Realistické RC modely

Ako sa (aspoň trochu) orientovať vo vlastnostiach profilov – 2

Lietať sa veľmi nedá a tak sa poďme venovať aspoň modelárskej teórii – profilom.

Opäť zdôrazňujeme, že náš pohľad na profily nebude príliš teoretický, ale tak ako sme už v prvej časti uviedli:

Skôr použijeme taký ten „sedliacky“ rukolapný spôsob:

- ak zmením „nejaký“ parameter profilu (napr. symetriu, hrúbku, prehnutie a pod.), ako to zmení jeho vlastnosti a na aký model bude takýto profil vhodný?

autor: Janko O.

V duchu nášho pozitívneho pohľadu na svet (a profily obzvlášť) si pripomeňme, že:

Na profile (jeho tvare, symetrii, hrúbke, prehnutí …) pre „normálne“ rekreačné poletovanie (pri neveľkých Uhloch nábehu) zase až tak veľmi nezáleží! Lietať bude lietadlo (model) prakticky s hocijakým (aspoň trochu normálnym) profilom (pri dodržaní správnej geometrie, nastavenia a vyváženia modelu). Dôkazom toho sú tzv. „plackolety“ - modely s krídlom z rovnej dosky.

Tiež konštrukčné modely potiahnuté papierom, textíliou alebo fóliou majú profil medzi rebrami len ťažko definovateľný – a ten sa od (starostlivo „vypiplaného“) profilu rebra dosť líši .

Navyše: mnohé parametre profilov sú v rozsahu malých Uhlov nábehu takmer rovnaké (ukážeme o pár riadkov nižšie).

Rozdiely medzi profilmi začnete vnímať hlavne v medzných a kritických situáciách (pri pádovej rýchlosti, pri veľkých Uhloch nábehu (pri štarte a pristátí) pri akrobacii) a vtedy, ak od svojich modelov požadujete špičkové výkony (napr. pri súťažiach). Ak staviate rýchly model, použijete iný profil (angl. airfoil), ako keď staviate obratný akrobat. Iný pre termický vetroň a iný pre hotliner.

V minulej časti sme sa na profily a niektoré ich vlastnosti pozreli tak akosi všeobecne. Hneď na úvod sme ich síce rozdelili na profily symetrické a nesymetrické (no zatiaľ sme nespomenuli napr. profily autostabilné), ale keďže zmeny mnohých parametrov sa na obidvoch prejavujú viac-menej rovnako, tak svoju pozornosť zo začiatku sústredíme na tie jednoduchšie – teda na profily symetrické.

Keďže ctíme Komenského zásadu, postupovať od jednoduchšieho ku zložitejšiemu, aj dnes nás budú predovšetkým zaujímať hlavné dve vlastnosti profilov:

• vztlak – Koeficient vztlaku – C_L (C_z)

a

• aerodynamický odpor – Koeficient odporu – C_d (C_x)

Ale možno aj kde-tu spomenieme ďalšie – už také sofistikovanejšie vlastnosti profilov:

• Kĺzavosť
• Prenikavosť
• Klesavosť (Opadanie)

A tam, kde to bude potrebné, možno príde „na pretras“ aj:

• Klopivý moment.

Keď sa to tak vezme, tak taký bežný symetrický profil (teda žiadny „exot“) tých parametrov, ktoré na ňom môžeme meniť, zase až tak veľa nemá. V prvom rade je to Hrúbka profilu (percentuálne vyjadrenie pomeru maximálnej hrúbky k hĺbke profilu: bude zrejmé z nasledujúcich obrázkov) a potom miesto (vzdialenosť od nábežnej hrany), kde je Hrúbka profilu najväčšia: tento parameter sa nazýva Laminarita a v modelárskych „kuloároch“ sa príliš nespomína.

Možno je to tým, že dosiahnuť prínos Laminarity v modelárskych podmienkach je takmer nemožné: Laminárne profily sa vyskytujú skôr u skutočných (veľkých) lietadiel (napr. výkonných vetroňov), ktorých rozmery a rýchlosť sú pre (rekreačné) modely za hranicou ich možností.

Takže: či sa nám to páči alebo nie, tak „modelárske“ profily patria do skupiny profilov Turbulentných.

Poďme sa teda pozrieť na to, čo s vlastnosťami profilu urobí zmena Hrúbky profilu. Pochopiteľne: svoju pozornosť najprv sústredíme na Vztlak, teda na Koeficient vztlaku – C_L (C_z):

Všimnite si, že tu názorne vidno to, čo sme tvrdili v úvode minulej aj tej dnešnej časti: mnohé parametre profilov sú v rozsahu malých Uhlov nábehu - aplha (v tomto prípade asi od -5 do +5 stupňov) takmer rovnaké, čiže - tu (v strede grafu) sa všetky krivky grafu prekrývajú. Takže je jedno, aký profil (či nejaký „bacuľatý“, alebo len rovnú dosku) použijeme na nenáročný model, ktorým si budeme „len tak“ poletovať – všetky budú mať rovnaký vztlak. Totiž: práve pri takom tom pohodovom poletovaní býva uhol nábehu okolo 2 až 5 stupňov, v závislosti od hmotnosti modelu, jeho rýchlosti, plošného zaťaženia …

