2R design
Grafično oblikovanje
Razrez in montaža nalepk
CNC rezkanje
Laserska obdelava
Modelarstvo
Modelarske kategorije
Akrobacije
Aerodinamika
Spletna modelarska šola
Za začetnike
Zgodovina
Modelarstvo
Balonarstvo
Jadralna letala
Motorna letala
Slovenski konstruktorji
Zgodovinski članki
Knjiga
Najbolj brano
Zadnji prispevki
Anketa
Koliko modelov ste že zgradili?
 
Gostovanje
Anja
Andraž
 
Aktualno
Na naslovu www.2r.si nastaja prenovljena spletna stran,
ki bo po dokočanju zamenjala to na naslovu www.modelarstvo.si
 
Modelarstvo arrow Aerodinamika arrow 11. Zmanjšanje induciranega upora - oblika in zvitje krila
 
11. Zmanjšanje induciranega upora - oblika in zvitje krila Natisni
Oblika krila
Oblika krila je daleč najbolj pomemben faktor pri določanju induciranega upora. Pri nekaterih oblikah krila je aerodinamična učinkovitost razpona krila manjša, kot je njegov fizični razpon, to lepo prikazuje risba. To učinkovitost zmanjšujejo vrtinci induciranega upora na konceh krila. Efektivni razpon krila zmanjšuje slaba oblika krila in zaključkov ter neprimerno zvitje. Zato moramo temu posvetiti pozornost, da krilo ustvari čim manj induciranega upora.

Pravokotno krilo
To je najenostavnejše krilo, saj je njegova globina po celi razpetini enaka, zato je gradnja zelo enostavna. Vsa rebra ali prerezi so enaki skozi celo krilo. Takšna oblika v aerodinamičnem smislu ni najboljša. Obtok zraka in vrtinci induciranega upora obtekajo proti sredini krila in spreminjajo njegov lokalni vpadni kot.
Pravokotno krilo
Pravokotno krilo
Pri pravokotnem krilu je vrtinec induciranega upora na koncu krila zelo močan, zato je tok navzdol za koncem krila daljši. Vpadni kot profila blizu konice se v takem primeru zmanjša skoraj do 0 stopinj. Čeprav ima krilo po celi razpetini enako globino, se mu zaradi tega od korena proti koncu krila obremenitev postopoma manjša, zato ima takšno krilo eliptično porazdelitev vzgona. Na risbi se lepo vidi kakšen del krilne površine zasenči prava obremenitev krila. Debelejša črta označuje maksimalni koeficient vzgona, ki ga krilo z določenim profilom lahko proizvede in je enak po celi razpetini krila. Pri večanju vpadnega kota krila le ta lahko preseže maksimalni vzgonski koeficient in vzgon na krilu se poruši. Zaradi vrtincev induciranega upora na konceh krila se vpadni kot tu zmanjša zato konice kril nikoli ne presežejo maksimalnega koeficienta vzgona. Pravokotno krilo je zato že po naravi dovolj varno, da model ne pade v kovit.
Kadar na krilu uporabljamo krilca in njihov odklon ne preseže vzgonskega koeficienta preko maksimalne meje, potem tako krilo ne potrebuje zvitja, v nasprotnem primeru moramo dodati aerodinamično ali geometrijsko zvitje.
Če obliko krila položimo na izmišljeno površino nosilnosti nam na nekaterih delih oblika krila prehaja izven te ploskve. Na ta način vidimo kakšen delež nosi določen del krila. Nosilnost krila je zaradi tega manjše kot če upoštevamo celotno površino krila. Zaradi teh odstopanj pride do razlik med različnimi oblikami kril. Del krila, ki sega čez ploskev nosilnosti je med letom neobremenjen in se pri različnih oblikah krila lahko kompenzira z nepokritim delom v ali zunaj ploskve nosilnosti. Kot nam prikazuje enačba za inducirani upor se z dvigom vzgonskega koeficienta induciran upor povečuje s kvadratom, zato je upor takšnega krila višji. Del krila, ki je neobremenjen prispeva dodatno še trenje in upor profila. Tako slaba razporeditev vzgona na pravokotnem krilu se odraža s korekcijskim faktorjem oblike krila k.

Zelo koničasto krilo
Zelo ožano krilo
Zelo ožano krilo

Lastnost zelo koničastega krila ni le neučinkovitost, pač pa je takšno krilo tudi zelo nevarno. Na konicah krila ima tok navzdol ravno obratno funkcijo kot pri pravokotnem krilu. Aerodinamično se krilo obnaša tako, kot da bi se proti koncu krila povečeval vpadni kot posameznih profilov. To je aerodinamično zvitje navzgor, kjer so konci krila preobremenjeni, zato se vzgon na konicah najprej poruši.
Trapezno krilo
Trapezno krilo

Dober kompromis za izbiro oblike krila je trapezna oblika, ki jo prikazuje risba. Zmerno zožanje krila napravi občutno izboljšavo, saj obremenitev krila veliko bolje pokrije obliko. Porazdelitev vzgonskega količnika nam pokaže, da se vzgon najprej poruši nekje na sredini ene polovice krila. Porazdelitev vzgonskega količnika je podobno kot pri koničastih krilih, le manj izrazito je.

