MECANICA ZBORULUI - Valence Planeur
Mecanica zborului: Nu poți vorbi despre zbor fără să te uiți la teorie. Partea mai grea și mai matematică, tot ce v-ați dorit întotdeauna să știți despre mecanismul de zbor (sau aproape).
Alegerea cuvintelor
Ca orice comunitate tehnică, aeronautica are jargonul său. Un pic de lexicografie înainte de a intra în inima problemei.
- Extrados = vârful aripii
- Intrados = partea inferioară a aripii
- Marginea anterioară = marginea anterioară a aripii care va „ataca” masa de aer.
- Marginea de retragere = marginea din spate a aripii prin care vor ieși curenții de aer.
- Vânt relativ: Din punct de vedere aerodinamic, suflarea și mișcarea au aceleași efecte. Viteza față de aer este, prin urmare, o noțiune relativă. Poate fi obținut fie prin deplasarea obiectului într-un volum de aer în repaus (viteza de mișcare a obiectului), fie prin viteza aerului care ajunge pe obiectul în repaus (respirația). Această mișcare a aerului în raport cu obiectul este numită „vânt relativ”.
Modelizare:
Din motive de explicație, imaginați-vă o aripă plasată într-un pescaj și observați ce se întâmplă.
Vom urmări două particule de aer. Cel care va trece prin suprafața superioară va parcurge un drum lung decât cel care va trece prin suprafața inferioară. Prin urmare, va trebui să accelereze pentru a ajunge în același timp cu celălalt.
O regulă fizică este aceea că presiunea variază în direcția opusă vitezei: prin urmare, cu cât accelerează un fluid, cu atât presiunea acestui fluid scade. Această diferență de viteză va genera diferențe de presiune între partea superioară și cea inferioară a aripii.
După cum tocmai am văzut, tuburile de aer care vor circula pe partea superioară a aripii vor avea o viteză mai mare decât cele care vor circula pe partea inferioară a aripii (distanța care trebuie parcursă pe suprafața superioară este mai importantă decât pentru intrado).
Am ilustrat în această diagramă câmpurile de presiune exercitate asupra unei aripi. Veți observa că partea superioară a aripii (suprafața superioară) este sub o presiune mai mică decât partea inferioară a aripii (suprafața inferioară), deci este în depresiune.
Depresiunea de pe suprafața superioară și presiunea de pe suprafața inferioară a aripii generează o forță portantă îndreptată în sus.
Această forță se numește „rezultat aerodinamic”.
Această forță poate fi ridicată dacă profilul aripii are forma potrivită. Rezultatul aerodinamic este orientat în sus și ușor înapoi.
Putem vedea că rezultatul aerodinamic (R) acționează în două moduri asupra planorului.
Are un efect portant, cauzând ridicarea planorului.
Tinde să se opună mișcării planorului în flux.
Rețineți că ascensorul este perpendicular pe vântul relativ și, prin urmare, nu este întotdeauna vertical (imaginați-vă un planor care face acrobatie).
Experimentarea arată că ridicați Rz și trageți Rx depinde de:
- Din densitatea aerului (rho)
- a vitezei de curgere a aerului V
- a suprafeței aripii S
- coeficientul aerodinamic pe care îl notăm prin Cz și Cx prin analogie cu Rz și Rx și care variază în funcție de unghiul de atac, forma aripii, starea suprafeței sale
Vom descompune „R” aerodinamic rezultat (RA pe diagramă) în mod convențional în două forțe corespunzătoare acestor două efecte:
- Nota „Ridicați” RZ, perpendicular pe vântul relativ, care permite ridicarea,
- „Trageți”, notați RX, paralel cu vântul relativ, care se opune deplasării.
Ori de câte ori există ridicare, există în mod necesar un vârtej în jurul profilului. Acest vortex este responsabil pentru anumite neplăceri. Ce se întâmplă la vârful aripii ?
Nu mai întâlnește o suprafață care să o ghideze, vârtejul se pliază la capătul aripii sub efectul vântului relativ.
Această parte a vortexului se numește „vortex marginal”. Are două consecințe: