Bazele aerodinamice

Articol de Robert Pecnik, tradus de Susanne

Zboară un costum de aripi sau este doar o tracțiune aerodinamică care încetinește viteza de coborâre? Ei bine, costumul de aripi zboară, deoarece suprafața sa disponibilă nu este suficient de mare pentru a provoca o rată de coborâre atât de lentă și o cale de zbor atât de plată. Dar singura forță care antrenează costumul de aripi în aer este gravitația. Costumul cu aripi încearcă să transforme căderea liberă verticală cauzată de gravitație într-un zbor cât mai orizontal posibil. Același principiu se aplică planorelor, zmeilor și, de asemenea, parașutelor cu aripi, pe care toată lumea le cunoaște. Costumul cu aripi zboară deoarece ESTE Aripă, la fel ca o aripă de avion, parașută de aripă sau navetă spațială (de fapt, datorită formei sale de bază și caracteristicilor de zbor, costumul de aripi este mai comparabil cu o navetă spațială decât cu alte obiecte zburătoare).

Acesta este motivul pentru care este foarte dificil să se măsoare viteza minimă pentru costumele de aripi. Dar există o regulă generală pentru toate rachetele. Relația dintre zona aripii și greutatea rachetei se numește încărcătură de aripă. Majoritatea parașutistilor sunt familiarizați cu acest termen în legătură cu baldachinul lor. Cu cât încărcătura aripilor este mai mare, cu atât acoperișul zboară mai repede, dar are și o viteză mai mare de blocare. Astăzi, copertinele de parașută sunt utilizate cu o încărcătură de aripă între 0,5 și 3,0 lbs pe picior pătrat. Zmeele au o încărcătură de aripă de aproximativ 1,2-1,5 lbs/sqft, iar viteza lor minimă de zbor este de aproximativ 35 km/h (22 mph). Avioanele Cessna au de obicei o încărcătură de aripă de 20 lbs/sqft și viteza lor minimă este de 80-90 km/h (50-55 mph). O navetă spațială, cu anvergura aripii scurte și încărcătura extrem de ridicată, aterizează la peste 350 km/h (220 mph).

Pentru o dimensiune medie a persoanei, costumul cu aripi are o aripă de 15-16 metri pătrați și greutatea este de 170-190 lbs. Acest lucru are ca rezultat o încărcare aripilor de 10,5-12,5 lbs/sqft, de zece ori mai mare decât parașutele de suprafață. Unele calcule simple ne spun că pentru o încărcare a aripii de zece ori mai mare, viteza minimă este de aproximativ trei ori mai mare. Acest lucru este în acord cu măsurătorile din zborurile costumului de aripi, unde cel mai bun unghi de alunecare a fost atins la viteze de 130 km/h (75 mph). La această viteză de zbor, rata de scufundare a fost de 40-50 km/h, ceea ce oferă un unghi de alunecare între 2 și 2,5. Se pot obține rate de scufundare mai mici, dar acest lucru va duce la o viteză orizontală semnificativ mai mică și un unghi de alunecare slab.

În ceea ce privește încercarea de a ateriza un costum de aripă, este necesară o aripă mult mai mare pentru a crea mai multă ridicare și a reduce viteza minimă. Dar corpul uman are o formă bine definită, care nu este deloc potrivită pentru zbor și va dura cel puțin câteva milioane de ani de evoluție pentru a-l aduce într-o formă mai convenabilă pentru zborul costumului de aripă. Aceasta înseamnă că potențialul costumului de aripă pentru o mai mare flotabilitate este limitat de forma nepotrivită a corpului uman și de forța disponibilă. Singura modalitate de a obține mai multă ridicare ar fi un fel de aripă rigidă, dar aceasta există deja. Se numește avion.