Dušan Slavětínský: O letadlech
Vliv geometrie křídla na příčnou stabilitu letounu
Zpět     Stavba letadel


Vliv vzepětí křídla



Pokud je letoun nakloněn okolo podélné osy, ať už zásahem do řízení nebo nějakým vnějším vlivem, nakloněná vztlaková síla L spolu s tíží G vyvolají stranovou sílu, která způsobí pohyb letounu do strany. (Obr. 1).Tento letový režim označujeme jako vybočený let.

Příčná složka rychlosti VB vybočeného letu (obr. 2) způsobuje, že obtékající proud nabíhá na křídlo se vzepětím v jiném místě rozpětí, než je později opuští, křídlo je obtékáno šikmo.  Na návětrném křídle obtékaném vybočeným proudem je náběžný bod proudnice výše než bod odtokový, toto křídlo je obtékáno s úhlem náběhu vyšším o přírustek Da. Dík vyššímu úhlu náběhu se na tomto křídle zvýší také vztlaková síla o přírůstek DL.


Na závětrném křídle je situace opačná, křídlo je obtékáno s nižším úhlem náběhu, vztlak je nižší. Rozdílný vztlak na obou křídlech vyvolává klonivý moment Mx, který při kladném vzepětí křídla působí proti náklonu, který původně vyvolal vybočení, je to tedy moment stabilizující.

Konstrukční vzepětí křídla však není jediným prostředkem, kterým lze vyvolat nebo ovlivnit stabilizující moment Mx, který působí proti počátečnímu náklonu letounu. Vliv na vznik takového klonivého mometu při vybočeném letu má i výšková poloha křídla na trupu.
Hornoplošné uspořádání letounu vykazuje stabilizující moment, dolnoplošník destabilizuje. Rovněž šípovitost křídla příčnou stabilitu ovlivňuje , kladný šíp stabilizuje, zpětný šíp působí destabilizačně.

Při posuzování míry příčné stability letounu, ke které křídlo přispívá, je nutné vždy uvážit všechny vlivy, kterými je tato stabilita ovlivněna. Proto je zaveden pojem efektivního vzepětí, které představuje konstrukční vzepětí, ke kterému je přičten vliv výškové polohy křídla i vliv jeho šípovitosti.

Poněvadž klonivý moment šípového křídla i moment od hornoplošného uspořádání mohou být značně veliké, není vyjímkou, že konstrukční vzepětí křídla po korekci na ostatní vlivy vychází záporné. (
Mig-15, šíp křídla 35°, An-26, hornoplošník s přímým křídlem).




Vliv šípovitosti křídla



Rovněž šípové křídlo i bez vzepětí při vybočeném letu vyvolá klonivý moment, v případě kladného šípu zvyšuje efektivní vzepětí, moment je tedy stabilizující,  při záporném šípu je tento moment destabilizující.

Mechanizmus vzniku momentu Mx je zřejmý z obr. 3. Obtékající volný proud V při obtékání šípového křídla chápeme jako rozložený do směru kolmého na aerodynamickou osu křídla (má rychlost Vk) a složku příčnou orientovanou podél aerodynamické osy. Pro velikost vztlakové síly při obtékání vznikající je rozhodující právě míra rychlosti Vk . Z obrázku je zřejmé, že tato rychlost je při vybočení na obou křídlech různá. Na křídle, které je obtékáno více kolmo je

           Vk = V * sin(c-b),

vybočení tedy snižuje pokles rychlosti Vk oproti této Vk při letu nevybočeném, tedy i vztlaková síla L je větší než při souměrném obtékání.  Na opačném křídle se úhel vybočení přičítá k úhlu šípu, platí tedy

           Vk = V * sin(c+b),

pokles rychlosti Vje větší a vztlak na tomto křídle se sníží. Nerovnost vztlaku na obou křídlech vyvolá moment, který působí proti náklonu, který zapříčiníl vybočení. 

Z obrázku si lze snadno dovodit, že při vybočení letounu se záporným šípem je účinek opačný, vzniklý klonivý moment dále zvětšuje náklon, který původní vybočení vyvolal.

Upozornění na závěr: Vliv šípovitosti na klonivý moment je velmi výrazný při letu u
vrcholu poláry, v blízkosti kritického úhlu náběhu a maximálního součinitele vztlaku CLmax . Za letu vyšší rychlostí, při menším CL je citelný méně a téměř se ztrácí při velmi vysokých rychlostech, kde CL je blízký nule.



Vliv výškové polohy křídla



Příčná složka rychlosti vybočeného letu vyvolává příčné proudění na obr. 4 naznačené čárkovanými proudnicemi. Tento příčný proud obtéká trup a je trupem deformován. Předpokládáme-li, že křídlo nemá vzepětí, je příčné proudění mimo oblast trupu rovnoběžné s křídlem a nemá na jeho obtékání ve směru letu podstatnější vliv. Ovšem deformace příčného proudu v oblasti trupu již na obtékání křídla vliv má a tento vliv je stejný, jako by bylo obtékáno deformované křídlo (křídlo se zdánlivým vzepětím) nedeformovaným proudem.

Z obrázku je zřejmé, že příčné obtékání křídla hornoplošníku má účinek obdobný jako
obtékání křídla s kladným vzepětím. Hornoplošné uspořádání tedy zvětšuje efektivní vzepětí. U kořene dolního křídla vzniká kladný přírustek vztlaku DL, zatímco u kořene křídla opačného vztlak poklesne. Nerovnováha vztlaku na obou křídlech vyvolává klonivý moment Mx, který působí proti náklonu, který bočení letounu vyvolal a vrací letoun do vodorovné polohy.

Dolnoplošné uspořádání má vliv destabilizující, letoun se chová jakoby křídlo mělo vzepětí záporné, vzniklý klonivý moment se snaží počáteční náklon zvětšovat. Středoplošník s chová indiferentně, boční obtékání u něj klonivý moment nevyvolává.


Zpět     Stavba letadel
Poslední aktualizace 25.4.2010 23:30:49