Forta portanta pe un profil aerodinamic

FORTA PORTANTA PE UN PROFIL AERODINAMIC

Distributia presiunii si curentul de aer din jurul unui profil aerodinamic

Un profil aerodinamic este o suprafata proiectata pentru a ajuta ridicarea, controlul si propulsia unui avion folosind curentul de aer. Cateva profile aerodimamice cunoscute sunt aripa, stabilizatorul orizontal, stabilizatorul vertical si palele elicei.

Suprafetele de control precum eleroanele, profundoarele si directiile fac parte din diferite profile aerodinamice. Le puteti misca pentru a modifica forma profilului aerodinamic si fortele generate de curentul de aer asupra ei. Acest aspect va da posibilitatea de a manevra avionul si de a-l controla in timpul zborului.

Forma aripii poate fi de asemenea schimbata prin ridicarea / coborarea flapsurilor pentru a oferi caracteristici de viteza redusa mai bune in cazul decolarii si aterizarii.

Producerea fortei portante de catre un profil aerodinamic este explicata de principiul lui Bernoulli ( viteza de zbor ridicata da o presiune statica redusa ) cunoscut si ca efectul Venturi. Daniel Bernoulli ( 1700 1782 ) a fost un om de stiinta elvetian care a descoperit acest efect.

La nivelul Licentei de pilot privat ( PPL) ne preocupam indeosebi de avioanele care zboara la viteze pina la 200 kt ( noduri ). La viteze mai mari, chiar inainte de a atinge viteza sunetului, are loc o complicatie a compresibilitatii aerului-acest lucru este luat in considerare la nivelul de pilot comercial.

Curentul de aer din jurul unui avion

Modelul curentului de aer din jurul unui avion care zboara depinde in special de forma avionului si atitudinea sa relativa fata de curentul de aer liber. Ceea ce conteaza sunt viteza relativa a avionului si a curentului de aer si nu faptul ca avionul este cel care se misca prin aer sau aerul in jurul avionului. Oricare abordare ne da aceleasi raspunsuri.

Cea mai importanta parte a unui avion este suprafata portanta. Curentul de aer peste suprafetele portante principale (aripile) genereaza forta portanta care permite avionului sa zboare. Curentul de aer din jurul unei suprafete portante poate fi asemanat curentului de aer printr-un tub Venturi.

Deasemenea mai sunt implicati si alti factori in afara de viteza aerului care trece in jurul avionului. Marimea avionului, forma aripilor, densitatea si vascozitatea aerului-fiecare din acestea joaca un rol in determinarea caracteristicilor curentului de aer din jurul avionului.

Comportamentul curentului de aer din imediata apropiere a profilului aerodinamic este foarte important, si acest strat de aer se numeste strat limita. Frecarea intre un profil si aerul de deasupra sa incetineste straturile de aer in apropierea lui. Aerul care se afla efectiv in contact cu profilul poate avea de fapt o viteza relativa nula. Grosimea acestui strat limita, in care viteza relativa este redusa, este in general de cativa milimetri.

De la un punct, pe suprafata aripii, curentul de aer din interiorul stratului limita laminar devine turbulent si stratul se ingroasa semnificativ. Acesta este cunoscut ca punctul de tranzitie.

Curgerea curentului

Daca moleculele aflate in succesiune urmeaza acelasi model constant intr-o curgere, atunci acest model poate fi reprezentat printr-o linie de curent. Nu va avea loc nici o curgere de-a curmezisul liniilor de curent ci de-a lungul lor.

La oricare punct fix pe linia de curent, fiecare molecula de aer va avea aceeasi viteza si presiune statica precum moleculele precedente cand au trecut pe la acel punct. Aceste valori ale vitezei si presiunii se pot schimba de la un punct la altul de-a lungul liniei de curent. O reducere in viteza curgerii curentului este indicata de o spatiere mai larga a liniilor de curent, in vreme ce viteza crescuta este indicata de spatierea scazuta a liniilor de curent.

