Glidförhållande (flygplan)

Den glidtal E är förhållandet mellan aerodynamiska lyft och dra . Flygplan med högt glidförhållande har lång räckvidd med låg energiförbrukning.

Definition och betydelse

Glidförhållandet är förhållandet mellan lyft och drag. När det gäller glidning utan framdrivning motsvarar glidförhållandet också förhållandet mellan den sträcka som täckts och höjdförlusten, från vilken dess namn härstammar. Vid motoriserad nivåflygning motsvarar glidförhållandet viktförhållandet och motorkraften; med ett glidförhållande på 20, behöver motorn bara applicera en tjugondel av vikten. Eftersom lyft och drag endast skiljer sig åt i koefficienten kan glidförhållandet också förstås som förhållandet mellan lyft och dragkoefficient. Följaktligen finns det fem motsvarande tolkningar av glidförhållandet:

  • Förhållandet mellan flytkraft och dragkraft
  • Förhållandet mellan lyft och dragkoefficient
  • Förhållandet mellan horisontal- och nedstigningshastighet vid glidflygning
  • Förhållandet mellan avstånd och höjdförlust vid glidflygning
  • Förhållande mellan vikt och motoreffekten i planflykt

Glidförhållandet beror på angreppsvinkeln , indirekt också på flyghastigheten, flygplanets massa och lastfaktorn . Om glidförhållandet ges som ett enkelt numeriskt värde är det vanligtvis det maximalt uppnåbara glidförhållandet. Det är en viktig parameter för flygplanets aerodynamiska kvalitet och är cirka 15–20 för motorfordon och 40–50 för segelflygplan. Glidförhållandet för olika attackvinklar och hastigheter kan läsas från polschemat eller hastighetspolaren .

Olika definitioner

De fem definitionerna som nämns ovan är endast identiska om flygplanet är i icke-accelererat tillstånd och alla hastigheter och avstånd mäts i förhållande till den omgivande luftmassan (resor, flyghastighet). Med hastighet och avstånd över marken (markhastighet) blir något olika värden beroende på vindriktning och styrka. I vanligt språk kallas båda glidförhållandet. En skillnad är ofta inte nödvändig eller är resultatet av sammanhanget. Inom flygteknik och aerodynamisk specialistlitteratur hänvisar alla hastigheter i allmänhet till den omgivande luftmassan, så det finns ingen felaktighet här. Ändå finns det också en felaktighet i specialistlitteraturen eftersom glidförhållandet används både som en egenskap för vingprofilen och för hela flygplanet. Glidförhållandet hos hela flygplanet är alltid något lägre på grund av att flygkroppen skapar ytterligare dra och de begränsade vinge ledningarna förlängnings till spetsvirvlar och ytterligare förluster. Ju mindre flygkroppen och ju större bildförhållandet, närmar sig hela flygplanets glidförhållande.

Maximalt glidförhållande

Glidförhållandet för ett flygplan beror på angreppsvinkeln, dvs. H. indirekt på hastigheten och vindkastet i den omgivande luften såväl som på pilotens kontrollfärdigheter. Orent flygning ( sidovinkelvinkel , onödiga roderböjningar) minskar glidförhållandet. Den hastighet med vilken flygplanet flyger med angreppsvinkeln för den bästa glidningen beror på vikten, belastningsfaktorn (påverkan av centrifugalkrafter) och kabeldragningen i vinschstart . Det är därför endast möjligt att bestämma denna angreppsvinkel indirekt med en hastighetsindikator . En direkt bestämning kan göras med en sidogänga som är limmad på sittbrunnen och visar infallsvinkeln. Eftersom den bästa stigningshastigheten uppträder i attackvinkeln för den bästa sjunken (optimal stigningshastighet är i samma attackvinkel), är det fördelaktigt att flyga i denna attackvinkel när du startar vinschen och när du gör en genskjuta. Detta förknippas ofta med högre hastigheter och med höga belastningar.

Glidförhållandet påverkas inte av flygplanets massa. I tillståndet av bästa glidförmåga, men flyghastigheten ökar med ökande vingbelastning. Ett tungt flygplan klättrar långsammare i uppdraget eftersom den inneboende sjunken är större och på grund av den högre erforderliga hastigheten ökar också svängradien vid cirkling. Detta är en nackdel eftersom uppdraget vanligtvis blir starkare mot centrum. Högpresterande segelflygplan är därför byggda så lätt som möjligt, men utrustade med vattentankar. I goda temperaturer kan piloten göra sitt flygplan tyngre och snabbare med vattenballast. Om värmen blir sämre på vägen kan han återställa det ursprungliga ljuset genom att dränera vattnet. Vid landning dräneras vanligtvis vattnet för att kunna närma sig långsammare. Med en hög vingbelastning är påverkan av neddrag och motvind mindre, eftersom flygplanet flyger snabbare med samma glidförhållande, och i allmänhet uppnås högre medelhastigheter med starka temperaturer.

I allmänhet kommer energin för att övervinna luftmotståndet vid glidning från höjdförlust på grund av brist på motor - framdrivningen är en del av viktkraften . Dessutom kan hastigheten bara regleras via lutningen på flygväg. Som framgår av polariteten hos en aerofoilprofil ändras förhållandet mellan lyft och drag; H. glidförhållandet vid olika attackvinklar.

Det maximala glidförhållandet uppnås inte vid hastigheten för den lägsta eller bästa sjunken, eftersom hissen är störst där, men motståndet är också stort. Så mer höjd måste överlämnas på ett visst avstånd för att bibehålla hastigheten. Tillvägagångssättet med det lägsta motståndet är också av liten fördel, eftersom flytkraften också är låg där. Det maximala glidförhållandet är emellan och kan läsas från ett diagram över kraftpolen. Denna hastighet för bästa glid är en kompromiss mellan högsta möjliga lyft och lägsta möjliga drag.

