• TLAK
      NA LETALSKEM KRILU

    • MODEL
      LETALSKEGA KRILA

    Zakaj
    letalo leti ?

    Za letenje telesa, ki je težje od zraka, moramo zagotoviti dinamični vzgon.

    Letalsko krilo s svojo obliko in hitrostjo gibanja ustvari pogoj za letenje.

    Obstaja nekaj različnih teorij o pogojih za letenje. Dinamični vzgon v vetrovniku lahko dokažemo z modelom odseka letalskega krila.
    Animacija prikazuje različne hitrosti gibanja zračnih mas na zgornji in spodnji strani krila. V zadnjem obdobju ta teza doživlja kritike.
    Zagotovo pa je potrebna za silo vzgona razlika tlakov na zgornji in spodnji strani krila. V vetrovniku lahko to dokažemo s posebno izdelanim modelom krila.

    MODEL KRILA Z ZRAČNIMI KANALI

    Zvezna meritev v =10 km/h, pozitivni koti. Diagram prikazuje zvezno meritev pri različnih kotih krila. Meritev ni bila prekinjena zaradi stalne hitrosti in enakih pogojev za vse kote:

    Merjenja - tlak na modelu krila

    Serije meritev

    V okviru raziskovalnega dela priprav na maturo iz fizike je David Dvoršak 6.10. in 20.10.2015 opravil eksperimentalno merjenje razlike tlakov na modelu letalskega krila.
    V zavihkih Serija 1, 2 in 3 so prikazane tabele izmerkov pri različnih legah krila.

    Serija 1

    Prvo meritev sem opravil s krilom nameščenim v vodoravni legi, kot α je znašal nič stopinj. Pri letenju zračna masa obkroža presek krila in zaradi različnih dolžin poti ob zgornjem in spodnjem delu krila (zgornja je največkrat daljša od spodnje) pride do spremembe zračnega tlaka v okolici krila. Ta pojav omogoči krilu, da dobi vzgon in se zaradi višjega tlaka na spodnjem delu letala dviga. Podatki, ki sem jih pridobil, potrjujejo in dokazujejo ta pojav.

    Serija 2 kot -20°

    Pri drugi meritvi je bilo krilo obrnjeno navzdol, kakor je krilo pri pristajanju. V takšnem primeru pride zaradi povečanja kota v »negativno« smer do nižjega tlaka na spodnjem delu krila (merilno mesto 7 in 8), kar omogoča letalom, da ta postopoma zmanjšujejo svojo višino in na koncu pristanejo. Iz rezultatov je razvidno, da je eksperiment tudi tokrat uspel, saj je vidna razlika v vrednostih med spodnjimi ter zgornjimi merilnimi mesti.

    Serija 3 kot + 20°

    Pri tretji meritvi, ko je bilo krilo obrnjeno navzgor, sem prišel do naslednjih rezultatov. Ker je krilo obrnjeno navzgor, je na spodnji strani krila tlak največji, saj je ta obrnjena direktno proti potujoči zračni masi, na zgornji strani, pa so vrednosti tlaka razmeroma nižje od spodnjih. Zanimivo je dejstvo, da je tlak, na sprednjem delu krila, v primerjavi z tistim na zgornji dokaj velik, kar namiguje na dejstvo, da se vrednosti višjega tlaka začne pojavljati tudi na zgornji strani.

    Rezultati

    Rezultati vseh treh meritev prikažejo dejansko stanje in sovpadajo z mojimi predvidevanji in predznanjem o aerodinamiki letalskega krila. Razvidno je, da je zračni tlak posledica gibajoče zračne mase v našem primeru oz. hitrosti krila skozi zračno maso. Če povečujemo naklon krila, s tem posledično zvišamo tudi tlak, ki deluje na spodnjo stran krila, kar zaradi razlike med spodnjo in zgornjo stranjo, povzroči vzgonsko silo, ki omogoča dvigovanje letala in letenje na sploh. Pri meritvah sem izbral kot 20°, kar je dokaj velika vrednost za profil krila in dvigovanje z krili pod kotom 20 stopinj je velikokrat nemogoče ter povzroči tako imenovan vrij (ang. stall), ki rezultira v izgubo vzgonske sile ter posledično tudi sposobnosti letenja, saj je tlak pretežno skoncentriran v sprednji del profila letalskega krila. Pri negativnem kotu 20° pa opazimo, da je tlak na zgornji strani višji, kar posledično privede do izgubljanja višine. Zračna masa krilo potiska navzdol ter tako omogoča pristanek.

    David Dvoršak, 10.11.2015

    Galerija izdelave krila z zračnimi kanali

    Pomoč - sodelovanje podjetij


    Naše delo je podprlo nekaj slovenskih podjetij in nam pomagalo s strokovnimi uslugami in materialom