Orice molecule care urmeaza o linie de curent vor avea aceleasi viteze si presiuni ca moleculele precedente.

Curgerea turbulenta

In curgerea turbulenta, moleculele aflate in succesiune nu urmeaza un model de curgere in linie. Moleculele aflate in succesiune se pot deplasa pe o traiectorie destul de diferita de moleculele precedente. Aceasta curgere turbulenta este o trasatura nedorita in majoritatea fazelor de zbor, si de aceea aripile trebuie sa fie in permanenta curate.

Curgerea liniara constanta este de dorit in majoritatea fazelor de zbor, si curgerea turbulenta este mai bine sa fie evitata. Punctul in care stratul limita se separa de zona profilului aerodinamic, determinind curentul de aer sa se separe si sa devina turbulent, este cunoscut ca punct de separatie. Acest aspect este studiat mai detaliat mai tarziu in Capitolul 14, Viteza limita.

Principiul lui Bernoulli

Un fluid in miscare constanta are energie:

q      Energie de presiune statica; si

q      Energie de presiune dinamica ( energie cinetica datorata miscarii ).

Aerul este un fluid, si daca il presupunem ca fiind incompresibil, se comporta ca un asa-zis fluid ideal. Daniel Bernoulli a aratat ca pentru un fluid ideal, energia totala intr-o curgere liniara constanta ramane constanta. De aceea :

Energia de presiune ( statica ) + energia cinetica ( dinamica ) = energia totala constanta

Energia se poate schimba de la o forma la alta, dar continutul energiei totale va ramane acelasi. Daca energia de presiune scade ( presiune statica scazuta ) atunci energia cinetica trebuie sa creasca ( o mai mare viteza de zbor ), adica un efect Venturi.

Presiunea statica la orice punct intr-un fluid actioneaza egal in toate directiile. Presiunea statica a atmosferei este exercitata in toate punctele asupra mainii dumneavostra.

Energia de miscare se numeste energie cinetica si este exprimata ca:

Energia cinetica = x masa x viteza la patrat (V²)

Energia cinetica a unei portiuni de aer in miscare relativa fata de un obiect ii permite sa exercite o forta asupra obiectului. Acesta forta, cand este calculata pe unitatea suprafetei, se numeste presiune dinamica si este exprimata ca:

Presiunea dinamica = x ρ x viteza la patrat, sau 1/2ρV²

Presiunea dinamica implica densitatea aerului ( ρ ) care este masa pe unitatea de volum ( mai degraba decat doar masa care este folosita in formula pentru energia cinetica ). Presiunea dinamica este o cantitate mai folositoare decat energia cinetica cand discutati aerodinamica.

Daca ridicati mana in vant puternic sau pe fereastra unei masini aflate in miscare, atunci presiunea vantului sau presiunea miscarii este simtita din cauza aerului care va loveste mana si zboara in jurul ei. Aceasta presiune se numeste presiune dinamica, adica, presiune datorata miscarii relative intre mana dumneavostra si aer. Cat de puternica este aceasta presiune dinamica depinde de doua lucruri :

1.     Viteza corpului fata de curentul relativ de aer cu cat masina merge mai repede sau cu cat vantul sufla mai tare, atunci cu atat este mai mare presiunea dinamica pe care o simtiti pe mana dumneavoastra. Acest lucru se intampla pentru ca mai multe molecule va lovesc mana pe unitatea de timp ( secunda )

2.     Densitatea aerului la aceeasi viteza, cu cat aerul este mai dens, cu atat sunt mai multe molecule pe secunda care va vor lovi si astfel cu atat este mai mare presiunea dinamica.

Din moment ce presiunea dinamica este egala cu ρ V, acum ne putem scrie ecuatia:

Presiune statica + presiune dinamica = presiune totala constanta

P + (1/2 x ρ x V ) = P_T

Termenul x ρ x V este una din cele mai importante din aerodinamica. Trebuie sa existe presiune dinamica pentru ca un profil aerodinamic sa produca forta portanta. Presiunea dinamica este de asemenea importanta cand luam in considerare alte elemente precum rezistenta la inaintare si viteza de aer indicata.

