Eredeti megjelent:
Repülés
1950.8. szám 14. old.
Felhajtóerőt növelő és
ellenállást csökkentő berendezések
A repülőgépekkel kapcsolatban felmerül a
felületi terhelés fogalma. A repülőgépek felületi terhelését egy törtszámmal szoktuk
kifejezni, amely megmutatja, hogy a gép aerodinamikai felületének 1 m2-ére
hány kg jut a gép súlyából.
Felületi terhelés= felület / gépsúly
A korszerű gépek nagy felületi terheléssel épülnek, mert a felületi
terhelés növelésével a sebesség is nő egy bizonyos határig. Ezért kisebbítik a
szárnyakat. A felületi terhelés növelése a le- és felszálló-sebességet túlzott
mértékben növelné, ha nem alkalmaznának olyan szerkezeteket, melyek kis
sebesség mellett képesek a szárny felhajtóerejét növelni. A legkisebb
vízszintes sebesség függ a levegő sűrűségén kívül a felület nagyságától és a
szárnymetszet íveltségétől Cfmaximum. Tehát ha a
le-és felszálló-sebességet csökkenteni akarjuk, olyan szerkezetet kell
alkalmaznunk, amely kis sebesség mellett vagy a felületet növeli vagy a
szárnymetszet íveltségét fokozza. Ilyen szerkezetek a
különböző leszálló lapok.
A leszálló lapok működési elve tulajdonképpen az, hogy kitérítésük
esetén a szárnymetszet íveltségét növelik. A szárnymetszet íveltségének
fokozása vonja azután maga után a felhajtóerőtényező
megnövekedését, míg a leszállólap nagyobb mérvű kitérése lényegesen növeli az ellenállástényezőt.
Legegyszerűbb a rés nélküli leszállólap, az ú.n.
donga-szárny, melyet a sárnyak a
törzs felüli részén helyezünk el.(Lásd a 2. ábra A-val jelölt szárnyát).
Egyszerű lehajlítható kilépőél, mely a szárny
íveltségét fokozza ugyanakkora állásszögnél bekövetkező Cfmax
megnöveli. (1. ábra)
A réselt-leszállólap
elhelyezése és működése ugyanaz, mint az előzőé, mindössze az ellenállása
kisebb. (2. ábra B.)
A terpesz-lap (2. ábra C) a felhajtóerőnövekedés mellett igen nagy ellenállás
növekedést ad.
A segéd-szárny (2. ábra D) a
szárny mögé felerősített külön lap, melynek hatása kb. hasonló a réselt
leszálló lapéhoz.
A Fowler-szárny (2. ábra E) és az Zap-szárny (2. ábra F) a
segédszárnynak, illetve a terpeszlapnak felel meg, azzal a különbséggel, hogy e
két típus nyitásukkor a hordfelületet is megnövelik.
A leszállólapok kitérése esetén a felhajtóerő erősen megnövekedik, míg
nagyobb kitérítésnél a felhajtóerő további kismértékű növekedése mellett, az
ellenállás növekedik meg. Ezért a leszállólapot felszállásnál kismértékben (kb.
15°), leszállás előtt pedig, amikor az ellenállás növekedése kedvező, nagy mértékben (kb. 60°) szokás kinyitni.
Ha a különböző leszállólap típusok hatását összehasonlítjuk,
megállapíthatjuk, hogy a felhajtóerőnövekedésben
lényeges különbségek nincsenek. Lényegesek azonban a különbségek az ellenállásnövekedésben és ebből kifolyólag a túlhúzásból
eredő felhajtóerőcsökkenés mértékében. Ezért minden leszállólaptípus más és más siklószöget határoz meg.
A fékszárny különböző beállításával mindig más és más tulajdonságú
repülőgépet kapunk, melynek merőben eltérő teljesítményei és
repülőtulajdonságai vannak. Ez a tény a repülőgép vezetőjétől fokozott
figyelmet és magasabb kiképzési fokot követel meg.
