Už jsme o tom asi před lety psali, ale v návaznosti na  článek z 10.5.2015 v tomto magazínu, to zmíním ještě jednou. Je to nevtíravé poučení o tom co se může dít s údaji o profilech, které jsou naměřeny v aerodynamických tunelech a vypočítaných pomocí vhodných programů, zvané charakteristikami profilů nosných a ocasních ploch a případně něčeho jiného.

Vypočítané údaje jsou mnohdy brány s jistou rezervou a případně i nedůvěrou, protože tvorba a stavba programů k těmto účelům použita nemusí být profesionálním uživatelům příliš známa. Toto mínění je podepřeno například tím, že věrohodnost získaných vypočítaných charakteristik je často ověřována měřeními v aerodynamických tunelech. Kdo na to má peníze a vhodný tunel, ten si to může dovolit. Takže má něco jako pohled z jiné strany na tutéž věc. Což je jistě výhodné.

Kdo je bez těchto prostředků ten se obvykle  smíří s tím, že by to nějak tak podle počítače mohlo být. Taková je skutečnost, protože většinou není běžně k dispozici porovnání toho spočítaného s naměřeným. A čím menší jsou Reynoldsova čísla, označující poměry při proudění, tím by to mohlo být ošidnější. Myslím tím rozdíly mezi oběma metodami získání dat.

Takové je obecně i mínění nemalé části jedinců a kolektivů, které mají takovéto činnosti v popisu práce, jsou za to odměňováni, takže by to měli být gramotní profesionálové. Asi tomu tak je.

A co k tomu můžeme dodat v našem magazínu? Pokud to někoho zajímá. Zkuste číst dále.

V minulém článku o těchto skutečnostech jsme zmínili okolnosti provázející poměry panující při měřeních v tunelech. Nemalý vliv, snad jsem to posledně připomněl dostatečně, má tedy i dodržení přesnosti tvaru profilu na testovaném modelu křídla. Čím jsou odchylky větší, tím se výsledky měření více rozcházejí a to jak ve srovnávání testů stejných profilů v různých laboratořích tak i se získanými počítačovými hodnotami.

Tolerance pod 0,1 mm jsou snad ještě pokládány za přijatelné. Mnohem horší je to například s dodržením poloměru náběžné hrany profilu a také s prohlubněmi a výdutěmi po hloubce profilu. Naměřené a vypočítané hodnoty aerodynamických charakteristik je pak třeba posuzovat obezřetně.

A jak to tedy může být, nebo také mohlo být třeba v českých „profesionálních“ poměrech je uvedeno v následujících diagramech.

Použitý aerodynamický tunel ve VAAZ Brno měl následující charakteristiky:

-otevřený měřící prostor o průměru 600 mm

-odchylky rychlosti v měřícím prostoru        0,1%

-chyba měření sil                                         0,002 N

Měření se uskutečnila na modelech obdélníkových křídel o hloubce 100 mm a rozpětí 400 mm, které byly zavěšeny v 1/4 hloubky a výsledky byly korigovány na vliv závěsů, konečnosti měřícího proudu a přepočteny na charakteristiky profilu pomocí rozšířené teorie nosného víru.

Před výstupem vzduchu z kanálu do měřícího prostoru byla instalovaná dvě jemná síta pro vyhlazení proudu kvůli snížení jeho turbulence. Čímž měla být suplována přirozená intenzita turbulence v zemské atmosféře. To se pak projevilo ve skokových změnách součinitelů vztlaku a odporu při Reynoldsových číslech v podkritické a kritické oblasti proudění. To jsou hodnoty Re menší než 45 000 v prvním diagramu.

Měřící prostor mého tunelu, viz následující obrázek, měl obdélníkový průřez a testovaný model o rozpětí 200 mm a hloubce 160 mm byl otočně uložen v obou bočních stěnách. V tomto případě byly snímány tlakové hodnoty na spodní a horní části modelu křídla pomocí mikromanometru, na rozdíl od měření ve VAAZ kdy byly hodnoty vztlaku, odporu a momentu získávány vážením.

 Upozorním nyní  na zjevné okolnosti související s měřenými a vypočítanými aerodynamickými charakteristikami profilů. Pozorný čtenář si zajisté všimne, že rozdíly v hodnotách naměřených údajů a stejně tak z toho následně konstruované průběhy polár a vztlakových čar jsou tím větší, čím jsou Reynoldsova čísla menší.

Proto je vhodné používat spočítané aerodynamické charakteristiky pro nízké rychlosti letů a tím i pro malá a menší Reynoldsova čísla, obezřetně. Rozdíly těchto hodnot jsou obvykle od hodnot naměřených v aerodynamických laboratořích v tím větším rozsahu Reynoldsových čísel, čím jsou jsou maximální tloušťky profilů větší.

K dostatečně vyvinutým prouděním na nosných a ocasních plochách letounů, listech vrtulí a rotorů, či dmychadel a případně i jiných rotačních strojů může dojít často až při hodnotách Reynoldsových čísel větších než několik 100 000.

Tyto podmínky proudění jsou mnohdy napravovány prostředky k ovlivnění místních charakterů proudění tak, aby je „umravnily“  k vyšším součinitelům vztlaku, ale zejména k nižším součinitelům odporu.

Mohou to být například turbulátory různých tvarů a velikostí nebo vyvíječe vírů (vortex generators). Absolutní míry těchto prostředků se pohybují od několika desetin milimetru až třeba do 7-8 mm.

9. 6. 2015 © Jaroslav Lněnička