Stim ca presiunea statica plus presiunea dinamica inseamna presiunea constanta totala. Daca viteza V a curentului de aer creste, creste presiunea dinamica aceasta inseamna ca presiunea statica trebuie sa scada ( principiul lui Bernoulli ).

Viteza crescuta inseamna presiune statica scazuta.

Invers, daca viteza ( si prin urmare presiunea dinamica ) scade, presiunea statica trebuie sa creasca.

Profilul aerodinamic si principiul lui Bernoulli

Toate partile unui avion contribuie atat la crearea portantei cat si la crearea rezistentei la inaintare, dar aripa ( suprafata portanta ) este cea care este proiectata special sa ofere forta portanta pentru a sprijini intregul avion.

Un studiu al variatiei presiunii statice si al vitezei in jurul unui profil aerodinamic, folosind principiul lui Bernoulli, este cel mai usor mod non-matematic de a intelege producerea portantei si a rezistentei la inaintare.

O farfurie plata subtire intr-un curent de aer la unghi de atac zero ( aliniat curentului de aer ) nu genereaza nici o schimbare a curentului de aer si in consecinta nu genereaza nici o reactie ( forta ). Unghiul de atac este unghiul la care farfuria este prezentata curentului de aer.

Daca unghiul de atac este modificat, farfuria plata genereaza o reactie care tinde atat sa ridice cat si sa o traga inapoi acelasi efect pe care il simtiti cu mana afara pe fereastra unei masini. Cantitatea reactiei depinde de viteza si de unghiul de atac intre farfuria plata si curentul de aer relativ.

Din cauza unghiului de atac, curentul de aer in linie dreapta este deranjat. O usoara ascendenta este creata in fata farfuriei facind ca aerul sa pluteasca printr-o zona mai constrictiva, aproape ca si cum ar exista un venturi invizibil deasupra farfuriei. Aerul, pe masura ce trece prin zona constricitva, ia in viteza.

Cresterea vitezei genereaza o scadere a presiunii statice ( principiul lui Bernoulli ).

Presiunea statica deasupra farfuriei este mai scazuta decat presiunea statica de sub farfurie, ganerind o reactie ascendenta neta. Dupa ce trece de farfurie, se formeaza un curent descendent al jetului de aer.

Reactia totala asupra farfuriei datorata faptului ca acesta derajeaza curentul de aer are doua componente- una la unghiuri drepte fata de curentul de aer relativ cunoscuta ca portanta, si una paralela cu acest curent de aer relativ, si care se opune miscarii relative, cunoscuta ca rezistenta la inaintare.

Formele suprafetelor portante

Majoritatea avioanelor nu au forme de farfurii plate pentru aripi. O farfurie plata nu este o suprafata portanta ideala dintr-un numar de motive rupe curentul de aer liniar, generind vartejuri ( turbulente ), cu o mare crestere a rezistentei la inaintare. Este de asemenea dificil de construit o aripa subtire, plata.

Un profil aerodinamic curbat nu numai ca genereaza mai multa portanta si mai putina rezistenta la inaintare in comparatie cu o farfurie plata, este si mai usor de construit in termeni de forta structurala.

Un profil aerodinamic poate avea multe forme cu sectiuni transversale. Proiectantii de avioane aleg forma care are cele mai bune caracteristici aerodinamice pentru scopurile lor. Desi majoritatea profilelor aerodinamice de viteza redusa sunt asemanatoare ca forma, fiecare sectinue ( sectiune transversala ) este proiectata sa ofere anumite caracteristici aerodinamice specifice.

Discutia noastra se va desfasura numai in termeni generali care pot fi aplicati de obicei majoritatii profilelor aerodinamice.

Curbura aripii

Curbura aripii reprezinta linia curba a profilului aerodinamic.

