Понятие аэродинамического качества

В аэродинамике существует специальный термин: аэродинамическое качество крыла. Чем крыло «качественнее», тем оно лучше летает.

Аэродинамическое качество крыла – это отношение коэффициентов Cy/Cx при установке крыла на наивыгоднейший угол атаки . Давайте вернемся к рассмотрению равномер-ного прямолинейного полета безмоторного ЛА в неподвижном воздухе и определим зависимость между аэродинамическим качеством K и расстоянием L, которое может пролететь аппарат, планируя с некоторой высоты над землей H (смотри рис).

Разложение сил и скоростей при установившемся прямолинейном планировании

Аэродинамическое качество равно отношению коэффициентов подъемной силы и сопротив-ления при установке крыла на наивыгоднейший угол атаки: K=Cy/Cx. Из формул определения подъемной силы и сопротивления: Cy/Cx = Y/X. Следовательно:К=Y/X. Разложим скорость полета ЛА V на горизонтальную и вертикальную составляющие Vx и Vy. Траектория полета ЛА наклонена к земле на угол 90°. Из подобия прямоугольных треугольников по углу θ видно: Y/X=Vx/Vy. Очевидно, что отношение дальности полета L к высоте H равно отношению скоростей Vx к Vy: L/H=Vx/Vy Таким образом, получается, что K=Cy/Cx=Y/X=Vx/Vy=L/H. То есть K=L/H. Аэродинамическое качество показывает, сколько метров по горизонтали может пролететь аппарат при потере одного метра высоты при условии того, что воздух неподвижен.

Закритические углы атаки, понятия штопора и заднего сваливания

ПОЛЕТ - ЭТО СКОРОСТЬ. Там, где кончается скорость, кончается и полет. Там, где кончается полет, начинается падение.

Что такое штопор? Потеряв скорость, самолет сваливается на крыло и устремляется к земле, двигаясь по круто вытянутой спирали. Штопор потому и назвали штопором, что внешне фигура напоминает гигантский, чуть растянутый пробочник. При уменьшении скорости полета подъемная сила падает. Для того чтобы аппарат продолжал удерживаться в воздухе, то есть чтобы уравнять уменьшившуюся подъемную силу с силой тяжести, необходимо увеличить угол атаки. Угол атаки не может расти бесконечно. При выходе крыла за критический угол атаки происходит срыв потока. Причем происходит он обычно не совсем одновременно на правой и левой консолях. На сорвавшейся консоли РЕЗКО падает подъемная сила и вырастает сопротивление. В результате самолет валится вниз, одновременно закручиваясь вокруг сорвавшейся консоли.

 

На заре авиации попадание в штопор вело к катастрофам, так как никто не знал, как вывести из него самолет. Первым, кто сознательно ввел самолет в штопор и успешно вышел из него, был русский летчик КОНСТАНТИН КОНСТАНТИНОВИЧ АРЦЕУЛОВ. Свой полет он выполнил в сентябре 1916 г. Это были времена, когда самолеты больше походили на этажерки, а парашют еще не состоял на вооружении русской авиации…

Потребовались годы исследований и множество рискованных полетов, прежде чем теория штопора была достаточно хорошо изучена. Сейчас эта фигура включена в программы первоначальной летной подготовки.

У парашютов штопора не бывает. При выводе крыла парашюта на закритические углы атаки аппарат попадает в режим заднего сваливания. Заднее сваливание - это уже не полет, а падение.

Купол парашюта складывается и уходит вниз и назад за спину пилота так, что угол наклона строп достигает 45-55 градусов от вертикали. Пилот падает к земле спиной. Возможности нормально сгруппироваться у него нет. Поэтому при падении с высоты 10-20 метров в режиме заднего сваливания проблемы со здоровьем пилоту гарантированы. Чтобы не попасть в беду, немного позже мы рассмотрим этот режим более подробно. Нас будут интересовать ответы на два вопроса. Как не попасть в сваливание? Что делать, если аппарат все-таки сорвался?