Vliv tvaru na vztlak

Počítačový výkres symetrického křídla a křídla s prohnutím. Větší natočení = větší vztlak.

Množství vztlaku generovaného objektem závisí na tom, jak moc je proudění natočeno,což závisí na tvaru objektu. obecně je vztlak velmi složitou funkcí tvaru. Aerodynamici modelují vliv tvaru pomocí koeficientu vztlaku, který se obvykle určuje pomocí zkoušek ve větrném tunelu. Pro některé jednoduché tvary můžeme vyvinout matematické rovnice pro určení součinitele vztlaku. nejjednodušší model, dvourozměrný Kutta-Joukowskiairfoil, studují studenti bakalářského studia. počítačový program FoilSim poskytuje výsledky této analýzy ve formě snadno použitelné pro studenty. Výsledek analýzy ukazuje, že čím větší je natočení proudění, tím větší je vztlak generovaný křídlem.

Tento snímek ukazuje proudová pole pro dvě různá křídla.Křídlo vlevo je symetrické křídlo; tvary nad a pod bílou osou jsou stejné. Křídlo vpravo je v blízkosti odtokové hrany zakřivené. Žluté čáry na každém obrázku znázorňují proudnice proudění zleva doprava. levý obrázek neukazuje žádné čisté natočení proudění a nevytváří žádný vztlak; pravý obrázek ukazuje velké natočení a vytváří velké množství vztlaku. Přední části obou profilů jsou téměř identické. Zadní část pravého letadlového křídla vytváří větší zatáčení.

Výše uvedený příklad vysvětluje, proč mají zadní části křídel závěsy pro řízení a manévrování letadla. Vychýlení zadní části směrem dolů vytváří geometrii podobnou obrázku vpravo a produkuje větší vztlak. Podobně, pokud je záďová část vychýlena nahoru, vytváří menší vztlak (nebo dokonce záporný vztlak). Schopnost měnit množství vztlaku na části křídla dává pilotovi možnost manévrovat s letadlem. Na následujících snímcích je znázorněno vychýlení řídicích ploch a výsledný pohyb letadla:

Výškovka řídí náklon.
Směrovka řídí odklon.
Křidélka řídí kývavý pohyb.

Prozkoumejme závislost vztlaku na tvaru křídla pomocí Javasimulátoru.

Kvůli obavám o bezpečnost IT má v současné době mnoho uživatelů problémy se spouštěním výukových appletů NASA Glenn. Aplety jsou pomalu aktualizovány, ale je to zdlouhavý proces. Pokud znáte prostředí Java Runtime Environments (JRE), můžete zkusit stáhnout applet a spustit jej v integrovaném vývojovém prostředí (IDE), jako je Netbeans nebo Eclipse. Níže jsou uvedeny návody pro spouštění appletů Java v obou IDE:
Netbeans
Eclipse

Tvar fólie můžete měnit pomocí posuvníku pod oknem zobrazení nebo zpětným posunutím nad vstupní pole, zadáním nové hodnoty a stisknutím klávesy Enter na klávesnici. Vpravo je graf vztlakové komory.Camber je měřítkem velikosti zakřivení křídla.Červená tečka ukazuje vaše podmínky. Pod grafem je pak číselná hodnota vztlaku. Pomocí tlačítek volby kolem výstupního pole můžete zobrazit buď hodnotu vztlaku (v anglických nebo metrických jednotkách), nebo součinitel vztlaku. Klikněte na tlačítko volby a vyberte z rozbalovací nabídky.

Jako experiment nastavte naklonění na 0,0 % akordu a zaznamenejte velikost vztlaku. Nyní zvětšete odklon na 5 procent.Zvýšil se vztlak nebo se snížil?Nastavte odklon na -5 procent. Jaká je hodnota vztlaku?Kterým směrem by se tento profil pohyboval?

Můžete si stáhnout vlastní kopii programu pro spuštění off-line kliknutím na toto tlačítko:

Vliv tvaru profilu a dalších faktorů ovlivňujících vztlak můžete dále zkoumat pomocí Java AppletuFoilSim III.Můžete si také zdarma stáhnout vlastní kopii programu FoilSim a hrát si s ním.

Aktivity:

Guided Tours