Predmet iz teorijskog dijela ispita za sticanje PPL dozvole

Transcript

1 Predmet iz teorijskog dijela ispita za sticanje PPL dozvole

2 CILJ PREDMETA: Upoznati kandidata, ili osvježiti ranije stečena znanja, o fundamentalnim zakonima fizike koji definišu sile koje djeluju na vazduhoplov u letu. Koje efekte ovi prirodni zakoni imaju na performanse vazduhoplova, šta pilot o njima treba da zna da bi mogao uspješno i bezbjedno letjeti.

3 ATMOSFERSKI PRITISAK Jedan od osnovnih razloga za promjene meteorološke situacije Potpomaže u stvaranju uzgona letilice Koristi se za funkcionisanje i očitavanja nekih instrumenta ugrađenih na vazduhoplov

4 Pritisak na nivou mora 1.013,25hPa (29,92 inhg) Gradijent opadanja pritiska 1 hpa na 8,23m (1 inhg/1000 ft) Temperatura vazduha 15 C Temperaturni gradijent 1,98 C na 1000 ft (oko 300m) do m Masa vazduha 1,225 kg/m 3 Relativna vlažnost 0% Brzina zvuka 340,3 m/s

5 Određivanje visine ispravljene za standardnu atmosferu (ISA); Najjednostavniji način podešavanje Kollsman-ovog prozorčića na visinomjeru aviona na 1013hPa (29,92 inhg); Ako avion nije pri ruci, onda: Visina po pritisku=nadm.visina +(1013 QNH) x 27

6 Kombinovani efekt faktora prethodnih faktora i temperature; Definiše se kao visina po pritisku u standardnoj atmosferi ispravljena za nestandardnu temperaturu; Orijentaciono se računa dobijanjem visine po pritisku i dodavanjem ili oduzimanjem 36,6m za svaki stepen C razlike iznad (ispod) ISA Ponašanje aviona u letu kao i avionskih sistema značajno zavise od gustine vazduha: snaga motora vučna sila elise (manje efikasna elisa u rijeđem okruženju) uzgon (rijeđi vazduh vrši manju silu na profil krila) OPŠTE PRAVILO - smanjenje gustine vazduha utiče na smanjenje performansi vazduhoplova (djeluje negativno)

7 EFEKAT PRITISKA NA GUSTINU VAZDUHA Vazduh kao gas se može širiti i zbijati; Kompresovan (zbijen) veća količina vazduha zauzima datu zapreminu i obrnuto kada se pritisak smanjuje vazduh se širi i zauzima veću zapreminu ZAKLJUČAK- pri konstantnoj temperaturi, gustina vazduha direktno je zavisna od pritiska.

8 EFEKAT TEMPERATURE NA GUSTINU VAZDUHA Opšte pravilo- povećanje temperature tijela smanjuje njegovu gustinu i obrnuto; U atmosferi, i temperatura i pritisak se smanjuju sa povećanjem visine, a djeluju obrnuto na gustinu vazduha; Međutim, dominantan uticaj na gustinu vazduha ima pad pritiska povećanjem visine;

9 EFEKAT VLAGE (VODENE PARE ) NA GUSTINU VAZDUHA Vazduh nikada nije savršeno suh i kao takav, vlaga u njemu ima značajan faktor na performanse aviona u letu. Vlaga je lakša ili teža od vazduha??? Vlažan vazduh je uvijek lakši od suhog, stoga povećanjem udjela vlage u njemu, on postaje rijeđi, čime se povećava visina po gustini te se smanjuju i performanse aviona Šta je relativna vlaga???

10 p stat + ½ρv 2 = const Dok se brzina kretanja fluida (tečnosti ili gasa) povećava, pritisak (statički) u tom dijelu posude se smanjuje i obrnuto; Ukupan pritisak u posudi je jednak zbiru statičkog i dinamičkog pritiska, tj. p tot =p stat +p din

11 Uzgon (L)

12 POPREČNI PRESJEK AEROPROFILA NAPADNI UGAO Napadni ugao je ugao koji zaklapa tetiva profila sa strujnicama koje napadaju profil (relative wind)

13 Kao rezultat stvaranja uzgona kreira se komponeneta aerodinamičke sile R koja djeluje uvijek vertikalno naviše; Drugi dio komponente je vektor ukupnog otpora Cx Rezultantna sila djeluje iz tačke koju nazivamo centar potiska (CP); Centar potiska se pomjera duž tetive aeroprofila u zavisnosti od napadnog ugla; Na višim napadnim uglovima CP se pomjera prema napadnoj ivici krila, dok u negativnim uglovima se kreće prema izlaznoj ivici; Kod sloma uzgona, centar potiska prelazi napadnu ivicu, i uzgon nestaje...

