Centrul de învățare · Principiile zborului · Lecția 2

Rezistența la înaintare, stabilitatea și zborul în viraj

Portanța te ridică în aer, dar rezistența la înaintare decide cât de departe planezi, iar felul în care virezi decide cât de mult trebuie să lucreze aripile. Această lecție tratează rezistența la înaintare, stabilitatea și efectul înclinării.

Aproximativ 13 minute, plus testul. Face parte din capitolul Principiile zborului. Se bazează pe Portanța, unghiul de atac și angajarea.

1. Tipurile de rezistență la înaintare

Rezistența la înaintare este forța care se opune mișcării prin aer. Există două tipuri principale.

• Rezistența parazită vine din forma avionului și din frecarea aerului cu acesta: rezistența de formă, frecarea de suprafață și rezistența de interferență acolo unde se întâlnesc piesele. Crește cu pătratul vitezei, deci este rezistența principală la viteză mare.
• Rezistența indusă este prețul pe care îl plătești pentru a produce portanță. Este cea mai mare la viteză mică și unghi de atac mare și scade pe măsură ce viteza crește.

Dacă le aduni, rezistența totală are un punct minim la o anumită viteză. La acea viteză avionul are cel mai bun raport portanță/rezistență (L/D). Sub acea viteză, rezistența crește din nou, motiv pentru care un avion lent are nevoie de mai multă putere ca să-și mențină înălțimea.

2. Planarea optimă

Cu motorul la relanti, raportul de planare este aproximativ egal cu raportul L/D (o elice care se rotește liber adaugă ceva rezistență). Viteza de planare optimă este cea cu cea mai mică rezistență totală. Ea oferă cea mai mare distanță în aer calm. Viteza este indicată în manualul de zbor și este numărul de ținut minte în caz de pană de motor.

O schimbare a masei modifică viteza de planare optimă, dar nu și raportul de planare optim. Viteza este puțin mai mare la o masă mai mare. Cu vânt din față folosește o viteză puțin mai mare, iar cu vânt din spate una puțin mai mică, în limitele indicațiilor din manual.

Exemplu rezolvat (inventat): un avion cu raport de planare 9:1 se află la 2.000 ft deasupra solului. Poate parcurge 2.000 × 9 = 18.000 ft, adică aproximativ 3 NM în aer calm (1 NM este aproximativ 6.076 ft).

3. Stabilitatea și CG

Stabilitatea statică este prima reacție la o perturbație. Dacă un avion este cabrat și botul tinde apoi să revină, avionul este stabil static. Stabilitatea dinamică este ceea ce se întâmplă în timp: oscilațiile se pot stinge (stabil), pot rămâne la fel sau pot crește (instabil).

Avioanele ușoare sunt făcute stabile în mod intenționat. Stabilizatorul orizontal face cea mai mare parte a muncii. Poziția centrului de greutate (CG) contează. Un CG avansat este mai stabil, dar cere o forță mai mare pe profundor și are o viteză de angajare mai mare. Un CG retras este mai puțin stabil și face comenzile mai ușoare, iar dacă este prea retras, recuperarea din angajare poate deveni dificilă sau imposibilă. Vezi încărcarea și centrul de greutate.

4. Forțele într-un viraj orizontal

Într-un viraj, portanța este înclinată. Componenta verticală a portanței trebuie să echilibreze în continuare masa pentru a menține înălțimea, iar componenta orizontală trage avionul în viraj. Deci portanța totală trebuie să fie mai mare decât în zborul rectiliniu. O obții cu un unghi de atac mai mare (tragi de manșă) și, pentru că acesta adaugă rezistență, cu puțin mai multă putere.

Factorul de sarcină n este portanța împărțită la masă. Într-un viraj orizontal stabilizat: n = 1 ÷ cos(unghiul de înclinare)

Unghi de înclinare	Factor de sarcină	Creșterea vitezei de angajare
0°	1.00	0%
30°	1.15	aproximativ 7%
45°	1.41	aproximativ 19%
60°	2.00	aproximativ 41%
70°	2.92	aproximativ 71%

Viteza de angajare crește cu rădăcina pătrată a lui n. Exemplu rezolvat (inventat): o viteză de angajare de 50 kt în zbor orizontal devine 50 × 1,19 = aproximativ 59,5 kt la o înclinare de 45°. Angajarea în sine este explicată în lecția despre angajare.

5. Giera adversă

Când intri într-un viraj, eleronul de pe aripa care se ridică coboară și produce mai multă portanță și mai multă rezistență indusă. Celălalt urcă, cu mai puțină rezistență. Rezistența trage botul spre exteriorul virajului, adică în sens opus. Aceasta este girația adversă. Este cea mai puternică la viteză mică și cu mișcări mari ale eleroanelor. Se contracarează cu direcția în direcția virajului și cu coordonare. Constructorii ajută prin eleroane diferențiale (cel care urcă se mișcă mai mult) sau prin eleroane Frise.

Material doar pentru instruire. Unghiurile de înclinare, vitezele și limitele pentru zborul tău vin de la instructor și din manualul de zbor. Virajele strânse la joasă înălțime sunt periculoase.

6. Încearcă singur

Rezolvă fiecare problemă mai întâi pe hârtie, apoi deschide răspunsul ca să compari. Cifrele sunt inventate.

1. Un avion inventat se angajează la 55 kt în zbor orizontal. Care este factorul de sarcină într-un viraj orizontal stabilizat cu înclinare de 60° și care este noua viteză de angajare?
   Arată răspunsul

   1. n = 1 ÷ cos 60° = 1 ÷ 0,5 = 2,0.
   2. Viteza de angajare crește cu rădăcina pătrată din 2, adică 1,414.
   3. 55 × 1,414 = aproximativ 78 kt.
2. Un avion inventat cu raport de planare 10:1 are o pană de motor la 3.000 ft deasupra solului, în aer calm. Cât poate plana, în mile marine?
   Arată răspunsul

   1. Distanța = 3.000 × 10 = 30.000 ft.
   2. 30.000 ÷ 6.076 = aproximativ 4,9 NM.
   3. În practică, vântul din față, virajele și o viteză necorespunzătoare reduc această distanță, deci păstrează o marjă.
3. Un avion cu masa de 1.000 kg se află într-un viraj cu înclinare de 45° la înălțime constantă. Ce portanță trebuie să producă aripa, în echivalent kg? Ce se întâmplă dacă nu tragi de manșă?
   Arată răspunsul

   1. n la 45° este aproximativ 1,41, deci portanța trebuie să fie 1,41 × 1.000 = aproximativ 1.410 echivalent kg.
   2. Fără a trage de manșă, unghiul de atac nu crește, portanța rămâne în jur de 1.000 echivalent kg, botul coboară, iar avionul pierde înălțime.
   3. Cu mai multă tragere de manșă, viteza scade și ea dacă nu adaugi putere.

7. Urmărește

Un videoclip scurt despre rezistența indusă și cea parazită. Videoclipul este american, așa că formulările și unele reguli diferă de practica europeană (ICAO/EASA).

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB; compară ce înveți cu materialele școlii tale de zbor și cu instructorul tău.

Mai multe de urmărit

O introducere în factorul de sarcină și în motivul pentru care crește într-un viraj.

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB.

O explicație simplă a gierei adverse.

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB.

8. Verifică-te

Cinci întrebări originale de exersare. Răspunde-le, apasă Verifică răspunsurile și citește fiecare explicație.

Înapoi la lista din centrul de învățare. Înapoi la centrul de învățare.