Rozdiely medzi profilmi (čo sa týka vztlaku) začneme vnímať vtedy, keď prestaneme „len tak“ pohodovo poletovať a keď začne Uhol nábehu dosahovať vyšších hodnôt (ako spomínaných -5 až +5 stupňov). To sa nám môže „prihodiť“ ak máme ťažší model (model s vyšším plošným zaťažením), ak požadujeme nižšiu rýchlosť letu (napr. pri štarte no najmä pristávaní), ak s modelom začneme svižne akrobatiť, ak sa model ocitne v kritickej situácii …

Vtedy zistíme, že profily s väčšou Hrúbkou, čo sa týka vztlaku, sú na tom lepšie: vztlak tenkých profilov ("á la" rovná doska) sa so zväčšujúcim Uhlom nábehu nad 5 stupňov takmer vôbec nezvyšuje (zato aerodynamický odpor narastá do „astronomických“ výšok, čo si ukážeme na jednom z nasledujúcich grafov) a u niektorých dokonca začne vztlak strmo klesať.

Profily s väčšou Hrúbkou môžeme bez obáv používať aj pri vyšších Uhloch nábehu (ako -5 až +5 stupňov), vďaka čomu dosiahneme vyšší Vztlak. Navyše: čím je väčšia Hrúbka profilu, tým je jeho charakteristika v oblasti α_kr plochšia a nebezpečenstvo náhleho „odtrhnutia prúdnic“ je menšie. Skrátka, s takýmto profilom je možné (pri väčšom Uhle nábehu) dosiahnuť väčší Vztlak pri zachovaní dobrých letových vlastností modelu.

Na druhú stranu, so zásadou „čím hrubší profil, tým vyšší dosiahnuteľný Vztlak“ nemôžeme ísť do nekonečna, teda konkrétne do 100%. U bežných profilov môžeme takto postupovať zhruba do nejakých 12 až 14% Hrúbky, potom už maximálny dosiahnuteľný Vztlak s narastajúcou Hrúbkou klesá. Názorne to ukazuje tento graf:

Väčšia Hrúbka profilu je výhodná aj z konštrukčných dôvodov: hrubšie krídlo je principiálne pevnejšie ako krídlo tenšie:

- pri zaťažení sa menej prehýba (aj menej krúti)

- vydrží vyššie zaťaženie, kým sa krídlo zlomí

Lenže …

Zatiaľ sme Hrubšie profily chválili za lepšie vlastnosti, čo sa Vztlaku týka. Avšak čo na to aerodynamický odpor, alebo presnejšie povedané Koeficient odporu C_d (C_x)?

Nuž, to je tá druhá „strana mince“. Hrubý profil musí za väčší Vztlak (a slušné správanie pri vysokých Uhloch nábehu) zaplatiť vyšším Koeficientom odporu:

Ak chceme profily rôznych Hrúbok porovnávať v oblasti „použiteľnosti“, tak to musí byť v rozsahu nízkych Uhlov nábehu, pretože pri vyšších Uhloch nábehu tenké profily použiteľné príliš nie sú. Takže z grafu jasne vyplýva, že v tomto (bežnom a počas normálneho letu prevažujúcom) rozsahu Uhlov nábehu sú na tom lepšie pre zmenu tenké profily. Koeficient odporu rýchlych lietadiel (alebo modelov) s krídlami so štíhlym profilom, ktoré vďaka rýchlosti lietajú pri nízkom Uhle nábehu, je menej ako polovičný, voči hrubým profilom.

Ak chceme v jednom grafe vidieť vplyv Hrúbky profilu na Koeficient vztlaku a Koeficient odporu súčasne, tak presne na to nám dobre poslúžia poláry (hrubého a tenkého profilu):

Okrem Koeficientu vztlaku a Koeficientu odporu je načase spomenúť aj niektoré tie „sofistikovanejšie“ vlastnosti profilov, ktoré sú závislé od ich Hrúbky. Prvou takou vlastnosťou je Kĺzavosť (anglicky: „gliding ratio“). Je to bezrozmerné číslo a vyjadruje pomer l/h, kde „l“ je vzdialenosť, ktorú profil preletí z výšky „h“.

Ak sa vám nepáči výraz „ktorú profil preletí“, tak vedzte, že existujú aspoň tri Kĺzavosti:

• Kĺzavosť profilu
• Kĺzavosť krídla

a

• Kĺzavosť lietadla (modelu)

Kĺzavosť profilu (teoretická – vypočítaná hodnota C_L/C_d) môže byť aj trojnásobne väčšia ako skutočne dosiahnuteľná Kĺzavosť lietadla (modely sú na tom ešte horšie). Graf závislosti Kĺzavosti profilu v závislosti od Hrúbky profilu:

Tu jasne vidno, že najlepšiu Kĺzavosť (spomedzi symetrických) majú hrubšie profily, s Hrúbkou okolo 16%. Takýto profil by z výšky 10 metrov doletel do vzdialenosti asi 800 metrov, avšak skutočné lietadlo (v ideálnom prípade) asi tak 250 - 300 metrov a model ešte menej .

Komentáre: 2

Meno
Web
Mail
Kontrola	Zadajte číslo päť
Text
	Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz