Jdi na obsah Jdi na menu
 


Klesavost

1. 12. 2014

Tento text byl uveřejněn v časopise Modelář  číslo  1 ročník  1972, je tomu již více jak 40 let, autorem je  I Hořejší.  Přesto si myslím si, že je pro konstruktéry modelů větroňů zajímavý a poučný – zde je :  

Snahou modelářů , kteří se zabývají volnými kategoriemi , je prodloužit dobu letu svých modelů. Toho lze dosáhnout různými způsoby, zejména pak zmenšením klesavé rychlosti. U A dvojek , o kterých bude dále řeč, je to jediná cesta  směřující k tomuto cíli. Modely s malou klesavostí se sice málo hodí pro létání v turbulentním ovzduší, nedá se však říci , že jsou zbytečné. Některé soutěže začínají brzy ráno a končí pozdě večer a několik soutěžních kol je tedy v klidném ovzduší. Stoupá také obliba „ soutěžní pravdy „  vždyť vlastně i mistrovství světa  ve Švédsku  bylo pokusem  o takovou soutěž s vyloučením vlivu termiky.obr-1.jpg

V zahraničí se na téma snížení klesavé rychlosti objevilo několik prací . Mezi nimi mne zaujala práce Kanaďanů Allnuta a Kaczanowského , uveřejněná v americkém Syklo 70. Autoři sledovali 21 nejrůznějších modelů  A2 a měřili  dobu letu. Na základě těchto zkoušek vynášeli  závislosti klesavé rychlosti  na geometrických charakteristikách profilu a křídla. Podařilo se jim určit  závislost  klesavosti na kombinaci několika geometrických charakteristik a vyjádřit ji  jednoduchou empirickou rovnicí. Hodnoty klesavosti, vypočtené z této rovnice , souhlasili se skutečně naměřenými  na 97%. Není sice známo , jak dalece  mohl být při měření doby letu zkoušených modelů  vyloučen vliv svislého proudění vzduchu, nicméně však tak velká pravděpodobnost nemůže být dílem náhody.

Z rozboru rovnice vyplývají zhruba tyto závěry :

Optimální profil má  největší prohnutí  střední čáry 7,2 – 8 % ve 40 – 45 % hloubky  a tloušťku 5,5 – 6,5 % . Štíhlost křídla  má být co největší , pro dosažení doby letu 180 sec  z 50 m šňůry  - asi 19 až 20 , což při ploše  křídla 30 dm čtverečních dává rozpětí asi 2400 mm.

Zvětšení štíhlosti je však spojeno s řadou problémů. Zmenšíme li hloubku křídla ,což je při limitované ploše  nezbytné, klesne Reynoldsovo číslo do podkritické oblasti ( viz obr 1 )  a s ním značně i součinitel vztlaku ( a tedy i vztlak ). Proto je potřeba volit profil ,který má kritické Re číslo  menší ( přerušovaná čára v obrázku )  a nebo si vypomoci turbulátorem. Ten se ostatně jeví jako nezbytný . Nejužívanější druhy turbulátoru jsou : a, Gumová , nebo nylonová nit  napnutá před náběžnou hranou . b, Nit nalepená  na hřbetu profilu . c, Tak   zvaný „ Cik – cak„ nebo „3D“ turbulátor ( obr 2 ) – tento typ je dosti oblíbený i přes svoji značnou pracnost, je obvykle vytvořen překrytím dvou balsových potahů. Kromě zmenšení klesavosti  může turbulátor  zlepšit i podélnou stabilitu  tím , že rozšíří  pásmo pracovních rychlostí a úhlů  náběhu  profilu, tak že k odtržení proudnic při přetažení nedojde tak snadno a model není tak náchylný k houpání.obr-2.jpg

Jedním z modelů , jež byly měřeny v rámci uvedené práce, je S.P.L. Angličana B. Spoonera. Naměřená i vypočtená doba letu je 175 – 180 sekund. Model je typickým představitelem A dvojky s velkou štíhlostí křídla , přesto se s ním Spooner  dokázal kvalifikovat  za velmi drsného  a turbulentního počasí.

S.P.L.  je ovšem již starší  a osvědčenou konstrukcí německých modelářů Schmidta, Puttnera a Lascla. Vyniká  aerodynamickou čistotou, a účelovými tvary. Konstruktéři vyřešili problém pevnosti tak štíhlého křídla tím, že je zhotovili z plné balsy. Má podle nich tyto přednosti : tuhost v krutu i ohybu, možnost dodržení přesného profilu, stálost tvaru, žádný papírový potah  náchylný k poškození, poměrně rychlá jednoduchá stavba. Podmínkou  je ovšem lehká balsa ( o měrné hmotnosti 0,007 – 0,085 g/cm krychlový ). Křídlo A dvojky pak vychází o hmotnosti 200 – 250 g, pro Wakefield 60 – 70 g. Je to sice trochu víc , než je obvyklé, ale i tak je možno dodržet minimální hmotnost modelu.

Polotovar křídla se dá zhotovit dvěmi způsoby . první spočívá ve slepení balsových prkének se styčnými  plochami obroušenými ( v přípravku )  do příslušného úhlu ( obr 3 ). Druhý způsob je rafinovanější  balsová prkénka získáme vhodným rozřezáním  balsového hranolu ( obr 4 ) , aniž musíme brousit styčné plochy.Na boky polotovaru se přilepí šablony koncových profilů a podle nich se brousí : vrchní strana křídla brusným papírem přilepeným na rovné lati. Spodní strana křídla brusným papírem přilepeným na válci. Mezi tím se profil kontroluje pomocí příložných šablon. K broušení postačuje asi 9 hodin  - tedy nepříliš mnoho, když vezmeme  v úvahu , že při jiném způsobu stavby  nebude konstrukce takového křídla zcela jednoduchá a konvenční.obr-3.jpg

V kořenech polovin křídla je zalepena schránka na  spojovací jazyk, křídlo je potaženo přes balsu tenkým papírem. Spoonerův S.P.L. má  „ cik -  cak „  turbulátor vyřezaný v náběžné části křídla. Profil křídla je Thomann F-4.

Přední část trupu je z duralové trubky, hlavice je mosazná. Časovač je zcela zakryt, duralový pylon má za úkol snižovat interferenční odpor a využít i těch několik cm čtverečních křídla, které se jinak  ztratí v centroplánu. Zadní část trupu je balsová trubka, výškovka je zhotovena  z 2 mm balsového prkénka. Má dostipozoruhodný , ale účinný profil.obr--4.jpg