Klouzák

Klouzavost letadla (klouzák) popisuje česká wikipedie poměrně stručně. Anglická verze je mnohem podrobnější, nicméně z obou verzí si můžete odnést zásadní informaci, že mimo jiné „Klouzavost je daná tzv. aerodynamickou jemností letadla, což je poměr mezi jeho součinitelem vztlaku cy a součinitelem odporu cx. Tito součinitelé závisejí na jeho tvaru. Klouzavost nezávisí na hmotnosti letadla. Při vyšší hmotnosti bude klouzavost ve stejném režimu stejná, ale zvýší se rychlost letu a opadání (což je důvod, proč se ve výkonných kluzácích používá za vhodných termických podmínek vodní přítěž“.

cl_cdx

Závislost maximální klouzavosti modelu na jeho váze (2000g-2500g-3000g-3500g) není v žádném případě konstantní.

Opravdu výše uvedené tvrzení platí i pro modely letadel? Podívejme se na obrázek nahoře. Zachycuje závislost CL/CD (klouzavost) na Vx (dopředná rychlost) simulovanou v XFLR5 pro Stingera (F3B model s možností dovážení až na 4000g). Je evidentní, že se vzrůstající váhou modelu se klouzavost zvyšuje (od 29 až do 32). V hlavě mi vrtal nějakou dobu tento rozpor s obecně hlásanou „pravdou“ a nakonec jsem opět skončil s dotazem u mých aerodynamických mentorů; Francesca Meschii a Johna Skinnera.

Moc pěkně to popsal Francesco.

Obecně se složka odporu (CD nebo cx) mění  stejnou měrou jako složka vztlaku (CL nebo cy) , proto je poměr CL/CD konstantní. Vše platí pokud se ovšem současně nezmění charakter mezní vrstvy(!). Pokud dojde ke změně režimu mezní vrstvy, začne se díky viskózní složce odporu (CD) měnit právě zmíněný odpor a tím i klouzavost CL/CD.

Skutečná letadla „pracují“ ve většině případů s jedním druhem mezní vrstvy (mnohem vyšší Re-Reynoldsovo číslo). To neplatí pro modely letadel. Modely letadel se pohybují mnohem blíže k tzv. kritickému Re a na křídle se velice často vyskytují všechny tři druhy mezní vrstvy (laminární, přechodová a turbulentní). Zvýšeným plošným zatížením (model více zatížíte) se bude podstatně měnit i „pracovní“ Re křídla a vzájemná interakce zmíněných tří druhů proudění v mezní vrstvě. Výsledkem je potom i změna klouzavosti CL/CD.

V minulém článku jsem psal o použití „klapky“ (klapka+křidýlko=celá odtokovka) na modelu výkonného větroně. Někteří z toho usoudili, že vlastně klapku nemají používat. To pochopili tedy hodně špatně (uznávám, že je to moje chyba, když to nedovedu vysvětlit). V tomto případě se pokusím být o něco srozumitelnější. Pokud do modelu přidáte dědův hasák nebo babiččinu žehličku, tzn. zvýšíte váhu modelu neboli zvýšíte plošné zatížení křídla, současně můžete i zvýšit klouzavost modelu. Klouzavost tedy není konstantní pro daný model (a letový režim), ale mění se s jeho vahou (viz. obr. nahoře). Další mýtus na odpis (úsměv).

AUdálosti na světové scéně nemůže rušit obyčejné lidi. Lidé se obávají, a cítí úzkost nejistotu a dokonce i strach. A jediní lidé, kteří vědí, kde vždy věří.

9 komentářů Klouzák

  • dalibor

    Teda Romane ty jsi vědec 🙂 🙂
    Co takhle Stingera naložit na dest kilo..to by byl klouzák 🙂 🙂

  • Čau Dalibore,
    vůbec nejsem vědec. Spíše praktik, tisíce startů a stovky hodin ve vzduchu.

    Stingera na 10kg nenaložíš. Nedovolují to pravidla FAI. Maximum je 5kg nebo 75g/qdm. Ostatně by Tě to přišlo hodně draho. Musel bys použít nejspíš wolfram a to začni počítat na tisíce korun.

    Mimochodem Stinger o váze 10kg by měl teoreticky klouzák téměř 38(!). To by se mi líbilo. Problém je, že bys to nedostal nahoru.

