Principiile zborului

Efectele rezistenței la înaintare asupra planorului

3.5 Rezistența indusă

Lecție de Principiile zborului pentru pregătirea examenului de planorism.

În cadrul studiilor efectuate în tunelul aerodinamic, datorită condiţiilor speciale de experienţă, aripile cercetate pot fi considerate de anvergură infintă. În realitate însă, aripile au anvergura finită şi în acest caz, aerul va căuta să-şi echilibreze presiunea de pe intrados şi extrados pe la capătul aripii. Acest lucru va crea o zonă turbionară care va duce la micşorarea forţei portante şi re spectiv la creşterea rezistenţei la înaintare. Dacă studiem aerodinamic acest fenomen, vom vedea că particulele de aer, în curgerea lor, nu mai sunt paralele cu coarda profilului, ele fiind deviate pe extrados spre interior, iar pe intrados spre exterior.

Datorită acestui lucru, diferă viteza de deplasare a maselor de aer de pe intrados faţă de cele de pe extrados. Această diferenţă va duce la crearea unei zone turbionare la capătul aripii şi a unei pânze de v îrtejuri la bor dul ei de fugă. Turbioanele sunt cu atât mai mari cu cât profunzimea aripii este mai mare. În concluzie, putem spune că rezistenţa indusă este forţa care ia naştere pe aripă din tendinţa de egalizare a presiunilor de pe intrados şi a depresiunilor de pe extrados.

Rezistența indusă astfel creată este exprimată sub forma clasică: 𝑭𝒙𝒊 = 𝝆𝒗𝟐 𝟐 𝑺 𝒄𝒙𝒊 (Kgf) unde ρ, S, v, au semnificaţiile cunoscute, iar 𝒄𝒙𝒊 = 𝜹 𝒄𝒛𝟐 𝝅𝝀 şi este un coeficient adimensional al rezistenţei induse; δ = coeficient adimensional legat de forma în plan a aripii (pentru aripa eliptică, δ = 1); 𝑐𝑧 = coeficient de portanţă; π = factor de proporţionalitate (π = 3.1416); λ = alungirea aripii. Fig. 36 Rezistența indusă Din studiul lui 𝑐𝑥𝑖 rezultă imediat şi procedeele de reducere a rezistenţei induse: a. Datorită felului în care este distribuită forța portantă pe o aripă eliptică se poate observa că aceasta are o rezistență indusă minimă.

Totuşi, în practică, acest lucru se realizează greoi şi din acest motiv se folosesc formele geometrice trapezoidale sau parţial trapezoidale, care au coeficienţi δ apropiaţi; Fig. 37 Distribuția portanței pe aripă b. termenul λ, găsindu-se la numitorul formulei lui 𝑐𝑥𝑖, rezultă că, mărind alungirea aripii, se va micşora rezistenţa indusă; c. la mărirea unghiului de incidenţă, creşte portanţa prin 𝑐𝑧, creşte diferenţa de presiune pe profil şi corespunzător creşte rezistenţa indusă.

Întrucât în planorism se zboară foarte mult în zona vitezelor de înfundare minime (vezi polara planorului), care corespunde zonei de portanţă maximă, respectiv şi rezistenţa indusă mare, se foloseşte în practică metoda de micşorare din construcţie a unghiului de incidenţă spre capătul aripii, procedeu numit torsionare geometrică, sau metoda schimbării profilelor aerodinamice spre capătul aripii cu unele mai puţin portant e, procedeu numit torsionare aerodinamică. Ambele procedee atrag scăderea lui 𝑐𝑧, care este regăsit în numărătorul formulei lui 𝑐𝑥𝑖, deci, implicit, reduc rezistenţa indusă. d.

Întrucât metoda măririi alungirii aripii este limitată din motive de ordin constructiv (structura de rezistenţă limitată), se foloseşte suplimentar pentru micşorarea rezistenţei induse montarea bordurilor marginale la capetele aripii, frângerea în jos a a ripii la capăt, etc., în scopul de a împiedica formarea turbioanelor marginale. Fig. 38 Variația Rezistenței totale în funcție de viteză 4. Variația coeficienților

← AnterioaraUrmătoarea →