Exempel på maximalt glidförhållande

  • Glidare i den 15-meters klassen har glidförhållanden av omkring 42. De av den 18-meters klassen ha runt 50. Och de i den öppna klassen omkring 60, var och en vid en hastighet av omkring 110 km / t. Segelflygplan som används vid träningen har glidförhållanden från 25 vid ca 85 km / h (trästålrör) till ca 38 vid 100 km / h (plast). Eta- segelflygplanet kommer in på cirka 70.
  • Ett kommersiellt flygplan (t.ex. Airbus A340 ) har ett glidförhållande på cirka 16 med en hastighet på cirka 390 km / h.
  • För de amerikanska rymdfärjorna var glidförhållandet vid den slutliga infarten cirka 4,5.
  • En skärmflygare har ett glidförhållande på cirka 9.
  • En drake för hängglidning har ett högre glidförhållande på 10–15. Fastvingade flygplan når 16-19.
  • En vingsuit når 2,5–3,5 vid en horisontell flyghastighet på 130–150 km / h - nedstigningshastigheten är cirka 14 m / s (ca 50 km / h).
  • En träningsoverall , en textildräkt där breda ärmar och byxben fylls med luft och som inte har några områden som sträcker sig mellan armar och ben, når en hastighet på 1,8 i cirka 180 km / h.

Betydelsen av glidvinkeln

Glidvinkeln anger vinkeln vid vilken ett flygplan glider nedåt mot horisontalplanet.

Den minsta glidvinkel som kan uppnås avgör om en avlägsen och nedre punkt kan nås som landningsplats eller överflödas som ett hinder från en specifik startpunkt. Det bör noteras att när man börjar med en skärmflygplan eller ännu mer när man hoppar från BASE med en vingsuit i början av flygfasen tills en stadig flyghastighet uppnås, flyger en betydligt större glidvinkel eller, sett annorlunda, en viss extra höjdförlust tills en uppnås grunt glidvinkel inträffar.

 Användningen av en lutningsmätare, eventuellt med lasersiktning, är särskilt utbredd för att klargöra flygplanbarheten för en planerad flygväg - en linje - för en vingsuit BASE-hopp.

Den typiska minsta glidvinkeln uppnås vid flygning i stillastående luft. Den effektiva flygvägen är resultatet av den tidsmässiga sammankopplingen av banbidrag via vektortillsatsen av flyghastigheten jämfört med luft plus lokal vindhastighet över marken. Luftströmmar särskilt vertikalt över den avsedda flygvägen är relevanta. Lokala uppdrag ökar räckvidden, medan neddrag ökar diskbänken jämfört med marken och minskar räckvidden för flygvägen.

Glidförhållanden i segelflygning

Vid glidflyg flyger ofta långa sträckor, varigenom av flygkontrollskäl och eftersom det inte finns någon termisk uppstramning på natten, kan den bara flygas under dagen och avståndet är därför också begränsat av medelhastigheten. Därför är inte bara hastigheten för den minsta sjunkhastigheten viktig, vilket säkerställer en snabb höjdökning i uppdrag , utan också hastigheten för den bästa glidningen.

Ett högre maximalt glidförhållande gör att du kan täcka ett längre glidavstånd till nästa uppdragningszon. Detta leder till en högre medelhastighet.

Många högpresterande segelflygplan kan också laddas med vattenballast - i dagar med särskilt bra värme. Detta gör att den bästa glidningen av ett segelflygplan kan flyttas till högre hastigheter, vilket innebär att du kan täcka ett avstånd snabbare med samma glidkraft . På grund av den extra vikten försämras dock klättringsprestandan när du cirklar i termik. Segelflygplan med kammade klaffar är fördelaktiga här, där en ”långsam flygprofil” med hög lyftkoefficient kan väljas för att cirkulera i värme - genom positivt klaffläge . När termiken försvagas släpps vattenballasten under flygning. Vattenballasten ändrar inte det bästa glidförhållandet för en segelflygplan.

För att möjliggöra en brant landningsinflygning bör glidförhållandet vara så lågt som möjligt. Detta uppnås under inflygningen med utdragbara landningshjälpmedel som ökar flygplanets aerodynamiska motstånd och samtidigt förstör en del av hissen. Detta uppnår en betydligt högre nedstigningshastighet än normal hastighet. Luftbromsar (Schempp-Hirth-klaffar), som sträcker sig vertikalt in i luftflödet ungefär i mitten av vingprofilen , och kan minska glidförhållandet på 40 och mer genom att närma sig 5 till 10 är utbredda . Manövrerna - är dessutom - särskilt i äldre sidoslip (glid) för träflygplan, för vilket flygplanet genom att motrotera pressning tvärs och roder bankade och flygplanskroppen i en vinkel diagonalt roteras till flygriktningen.

Se även

litteratur

Individuella bevis

  1. ^ Teknisk konferens för rymdfärja s. 258
  2. ↑ Så fungerar en vingsuit. (Inte längre tillgängligt online.) Redbull.com, 9 augusti 2019, arkiverat från originalet den 5 oktober 2016 ; Hämtad 3 oktober 2016 .
  3. ↑ FAQ. I: base-jump.at. 24 augusti 2013, nås den 25 maj 2021 (tyska).
  4. ↑ Glidförhållande. Hämtad 25 maj 2021 .