Zvitje krila navzdol
Koničasta krila imajo to prednost, da je njihov koren zelo širok in debel, da se lahko naredi lahka in močna konstrukcija. Porušitev vzgona na konceh krila lahko rešimo z zvijanjem krila. Krilo zvijemo tako, da se vpadni kot posameznih profilov proti koncu krila zmanjšuje. Krilo moramo zviti za tolikšen kot, da se porazdelitev vzgona po krilu bolj skladno porazdeli s čim manjšim induciranim uporom. Vendar pa je krilo tako efektivno le pri določeni hitrosti letenja. Pri hitrih modelih s krilom brez zvitja se s spreminjanjem hitrosti porazdelitev vzgona spremeni. Ko se takemu krilu poveča hitrost lahko zelo hitro konica krila doseže lokalni vpadni kot 0 stopinj. Zaradi tega se povprečni vpadni kot krila zmanjša. Če se krilu hitrost še poveča se lahko lokalni vpadni kot konice krila zmanjša v negativni kot. V tem primeru se pojavi sila vzgona navzdol. Zaradi tega zelo zožana krila ne smemo zvijati premočno.
Povečan upor profila in prezgodnja izguba vzgona pri nizkih Re številih nam pove, da koničasta krila niso primerna za zelo majhne modele. Majhni modeli se najbolje obnašajo s pravokotnimi krili.
Zvitje krila se pogost izkaže za zelo dobro pri nevarnosti porušitve vzgona, še posebej pri maketah, ki imajo zelo zožana krila. Zvitje tudi izboljša učinkovitost krilc pri nižjih hitrostih.

Zvitje krila navzgor
To je zvitje krila, ko se vpadni kot posameznih profilov proti konici krila povečuje. Inducirani upor se poveča, na konicah krila pa se vzgon zelo hitro poruši. Zaradi tega ne smemo krilo nikoli zvijati navzgor. Zvitje navzgor pa se lahko pojavi na zelo ozkih krilih z odklonom krilca navzdol. Z odklonom krilca navzdol se krilo dvigne in model se nagne. Inducirani upor naraste in je veliko večji, kot na spuščeni polovici krila. Ker pa model izvaja zavoj v smeri spuščenega krila, ga povečan inducirani upor nasprotnega krila zelo zavira. V takem primeru se moramo zateči k diferencialnem krmiljenju krilc, kar pomeni, da se krilce manj odklanja navzdol kot navzgor. To je še posebej prisotno pri jadralnih modelih z dolgimi in vitkimi krili.

Eliptično krilo
Eliptično krilo
Eliptično krilo
Različne oblike eliptičnega krila
Različne oblike eliptičnega krila

Z aerodinamičnega stališča je krilo eliptične oblike najugodnejše, saj proizvaja minimalni inducirani upor. Eliptično krilo je edina oblika, ki ima pri vseh hitrostih enako porazdelitev obremenitve krila. Ker je vpadni kot vseh profilov na krilu ves čas enak je tudi porazdelitev vzgonskega koeficienta po celem krilu enaka. Slaba stran takšne porazdelitve vzgonskega koeficienta je v tem, da se pri kritičnih vpadnih kotih vzgon poruši na celotnem krilu naenkrat. Porušitev vzgona spodbuja tudi konica krila, ki leti v nizkem Re številu. To je zelo nevarno pri lahko jadralnih modelih, ki letijo počasi. Pri ostrih zavojih notranje krilo zelo hitro pade pod minimalno dovoljeno hitrost. Obremenitev krila se spremeni in na notranjem krilu se vzgon najprej poruši.
Popolno porazdelitev obremenitve krila v določenem obsegu moti tudi bližina trupa, ker moti tok proti krilu. V sredini krila zmanjša prostornino porazdelitve obremenitve krila.
Ko govorimo o eliptični obliki krila ni potrebno, da je oblika res popolna elipsa. Enako se obnašajo podobne oblike krila, kjer je tetiva v vsaki točki enaka. Možne oblike prikazuje risba.

