OBSAH. 1 SEZNAM POUŽITÝCH VELIČIN ÚVOD STATISTICKÝ ROZBOR PŘEHLED LÉTAJÍCÍCH PEDOLETŮ GALERIE PEDOLETŮ.

Transkript

1 Obsah OBAH. EZNAM POUŽIÝCH VELIČIN ÚVOD 0. AIICKÝ ROZBOR... PŘEHLED LÉAJÍCÍCH PEDOLEŮ... GALERIE PEDOLEŮ VOLBA KONCEPCE LEOUNU VOLBA CELKOVÉHO UPOŘÁDÁNÍ LEOUNU RUP ÍDLO OCANÍ PLOCHY AROVACÍ A PŘIÁVACÍ ZAŘÍZENÍ POHONNÁ JEDNOKA HLAVNÍ ECHNICKÉ ÚDAJE OPIMALIZACE OPIMALIZACE RAMENE A OCANÍCH PLOCH OPIMALIZACE ÍDLA AERODYNAMICKÝ VÝPOČE LEOUNU CHARAKERIIKY PROFILŮ Aerodynamické charakteristiky profilů křídla Aerodynamické charakteristiky profilů ocasních ploch Aerodynamické charakteristiky profilu vrtule Geometrické charakteristiky profilů AERODYNAMICKÉ CHARAKERIIKY ÍDLA AERODYNAMICKÉ CHARAKERIIKY AERODYNAMICKÝÉ CHARAKERIIKY OP ODPOR PODVOZKU ODPOR RUPU POLÁRA LEOUNU KLOUZAVO A OUPAVO POOUZENÍ ABILIY LEOUNU KONROLA PODÉLNÉ AICKÉ ABILIY KONROLA MĚROVÉ AICKÉ ABILIY KONROLA PŘÍČNÉ AICKÉ ABILIY. 7

2 7. HMONONÍ ROZBOR A URČENÍ POLOHY PILOA ĚŽIŠNÍ ROZBOR ÍDLA ĚŽIŠNÍ ROZBOR ĚŽIŠNÍ ROZBOR OP ĚŽIŠNÍ ROZBOR RAMENE OP ĚŽIŠNÍ ROZBOR HŘÍDELE ĚŽIŠNÍ ROZBOR KABINY ĚŽIŠNÍ ROZBOR VRULE URČENÍ POLOHY ĚŽIŠĚ PILOA VŮČI ZADNÍ CENRÁŽI LEOVÉ VÝKONY URČENÍ ÚČINNOI VRULE ANOVENÍ POŘEBNÉHO VÝKONU ČLOVĚKA A URČENÍ CEOVNÍ A MAXIMÁLNÍ RYCHLOI ANOVENÍ OUPACÍCH RYCHLOÍ DÉLKA VZLEU Pozemní část vzletu Vzdušná část vzletu Celková délka vzletu DÉLKA PŘIÁNÍ Vzdušná část přistání Pozemní část přistání Celková délka přistání URČENÍ MINIMÁLNÍHO POLOMĚRU UÁLENÉ HORIZONÁLNÍ ZAÁČKY V ZÁVILOI NA DOVOLENÉM NÁOBKU, MAXIMÁLNÍM OUČINIELI VZLAKU A MAXIMÁLNÍM PŘEBYKU VÝKONU HMONONÍ LIMI PILOA OBÁLKA ZAÍŽENÍ PROVOZNÍ NÁOBKY OBRAŮ A PORYVŮ OBRAOVÁ OBÁLKA PORYVOVÁ OBÁLKA tanovení maximálních dovolených rychlostí poryvu GRAFICKÉ ZNÁZORNĚNÍ OBÁLKY LEOUNU LANKOVÝ YÉM AROVACÍ ZAŘÍZENÍ AREAČNÍ ZAŘÍZENÍ VRULE ZÁVĚR PŘEHLED POUŽIÉ LIERAURY PŘÍLOHY A VÝKREOVÁ DOKUMENACE.. 98