Cresterea curburii pe zona superioara face ca, curentul de aer de deasupra ei sa accelereze mai mult si sa genereze mai multa portanta la acelasi unghi de atac ( din moment ce o viteza mai mare inseamna presiune statica mai scazuta ).

Aripile cu curbura mai mare ofera o buna portanta, facindu-le adecvate pentru zborul la viteze reduse si transportarea de incarcaturi mari. Pozitia celei mai mari curburi este de obicei la aproximativ 30% din coarda spre inapoi de la bordul de atac al aripii.

Linia de curbura medie ( coarda medie ) este linia trasata la jumatatea distantei intre zona superioara ( extrados ) si cea inferioara ( intrados ) a unui profil de aripa.

Coarda medie ofera o poza a curburii medii a profilului aerodinamic.

Linia de coarda este linia dreapta care uneste bordul de atac si bordul de fuga al aripii. Un alt mod de a spune acest lucru este :

Linia de coarda este linia dreapta care uneste capetele liniei de curbura medii. Lungimea acesteia se numeste coarda.

Curbura este distanta dintre coarda medie si coarda

Forma corzii medii este extrem de importanta in determinarea caracteristicilor sectiunii profilului aerodinamic. Valoarea si pozitia curburii maxime relative la linia de coarda a profilului aerodinamic ajuta la definirea formei corzii medii si sunt de obicei exprimate ca un procentaj din coarda.

NOTATI ca o aripa foarte curbata poate fi groasa sau subtire si ca un profil aerodinamic simetric are o curbura zero.

Grosimea unui profil aerodinamic este cea mai mare distanta dintre zonele superioare ( extradosul ) si cele inferioare ( intradosul ) aripii.

O aripa groasa cu un extrados bine curbat este ideal pentru producerea unei forte portante mari la viteze reduse. Avioanele cu decolari si aterizari scurte ( STOL ), care sunt proiectate pentru decolari si aterizari pe suprafete scurte si pe terenuri de zbor nepregatite, sunt cele mai probail de a avea aripi bine curbate si groase, de exemplu de Havilland Canada Dash 7, Beaver si Twin Otter, Pilatus Porter, seria Maule Rocket si Antonov-2.

De asemenea, asa cum am mentionat mai devreme, o aripa groasa este mai usor de construit decat o aripa subtire pentru ca exista mai mult loc pentru partile structurale precum traversele ( nervurile ). O aripa groasa este de asemenea avantajoasa cand vine vorba de instalarea rezervoarelor de combustibil.

O aripa tipica de viteza redusa, bine curbata

La unghiuri de atac pozitive mici obisnuite in zborul normal, presiunea statica peste marea parte a varfului profilului aerodinamic ( bordul de atac al aripii ) este usor redusa prin comparatie cu presiunea statica normala a curentului de aer liber care se afla destul de departe de suprafata portanta. Presiunea statica de pe intradosul profilului aerodinamic este usor mai mare decat aceea de pe extradosul ei.

Aceasta diferenta de presiune este originea fortei de reactie totala exercitata asupra profilului aerodinamic, cea mai mare contributie venind din zona extradosului. In acelasi mod in care greutatea totala poate fi considerata ca actioneaza printr-un punct numit centru de greutate (CG), reactia totala a fortelor aerodinamice asupra profilului aerodinamic pot fi considerate ca actioneaza prin centrul de presiune (CP).

Este convenabil pentru noi sa consideram acesta reactie totala (TR) din prisma celor doua componente ale sale : portanta (L) si rezistenta la inaintare (D).

Portanta este rezultanta reactiei totale perpendiculara pe curentul de aer relativ.

Rezistenta la inaintare este rezultanta reactiei totale paralela cu curentul de aer relativ si care se opune tractiunii. Curentul de aer relativ se refera la miscarea relativa intre un corp, si curentul de aer indepartat, adica acel curent de aer suficient de indepartat de corp ca sa nu fie deranjat de acesta.

Unghiul de atac (AoA) este unghiul dintre linia de coarda a unei suprafete portante si curentul de aer relativ indepartat.

