1. Uvod v aerodinamiko

Aerodinamika in mehanika letenja se med seboj zelo prepletata, zato sem dolgo razmišljal, kako bi ju obravnaval ločeno. Ker sta v določenih problemih zelo povezani in ju je treba obravnavati skupaj, sem se odločil, da ju obravnavam skupaj. Upam, da mi tega ne bo nihče zameril.

ZAKON GIBANJA
Vsa teorija aerodinamike temelji na zakonu gibanja. Ta zakon je jasno opisal že Isaac Newton. Vendar pa ti zakoni veljajo pod pogoji, da se telo giblje počasneje od hitrosti svetlobe. Kvantna fizika in relativna teorija nista potrebni za razumevanje aerodinamike.

RAVNOTEŽJE
Telo v ravnotežju se nagiba, da bi tako tudi ostalo. Vse sile, ki delujejo na telo so v ravnotežju. Miza na tleh je v ravnotežju, kakor tudi vsi predmeti, ki se ne gibljejo. Avto pri mirovanju je v ravnotežju, pa tudi kadar se enakomerno giblje brez pospeševanja ali zaviranja. Tudi letalski model v ravnem letu s stalno hitrostjo je v ravnotežju in teži k enakomernem gibanju. Podobno je, kadar se model vzpenja ali spušča v ravnem letu s stalno hitrostjo.

Letalo v ravnotežju

POSPEŠEK, MASA IN SILA
Vsaka sprememba hitrosti ali smeri modela v letu zahteva določeno silo, da primerno zmoti ravnotežje. Velikost sile, ki je potrebna, da ustvari določen pospešek za spremembo hitrosti ali smeri, je odvisna od mase modela. Pri tem mase ne smemo menjati s težo, čeprav sta pogosto enaki. Teža je sila, ki jo ustvarja določena masa. Težo izražamo v Njutnih in jo izračunamo tako, da maso v kilogramih pomnožimo z 9,81. Predmet z veliko maso zahteva primerno večje sile za motenje njegovega ravnotežja kot predmet z majhno maso. Tak predmet ima prednost, da je manj občutljiv na sunke vetra, saj model z majhno maso spravi iz ravnotežja že majhen sunek vetra. Toda velika masa zahteva tudi večje sile za pospeševanje. Kadar je moteno ravnotežje, model pospešuje, zavira ali spremeni smer. To je lastnost mase, da pogoju vztrajnosti nasprotuje sprememba. V zavoju se model zaradi vztrajnosti poskuša nagibati k ravnemu letu. Zaradi spremembe smeri, kateri se upira masa modela, model izgubi hitrost in s tem višino. Da zavoj opravimo brez izgubljanja višine moramo model v zavoju pospešiti.

Letalo pri pospeševanju
Tudi v enakomernem zavoju je letalo v ravnotežju

AKCIJA IN REAKCIJA
Tretji zakon gibanja trdi, da sta akcija in reakcija enaki in nasprotni. Ko model stoji na zemlji, sila teže deluje navzdol in je popolnoma enaka nasprotni reakciji zemlje. Enako se dogaja pri avtomobilu med enakomerno vožnjo, le da mora motor premagovati še silo trenja in upor zraka.
Model pri vzletanju potrebuje vlečno silo motorja, ki je nasprotna silam, ki želijo obdržati ravnotežje. Večja kot je vlečna sila motorja večji pospešek ima model. Z večanjem hitrosti modela se veča tudi upor, zato mora pri pospeševanju motor ustvariti večjo silo od upora. Kadar je vlečna sila motorja enaka uporu, model leti v ravnotežju, njegov let pa je raven pri stalni hitrosti. Pri ravnem letu sila teže deluje navpično navzdol, zato model za ravnotežje potrebuje še nasprotno silo vzgona, ki jo ustvarijo krila ali rotor helikopterja. Če je vzgon manjši od sile teže model pospešuje navzdol, to pa lahko ustavimo le s povečanjem vzgonske sile navzgor. Če se vzgonska sila izenači s silo teže, model ne bo zaviral pač pa bo brez pospeševanja nadaljeval let proti tlom. Za ustvarjanje ravnotežja potrebujemo večjo nasprotno silo, da premaga vztrajnost modela.

Sprememba lege zaradi spremembe ravnotežja

Objave iz iste kategorije: