ODBORNÉ

Konstrukční řešení letadel díl 2.

Konstrukční řešení letadel

Díl druhý, půdorysný tvar přímého křídla:

 

V prvním díle jsme se věnovali výšce umístění křídla vůči trupu. Dnes se podíváme na to, jak tvar křídla ovlivňuje letové vlastnosti letadla.

 

Základním způsobem lze tvar křídla rozdělit na přímé a šípovité, přičemž každá z těchto variant má své další dělení podle tvarů.

Dnes tedy ke křídlům přímým.

Obdélníkové křídlo:

Jak už název napovídá, jedná se o křídlo, které má stejný tvar a tloušťku po celé své délce. Vzhledem ke svým vlastnostem není nutné křídlo křížit.  Zjednodušeně je křížené křídlo takové, které má různý úhel ke směru letu u kořene a na jeho konci a je tedy svým způsobem zkrouceno. Obdélníkové křídlo tedy ve většině případů není nutné křížit pro dosažení stabilních výsledků a konstrukčně se jedná o nejjednodušší variantu. Pokud dochází ke ztrátě vztlaku vlivem ztráty rychlosti nebo příliš velkého úhlu náběhu, proudnice se odtrhnou (křídlo není obtékáno a nevzniká vztlak) nejprve u kořene křídla, kde se začne tvořit turbulentní proudění – vzdušné víry, nicméně zbytek křídla stále funguje tak jak má. Letadlo je tedy stále řiditelné křidélky a je tedy možné korigovat nežádoucí náklon. Vzniklé vzdušné víry také ovlivňují ocasní plochy, které se rozechvívají, a pilot tedy dostane jakési varování , že dochází ke ztrátě vztlaku a letadlo není daleko od pádu. Navzdory všem kladným vlastnostem popsaným výše, se jedná o křídlo, které při zachování všech parametrů bude v porovnání s ostatními tvary podávat nejnižší výkon.

Obdélníkové křídlo má například Zlín 142/143.




Zlín 143
Foto: Lukáš Musil

Lichoběžníkové křídlo:

Tento tvar křídla je u dnešních letadel s přímým křídlem nejrozšířenější. Křídlo má tvar lichoběžníku (může být i nepravidelný) a jeho tloušťka je u kořene podstatně větší než na jeho konci. To je způsobeno konstrukcí nosníků křídla, které nejsou stejné po celé délce jako u křídla obdélníkového. Lichoběžníkové křídlo je tak lehčí při zachování odpovídající pevnosti, ale konstrukčně složitější než křídlo obdélníkové. Naopak jeho letové výkony jsou o poznání lepší, ale křídlo se v dnešních podmínkách neobejde bez křížení. Proudnice se odtrhávají nejdříve v druhé polovině křídla u jeho konce, tedy v oblasti kde bývají umístěna křidélka, což může být dost nebezpečný jev, protože není možné kontrolovat boční náklon a letadlo se dostává do pádu po křídle. Další záludností je, že pokud se proudnice odtrhávají na křidélkách a pilot se snaží vyrovnat náklon jejich vychýlením, dojde na straně kde je křidélko vychýlené dolu k úplnému odtržení proudnic a letadlo na tuto stranu padá po křídle. Tedy na opačnou stranu než zamýšlel pilot. Nedochází k „varování“ pilota chvěním, protože u kořene křídla a dále na ocasních plochách proudí vzduch stále plynule. Těmto negativním jevům se dá zamezit několika způsoby. Prvním jsou tzv. odtrhové lišty. Jsou to v podstatě sloty na náběžných hranách křídel, které se vysunou při nižších rychlostech. Pozmění tvar křídla tak, že ke ztrátě vztlaku dochází u jeho kořene jako v případě obdélníkového křídla. Daní za toto řešení je vyšší pádová rychlost – tedy rychlost, při které letadlo ztrácí vztlak a přechází z letu do pádu. Druhou variantou je již zmiňované křížení křídla, při kterém má náběžná hrana křídla rozdílný úhel náběhu po své délce. Tento úhel bývá menší na koncích křídel než u jeho kořene. Taktéž dochází k odtržení vztlaku u kořene křídla a je tedy zachována řiditelnost letadla. To vše ovšem na úkor zvýšenému čelnímu profilu křídla a tedy vyššímu aerodynamickému odporu.

Z dnešních letadel má lichoběžníkové křídlo například ATR 42/72.



ATR 72 Air Serbia
Foto: Petr Hlaváček


Eliptické křídlo:

Tento druh křídla byl vyvinut ve 30-tých letech 20 století a z hlediska aerodynamických vlastností, je z výše popsaných variant nejvýkonnější. Křídlo se od kořene směrem ke konci zužuje a jeho hmotnost je srovnatelná s lichoběžníkovým křídlem daných vlastností. Tvar dává křídlu nejmenší indukovaný odpor a tedy největší aerodynamickou účinnost. Vynikající letové vlastnosti tohoto křídla jsou ovšem vyváženy velmi špatnými vlastnostmi pádovými. Protože vztlak je po křídle rozložen rovnoměrně, i k jeho ztrátě dochází v jednom momentu po celé délce křídla a letadlo okamžitě, bez varování přechází do pádu. Tomu lze zabránit křížením křídla. Ale jak již bylo popsáno, pouze za cenu vyššího čelního aerodynamického odporu a tedy částečnou degradací vlastností křídla. Pravdou zůstává, že nekřížené eliptické křídlo je z hlediska pilotáže dosti náročné a například pro pilotní žáky naprosto nevhodné. Asi nejslavnějším letadlem s eliptickým křídlem byl britský Supermarine Spitfire, legendární stíhací letoun z 2. sv. války. Z dopravních letadel měl eliptické křídlo například předválečný Boeing 247. V dnešní době se už eliptické křídlo téměř nevyužívá. Moderní letouny potřebují z hlediska rychlosti křídlo šípové a pro amatérské stroje je konstrukce a stavba eliptického křídla příliš složitá.



Supermarine Spittfire
Foto: Jan Maršálek

Často se vyskytují kombinace výše uvedených tvarů kde zpravidla bývá část křídla, blíže u trupu obdélníková a konec buď lichoběžníkový nebo eliptický. Kombinací tvarů získáme přijatelné letové a pádové vlastnosti, většinou bez nutnosti křížení křídla, za cenu menší degradace letových výkonů.



Editor: Radka Morrisová
Zdroj: Dušan Slavětínský - O Letadlech



You have no rights to post comments