Nu confundati unghiul de panta sau atitudinea avionului ( relativ la orizontala ) cu unghiul de atac al suprafetei portante ( relativ la curentul de aer indepartat ).

Nu confundati unghiul de atac ( relativ la curentul de aer indepartat ) cu unghiul de incidenta, unghiul la care aripa este fixata de avion si axa longitudinala a acestuia. Unghiul de incidenta este fix, dar unghiul de atac se schimba in zbor

Principiul lui Bernoulli asociaza o scadere a presiunii statice cu o crestere a vitezei, adica o presiune statica in scadere genereaza o crestere a vitezei curentului de aer. Forma profilului aerodinamic si unghiul sau de atac determina distributia vitezei cit si distributia presiunii statica deasupra lui.

Ca o modalitate de a ilustra diferite presiuni statice, vom folosi o sageata dinspre suprafata portanta pentru a indica o presiune mai mica decat presiunea statica a curentului de aer liber ( o absorbtie ) si o sageata spre suprafata pentru a indica o presiune statica mai mare decat cea a curentului de aer liber. In alte parti este posibil sa vedeti pentru a indica o presiune statica mai scazuta si + pentru a indica o presiune statica mai ridicata.

La bordul de atac al aripii, curentul de aer stagneaza relativ la aripa acest punct se numeste punctul de stagnare al bordului de atac. Exista si un punct de stagnare al bordului de fuga.

La punctul de stagnare al bordului de atac curentul de aer se imparte pentru a trece peste si pe sub sectiunea portanta. Unghiul de atac pozitiv cauzeaza o viteza crescuta asupra extradosului aripii si de aceea o presiune statica scazuta ( Bernoulli ). Daca profilul produce o accelerare continua va avea loc o reducere continua a presiunii statice.

La alte puncte pe suparafata portanta curentul de aer trebuie sa incetineasca si acest aspect va fi insotit de o crestere corespunzatoare a presiunii statice ( Bernoulli ). O suprafata conturata in mod lin va produce o schimbare lina a distributiei presiunii.

Influenta unghiului de atac in distribuirea presiunii

Este interesant de urmarit distributia presiunii in jurul unei anume suprafete portante dat fiind ca unghiul de atac este modificat.

In zborul normal, curentul de aer creste in viteza peste bordul de atac a suprafetei portante rata de crestere fiind mai mare la unghiuri de atac mai mari. Pe masura ce viteza creste, presiunea statica descreste ( Bernoulli ) si la punctul cu cea mai mare viteza, presiunea statica este cea mai redusa. Curentul de aer de sub suprafata portanta creste mai incet decat cel de deasupra si de aceea presiunea statica descreste mult mai incet. Se poate uneori sa scada la o valoare mai mica decat presiunea statica a curentului de aer liber, in functie de unghiul de atac.

La unghiuri de atac mai mici exista reduceri ale presiunii statice deasupra ambelor suprafete, atit pe extradosul cit si pe intradosul aripii, forta portanta fiind generata de diferenta de presiune. Presiunea statica este redusa la o valoare mai scazuta pe extrados comparativ cu presiunea statica pe intrados la unghiuri de atac mici.

La un unghi de atac negativ mic, aproximativ 4 pentru aceasta suprafata portanta, reducerile de presiune sunt aproximativ egale si de aceea nu rezulta nici o forta portanta.

La unghiuri de atac mari portanta se datoreaza presiunii scazute pe zona de extrados si presiunii usor crescute pe zona de intrados a aripii.

Depasind unghiul de atac corespunzator vitezei limita, curgerea liniara pe extradosul aripii este redusa, cu o slabire in consecinta a zonei de presiune scazuta datorita formarii de turbioane. ( Principiul lui Bernoulli se aplica numai curentului liniar ). Portanta scazuta care mai ramane este datorata indeosebi cresterii in presiune pe intradosul aripii.

Centrul de presiune

Este mai usor de aratat efectul general al acestor schimbari de presiune statica folosind o singura forta aerodinamica, rezultanta actionind intr-un singur punct pe linia de coarda centrul de presiune (CP).

