ПІДЙОМНА СИЛА І лобовий опір
Підйомна сила виникає внаслідок обтікання крила та утворення різниці тисків під крилом і над крилом.
Лобовим опором крила називається аеродинамічна сила, яка гальмує рух крила в повітрі і спрямована у бік, протилежний руху.
Формули цих сил однакові, різниця лише у коефіцієнтах.
Значення цих коефіцієнтів одержують шляхом продування крила в аеродинамічній трубі.
Графік зразкової залежності Cy від a має вигляд:
Як видно з графіка Cy практично лінійно зростає із збільшенням a, аж до aкр, тобто до зриву потоку з крила.
Значення Cy коливається більшості літаків від 0 до 2. По суті коефіцієнт Cy характеризує здатність крила перетворювати швидкісний напір на підйомну силу. Існують літаки, оснащені потужною механізацією крила для зменшення посадкової швидкості та зменшення злітної дистанції, вони мають вищі значення Cy. Однак більше Cy = 6 людині досягти не вдалося, тоді як Cy великого орла при зльоті зі здобиччю із землі досягає значення 14.
Коефіцієнт Cx, як, втім, і сила X складається в основному з 3-х складових. Хвильова - 4-я складова утворюється при числах M, близьких до M критичного, близько M = 0,8.
Cx тр (тертя) - виникає через тертя повітря про ЛА.
Cx тиску (або вихрове) - виникає через різницю тисків перед крилом і за крилом.
Cxi (індуктивне) виникає через так званого скосу потоку . Коли потік, що набігає, зустрічає похилу, нижню, площину крила, він змінює напрямок руху паралельно площині, тобто дещо нахиляється вниз. Підйомна сила відхиляється разом із потоком на такий самий кут назад, оскільки є похідною від потоку, що змінивнапрямок. З'явилася складова підйомної сили на осі X і є індуктивною складовою.
Cxi виникає ще й через перетікання повітря через торці крила та через різницю тисків під крилом і над крилом.
Cxi залежить від подовження крила l та кута атаки a.
Чим коротше і ширше крило, тим інтенсивніше відбувається перетікання потоку і більший індуктивний опір.
Чим більше a, тим інтенсивніше відбувається перетікання і збільшується Xi. Ось чому спортивні планери мають такі вузькі і довгі крила — для зниження індуктивного опору.
Cx тертя та Cx тиску в межах експлуатаційних a практично не змінюються, а коефіцієнт Cxi залежно від a змінюється за параболічним законом.
13. ПОЛЯРА ЛІТАКА (ПЛАНЕРА). АЕРОДИНАМІЧНА ЯКІСТЬ.
Полярою називається графік залежності Cx від Cy. Грамотний пілот, глянувши на поляру літака, відразу може уявити, що собою представляє ЛА в аеродинамічному відношенні.
Можна визначити кілька важливих параметрів на полярі.
1. aнв (найвигідніший) - він відповідає точці дотику дотичної з початку координат з полярною. aнв – це кут атаки, на якому крило створює максимальну підйомну силу з мінімальним лобовим опором, він зазвичай відповідає vнв – найвигіднішій швидкості, швидкості, на якій ЛА виконує політ із мінімальними енергетичними витратами.
2. Кут нахилу дотичної - φ. Чим сильніше нахилена дотична, тим менша аеродинамічна якість ЛА.
Аеродинамічною якістю називається відношення підйомної сили до лобового опору. K = Y/X. Зазвичай, говорячи про якість ЛА, мають на увазі максимальнуякість, яка відповідає відношенню Y до X на aнв чи найвигіднішій швидкості. У спортивних планерів воно сягає 50, більшість літаків воно коливається від 4 до 15.
3. Найвища точка поляри відповідає максимальному значенню Cy та відповідає aкр.