3 EZNAM POUŽIÝCH VELIČIN Veličina Rozměr Význam veličiny a [] bezrozměrová poloha osy nulového kroutícího momentu od A a [rad - ] sklon vztlakové čáry letounu a [m/s ] zrychlení a [rad - ] sklon vztlakové čáry křídla a [rad - ] sklon vztlakové čáry a OP [rad - ] sklon vztlakové čáry OP B [m] šířka trupu v jedné čtvrtině délky trupu B [m] šířka trupu ve třech čtvrtinách délky trupu B R [m] šířka trupu v místě protnutí křídlem b K Ř [m] rozpětí křídla C0 [m] kořenová hloubka křídla C 0 [m] kořenová hloubka profilu C 0 OP [m] kořenová hloubka profilu OP C K [m] koncová hloubka profilu křídla C K [m] koncová hloubka profilu C K O P [m] koncová hloubka profilu OP C [m] hloubka střední geometrické tětivy křídla C [m] hloubka střední geometrické tětivy C OP [m] hloubka střední geometrické tětivy OP C A [m] hloubka střední aerodynamické tětivy křídla C A [m] hloubka střední aerodynamické tětivy C A OP [m] hloubka střední aerodynamické tětivy OP C X [m] hloubka tětivy ve vzdálenosti x od kořene c D KAB [] přírustek profilového odporu trupu v důsledku kabiny c D [] součinitel odporu letounu c Dc [] součinitel odporu letounu při cestovní rychlosti c DP [] profilový součinitel odporu zastíněného křídla c DP N [] profilový součinitel odporu nezastíněného křídla c DP [] profilový součinitel odporu c DP OP [] profilový součinitel odporu OP c DP P [] profilový součinitel odporu profilu c DP P0 [] profilový součinitel odporu kořenového profilu c DP R [] profilový součinitel odporu trupu c DI K Ř [] indukovaný součinitel odporu křídla [] optimální vzletový součinitel odporu letounu c Dopt cl [] součinitel vztlaku letounu c L [] součinitel vztlaku křídla c L Křma x [] maximální součinitel vztlaku křídla c L opt [] optimální vzletový součinitel vztlaku letounu c L [] součinitel vztlaku c L max [] maximální součinitel vztlaku 3

4 c L OP [] součinitel vztlaku OP c L OPmax [] maximální součinitel vztlaku OP c L 0 [] součinitel nulové složky vztlaku krouceného křídla c L c [] součinitel výsledného vztlaku c L c [] součinitel vztlaku při cestovní rychlosti c L kl [] součinitel nulové klapkové složky vztlaku c L kř [] součinitel vztlaku křídla c L n [] součinitel normálné složky vztlaku c L P [] součinitel vztlaku profilu c MP [] profilový součinitel momentu D [N] odpor letounu D 0 [m] kořenový průměr ramene OP D H [m] vnější průměr hřídele D [N] odpor křídla D [N] odpor D OP [N] odpor OP d H [m] vnitřní průměr hřídele E R [Mpa] modul pružnosti v ohybu ramene OP e [] aerodynamická účinnost letounu Fa [N] zrychlující síla při vzletu F-a [N] zpomalující síla při přistání Fp [N] síla v pásnici F R [m ] omočená plocha trupu Fv [N] vyvažovací síla F V DAE 4 [N] vyvažovací síla pro profil DAE 4 F V NACE0009M [N] vyvažovací síla pro profil NACA0009M f [] součinitel tření mezi letištěm a podvozkem letounu G VZ [N] vzletová tíha letounu G [N] tíha křídla G [N] tíha G OP [N] tíha OP G R [N] tíha ramene OP G DOP [N] tíhový ekvivalent odporu OP G H [N] tíha hřídele G KAB [N] tíha kabiny G VOZÍK [N] tíha vozíku G VRULE [N] tíha vrtule g [m/s ] tíhové zrychlení h [m] výška trupu v jedné čtvrtině délky trupu h [m] výška trupu ve třech čtvrtinách délky trupu h P [m] přistávací výška h R max [m] maximální výška trupu h [m] vzdálenost A od čáry nulového vztlaku křídla h V [m] vzletová výška h [] bezrozměrová vzdálenost A od čáry nulového vztlaku křídla J X [mm 4 ] kvadratický moment průřezu v ohybu 4