Pe masura ce unghiul de atac este crescut in zbor normal au loc doua lucruri importante:

1.     Capacitatea de portanta a aripii ( coeficient de portanta - CL ) creste, permitind aripii sa produca aceeasi portanta ( necesara pentru a echilibra greutatea ) la o viteza de aer scazuta.

2.     Centrul de presiune se muta in fata.

La viteze de zbor normale ( aproximativ 4 unghi de atac ), centrul de presiune se afla inapoi de centrul aripii. Pe masura ce unghiul de atac creste si viteza aerului scade, centrul de presiune se muta in fata. Cel mai in fata se muta la aproximativ 1/5 din coarda (20%) fata de bordul de atac.

Peste unghiul de atac critic ( aproximativ 16 unghi de atac ), curentul liniar deasupra extradosului aripii se rupe, si presiunile statice scazute pe zona de extrados nu se mai formeaza. Rezultanta ( indeosebi componenta de portanta ) este redusa si centrul de presiune se muta inapoi de-a lungul corzii.

Portanta pe o aripa standard

Forta portanta este perpendiculara pe curentul de aer relativ. Rezultanta ( cunoscuta si ca forta aerodinamica totala ) este impartita in doua componente: forta de rezistenta la inaintare, care se opune tractiunii si actioneaza paralel curentului de aer relativ; si forta portanta, care este perpendiculara pe curentul de aer relativ si traiectoria de zbor a avionului.

Experimental, se poate spune ca rezultanta, si prin urmare portanta, depind de:

q      Forma aripii;

q      Unghiul de atac;

q      Densitatea aerului (ρ);

q      Viteza curentului de aer liber (V );

q      Suprafata aripii (S)

Portanta ( si rezistenta la inaintare ) produsa de o aripa urmeaza legi naturale. Putem simplifica intelegerea acestui efect natural descriindu-l intr-o formula relativ simpla ( una din putinele pe care trebuie sa le retineti ).

Viteza curentului de aer si densitatea aerului (ρ) se combina in expresia pentru presiunea dinamica x ρ x V.

Punind toate acestea laolalta cu suprafata aripii (S), obtinem:

Portanta = (un factor) x ρ V x S

Folosim un factor pentru a ne referi la celelalte variabile, indeosebi forma aripii si unghiul de atac ( de exemplu, profilul pe care aripa il prezinta curentului de aer ). Acestui factor ii este dat numele mai tehnic de coeficient de portanta (CL) care este de fapt capacitatea de ridicare a aripii la un anumit unghi de atac. Prin urmare :

Portanta (L) = C_portanta x 1/2 x ρ x V x S

Portanta(L) = C_L ρV²S

Din moment ce forma aripii este fixata de proiectant, orice schimbari a C_L trebuie sa se datoreze schimbarilor unghiului de atac. Daca C_L ( coeficientul portantei ) este mare la un anume unghi de atac, atunci aceeasi forta portanta pentru a contracara greutatea poate fi generata la o viteza mai mica. Inter-relatia dintre unghiul de atac, implicit coeficientul de portanta si viteza este importanta pentru pilot.

Folosind formula : L= C_L x x ρ x V x S si masurind L, V, ρ si S, putem calcula C_L si dezvolta graficul curbei lui C_L functie de unghiul de atac, cunoscut ca si curba portantei.

Pentru o aripa data, unghiul de atac este factorul de control cel mai important in distribuirea presiunii statice in jurul aripii. Acesta detemina valoarea fortei portante care este generata. Valoarea efectiva a lui C_L va diferi asadar in functie de unghiul de atac.

Fiecare forma a suprafetei portante isi are propria curba a portantei care isi relationeaza C_L cu unghiul de atac. Vom considera o aripa cu o coarda medie ca aceea care apartine unui avion tipic de antrenament cum ar fi un Piper PA28.

La zero grade unghi de atac, suprafata portanta creeaza aceeasi forta portanta si are un C_L pozitiv.

