AERODINAMIKA

1. A VÉGES TERJEDTSÉGŰ SZÁRNY

A kezdő anyagban a szárny körüli áramlást azzal az egyszerűsítő felte­véssel vizsgáltuk, hogy a szárnyat az áramlás irányára merőlegesen vég­telen hosszúnak képzeltük el. Erre azért volt szükségünk, mert így felté­telezhettük, hogy az egymás melletti metszetek körül pontosan egyfor­mán folynak le az áramlási jelenségek, és ezért elég azokat egyetlen sík­ban vizsgálni. A feltételezés értelmében az áramlás irányával párhuzamos vitorlázórepülőgépek síkban hasonló áramkép alakul ki.

A valóságban minden repülőgép szárnya véges terjedtségű, és emiatt az áramlás a fesztáv mentén metszetről-metszetre változik. Térbeli áramlás­sal van tehát dolgunk és ezt az állásszög, a felhajtóerő és különösen az ellenállás szempontjából semmiképpen sem hagyhatjuk" figyelmen kívül.

1.1 A nyomáskülönbségek kiegyenlítődése a szárnyvég körül és az indukált ellenállás

A valóságos véges terjedtségű szárnyak körül azért alakul ki térbeli áramlás, mert az alsó és felső oldal közötti nyomáskülönbség a szárnyvé­gek körül egyenlítődik ki. Erre a végtelen terjedtségűnek képzelt szárny esetében nem volt lehetőség, ezért azt felülről nézve, az áramvonalak párhuzamosan futottak. A véges terjedtségű szárnyak körül az áramvona­lak kilépnek az áramlással párhuzamos síkokból és a nyomáskiegyenlítő­dés hatására alul a szárnyvégek felé, felül pedig a szárny szimmetriasíkja felé irányulnak (1. ábra). Ezt úgy is felfoghatjuk, hogy a levegőrészek a rájuk nehezedő szárny súlya alól kitérni igyekeznek.

A kilépőéi mögött összetalálkozó áramlás nyomása már egyforma, azon­ban a szárny felső és alsó része felől érkező részecskék sebességének irá­nya különböző. A különbség a szárnyvégek felé a legnagyobb és a szim­metriasík felé fokozatosan csökken. A különböző irányú áramlások újra­egyesülésekor a kilépőéi mögött örvények keletkeznek. A kilépőéi mögött tehát örvénylő felület húzódik, ahol az egyes örvények forgástengelye az áramlás irányával párhuzamos. Különösen erőteljes örvények képződnek a szárnyvégek körül. Bár a szárny tovahaladása közben folyamatosan képződnek örvények, az örvénysík nem marad fenn huzamosabban, ha­nem a kilépőéi mögött hamarosan az 1. ábrán látható módon, a két szárnyvég mögött húzódó örvényekké göngyölődik fel. Ezeket indukált örvényeknek nevezzük. Folyamatos keletkezésük állandó energiafo­gyasztást jelent, ezért létrejöttüket indukált ellenállás kíséri. Nagysága