Składniki siły nośnej na skrzydle
Autor |
Wiadomość |
wacław kokot
|
Napisane: 24 lut 2012, o 18:07 |
|
Dołączył(a): 27 mar 2011, o 22:24 Posty: 609
imię i nazwisko użytkownika: waclaw kokot
|
Witam. Rozpatrzmy trzy składniki siły nośnej na skrzydle, wszystkie będące wynikiem różnicy ciśnień pod/nad skrzydłem. Pierwsza i najważniejsza to siła nośna wynikająca z profilu skrzydła przy stałej prędkości. Gdy jej zabraknie - wpadamy w korek. Wartość zbliżona do ciężaru szybowca w locie (w nurkowaniu ta siła nośna prawie zanika). Zwiększenie pochylenia szybowca (i wektora siły nośnej prawie prostopadłego do cięciwy) powoduje zwiększenie składowej poziomej będącej siłą pociągową czyli źródłem prędkości. W ustalonym krążeniu z przeciążeniem n=1,5 lub 2 siła nośna I rodzaju właśnie tyle razy wzrasta i zależy od kąta natarcia czyli aktualnej prędkości. Wzór na siłę nośną skrzydła : Pz=1/2 ro S v2 cz pokazuje zależność wprost - od wsp. siły, kwadratu prędkości i gęstości (ciepły komin,wysokość). Rozpatrzymy najpierw wpływ kąta natarcia (przy stałej prędkości). Zakładamy, że wszystkie wzory i wykresy Cz, Cx i biegunowych mamy opanowane, a ciężar szybowca 420kG. Rys.1 pkt1 i pkt2 pokazuje rozkład pod/nad ciśnień na skrzydle i wygenerowaną stąd siłę nośną przy prędkości Vopt i Vek. Podciśnienie nad skrzydłem jest dwukrotnie większe niż nadciśnienie pod skrzydłem. Pkt 3 pokazuje siły i przeciążenie ujemne. Znajomość wykresów funkcji Cz i Pz od alfa pozwala kalkulować optymalny kąt natarcia w locie, czyli właściwą prędkość dla naszego profilu skrzydła. Ta siła również działa, gdy wprowadzamy w lot poziomy (wtedy jest równa ciężarowi szybowca, który nie opada). Kąt natarcia ciągle rośnie, aż przekroczy kąt krytyczny i siła ta zanika. Druga składowa siły nośnej ujawnia się podczas dynamicznego wyrwania kosztem prędkości. Wyrwanie z dużej prędkości powoduje znaczne dodatkowe nadciśnienie pod skrzydłem i podciśnienie nad skrzydłem. Powstaje dzięki temu chwilowe przeciążenie np. 4 krotne (4g). Wartość siły nośnej chwilowo wynosi : 420kG x 4 = 1680kG. Źródłem tej ogromnej siły jest nadal różnica ciśnień pod i nad skrzydłem tyle, że też 4krotnie większa. Chwilowe obciążenie każdego m2 wzrasta 4krotnie i skrzydło to musi wytrzymać!! Rys.2 i 3 przedstawia rozkład ciśnień podczas takiego nagłego wyrwania. cdn.
Załączniki: |
Siła nośna1.png [ 59.31 KiB | Przeglądane 10344 razy ]
|
Analiza siły nośnej w opadaniu i wyrwaniu.JPG [ 62.45 KiB | Przeglądane 10483 razy ]
|
Ostatnio edytowano 16 maja 2012, o 09:29 przez wacław kokot, łącznie edytowano 18 razy
|
|
Góra |
|
Re: Składniki siły nośnej na skrzydle
wacław kokot
|
Napisane: 27 lut 2012, o 17:07 |
|
Dołączył(a): 27 mar 2011, o 22:24 Posty: 609
imię i nazwisko użytkownika: waclaw kokot
|
Trzecia dodatkowa siła nośna - w noszeniu. Na pierwotną siłę nośną generowaną przez niesymetryczny profil nośny skrzydła, oraz ew.chwilową siłę od wyrwania - w noszeniu nakłada się dodatkowa siła pochodząca od podmuchu powietrza od dołu (komin,żagiel,fala). Jej źródłem jest tylko opór kształtu skrzydła, gdyż jej kierunek natarcia i działania jest prawie prostopadły do cięciwy skrzydła (poza krytcznym kątem natarcia), a na żaglu i fali jest bardziej ukośny niż w kominie (i tak działa tylko składowa pionowa, gdyż składowa pozioma jest całkowicie kompensowana przez utrzymywanie stałej prędkości powietrznej). Skutkiem tego może znacznie wzrosnąć nadciśnienie pod skrzydłem i podciśnienie nad skrzydłem proporcjonalnie do pionowej składowej prędkości noszenia. Jej wartość może być znacznie wyższa od siły nośnej w locie ustalonym (prędkości ustalonego podmuchu w skrzydło od dołu sięgają zwykle do 5 m/s aż do 30m/s w chmurze burzowej). W wykorzystaniu tej siły przewagę mają szybowce o dużej powierzchni skrzydła (Bocian, Puchacz) i raczej lekkie. Szybowce wyczynowe 15m o dużym obciążeniu jednostkowym (duży ciężar i mała powierzchnia skrzydła) tracą przy nich w noszeniu. Kompromisem jest zastosowanie rozpiętości 18m, co daje optymalne wydłużenie przy powiększonej powierzchni skrzydła. W rzeczywistym locie wszystkie wspomniane siły (każda według własnych reguł) mogą nakładać się wzajemnie: siła nośna (zależna od Cz, kwadratu prędkości i gęstości), krótkotrwałe siły od wyrwania (kosztem utraty prędkości) i siła podmuchu od dołu w skrzydła w noszeniu (opór kształtu). Wspólnym źródłem tych trzech sił jest zawsze sumaryczna i zmienna w szerokich granicach różnica ciśnień pod/nad skrzydłem. Wlatując w noszenie z wyrwaniem warto mieć świadomość współgrania tych trzech sił. Rys.5 przedstawia sztucznie wyodrębnione trzy składowe ciśnienia i przynależne im trzy składowe siły nośnej. Wszystkie te siły są do dyspozycji pilota, który powinien wiedzieć jak ich precyzyjnie i optymalnie użyć w każdej fazie lotu za pomocą najważniejszego urządzenia w szybowcu : steru wysokości.
Załączniki: |
Superpozycja sił.JPG [ 49.47 KiB | Przeglądane 10449 razy ]
|
|
|
Góra |
|