Рух планера
II-Рух планера
Джерело швидкості планера
Джерелом руху планера є складова його ваги. Вагу можна розділити на дві частини:
-Pz нормальна складова ваги, яка протистоїть підйому.
-Px тангенціальний компонент, який протистоїть опору і який є джерелом руху по траєкторії вниз планера.
Для того, щоб планер міг залишатися в польоті, Pz і підйомник повинні завжди компенсувати, а також Px і опір, тому планер знаходиться в траєкторії вниз. За аналогією рух планера може бути пов’язаний із рухом кулі на похилій площині.
Експеримент 2 (фото): Для м’яча на початку мало сили тертя. М'яч швидко набирає швидкість, оскільки складова його ваги не компенсується іншою силою. Звичайно, реакція опори компенсує Pz (фото). Збільшення швидкості не буде однаковим для нового нахилу опори: чим більший кут, тим швидше збільшення. Цей кут становить кут ковзання. Тому планер рухається рівномірно прямолінійно (сили компенсуються), і його швидкість залежить від кута ковзання.
Пілотний дослідницький планер.
Існує 4 критерії, які слід взяти до уваги для визначення продуктивності планера: обробка, швидкість миття, витонченість, діапазон швидкості повітряних зміїв.
Обробка: Все залежить від пілота, він не повинен витрачати занадто багато енергії, керуючи планером. Крім того, крило не повинно бути ні занадто стійким, ні надто нестійким, інакше планер стає некерованим і, отже, небезпечним.
Темп падіння: Цей критерій дає мінімальну швидкість спуску крила по відношенню до повітря. Мінімальна швидкість потоку виражається в метрах на секунду, планери мають мінімальну швидкість потоку близько 0,5 м/с. Цей критерій важливий для теплових польотів.
Витонченість: Він виражає відстань, яку може подолати крило, як функцію висоти вильоту. Це значення не має одиниці, оскільки воно обчислюється шляхом відношення пройденої відстані (у м) до початкової висоти (у м). Наприклад, крило, яке злітає з висоти 100 метрів і яке проходить один кілометр з точністю 1000/100 = 10. Це вимірювання проводиться в польоті без вітру, без підйому, інакше результат спотворюється. Для планери це вимірювання становить від 30 до 60. Тонкість частково залежить відподовження: це проліт над глибиною.
Діапазон швидкості крила: Ми говоримо про швидкість на траєкторії, тобто горизонтальну швидкість або майже. Цей діапазон має два крайні значення: мінімальна швидкість, яка відповідає стійлу, і максимальна швидкість, яка відповідає порогу відмови крила (для планеристів між 80 і 280 км/год).
Полярність швидкості
Якщо взяти наведений вище приклад із кулею, але уявімо, що цього разу набагато грубіша опора, тоді ми маємо більші сили тертя, отже, для отримання тих самих прискорень, що і на дошці в звичайному режимі, знадобиться значно більший кут нахилу. Ця різниця така ж, як між старим планером та сучасним планером. Перший повинен мати більший кут ковзання, ніж другий, щоб компенсувати опору. Дійсно, оскільки профіль крила менш аеродинамічний, опір набагато більший.
Формула перетягування:
з Rx: стандартний опір
µ: щільність повітря
S: поверхня крила
V: швидкість повітря
Cx: коефіцієнт опору
Коефіцієнт опору - це відношення опору досліджуваного об'єкта до тіла того самого району, яке мало б Cx 1.
Формула для підйому подібна до формули для тяги:
з Rz: стандартний підйом
Cz: коефіцієнт підйому
Коефіцієнт підйому - це відношення опору досліджуваного об'єкта до опору тіла тієї ж площі, яке мало б Cz 1.
Профіль крила та варіація аеродинамічної результати
У аеродинамічній трубі легко змінювати різні критерії аеродинаміки та повітря.
-Щільність повітря: Дійсно, цей не є постійним і зменшується з висотою, він спричиняє зміну підйому та опору, оскільки входить у формулу.
-Поверхня крила (це площа, на яку впливає відносний вітер), також входить у формулу підйому та опору. Якщо ми варіюємо цей коефіцієнт, ми змінюємо значення аеродинамічної результати.
-Відносна швидкість вітру, дуже важливий фактор, оскільки ми формулювали швидкість, помножену на опір повітря у формулах для опору та підйому. При постійному падінні аеродинамічна результативна множиться на 4, коли швидкість подвоюється, і якщо швидкість занадто низька, аеродинамічна результуюча не зможе компенсувати вагу.
-Значення кута падіння: Коли ми збільшуємо значення кута падіння, ми також збільшуємо значення підйому (для постійної швидкості). Результат досягає свого максимуму для значення приблизно від 15 ° до 18 °, тоді відключити.
Випадковість і швидкість
У аеродинамічній трубі один фактор можна змінювати незалежно від іншого, але в польоті це неможливо, оскільки підйом і вага повинні бути компенсовані. Ось чому кут падіння і швидкість пов’язані. Кут падіння - це кут, утворений хордою профілю та відносним вітром. Коли він збільшується, підйом також збільшується (видно в аеродинамічній трубі, попередній §) .Ми маємо: Rz = 1/2 µSV² Cz, константу S і Cz і µ змінюється лише залежно від висоти, тому, якщо a (падіння кута) збільшується, тоді V має зменшуватися, щоб Rz залишався постійним. Також маємо: Rz = 1/2 µSV² Cz, якщо константи Rz, µ, S і Cz, а якщо зменшується, то V повинно зростати.
Отже, ми маємо математичний доказ того, що для низького кута падіння ми маємо високу швидкість і, навпаки, для високого падіння маємо низьку швидкість.
Зрив призводить до раптової втрати підйому через занадто великий кут атаки крила. Під час стійла повітряні потоки турбулентні на верхній поверхні крила. Ця турбулентність руйнує область, яка, як правило, є місцем западини, що всмоктує крило вгору. Під час стійла, коли, наприклад, ви хотіли занадто гальмувати свій кайт, кайт зазвичай виконує сплеск напруги, тобто він падає сам по собі, щоб відновити швидкість і зменшити свій вплив. Цей маневр дозволяє повітряним потокам прилипати до профілю крила і відновлювати звичайний політ. Така автоматична поведінка досягається завдяки стійкості крила.
Число Рейнольдса
Число Рейнольдса - це число без одиниці. Він характеризує потік рідини, яка має турбулентний режим, якщо число Рейнольдса велике (Re> 3000), навпаки, режим рідини є ламінарним, якщо число Рейнольдса низьке (Re Re = V.I/v
З:
V = швидкість планера (в м/с)
I = хорда крила (в м)
v = кінематична в'язкість області = 0,0000145
Експеримент 3: Ми запускаємо воду, збільшуючи потік поступово, швидкість зростає. Розраховуємо тиск у сусідній трубі, підключеній до труби (вакуумний насос).
Потім ми працюємо з:
V = швидкість (м/с)
D = діаметр трубки (тут 4 мм)
v = в'язкість води = 1,141
Результат:
Видно, що для великого числа Рейнольдса (Re) (великої швидкості) тиск надзвичайно зменшується. В експерименті ми просто працювали з різною швидкістю, якщо швидкість зростає, Re збільшується. Тоді можна сказати, що при високому Re буде створений більший підйом. Коли плато досягається при певному значенні Re, тоді тиск приходить в норму: у випадку планера це стійло. Число Рейнольдса і теорема Бернуллі тісно пов'язані, оскільки значення Re і тиск залежать від потоку рідини.