Približki eliptične oblike krila
Popolno eliptično obliko krila je zelo težko narediti. Zaradi tega se poslužujemo raznih oblik, ki se v aerodinamičnem smislu zelo malo razlikujejo od eliptične oblike. Dober približek eliptični obliki dobimo s kombinacijo pravokotnega srednjega dela krila in eliptičnim koncem.
Približki eliptične oblike
Približki eliptične oblike
Rebra v pravokotnem delu lahko naredimo v sendvič izvedbi, v eliptičnem delu pa jih moramo narisati in izrezati posamezno. Zaradi tega je gradnja takšnega krila zelo zahtevna. Različne primere prikazuje risba. Trapezno krilo je zelo enostavno za gradnjo. Koren krila je zelo širok, kar omogoča lahko gradnjo in močan nosilec. Tetiva krila se zelo malo oddalji od položaja v eliptični obliki. Vzgon se najprej poruši nekje na sredini polovice krila. Takšna oblika je zelo prikladna za gradnjo s sredico iz stiropora. Krilo je zelo dobro za akrobatske modele saj pomaga pri vstopu v valjanje in je prijazno za večino akrobacij. Paziti moramo le na to, da trapezno krilo ne zožamo preveč. Kombinacija pravokotnega in trapeznega krila je zelo pogosta. Gradnja je zelo enostavna, razlika od eliptičnega krila pa je minimalna. Za takšno krilo je priporočljivo dodati zvitje, saj zelo izboljša lastnost krila pri različnih hitrostih. Zvitje naj bo izvedeno po celotni površini polovice krila. Večkrat zožano krilo je obliki elipse zelo blizu. Takšna oblika zahteva nekoliko več dela, saj je potrebno narediti več šablon. Zaradi ravnega zaključka konice krila je pri takšnem krilu še vedno prisoten inducirani upor. Večkrat zožano krilo nazaj in polkrožen zaključek ima najboljše rezultate. Zadnji rob krila je pravokoten na simetralo trupa. Prednji rob krila zelo dobro sledi eliptični obliki. Rezultat je rahlo ukrivljeno krilo nazaj z upoštevanjem, da je aerodinamični center celega krila bolj zadaj kot na prvi četrtini globine krila.
 
Puščičasta krila
Puščičasta krila nagnjena nazaj uporabljajo predvsem vojaška in komercialna letala, ki letijo blizu hitrosti zvoka. Krila nagnjena naprej pa najpogosteje srečamo pri dvosedih jadralnih letalih.
Puščičasta krila in določanje aerodinamičnega centra
Puščičasta krila in določanje aerodinamičnega centra
Zaradi krila nagnjenega naprej ima pilot na zadnjem sedežu boljši pregled. Aerodinamični center takih kril je pogosto pred prednjim robom korena krila, tu pa se nahaja zadnji sedež pilota v kabini.
V modelarstvu se uporabljajo izrazito nagnjena krila nazaj predvsem pri maketah vojaških letal. Blago nagnjena krila srečamo tudi pri brezrepih modelih zaradi boljše stabilnosti.
Nagibanje krila naprej ali nazaj pripomore k obnašanju induciranega upora in stabilnosti. Krilo nagnjeno naprej se dobro obnaša pri majhnih hitrostih, saj preprečuje porušitev vzgona na konceh kril, imajo pa slabo stran, da so rahlo nestabilna. Krilo nagnjeno nazaj ima ravno nasproten učinek. Krilo nagnjeno nazaj je bolj stabilno saj ima učinek kot rahel V-lom. Primerno je za akrobatske modele saj imajo enak učinek pri normalnem in hrbtnem letu.
 
 
< Nazaj   Naprej >

 
 
 
Glavni meni
Modelarstvo
FPV letenje
Moji modeli
Načrti
Moja vzletna steza
Kit kompleti
Članki in nasveti
Modelarski krožek
Alpski pokal ALC
Načrti za otroke
Video filmi
Programi
Dogaja se
2R fly Forum
2R fly forum celostranski
FPV forum
Blog
Mali oglasi
Kazalo strani
Prijava na forum





Pozabil geslo?
Registracija Registriraj se
Obiskovalci
Obiskovalci: 1,292,226 (started: 2006-01-01) Obiskovalci danes: 12 Obiskovalci vceraj: 305 Obiskovalci na dan: Ø 300.03 Max. visitors per day: 1,391 (at (date): 2013-12-04) Max. page views per day: 18,882 (at (date): 2015-12-03) Page views: 8,827,591 Page views today: 44 Page views yesterday: 752 Page views per day: Ø 2,049.59 Page views per visitor: Ø 6.83 Online: 1 Obiskovalci Max. online: 71 (at (date): 2013-08-05, 13:34:08) Page views this page: 7,097 Your own page views: 21 JavaScript enabled: 0% (c) 2006 www.joom.la
Vreme

Vir: rtvslo.si
 
Optimizacija spletne strani, objava novosti tudi na Slovenski digg in web-strani.si