Dlaczego skrzydło porusza się do przodu ?

[prokopcio]

Takie głupie pytanie - dlaczego paralotnia (swobodnie latająca) czy inne obiekty latające bez napędu np szybowiec, poruszają się do przodu ?
skąd bierze się ta składowa siła pozioma ? Zwłaszcza dla dużych kątów natarcia na chłopski rozum skrzydło powinno wyhamować ( i chcieć lecieć do tyło ? ), dla kątów ujemnych jakoś bym zrozumiał ale nie dla dodatnich.

[JakubM]

Głowną siłą napędową jest grawitacja - siła ciągnąca cały obiekt latający w dół. Obiekty swobodnie latające przede wszystkim spadają
To spadanie wymusza opływ powietrza wokół płata, a to generuje siłę nośną która spowalnia spadanie i generuje siłę ciągu w kierunku do przodu.

Kluczowa jest tutaj początkowa prędkość postępowa (ta zainicjowana podczas startu). Tylko dzięki temu płat ustawiony na dodatnich kątach względem horyzontu leci do przodu.
Startując z zerową prędkością postępową płat musi być ustawiony na ujemnych kątach - inaczej poleci do tyłu.

(powyższe uproszczenie dotyczy rozważania powietrza przemieszcajacego się równolegle do płaskiego gruntu)

Duże kąty natarcia działają tylko przy stosunkowo dużych prędkościach postępowych i tylko przez chwilę - zamieniają prędkość (energię kinetyczną) na siłę nośną (energię potencjalną) do czasu aż tej prędkości (energii) braknie. Potem jest już spadanie połączone z lotem do tyłu (full stall)

[JakubM]

Zielona strzałka to wypadkowa wszystkich sił która dla niekrytycznych kątów natarcia ciągnie wszystko do przodu.

[prokopcio]

Dalej do mnie nie dociera...
patrząc na strzałki czerwone i czarną ni cholery nie wychodzi ta zielona która rzekomo napędza układ, a niebieska nie jest żadną siłą bo nie mamy napędu.
na pierwszy rzut oka taki układ nie powinien chcieć lecieć do przodu.

[JakubM]

Niebieska nie jest żadną siłą tylko wypadkową dającą kierunek ruchu. A z reszty strzałek Ci nic nie wychodzi bo one nie trzymają proporcji
W szczególności strzałka siły oporu jest nieproporcjonalnie duża w stosunku do pozostałych. Do celów tych rozważań możesz pominąć siły oporu i wtedy ze złożenia ciężaru i siły nośnej wyjdzie Ci siła ciągu.

W ustalonych warunkach siła oporu będzie równoważyć wszystkie inne siły (suma wektorów strzałek czarnej, czerwonych i zielonej da wektor zerowy)- inaczej skrzydło przyspieszałoby bez końca.

[JakubM]

O tutaj masz znacznie lepszy rysunek ze składanką wszystkich wektorów:


Jest też znacznie lepiej zorientowany dla obiektów swobodnie latających.

Legenda:
- Q - ciężar
- Pz - siła nośna
- Px - siła oporu
- Q sin gamma - siła ciągu

Pierwszy rysunek który wkleiłem kilka postów wyżej (najczęściej spotykany w materiałach dydaktycznych i w sieci) bliższy jest obiektom z napędem - tam siłę ciągu wytwarza silnik a nie grawitacja dlatego płat może być ustawiony na dodatnim kącie w stosunku do horyzontu.

[prokopcio]

no tak pochylony wygląda dużo czytelniej a tak jak piszesz - spotyka się rysunki głównie te pierwsze i z niego wynikało moje pytanie - teraz mnie jeszcze ciekawi jak jest w rzeczywistości, czy rzeczywiście jak paralotnia porusza się do przodu to czy jest pochylona do dołu jak na drugim rysunku.....
???

