V leteckém modelářství je velmi rozšířená činnost zaměřena na stavbu a létání s napodobeninami skutečných letadel. Jsou stavěny čím dál v menších měřítcích, často i 1:2 a tak se blíží svými pohyby ve vzduchu svým skutečným vzorům. Jsou to kategorie maket a to především upoutaných a radiem řízených modelů. Některé jsou věrnými kopiemi a jsou na nich k vidění neskutečně precizně zpracované detaily, včetně palubních desek, pilotů a pod. I počet nýtů na kovových potazích prý často souhlasí se vzorem.

Na takovouto činnost je třeba vynaložit značné pracovní úsilí spojené se zručností a trpělivostí. Určité minimální strojní vybavení je pro to nezbytné. Od takového stroje mnozí jeho tvůrci očekávají mimořádné výkony, které jim vynahradí to na co si jiní troufají a zvládnou ve skutečnosti.

U modelů je však všechno poněkud jinak, i když se jedná o silná podobenství s výkony i vlastnostmi skutečného vzoru. Modely jsou na tom přece jenom hůře.

Přesto je kouzelné vidět s jakým neobvyklým zaujetím a nervovým vypětím provází každý takovýto strůjce svůj stroj na start a pak ho sleduje a ovládá ve vzduchu. Je to nesporně poněkud složitější než sedět v cockpitu skutečného stroje s kniplem v ruce. O tom mohou podat svědectví piloti, kteří ještě létají s modely letadel.

To co tomu však předchází, to jest například rozhodnutí o tom jaké materiály, stavební postupy, pohonné jednotky a profily nosných a ocasních ploch postrádá dost často alespoň systematický přístup podložený nezbytnou mírou věrohodných znalostí o tom co lze očekávat. Často jsou to jen „doporučení“ posbíraná z různých diskuzních fór na internetu, což by mohlo být přijatelné pro nějaký velmi jednoduchý a levně pořízený model letadla. Pro velký stroj se spoustou opomenutých úskalí při jeho tvoření, to však je nepříliš chytré počínání.

Je samozřejmě možné nechat si poradit od jiných, v tomto hobby zúčastněných nadšenců. Mnozí to dokonce myslí upřímně, protože jsou přesvědčeni o tom, že je to tak správné.

Ale je také možné to dělat jinak i když to vyžaduje více úsilí a času. Když je dílo hotovo, tak se nikdo neptá jak dlouho a s jakými potížemi se tvůrce setkal. Posuzuje se pouze konečný efekt.

Mějme ku příkladu touhu postavit maketu nebo polomaketu kluzáku ASH 26. Ten jako předloha má líbivé tvary a mohl by při velikosti, kdy obtékání jeho nosné plochy začínají již být příznivější i přes její velkou štíhlost, výkonný a s vlídnými letovými vlastnostmi. Chceme s ním poletovat nejen za mírných větrných podmínek, ale také za větru poněkud silnějšího.

Jak by tedy asi mohl být velký a s jakou hmotností?

Zvolme například rozpětí 4 m. Z toho při dodržení původní štíhlosti asi 24,4 vyplývá velikost nosné plochy kolem 66 dm². Hloubka kořenového žebra křídla pak  210 mm a hloubka koncového žebra 70 mm.

Odhadneme-li výslednou hmotnost kluzáku na 3,5 kg a nejčastěji využívaný součinitel vztlaku na asi 0,7, kterému bude náležet rychlost letu  11,2 m/s,  pak bude Reynoldsovo číslo pro střední aerodynamickou tětivu nosné plochy kolem 140 000.  Nijak zvlášť povzbudivá hodnota, ale ještě ne zas tak špatná. Na konci křídla to však bude už jen asi 45 000 a to už je na pováženou. Ale chtěli jsme štíhlé křídlo, tak se s tím musíme smířit a připravit se na případné nepříjemnosti s tím spojené.

Takže teď je na řadě volba profilu křídla, když si myslíme, že by pro ocasní plochy mohl vyhovovat 11% tlustý souměrný profil pro SOP a 8% tlustý souměrný profil  pro VOP.

