Una dintre cele mai simple şi uzuale reprezentări grafice a coeficienţilor aerodinamici, 𝑐𝑥, 𝑐𝑧, 𝑐𝑚 este în funcţie de unghiul de incidenţă. Fig. 39 Polara profilului (Variația coeficienților în funcție de unghiul de atac) Studiind cu atenţie astfel de curbe polare, putem realiza calităţile aerodinamice ale diferitelor profile: a. Curba 𝑐𝑧(𝛼) variază liniar în zona incidentelor mici pozitive şi negative. La incidenţe mari, în apropierea lui 𝛼𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐, alura curbei se modifică, indicând de obicei valori mai mici decât în cazul variaţiei liniare. Acest lucrul se întâmplă datorită fenomenelor de desprindere a fileurilor de aer de pe profil înainte de angajare.
Punctul în care 𝑐𝑧(𝛼) intersectează ordonata, corespunde coeficientului 𝑐𝑧 la un unghi de incidenţă de 0 °, iar punctul în care 𝑐𝑧(𝛼) intersectează abscisa, corespunde unghiului de portanţă nulă 𝛼0. Uzual, 𝛼0 are valori cuprinse între-2° şi-6°. Pentru un profil simetric, 𝑐𝑧(𝛼) trece prin origine (α = 0, rezultă 𝑐𝑧 = 0) faţă de care va fi simetrică, spre deosebire de un profil asimetric unde 𝑐𝑧 𝑚𝑖𝑛+ este mai mare ca 𝑐𝑧 𝑚𝑖𝑛−. b. Curba 𝑐𝑥(𝛼) prezintă o variaţie aproximativ parabolică iar în zona incidenţelor mici uneori poate fi considerată liniară. Punctul de intersecţie al curbei cu axa ordonatelor corespunde valorii coeficientului 𝑐𝑥 pentru incidenţa nulă.
Pentru profilul simetric axa ordonatelor este axa de simetrie. Având în vedere faptul că în zona incidenţelor uzuale 𝑐𝑧 este de 10-20 ori mai mare decât 𝑐𝑥, se obişnuieşte ca scara pentru coeficientul de rezistenţă să fie de 10 ori mai mare decât cea pentru coeficientul de portanţă. c. Curba 𝑐𝑚(𝛼) variază pentru fiecare profil asemănător cu 𝑐𝑧(𝛼). Valoarea lui 𝑐𝑚(α) pentru unghiul de incidenţă la care valoarea 𝑐𝑧=0, numită 𝑐𝑚𝑜 ne dă indicaţii asupra variaţiei centrului de presiune, care este cu atât mai mică cu cât 𝑐𝑚𝑜 este mai mic. Ansamblul curbelor prezentate poartă numele de polară dezvoltată şi stă la baza calculelor aerodinamice ale suprafeţelor portante.
Toate informaţiile necesare trasării curbei polare dezvoltate se obţin în tunelul aerodinamic, unde se introduce profilul de studiat şi cu ajutorul balanţelor aerodinamice se determină valorile coeficienţilor de moment, portanţa şi rezistenţa la înaintare (𝑐𝑚, 𝑐𝑧, 𝑐𝑥). Datele obţinute sunt prelucrate şi trecute într-un tabel din care putem extrage pentru fieca re unghi de incidenţă α, valorile perechi de 𝑐𝑚, 𝑐𝑧, 𝑐𝑥, care apoi sunt trecute pe diagramă (α pe abscisă şi 𝑐𝑚, 𝑐𝑧, 𝑐𝑥, pe ordonată).
Exemplu: α-5 -4-3 -2-1 0 1 2 3 4 5 6 8 12 𝑐𝑧 8 18 28 38 47 55 62 70 80 90 100 110 130 136 𝑐𝑥 16 14 12 10 9 10 11 13 15 18 21 25 38 100 𝑐𝑚 12 15 18 20 22 24 27 30 33 36 39 42 48 46 Cu ajutorul aceluiaşi tabel se mai poate construi un alt set de două curbe, numit, diagramă (curba) polară, care constă tot dintr-un sistem de axe ortogonale cu 𝑐𝑥, 𝑐𝑚 în abscisă şi 𝑐𝑧 în ordonată, reprezentând variaţia lui 𝑐𝑧 funcţie de 𝑐𝑥 şi 𝑐𝑚 funcţie de 𝑐𝑧. La un studiu mai amănunţit al diagramei polare putem remarca următoarele: Fig.
40 Curba polară-la intersecţia axei absciselor cu 𝑐𝑧 (𝑐𝑥) se află punctul 1 corespunzător situaţiei în care fileurile de aer atacă profilul aripii de-a lungul axei de portanţă nulă APN, deci, forţa portantă dezvoltată de aripă este nulă; - punctul 2 de tangenţă la curba 𝑐𝑧 (𝑐𝑥) a perpendicularei pe axa absciselor ne dă valoarea lui 𝑐𝑥 𝑚𝑖𝑛; - ducând din originea " O" a sistemului de coordonate o tangentă la curba 𝑐𝑧(𝑐𝑥), obţinem punctul 3, corespunzător unghiului θ minim şi deci raportului 𝑐𝑧/𝑐𝑥 = 𝑘𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚, raport care după cum vom vedea în capitole le următoare, poartă numele de fineţe aerodinamică; - punctul 4 este punctul de tangenţă la 𝑐𝑧(𝑐𝑥) a perpendicularei pe axa ordonatelor şi ne dă valoarea lui 𝑐𝑧 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚; - punctul 5 corespunde zborului pe spate cu incidenţe pronunţat negative; - ducând un segment de dreaptă din originea sitemului de coordonate care intersectează 𝑐𝑧(𝑐𝑥) în punctele 6 şi 7, obţinem două situaţii în care planorul evoluează cu aceeaşi fineţe caracterizată de unghiul 𝜃1; - punctul 8 de intersecţie cu axa absciselor al curbei 𝑐𝑚(𝑐𝑧) corespunde coeficientului de moment la portanţă nulă.
Trebuie specificat însă faptul că toate aceste determinări efectuate în tunelul aerodinamic, din motive de simplitate, s-au referit la aripi de anvergură infinită (porţiuni de aripă delimitată de pereţi la bordurile marginale, a căror comportare aerodinamică este similară aripilor cu anvergură infinită), pentru care 𝑐𝑥 = 𝑐𝑥 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑙 = 𝑐𝑥 𝑓𝑜𝑟𝑚ă + 𝑐𝑥 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑒. Rezultă deci, că din curbele diagramei se pot deduce cu uşur inţă toate caracteristicile profilelor aerodinamice.