5 K [] klouzavost K 0, K [] součinitelé vyjadřující ovlivnění vlastností křídla vlastnostmi kořenového a koncového profilu K A R [] korekční faktor trupu Kg [] zmírňující součinitel poryvu k [] součinitel snížení kinetického tlaku v místě k [] součinitel vyjadřující vliv výškové polohy křídla na indukovaný odpor k [] součinitel vyjadřující vliv interference mezi křídlem a trupem L [N] vztlak letounu L [N] vztlak křídla L [N] vztlak L OP [N] vztlak OP L R [m] délka trupu l K [m] koncová délka hřídele l P [m] celková délka přistání l P [m] délka vzdušné části přistání l P [m] délka dojezdu l V [m] délka vzletu l V [m] délka rozjezdu l V [m] délka vzdušné části vzletu l [m] vzdálenost A od A kombinace křídlo-trup l OP [m] vzdálenost A OP od A kombinace křídlo-trup l [] bezrozměrová vzdálenost A od A komb křídlo-trup l OP [] bezrozměrová vzdálenost A OP od A kombinace křídlo-trup [m] vzdálenost A od těžiště letounu OP [m] vzdálenost A OP od těžiště letounu l [m] vzdálenost počátku ramene OP od těžiště letounu l [m] vzdálenost těžiště letounu od počátku trupu H [m] délka hřídele l VRULE [m] vzdálenost těžiště vrtule od těžiště letounu Mk P [Nm] profilový kroutící moment křídla Mk P K ŘVc [Nm] profilový kroutící moment křídla při cestovní rychlosti Mk P Vm in [Nm] profilový kroutící moment křídla při minimální rychlosti Mk P [Nm] profilový kroutící moment Mop [Nm] ohybový moment v místě podpory M [Nm] moment m H [kg] hmotnost hřídele m JINÁ [kg] nezpecifikovaná hmotnost ostatních dílů m KAB [kg] hmotnost kabiny m KR [kg] hmotnost křídla m Ravenu [kg] hmotnost křídla Ravenu m L [kg] prázdná hmotnost letounu 5

6 m N [kg] hmotnost neměnných částí letounu m P [kg] hmotnost pilota m PODVOZKU [kg] hmotnost podvozku m R [kg] hmotnost ramene OP m ŠLAPAEK [kg] hmotnost šlapátek m RUPU [kg] hmotnost trupu m VOZ [kg] hmotnost vozíku m VROLE [kg] hmotnost vrtule β m y [r ad - ] derivace součinitele bočivě zatáčivého momentu m β m y β y R - VRULE [rad ] derivace součinitele bočivě zatáčivého momentu vrtule β my IN β y OP [rad - ] - [rad ] derivace součinitele bočivě zatáčivého momentu trupu derivace součinitele bočivě zatáčivého momentu kombinace křídlo-trup m [rad - ] derivace součinitele bočivě zatáčivého momentu OP β m [r ad - ] derivace součinitele bočivě klonivého momentu X β X BOP β K Ř m [rad - ] derivace součinitele bočivě klonivého momentu bez OP ( m ) ψ X [rad ] derivace součinitele bočivě klonivého momentu křídla zahrnující vliv vzepětí β m [rad - ] derivace součinitele bočivě klonivého momentu křídla ( X ) χ zahrnující vliv šípu β m X interf [rad - ] derivace součinitele bočivě klonivého momentu zahrnující interferenci křídlo-trup β - mx Konce [rad ] derivace součinitele bočivě klonivého momentu zahrnující vliv tvaru konce křídla n [s - ] otáčky vrtule při cestovním režimu letu n 40 - [s ] otáčky vrtule při výkonu 40W n K [] kladný dovolený násobek n P [] násobek od poryvu n Z [] záporný dovolený násobek P [W] výkon člověka P [W] přebytek výkonu P Daedalus [W] potřebný výkon Daedaluse P K, P Kanellose [W] výkon Kanellose Kanellopulose P K 5min [W] výkon Kanellose Kanellopulose udržitelný 5 minut Pm [W/kg] měrný výkon Pm Kanellose [W/kg] měrný výkon Kanellose Kanellopulose P P [W] potřebný výkon P V [W] využitelný výkon r min (clmax) [m] minimální poloměr ustálené horizontální zatáčky v závislosti na maximálním součiniteli vztlaku rmin (ndov) [m] minimální poloměr ustálené horizontální zatáčky v závislosti na maximálním dovoleném násobku 6

7 rmin (v/5min) [m] minimální poloměr ustálené horizontální zatáčky v závislosti na maximálním přebytku tahu [m ] zastíněná plocha křídla trupem B [m ] plocha bokorysu trupu KR [m ] plocha křídla [m ] plocha OP [m ] plocha OP Rouram [m ] plocha křídla Ravenu P [m ] plocha podvozku R [m ] čelní plocha trupu [N] tah G [] těžiště letounu G [] těžiště křídla G [] těžiště G R [] těžiště ramene OP G H [] těžiště hřídele P [N] potřebný tah V [N] využitelný tah t [s] čas U [m/s] rychlost poryvu U AK [m/s] maximální přípustná rychlost poryvu při minimální návrhové rychlosti manévru a kladném letovém násobku U AZ [m/s] maximální přípustná rychlost poryvu při minimální návrhové rychlosti manévru a záporném letovém násobku U CK [m/s] maximální přípustná rychlost poryvu při cestovní rychlosti a kladném letovém násobku U CZ [m/s] maximální přípustná rychlost poryvu při cestovní rychlosti a záporném letovém násobku U maxk [m/s] maximální přípustná rychlost poryvu při maximální rychlosti a kladném letovém násobku U maxz [m/s] maximální přípustná rychlost poryvu při maximální rychlosti a záporném letovém násobku V [] mohutnost VOP [] mohutnost OP V [] bezrozměrová mohutnost V OP [] bezrozměrová mohutnost OP v [m/s] bezpečná rychlost vzletu v A [m/s] minimální návrhová rychlost manévru v AP [m/s] rychlost přibližování na přistání v C [m/s] cestovní rychlost v G [m/s] návrhová rychlost záporného manévru v LOF [m/s] skutečná rychlost odlepení v max [m/s] maximální dovolená rychlost v min [m/s] minimální letová rychlost vp [m/s] přistávací rychlost v [m/s] pádová rychlost 7