Podle různých „poradců“, kteří snad postavili několik úspěšných modelů kluzáků by to měl být třeba CLARK Y nebo  E 205, to jsou ti co si něco pamatují nebo slyšeli o profilech v  dobách před 50 a 40 lety a od těch s větší praxí, s informacemi mladšími,  by to měl být třeba nějaký HQ profil s tloušťkou asi 12%, protože ten někteří výrobci modelů používají.

Možné by to mohlo být, proč ne. Proti „gustu žádný dišputát“.

Ale mohlo by to být také jinak. Stačí posoudit aerodynamické vlastnosti uvedených tří profilů a zjistíme, že jak CLARK Y tak i E 205 nemají příliš dobré výkony při letech rychlostmi nad asi 17 m/s a není na tom třeba ani kdovíjak dobře HQ 2,5/12.   A při tom je vhodné mít stroj s dostatečně dobrou pronikavostí i při takových větších rychlostech.

Z těch třech uvedených příkladů by snad HQ 2,5/12 mohl být přijatelný. Při podrobnějším posouzení však lze zjistit, že jeho klopivé momenty jsou dost značné, maximálně dosažitelný součinitel vztlaku by mohl být větší a dosahované nejlepší klouzavosti by měly být v širším rozmezí úhlů náběhu.

Měli bychom tedy hledat něco výhodnějšího, abychom vyhověli požadavkům, jež klade na spolehlivost a životnost kluzáku především velká štíhlost nosné plochy.

 Připomeňmě pouze, že u nemaketových kluzáků těchto velikostí leží optimum štíhlostí jejich nosných ploch někde mezi 15 až 18.  Jejich nosné plochy mohou proto být  nejen pevnější a v krutu odolnější, ale i jejich výkony jsou lepší, o letových vlastnostech ani nemluvě, ve srovnání se stejně velkými maketami. Profily použité v nosných plochách jsou obtékány již příznivěji a z toho plynou ty znatelné výhody.

Nabízí se třeba následující řešení: pro kořen křídla použít profil s tloušťkou kolem 13% a prohnutím do 3% a pro konec křídla profil s tloušťkou i prohnutím menším. Když vyhledáme vhodné kandidáty na tyto pozice v nosné ploše, tak se můžeme dobrat následujících výkonových parametrů při štíhlosti 24,4 a součiniteli škodlivého odporu 0,009:

rychlosti letu (m/s)	30	13	9,5	8
klouzavosti	5,7	21	24	21
Klesavosti (m/s)	5,2	0,63	0,39	0,4

A v případné  verzi s elektropohonem postačí na stoupání 5 m/s motor o výkonu 300 W při průměrných účinnostech jednotky.

Někomu by se to mohlo zdát málo a protože se jedná o polomaketu zvolil by větší štíhlost a sice 28. Výkonové parametry jsou pak tyto:

rychlosti letu mírně vzrostou, protože se zmenšila při stejném rozpětí a hmotnosti nosná plocha na 57 dm².

• max. klouzavost 24,7 při 11 m/s
• min. klesavost  vzroste na  0,4 m/s.

Součinitel škodlivého odporu byl zvolen v hodnotě 0,0078.

Hloubka kořenového žebra klesne na cca 180 mm a koncového žebra na cca 58 mm. Tak vzniknou některé potíže s dostatečnou tuhostí nosné plochy a s umístěním serv a ovládáním křidélek.

Pokud někdo naopak zvolí štíhlost poněkud menší, ve srovnání se skutečnou předlohou, třeba 21, změní se výkonové parametry asi následovně:

• max. klouzavost 23,7 při 8,5 m/s
• min. klesavost zůstane přibližně stejná.

Součinitel škodlivého odporu byl zde uvažován v hodnotě 0,009.

Hloubka kořenového žebra se zvětší na 240 mm  a koncového žebra na 80 mm. To umožní snadnější umístění serv i ovládání klapek a křidélek. Nosná plocha vzroste na 76,2 dm² .

To bylo několik poznámek, otázku maket a polomaket, ne zcela zodpovídajících.

Nakonec přinášíme ještě dva náčrty makety ASH 26 s možnými příklady použitých profilů z jejichž aerodynamických vlastností jsme vyšli při určení  výkonových parametrů.

 

21.11.2011 © Jaroslav Lněnička