Rezistenta indusa

Rezistenta indusa

In cadrul studiilor efectuate in tunelul aerodinamic, datorita conditiilor speciale de experienta, aripile cercetate pot fi considerate de anvergura infinta. In realitate insa, aripile au anvergura finita si in acest caz, aerul va cauta sa-si echilibreze presiunea de pe intrados si extrados pe la capatul aripii.. Acest lucru va crea o zona turbionara care va duce la micsorarea fortei portante si, repectiv la cresterea rezistentei la inaintare.

Daca studiem aerodinamic acest fenomen, vom vedea ca particulele de aer, in curgerea lor, nu mai sunt paralele cu coarda profilului, ele fiind deviate pe extrados spre interior iar pe intrados, spre exterior.

Datorita acestui lucru, difera viteza de deplasare a maselor de aer de pe intrados fata de cele de pe extrados. Aceasta diferenta va duce la crearea unei zone turbionare la capatul aripii si a unei panze de vitejuri la borul ei de fuga (vezi Fig. 28.). Turbioanele sunt cu atat mai mari cu cat si profunzimea aripii este mai mare.

In concluzie, putem spune ca rezistenta indusa este forta care ia nastere pe aripa din tendinta de egalizare a presiunilor de pe intrados si a depresiunilor de pe extrados.

In Fig. 28. putem observa cum, datorita turbulentei generate de tendinta de egalizare a presiunilor pe profil, apare o viteza indusa w/2 (ca o medie intre viteza indusa in amonte de profil, w=0, si aval de profil, w=w), care modifica viteza de cugere a aerului cu unghiul indus a_i, de la v la v'.

Atunci si F_z fata de pozitia neperturbata se inclina cu unghiul indus a_i (pentru a ramane perpendiculara pe v') devenind F_z'(vezi Fig. 29.).

Fig. 28. Rezistenta indusa

Fig. 29

Pentru a putea inchide poligonul fortelor, rezulta ca necesara aparitia fortei F_xi, numita rezistenta indusa, paralela cu directia curentului si opusa sensului miscarii aripii.

Exprimata sub forma clasica:

(A.17)

unde r, S, v, au semnificatiile cunocute, iar

(A.18)

si este un coeficient adimensional al rezistentei induse;

d = coeficient adimensional legat de forma in plan a aripii (pentru aripa eliptica, d

- c_z = coeficient de portanta;

p = factor de proportionalitate (p

l = alungirea aripii.

1. Procedee de reducere a rezistentei induse

Din studiul lui C_xi rezulta imediat si procedeele de reducere a rezistentei induse:

a. rezistenta indusa va avea o valoare minima in cazul cand portanta va fi repartizata sub forma unei elipse, respectiv vom avea o aripa care are conturul sub forma de elipsa. Totusi, in practica, acest lucru se realizeaza greoi si din acest motiv se folosesc formele geometrice trapezoidale sau partial trapezoidale, care au coeficienti d apropiati (vezi Fig. 30.);

Fig. 30. Fig. 31

b. termenul l gasindu-se la numitorul formulei lui C_xi, rezulta ca, marind alungirea aripii, se va micsora rezistenta indusa;

c. la marirea unghiului de incidenta, creste portanta prin C_z, creste diferenta de presiune pe profil si corespunzator creste rezistenta indusa. Intrucat in planorism se zboara foarte mult in zona vitezelor de infundare minime (vezi polara planorului), care corespunde zonei de portanta maxima, respectiv si rezistenta indusa mare, se foloseste in practica metoda de micsorare din constructie a unghiului de incidenta spre capatul aripii, procedeu numit torsionare geometrica, sau metoda schimbarii profilelor aerodinamice spre capatul aripii cu unele mai putin portante, procedeu numit torsionare aerodinamica. Ambele procedee atrag scaderea lui C_z, care este regasit in numaratorul formulei lui C_xi, deci, implicit, reduc rezistenta indusa.

d. Intrucat metoda maririi alungirii aripii este limitata din motive de ordin constructiv (structura de rezistenta limitata), se foloseste suplimentar pentru micsorarea rezistentei induse montarea bordurilor marginale la capetele aripii, frangerea in jos a aripii la capat, etc., in scopul de a impiedica formarea turbioanelor marginale (vezi Fig. 31.).