8 v Z [m/s] rychlost stoupání x [m] vzdálenost od kořene křídla k tětivě C X f(x) x A [m] poloha A letounu x A [m] poloha A křídla x A [m] poloha A x A OP [m] poloha A OP x [m] poloha těžiště křídla vůči těžišti letounu x OP [m] poloha těžiště OP vůči těžišti letounu x [m] poloha těžiště vůči těžišti letounu x H [m] poloha těžiště hřídele vůči těžišti letounu x P [m] poloha těžiště pilota vůči těžišti letounu x R [m] poloha těžiště ramene OP vůči těžišti letounu x VRULE [m] poloha těžiště vrtule vůči těžišti letounu x [m] poloha těžiště letounu vůči A křídla x [m] poloha střední centráže letounu vůči A křídla x Z [m] poloha zadní centráže letounu vůči A křídla x C [m] poloha těžiště křídla vůči náběžné hraně x C [m] poloha těžiště vůči náběžné hraně x C OP [m] poloha těžiště OP vůči náběžné hraně x [] bezrozměrová poloha střední centráže letounu vůči A křídla x A [] bezrozměrová poloha A křídla [] bezrozměrová poloha A xa x A OP [] bezrozměrová poloha A OP x Z [] bezrozměrová poloha zadní centráže letounu vůči A křídla x [] bezrozměrová poloha A letounu A x [] bezrozměrový příspěvek trupu k posunu A letounu A R x A VRULE [] bezrozměrový příspěvek vrtule k posunu A letounu x [] bezrozměrový příspěvek k posunu A letounu A x 0 Mk [] bezrozměrová poloha nulového kroutícího momentu x C [] bezrozměrová poloha těžiště křídla x C [] bezrozměrová poloha těžiště x C OP [] bezrozměrová poloha těžiště OP y OP [m] vzdálenost A OP od podéln é osy Z [] zúžení křídla Z [] zúžení ZOP [] zúžení OP α max [ ] maximální úhel náběhu křídla αmax [ ] maximální úhel náběhu α OPmax [ ] maximální úhel náběhu OP 8

9 δ δ δ OP [] [] [] Glauertův opravný součinitel křídla Glauertův opravný součinitel Glauertův opravný součinitel OP λ e [] efektívní štíhlost křídla λ [] štíhlost křídla λ [] štíhlost λ OP [] štíhlost OP λ R [] štíhlost trupu ρ [kg/m 3 ] hustota vzduch v 0m ρ H [kg/m 3 ] MA měrná hmotnost materiálu hřídele ρ R [kg/m 3 ] měrná hmotnost materiálu ramene OP σ A [] zásoba podélné statické stability τ K µ [Mpa] [] dovolené napětí v krutu hmotnostní poměr ν [m /s] kinematická viskozita vzduchu χ η [ ] [] úhel šípu čtvrtinové čáry křídla účinnost vrtule zahrnující vliv tření urychlení a zkroucení proudu vzduchu za vrtulí ηa [] axiální účinnost vrtule ηvrule [] celková účinnost vrtule δσ δβ [rad - ] derivace úhlu zešikmení proudu vzduchu v místě OP ε α [rad - ] derivace úhlu zešikmení proudu vzduchu v místě Zkratky A A B K MA OP G G G OP OP, A, V počátek ramene OP aerodynamický střed profilu, křídla nebo letounu poloha podpory ramene křidélka mezinárodní standartní atmosféra ocasní plochy těžiště křídla těžiště těžiště OP svislé ocasní pochy střední aerodynamická tětiva vodorovné ocasní plochy 9