14 Osnovne geometrijske karakteristike aeroprofila su: Tetiva najkraća duž koja spaja dve krajnje tačke aeroprofila. Srednja linija linija koja spaja sve centre upisanih krugova u konturi aeroprofila. Najveća zakrivljenost najveća udaljenost srednje linije i tetive. Najveća debljina najveća udaljenost gornje od donje konture aeroprofila, normalno na pravac tetive. Relativna debljina odnos debljine aeroprofila i dužine tetive. Poluprečnik prednjeg zaobljenja debljina na 1% tetive od prve, prednje tačke. Napadni ugao ugao između pravaca vektora brzine i tetive. Nulti napadni ugao ugao između pravca tetive i pravca aeroprofila pri nultom uzgonu. Brzina pravac rezultujućeg vektora brzine, neporemećene struje vazduha. Centar potiska presjek vektora rezultujuće aerodinamičke sile i pravca tetive. Aerodinamički centar tačka u odnosu na koju se ne menja moment, sa promenom napadnog ugla.

15 TURBULENTNO STRUJANJE LAMINARNO STRUJANJE Rejnoldsov broj (Re) je bezdimenzionalna veličina i ključni parametar strujanja viskoznog fluida. Tim brojem se definiše granica između laminarnog i turbulentnog strujanja.

16 Vučna sila Uzgon Težina Otpor U pravolinijskom letu bez ubrzanja, sile djeluju u ravnoteži VUČNA SILA sila koju proizvodi elisa pogonjena motorom; djeluje suprotno od otpora OTPOR sila izazavana poremećajima strujanja oko dijelova aviona; suprostavalja se vučnoj sili; TEŽINA sila izazvana masom, tj opterećenjem samog aviona, posade, tereta i sl. Djeluje na dole i suprostavlja se uzgonu UZGON- sila koja djeluje vertikalno na više, izazavana dinamičkim efektom vazduha na profil

17 PARAZITSKI OTPOR OTPOR OBLIKA Parazitski otpor se sastoji od svih sila koje usporavaju kretanje aviona; Dijeli se na: - otpor oblika, - interferencijski i - površinsko trenje; Interferencijski otpor Površinsko trenje Nema vezu sa stvaranjem uzgona!!!

18 Neodvojiva posljedica stvaranja uzgona je indukovani otpor; Zbog razlike u pritiscima na gornjaci i donjaci krila, viši pritisak teži da pređe na dole i izjednači se; time iza krila nastaje vrtlog; Povećanjem napadnog ugla proporcionalno raste i indukovani otpor; Iznos indukovanog otpora inverzno se mijenja sa kvadratom brzine;

19 UPAMTITE: Otpor je cijena MAKSIMALNA stvaranja uzgona; ODNOS UZGONA I OTPORA (L/Dmax) Odnos uzgon/otpor postoji samo je pri indikator jednom efikasnosti specifičnom profila; koeficijentu veći uzgona odnos i znači napadnom veću efikasnost uglu. Svaka krila; promjena ovih, remeti ovaj odnos. C L Koeficijent uzgona C D Koeficijent otpora

20 Sila koja nastaje kao posljedica razlike pritisaka i zbog konstruktivnog ugla postavljanja krila; Uzgon se može kontrolisati napadnim uglom; Povećanje napadnog ugla (AOA) veći uzgon; Daljim povećanjem AOA, uzgon raste do momenta kada drastično opada- nastaje slom uzgona (stall); Uzgon je proporcionalan kvadratu brzine aviona; Uzgon i otpor se mijenjaju direktno u zavisnosti od gustine vazduha. Znamo da gustina vazduha zavisi od... pritiska, temperature i vlažnosti. Dakle, pilot održava uzgon konstantnim... kontrolom brzine ili napadnog ugla

21 Obično zakrilce. Izlazna ivica je pokretna, a sa njegovom upotrebom povećava se zakrivljenost aeroprofila, a sa tima Cz koeficijent sile uzgona. Zakrilce Schrenk. Obara se donjaka izlazne ivice, a sa time se povećava i podpritisak u rascepu što sprečava odvajanje strujnica, što izaziva povećanje Cz koeficjenta sile uzgona. Zakrilce sa procepom. Slično je običnom zakrilcu samo što ostaje procep pri obaranju ostaje procep: - povećava se zakrivljenost aeroprofila, - procep omogućava vazduhu velikom energijom da se prebaci na gornjaku i time spreči odvajanje strujnica a time i povećanje Cz koeficijenta sile uzgona. Zakrilce Fowler. Slično je zakrilcu sa procepom samo što se pomera unazad za celu svoju dužinu. Pored povećanja uzgona kao kod

