Módelflug: Kafli 3
FLUGEÐLISFRÆÐI
HRAÐI OG DRAG

Drag eykst öfugt við hraða |
Allir fletir svifflugvéla hafa mjúkar útlínur
og eru mjög sléttir, en það eitt getur minnkað
drag um allt að 5 prósent. Hraði og drag haldast
í hendur. Tökum dæmi:
Ef dragið er 5 kg á 50 km hraða, verður það
25 kg á 100 km hraða, (ekki 10 kg) dragið breytist
þannig í öðru veldi.
Ef vélarstærð í hestöflum fylgdi
rúmtaki, þyrfti hinsvegar 0.60 mótor til að
ná 50 km hraða en 2.16 mótor til að ná
100 km hraða.
Lyft er svo fyrirbrigði sem þarfnast nokkurra skýringa.
Í dæminu hér að undan hefði lyft aukist
í sömu hlutföllum og drag, eða því
sem næst, þ.e. fjórfalt við tvöföldun
á hraða. En leysir hraðinn allan vanda með
lyft?
Nei öðru nær, flugvélar verða að
lenda og taka á loft á hraða sem ekki má
vara of hár, svo lyft verðum við að fá
með öðrum ráðum þegar þungi
flugvélarinnar gerir kröfu til aukinnar flughæfni.
Vængstærð og þversnið (profile) er það
sem ræður mestu um lyftið ef hraðanum eru takmörk
sett. Þrennt til viðbótar kemur hér að
vísu við sögu, vænglögun, áfallshorn
og loftþéttleiki, en geymum okkur ögn þá
þætti.
Við ákveðum sem sagt vængstærð
og þversnið eftir því hve mikinn þunga
flugvélin þarf að bera. Ef við lítum
aftur á svifflugvél sjáum við langa,
mjóa og nokkuð kúpta vængi. Það
er galdurinn. Kúptir vængir gefa meira lyft en flatir
(á sama hraða) en langir og mjóir vængir
gefa meira lyft en stuttir og breiðir.
Og nú er komið að kjarna málsins, hvað
er lyft?
Reynum nýja aðferð til að sanna þetta
fyrirbrigði og skýra það síðan.
Ef við sláum kúlu með borðtennisspaða
lárétt út í loftið, fellur hún
fyrst hægt, en síðan nokkuð örar þar
til hún lendir. Ef við sláum skáhallt
undir kúluna þannig að hún nær að
snúast um leið, fer hún upp á við
fyrst en heldur síðan hæð lengi þar
til hún að lokum fellur næstum beint niður.
Með snúningunum myndast lyft. Snúningurinn veldur
því að lofthraðinn vex ofan við kúluna
þar sem yfirborðið snýst í sömu
átt og loftstreymið meðfram henni, en minnkar að
neðan þar sem yfirborðið snýst á
móti.
Hraðaaukningin veldur lækkuðum loftþrýstingi
sem leitast við að gleypa kúluna að ofan en
hækkaður loftþrýstingur að neðan
ýtir henni upp á við, einmitt það
sem við vorum að sækjast efitr.
Um væng gildir það sama, kúpan ofan á
vængnum veldur auknum hraða loftstraumsins þeim
megin. Vænginn má auk þess reisa örlítið
og það veitir loftstraumnum meira niðurávið
og eykur lyft vængsins um leið.
|