidět na druhém obrázku. Vztlakovou sílu umísťujeme do neutrálního bodu, který leží přibližně ve čtvrtinovém tětivovém bodu č.b.
Vztlaková síla
- je síla, která drží letoun ve vzduchu
- její působiště leží v neutrálním bodě profilu
Klopivý moment profilu
Součinitel klopivého momentu Cm
- konstanta, která závisí na tvaru profilu, v zásadě platí
- Cm < 0 u klasického profilu
- Cm = 0 u symetrického profilu
- Cm > 0 u autostabilního profilu
Klopivý moment
- (Klopivý moment závisí kromě Cm ještě na rychlosti letu, velikosti křídla a hustotě vzduchu)
- Nyní vysvětlíme, z jakého důvodu se působiště vztlakové síly umisťuje do neutrálního bodu (aerodynamického středu - č.b.). Tento bod má totiž jednu velmi důležitou vlastnost. Zvyšujeme-li totiž úhel náběhu proudu v na profil, jak vidíme na obrázku, součinitel klopivého momentu je téměř konstantní. Tento bod má proto obrovský význam při určování polohy těžiště a v další kapitole stabilní let u klasického letadla se dozvíme proč.
Gravitační síla
- Jako na každý hmotný předmět i na letadlo působí gravitační síla, která má působiště v těžišti
Odporová síla (R)
- Na každé letadlo pohybující se ve vzduchu působí různé třecí a tlakové síly, které mu brání v pohybu...součtem těchto sil je výslednice odporových sil R
Tahová síla
- Je to síla která překonává odporovou sílu. Vzniká pomocí pohonné jednotky (motor s vrtulí apod.) nebo složkou gravitační síl G
Shrnutí - síly působící na letadlo
- Na letadlo působí tyto síly - Vztlaková síla L, Gravitační síla G, Klopivý moment M, Odporová síla R a Tahová síl P
- Působiště vztlakové síly L leží v neutrálním bodě (aerodynamickém středu) n.b., neutrální bod většinou leží přibližně ve čtvrtinovém tětivovém bodě č.b. (C/4) => n.b. = č.b. (C/4)
- Působiště Gravitační síly G leží v těžišti letadla T
- Při zvětšení úhlu náběhu ALFA se vztlaková síla L zvětší, ale klopivý moment M zůstane stejný
Závěr
V této kapitole jsme si představili některé charakteristiky letadla a na základě nich představili hlavní síly a momenty působící na letoun za letu, v další kapitole stabilní let u klasického letadla si ukážeme, jak dosáhnout toho, aby klasické letadlo letělo stabilně.