22 1. Fiksna predkrilca (Fixed Slot) 2. Pokretna predkrilca (Slot) 3. Krugerovo predkrilce

23 Gravitacija (težina) je sila koja vuče sva tijela prema središtu zemljine lopte; Centar težišta (CG) je tačka u kojoj je koncentrisana sva masa aviona; Lokacija CG je određena konstrukcijom svakog vazduhoplova koja mora biti u specifičnom odnosu prema CP;

24 Moguće je avion letjeti nešto manjom minimalnom brzinom ako ga održavamo jako blizu tla (ili vode) nego što bi to trebalo na većoj visini?!? Ovo se dešava zbog promjena u opstrujavanju oko aeroprofila. Time dolazi do smanjenja indukovanog otpora i vrtloga iza krila, što znači da nam je potreban manji napadni ugao ili manja brzina za generisanje dovoljnog uzgona koji se suprostavlja gravitaciji; Generalno prihvatamo da efekat zemlje se osjeti do visine jednake razmahu krila aviona.

25 Poprečna osa- oko koje se kontroliše penjanje ili poniranje Uzdužna osa- oko koje se kontroliše nagib aviona Vertikalna osaoko koje se definiše skretanje aviona Ose su imaginarne linije koje prolaze kroz centar težišta aviona (CG) i koje se sijeku pod 90 stepeni jedna u odnosu na drugu;

26 Stabilnost aviona smatramo kvalitetom aviona da ima tendenciju da se sam vrati u onaj položaj prije nego što je neka sila ga izbacila iz ravnoteže; Razlikujemo statičku i dinamičku stabilnost. Statička stabilnost može biti 1) POZITIVNA STAT. STABILNOST kada avion nastoji da se vrati u prijašnji položaj; 2) NEUTRALNA STAT. STABILNOST kada avion ima tendenciju da ostane u novom položaju nakon što je izbačen iz ravnoteže; 3) NEGATIVNA STAT. STABILNOST kada avion ima tendenciju da se udaljava od početnog položaja nakon što je izbačen iz nje;

27 Dinamička stabilnost se odnosi na odgovor (ponašanje) aviona tokom vremena nakon što je izbačen iz položaja, recimo ranijeg napadnog ugla, klizanja ili nagiba... Tako da razlikujemo: 1) Pozitivnu dinamičku stabilnost, tokom vremena kretanje objekta izbačenog iz ravnoteže se se smanjuje po amplitudi, a objekat se vraća u ravnotežu; 2) Neutralna din. stabilnost jednom poremećena ravnoteža, amplituda niti se smanjuje niti se povećava; 3) Negativna dinamička stabilnost- kretanje objekta izbačenog iz ravnoteže se povećava, odnosno divergira

28 Uzdužna stabilnost je kvalitet koji čini avion stabilnim oko poprečne ose (stabilnost po dubini); Longitudinalna stabilnost (nestabilnost) zavisi od 3 faktora: 1. Pozicije krila u odnosu na CG, 2. Pozicije horizontalne repne površine u odnosu na CG 3. Površine ili veličine repnih površina.

29 Poremećaji uzrokovani položajem CG pri različitim režimima snage motora

30 Time dobijamo V oblik u odnosu na trup ili DIEDAR. Lateralna (poprečna stabilnost) oko uzdužne ose aviona (od njegovog nosa do repa) stabilizuje avion u održavanju datog nagiba (efekat valjanja); Najopštija procedura za obezbjeđenje lateralne stabilnosti je ugradnja krila pod uglom 1-3 stepena i negativna strela.

31 Stabilnost oko vertikalne ose aviona je tzv. stabilnost po pravcu (skretanju); Najlakše se postiže postavljanjem vertikalne površine (peraja) na dovoljnom rastojanju iza CG;

32

33 Faktor opterećenja

34 Za pravolinijski ravnomjeran let, koeficijent opterećenja je jednak tačno 1; Ako avion uvedemo u zaokret od recimo 60 stepeni, situacija se drastično mijenja- Faktor opterećenja postaje veći i računa se kao: G= 1/cos α, (gdje je α ugao nagiba); Ali... Šta je sa brzinom sloma uzgona u zaokretu (stall speed)??? Da, i ona raste u nagibu i to kao: v stall in turns =v stall x G Za to treba imati na umu: Ugao zaokreta Faktor opterećenja Brzina sloma uzgona 30 1,15G 1, ,41G 1, G 1,41 75,5 4 G 2

35 Grafički prikaz zavisnosti koeficijenta uzgona c L i koeficijenta otpora c x u zavisnosti od napadnog ugla Najmanji otpor Cx-min

36 To bi bilo sve... PAŽNJI... HVALA NA i srećan let