La aproximativ 4 grade unghi de atac portanta este zero si C_L = 0. Avionul este rar pilotat la unghiul de atac cu portanta zero, care are loc intr-o urcare verticala sau picaj vertical.

Pe masura ce unghiul de atac creste, C_L creste proportional pana pe la 12 sau 13 unghi de atac.

La unghiuri de atac mai ridicate curba portantei incepe sa coboare, pana la unghiul de atac corespunzator vitezei limita ( aproximativ 16 in acest caz ) are loc o scadere semnificativa a C_L si a capacitatii aripii de a produce portanta. Aceasta are loc atunci cand curentul de aer este incapabil sa ramana liniar peste zona de extrados a aripii, se separa si se imparte in turbioane ( ruperea fileurilor de aer ). Aceasta reprezinta viteza limita a suprafetei portante. Notati ca C_L maxim ( coeficientul maxim de portanta al aripii ) are loc exact inaintea vitezei limita.

Forta portanta actioneaza prin centrul de presiune. La 4 unghi de atac locatia centrului de presiune este de aproximativ 40% din coarda fata de bordul de atac, si se muta mai departe in fata la aproximativ 20% pe masura ce unghiul de atac este marit prin zona de zbor normal ( de la aproximativ 4 pana la 16 aproape de unghiul critic corespunzator vitezei limita ).

La unghiul de atac critic centrul de presiune se afla la cel mai indepartat punct catre in fata.

Dincolo de unghiul de atac critic CP se deplaseaza catre inapoi.

Pe masura ce valoarea fortei portante si locatia centrului de presiune se schimba, va avea loc un moment diferit de rotire in planul de coborire al avionului. Efectul ( momentul ) de rotatie generat de forta portanta depinde atat de magnitudinea ( marimea ) sa cat si de distanta dintre centrul de presiune si centrul de gravitatie. Puteti echilibra acest moment de rotire, si sa preveniti ca avionul sa ridice sau sa coboare botul, modificind cantitatea de forta aerodinamica generata de coada avionului. Puteti face acest lucru prin miscarea inainte si inapoi a mansei, care controleaza profundorul.

Portanta pe un profil simetric

Suprafete portante simetrice tipice sunt directia si unele stabilizatoare orizontale. Coarda medie a unei suprafete portante simetrice este o linie dreapta datorita curburii identice pe extradosul si intradosul aripii. De aceea linia de coarda si linia de curbura medie sunt identice.

Graficul portantei pentru o suprafata portanta simetrica va avea ca rezultat un C_Portanta = 0 ( si portanta zero ) la un unghi de atac de 0 grade.

Aripa intr-un curent de aer laminar

O aripa cu o curbura joasa permite aerului sa retina curentul laminar deasupra unei mai mari zone a suprafetei. Locatia grosimii maxime este de obicei de 50% spre inapoi.

O aripa intr-un curent laminar produce aceeasi portanta in gama vitezei de croaziera cu o rezistenta la inaintare mai mica, prin comparatie cu o aripa mai groasa. Aripile de curent laminar se gasesc la unele avioane de mare viteza cum ar fi Mustang WW II de lupta, la unele avioane de antrenament precum seriile Piper Cherokee/ Warrior si la avioane de inalta acrobatie de tip Extra 300.

Exista unele dezavantaje ale unei aripi de curent laminar. Comportamentul in apropierea zonei de viteza limita nu este la fel de bun ca al unei suprafete portante normale. Valoarea mai scazuta a lui C_Lmax inseamna ca viteza limita are valori mai mari.

Pentru a produce portanta necesara ( pentru a echilibra greutatea ) unghiul de atac critic ( aproximativ 15 16 ) este atins la o viteza a aerului indicata mai mare decat la o aripa bine curbata. C_Lmax pentru suprafata portanta are loc langa unghiul critic, dar reprezinta o valoare mai scazuta decat C_Lmax pentru o suprafata portanta bine curbata.

Acum completati Exercitiul 3 Generarea fortei portante de catre un profil .