A leszállósebesség-csökkentéssel kapcsolatban a Cfmax-ot
növelhetjük úgy is, hogy a túlhúzott állapotnak megfelelő áramlások leválását
késleltetjük. (3. ábra) (Az ábrán látható a Cf görbe
meghosszabbítása) Ezt az úgynevezett réseltszárny segítségével érhetjük el, melynek a lényege egy
a szárny elé helyezett segédszárny (4. ábra).
Ez a segédszárny úgy van kiképezve, hogy közte és a szárny között egy
felfelé szűkülő rés keletkezik. Nagy állásszögnél ezen a résen keresztül nagy
sebességű levegő áramlik a szárny felső felületére, amely a lefékeződő levegőt
felgyorsítja. Ez a jelenség a leválást késlelteti, vagyis a Cf
görbét mintegy meghosszabbítja. Ezáltal nagyobb állásszöggel, illetve nagyobb felhajtóerőtényezővel való repülés válik lehetővé.
Igen hatásosan lehet a leszállósebességet csökkenteni, ha a réseltszárnyat leszálló lappal együtt alkalmazzuk.
Itt emlékezünk meg a zuhanófékről, vagy rontólapokról
is, melynek nem felhajtóerőt növelő szerkezetek. Ilyen lapokkal csökkentik a
zuhanó feladatokat végrehajtó repülőgépek zuhanó sebességét. Hasonló lapokat
szoktak alkalmazni a vitorlázógépeken is a siklószög lerontása céljából. (5.
ábra) A rontólap kialakításánál az a cél, hogy a gép ellenállástényezője megnövekedjék, de a többi aerodinamikai
tényezője lehetőleg ne változzék meg. Az ellenállásnövekedés
túlnyomó része nem a féklapon keletkezik, hanem a megváltoztatott áramkép
következtében magán a szárnyon. Ezzel magyarázható az aránylag kis felületű
féklap nagy hatásfoka.
A légerőtani segédberendezések közé
sorolhatjuk azokat a szerkezeteket is, melyek a repülőgép ellenállását vannak
hivatva csökkenteni. Ilyen szerkezetek közül ismerkedjünk meg a Towned- és a NACA-gyűrűvel.
A repülőgép azon részeit, melyeken felhajtóerő nem keletkezik, káros
ellenállású felületnek hívjuk. Ilyen felület maga a törzs is, de különösen a
léghűtéses csillagmotorok hengerei képeznek káros ellenállású felületeket. A sorosmotorok elburkolása lényegesen könnyebb, mert ezek
homlokfelülete nem nagyobb a törzs amúgy is szükséges keresztmetszeténél. A
csillagmotorok nagy ellenállása abban keresendő, hogy a légáramlat nem tud a
hengerek mögé behatolni, ott egy örvénytér keletkezik, az örvényléshez
szükséges energia a húzóerőből vonódik el. Tehát arra kell törekednünk, hogy
ezt az örvényteret megszüntessük. Ezt úgy tudjuk elérni, hogy a hengerek mögé
réteges (lamináris) áramlást vezetünk, ezáltal megszüntetjük a nagymérvű szétáramlást
és a motorhoz, majd a törzshöz hozzásimuló áramlásra kényszerítjük a levegőt.
Ezt a célt szolgálja a Towned-gyűrű. (6. ábra)
A gyűrű hatására a levegőáram behatol az örvénytérbe és a hengerek
mögött megközelítőleg réteges lesz az áramlás.
A NACA-gyűrű asonló elv alapján
működik. Inkább a gyakorlati kivitelezés formájában tér el az előzőtől, sokkal
jobb hatású, továbbá a NACA-gyűrűvel a hengerek
hűtése jobban megoldható (7. ábra).
A Towned-gyűrű keskeny, a törzs méreteit
lényegesen meghaladja, míg a NACA-gyűrű a törzs méreteivel általában
megegyező és a motort a törzshöz leáramvonalazza. A hűtést az u.n. örvlemezekkel lehet
szabályozni
Kardos
♣ Archiválta SRY 2006 január 15. ♣ CANON LiDE system ♣ Microsoft Word ♣ SRY MODELL 2006