  • dalibor

    Jaký wolfram..koupíš 6kg olověných broků a nasypeš šachtou serv do křídel 🙂 🙂 Místa je v nich dost 🙂

  • Njn, já se těšil, že se konečně dozvím něco přínosného, z čeho se poučíme všichni od nejzkušenějšího stavitele kompozitových „orchidejí“. A zase jenom OT pindy…

  • dalibor

    To byl vtípek:-) Jestli to vadí, tak to smaž.:-)

  • Michal V.

    Ano, k tomu zlepseni klouzavosti opravdu dojde. Ale hlavni duvod, proc „nakladat“ je jinde. Umi ten program spocitat „polaru“ kdyz letis v 1m/s klesaku (a) nebo proti 5m/s vetru? (samozrejme polara „proti zemi“, ne proti „okolnimu vzduchu“) Tam budou rozdily obrovske.
    A samozrejme je nutne vzit do uvady i to, co spocitat nejde, tedy „pilotazni privetivost“ takhle nalozeneho stroje, jeho vykony (a vlastnosti) pri startu, krouzeni, pristani…..
    Ono ani dospele vetrone pokazde nenakladaji „po spunty“, do vlny (na svah) asi ano, ale v pripade krouzeni jen do velmi dobrych podminek.

  • franta

    Ahoj Romane,

    odezva krapet chabá.
    Ono to nezáleží pouze na hmotnosti, ale i na nastavení odtokovky. Toto vysledovat není vůbec sranda. Stingr snese ve stoupáku hodně klapkovat a lítá snad průměr dost pod 10m ale ustředit se je dřina. Mám na doraz 4 mm dolů. Ten stoupák byl podle LOLO 4m. Ale to odbočuji.
    Tady nepomůže si našprtat teorii, ale spíš zkoušet a zkoušet. Klouzák je ovlivněn příliš mnoha faktory.
    Termikou, větrem, nadmořskou výškou a i vlhkostí vzduchu. Pro nás to má vliv při distanci. Přestavování odtokovky pro klouzák se děje v řádu 1-2 mm. Kdo to má zmáknutý, tak přelety lítá za tisíc.
    Vlastní nastavení požaduje trénink brzo ráno (to dělával s chutí Pavel), zvoniče a další personál. Samozřejmě potřebuješ znát poláru profilu, abys věděl co můžeš od profilu očekávat, ale tu žádný výrobce nedodává. Před mnoha lety jsem vyžebral od Jirky poláru jeho modelu, ale to bylo jen vlastní profil, bez klapkování. Pro porovnání pro můj model to bylo ale vynikající.
    Tím, jak porovnávám Roxe s Betinou, vyniknou křídla od Vaška. S Betinkou mám o 2-6 průletů víc a navíc s méně balastu. Totéž se týká rychlosti. Točím sice od oka (průser), ale jsem i tak o více jak 2s rychlejší.
    Domnívám se, že je ale důležitější rychlostní polára modelu pro různé zatížení a z toho lze spočítat, z jaké výšky kolik lze očekávat průletů. V rychlostní poláře je jak rychlost vůči vzduchu tak i opadání. Ideální stopa jednoho obletu je asi 330m a při dvaceti průletech je to 3,3 km. Při klouzáku 20 to požaduje výšku 165m a rychlost modelu asi 14m/s. Z praxe vím, že je to blbost. Většinou nalétáváme z výšky 250m.
    165 m podělím časem 240 a výsledek je 0,68m; z výšky 250 m pak něco přes metr. A to je pak klouzák jen něco přes 13.
    Pro rychlostní poláru je možno na osu X a Y posunout průsečík os podle větru v zádech či protivětru a též stoupák či padák. Tečnou ke křivce (poláře) pak zjistíme příslušný klouzák. To je ale pouze teorie, protože nejsme schopni patřičné hodnoty do jednoduchých rovnic přiřadit. Možná z vária odhadnout stoupák či klesák. Vítr ale odhadnout nemůžeme, známe pouze jeho hodnotu ve výšce kolem 2m.
    Teorie nám pouze ukáže lecos pochopit, ale to je vše.
    Co k tomu dodat? Lítat a lítat a mít k tomu vynikajícího radiče co buzeruje a poukazuje na chyby. Ale to každý závodník ví sám nejlíp.