[Zbyszek Gotkiewicz]

Ten rysunek ze skrzydłem pochylonym do przodu jest prawidłowy dla lotu ślizgowego (Nie wiem czy jeszcze używa się tego określenia). Istotne jest pochylenie skrzydła względem grawitacji. Siła nośna jest prostopadle ustawiona do powierzchni skrzydła i dzięki temu można pochylać ją do przodu. W uproszczeniu speed powoduje przestawienie skrzydła na większe pochylenie co powoduje szybszy lot. Nie należy przy tym mieszać kąta zaklinowania z kątem natarcia, bo ten zależy od prędkości lotu. Poza tym wszystkie to jest ze sobą powiązane: kąt zaklinowania, prędkość, kąt natarcia.

[JakubM]

teraz mnie jeszcze ciekawi jak jest w rzeczywistości, czy rzeczywiście jak paralotnia porusza się do przodu to czy jest pochylona do dołu jak na drugim rysunku.....
???

Głowy nie dam, ale na chłopski rozum powiem, że w locie ustalonym (czyli bez przyspieszania) - tak. Tak samo jak szybowiec ma nos skierowany ku ziemi.

[żółty27]

Pomijając matematyczne wzory, to sytuacja wygląda tak... Podciśnienie u góry profilu skrzydła jest większe od "kompresji" na dole, co powoduje jakby zmianę kąta natarcia na ujemny. Paralotnia leci na dodatnich kątach natarcia, zaciągając sterówki ten kąt jeszcze bardziej zwiększasz, aż do momentu totalnego zeszmacenia skrzydła. Podnosząc ręce, możesz doprowadzić do tego, że skrzydło odzyska swój kształt, ale będzie lecieć do tyłu, bo strugi powietrza będą się odrywać od górnej powierzchni płata, uniemożliwiając mu wytworzenie podciśnienia potrzebnego do lotu do przodu.

[Zbyszek Gotkiewicz]

Żółty. Skrzydło poleci do tyłu tylko wtedy gdy zaciągnięciem sterówek zmienisz kąt zaklinowania skrzydła a i przy okazji przesuniesz środek parcia w kierunku spływu na tyle żeby odwrócić kąty zaklinowania na przeciwne. Po odpuszczeniu sterówek wszystko zacznie funkcjonować normalnie jeśli stan skrzydła jest dobry.

[żółty27]

Wiem o tym, nie miałem na myśli całkowitego odpuszczenia sterówek .
Sorry, ale ostatnio nie mam głowy do pisania, ani myślenia .

[Marcin.]

Dalej do mnie nie dociera...
patrząc na strzałki czerwone i czarną ni cholery nie wychodzi ta zielona która rzekomo napędza układ, a niebieska nie jest żadną siłą bo nie mamy napędu.
na pierwszy rzut oka taki układ nie powinien chcieć lecieć do przodu.

Mi sie zdaje ,ze te trzy strzalki maja sumaryczna przewage nad ta jedna oporu ,bo ich zwrot skierowany jest na lewa strone schematu.
Wiec wypadkowa jest poruszaniem sie do przodu. Tzn na ukos bo opada skrzydlo.
Z tej animacji widac ze sila nosna ma najdluzsze strzalki skierowane tak ze ciagnie jakby skrzydlo za nos od gory do porzodu

[Zbyszek Gotkiewicz]

Dalej do mnie nie dociera...
patrząc na strzałki czerwone i czarną ni cholery nie wychodzi ta zielona która rzekomo napędza układ, a niebieska nie jest żadną siłą bo nie mamy napędu.
na pierwszy rzut oka taki układ nie powinien chcieć lecieć do przodu.