  • dalibor
    5.6.2013 at 11:28

    Nesmažu. Budeš tady viset na věky jako varování pro ostatní (úsměv).

    Michal V.
    5.6.2013 at 21:10

    Původním a hlavním smyslem článku bylo upozornit na to, že co platí pro skutečná letadla, nemusí platit pro modely letadel. Tzn. rady „zkušených“ jako „naložit můžeš co chceš, klouzák je stejnej“, jsou poněkud mimo mísu.

    Nevím jakou poláru máš na mysli, ale budu odhadovat, že tzv. rychlostní Vz=f(Vx). XFLR5 umí ledacos, ale já jsem jenom BFU. Pokud poletíš v klesáku -1m/s tak se to přičte k opadáku (Vz) při dané rychlosti (viz. rychlostní polára). Nevím kam míříš, ale samozřejmě je lepší letět s těžším letadlem, abys mohl z toho klesáku rychleji a na menším opadání zmizet. Pokud ovšem v klesáku musíš zůstat, tak situace tak jednoznačná není. Lehčí letadlo je schopno letět určitě na menším opadáku než těžké. Opravdu záleží co po letadlu v daném okamžiku chceš. Chceš tam vydržet co nejdéle (min. opadák), chceš doletět co nejdále (max. klouzák).

    Podle mého názoru má těžší letadlo se schopným pilotem mnohem více variant pro volbu správné taktiky. Pod pojmem těžší mám na mysli přiměřeně těžší. Do bezvětří nepůjdu s 3kg F3B stíhačkou, ale vyložím ji na minimum (2000g) a přesto nebudu mít moc šancí proti 4m modelu F3J o váze 1700g. Jediná tvoje naděje v takových podmínkách je právě volba správné taktiky a to, že pilot F3J je kopyto. Prostě si pro ten stoupák musíš doletět, zatímco s F3J modelem se můžeš potácet jak chceš a opadání v těchto podmínkách bude mít stejně podstatně nižší. To ale asi nebylo předmětem tvého příspěvku.

    Pokud se týká „poláry vůči zemi“ v 5m/s, tak vše souvisí právě se zmiňovaným klouzákem. Chceš v tomto případě letět vůči zemi nejvyšší možnou rychlostí při nejmenším opadání (F3B úloha průlety)? Teoreticky bys měl letět s co nejtěžším letadlem. Naložíš model na kaši, blbě odstartuješ (malá výška), přijdou sračky a tvoje teoretické předpoklady jsou v pr..li, protože tě seřezal někdo, kdo letěl o kilo lehčí. Suchá je teorie, košatý strom života F3B pilota.

    franta
    6.6.2013 at 07:21

    K příspěvku Franty Bayera mohu už jen zopakovat jeho předposlední větu „Lítat a lítat a mít k tomu vynikajícího radiče co buzeruje a poukazuje na chyby.“ K tomu už není co dodat.

  • begis

    Podle mě to přímo souvisí s tím, co se řešilo http://lomcovak.cz/wp_cze/f3b/2013/04/krouzeni s klapkama – naložený brus musí v kroužení mít vyšší rychlost a tudíž krouží na větším poloměru (nebo náklonu s vyšším Cx), v každém případě méně efektivně. Věřím, že úvaha o změnách proudění u malých modelů (díky vysokým Re) bude měřitelná, ale spíš bych se přikláněl k tomu, že v součtu bude víc muziky z výhody pronikavosti vůči větru / ovladatelnosti v kroužení, než tím, že se změní klouzák. Ale beru, v F3x je to o tisícinkách, takže hraje cokoliv. Ono takový mouchy u velkýho letadla, který se nalepí při startu na náběžku (a podle zkušenějších se tak děje až do cca 700 metrů nad zemí), dokáží zhoršit klouzák i o 2 – 3 čísla, což je při soutěži sakra znát. Strašně moc to ale záleží na konkrétním profilu – některé jsou více náchylné, některé méně. Proto se i několikrát za letu mouchy z náběžky mechanicky odstraňují…

    Jsou to krásné teroie, ale v praxi se pořád utvrzuju heslem, že je jedno s čím… Počítá se jak a kudy 🙂