Mi sie zdaje ,ze te trzy strzalki maja sumaryczna przewage nad ta jedna oporu ,bo ich zwrot skierowany jest na lewa strone schematu.
Wiec wypadkowa jest poruszaniem sie do przodu. Tzn na ukos bo opada skrzydlo.
Z tej animacji widac ze sila nosna ma najdluzsze strzalki skierowane tak ze ciagnie jakby skrzydlo za nos od gory do porzodu

Marcin. Te strzałki to nie siła nośna ale wartości podciśnienia na profilu. Do tych strzałek są przymocowane także wektory oporu o przeciwnym zwrocie. Gdyby to była siła ciągnąca to skrzydło byłoby perpetum mobile. Po ruszeniu by nie mogło się zatrzymać i cały czas by przyspieszało Wszystkie te siły po zebraniu osiągają pewną sumę którą da się opisać jednym wektorem siły nośnej. I z definicji wiadomo że ten wektor jest prostopadły do cięciwy profilu. Jeśli mamy jeden wektor to trzeba go gdzieś przyjmować do cięciwy. Takim miejscem jest punkt gdzie siły są zrównoważone. Nazywa się on środkiem parcia. W paralotniach pilota wiesza się pod środkiem parcia a skrzydło pochyla się trochę tak aby pochylić też wektor siły nośnej do przodu. Pochylenie może wyglądać albo jak przesunięcie pilota do przodu albo skrócenie linek z rzędu A, co też może wyglądać jak pochylenie skrzydła noskiem w dół. Bez tego skrzydło nie będzie lecieć a będzie opadać jak liść co w paralotniarstwie nazywa się spadochronowaniem. Jak już zrozumieliśmy grę tych wszystkich sił to dowiadujemy się o tym że środek parcia może wędrować przy zmianach kąta natarcia wraz z przymocowanym do niego wektorem siły nośnej i sprawy zaczynają się komplikować Na szczęście konstruktorzy obecnie starają się używać profili które mają możliwie małą wędrówkę środka parcia. Gdyby ktoś się interesował lotnictwem to dwóch naszych słynnych pilotów: Żwirko i Wigura zginęli właśnie z powodu wędrówki środka parcia.

[Marcin.]

Zbyszku , piszac o strzalkach uproscilem zagadnienie , bo podcisnienie daje sile nosna. Opory powoduja ze skrzydlo opada i samo z siebie nie przyspiesza- wiadomo A mozesz cos wiecej napisac o ostatnim zdaniu bo na wikipedii pisza ze to burza oderwala skrzydlo od Ich samolotu?

[Zbyszek Gotkiewicz]

Porównaj konstrukcję RWD 6 i 9. Popatrz na różnicę w zastrzałach skrzydeł. Jak robiono RWD 6 to znane były tylko siły zginające skrzydło wzdłuż rozpiętości. Czyli sądzono że siła nośna jest przymocowana do skrzydła w miejscu gdzie znajduje się dźwigar. Niestety po serii wypadków ukręcenia skrzydeł okazało się że przy zmianach kąta natarcia to mocowanie siły nośnej czyli środek parcia wędruje wzdłuż cięciwy. Gdy rośnie kąt natarcia wędruje do przodu, gdy maleje wędruje do tyłu. I właśnie ta wędrówka środka parcia do tyłu doprowadzała do skręcenia skrzydła w dół, czyli coś w rodzaju naszego frontsztala. Po tym odkryciu zaczęto podpierać skrzydło drugim zastrzałem, który zabezpieczał przed skręceniem skrzydła, ale Żwirki i Wigury już to uratować nie mogło. Lecieli na TWD 6. To tak pokrótce.

[Marcin.]

No tak. Dzieki
http://www.samolotypolskie.pl/samoloty/2569/126/RWD-62

https://pl.wikipedia.org/wiki/Zastrza%C5%82_(lotnictwo)

https://pl.wikipedia.org/wiki/RWD-6

[Zbyszek Gotkiewicz]

O, widzisz. Zapomniałem że ten dodatkowy zastrzał dodano jeszcze w tym modelu samolotu.

[andriu1]

Lecisz do przodu bo tak naprawdę spadasz a to dzięki opływowemu kształtowi.

[Andrzejt]

Lecisz do przodu bo tak naprawdę spadasz a to dzięki opływowemu kształtowi.

Spada to kromka z nutella z talerza. Skrzydło co najwyżej opada, i co ważniejsze to czego dotyczy dyskusja - opada bez umiejętnego przeszkadzania mu automatycznie poruszając się w przód a nie w tył, prawo, lewo czy nie wiem jak tam jeszcze