10 . ÚVOD ato práce se zabývá zkoumáním možnosti člověka létat pomocí síly vlastních svalů a návrhem letounu, který by mu to umožnil. chopnost létat nám příroda odepřela a snad právě proto tato možnost vznášet se po obloze a dívat se na svět z ptačí perspektivy je pro nás tak přitažlivá. Proto už od nepaměti se lidé snažili napodobit ptáky a vzlétnout vlastní silou. Ovšem často velice krkolomnými způsoby. Člověk začal létat až , kdy bratři Wrightové vzlétli na motorovém dvouplošníku s dvanácti koňskými silami. Záhy začal v oblasti letectví prudký vývoj posílený dvěma světovými válkami, ale první významný let, který byl poháněn silou lidských svalů se uskutečnil až mnoho let po té, co člověk překonal v letadle rychlost zvuku. Příčin bylo zřejmě víc, ale ta nejdůležitější určitě tkvěla v neznalosti materiálů, které by umožnili sestrojit konstrukci draku dostatečně lehkou. Aktivní let je energeticky velmi náročný způsob dopravy, který je u živočichů podmíněn vysokým letovým metabolismem (látkovou přeměnou), tj. velkou spotřebou paliva (glycidů sloučenin C,H,O, ; tuků a bílkovin). Z celkového počtu všech známých druhů živočichů jich létá asi 78% a jen % je neschopných létat. Poměrné zastoupení jednotlivých živočišných tříd na aktivním letu nejlépe vyjadřuje tento postupný poměr (savci) : 0 (ptáci) : 000 (hmyz). ento poměr už na první pohled naznačuje, že příroda nám v této disciplíně moc nepřeje. Letové výkony živočichů jsou zásadně určeny fyzikálními zákony letu, ale vedle nich se uplatňují i biologické podmínky, např. nervová soustava, metabolismus, tělesná zdatnost, pohlaví, stáří, únava, hlad, sluneční záření, stav atmosféry (teplota, tlak, vlhkost vzduchu, rychlost větru), aj. Dalším faktorem je tzv. kritická velikost letce. Je to maximální velikost, nebo raději maximální hmotnost tvora, který je ještě schopen letu. ato hranice je zapříčiněna tím, že výkon potřebný k letu roste s velikostí letce rychleji, než jeho svalový výkon. Proto si můžeme v přírodě povšimnout, že největší ptáci nepřekračují hranici 0kg. Příčina je prostá. I když by mohli být ptáci teoreticky větší a těžší tak nejsou, protože potřebují jistý energetický přebytek k tomu, aby mohli provádět manévry nezbytné k životu nebo jeho záchraně před dravci, nebo aby byli schopni létat, když mají hlad nebo jsou špatné povětrnostní podmínky. aké příroda, když po milióny let vylepšovala tyto vládce oblohy, tak neměla na mysli jen aerodynamickou jemnost letce, ale přihlížela také k potřebám letce pohybovat se v určitém životním prostředí. ento energetický přebytek, který byl věnován na výše zmiňované vlivy můžeme využít ke zvětšení hmotnostního limitu létajícího živočicha.oho se také využívá při letech letounů poháněných silou lidských svalů, protože člověk se ocitá se svou hmotností na hranici možnosti létat pomocí svého svalového výkonu a i tak je v dnešní době schopen letu jen se špičkově sestrojeným letounem s omezenými manévrovacími možnostmi a také pouze při dobrých povětrnostních podmínkách.o vše rychlostí, která je spíše rekreační. Přesto vznikly a stále vznikají desítky těchto letounů především v UA, Japonsku, Anglii, Německu, Švýcarsku, Austrálii,. Důvod výroby těchto letounů může být různý od propagace technické, technologické a ekonomické úrovně stavitelů, až po uskutečnění snu nadšenců, kterých je v této oblasti většina. Má práce určitě nezahrne celou technickou dokumentaci potřebnou pro stavbu takového letounu, protože se nemůžu postavit stovkám lidí a jejich zkušenostem, kteří stojí u zrodu významnějších pedoletů jako je třeba Raven, ale snad se tato práce stane počátkem, od kterého se odrazí další a možná, že někdy v budoucnu vzlétne i český Pedolet. 0

11 . AIICKÝ ROZBOR.. PŘEHLED LÉAJÍC ÍCH PEDO LEŮ Název a rok umpac Puffin II Jupiter tork Gossamer prvního vzletu Condor 77 Rozpětí [m] Délka [m] Výška [m] Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ] Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] Plošné zatížení [kg/m ] Profil křídla Konstrukce křídla se vzpěrou Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota svislá Řízené prvky V/Křídlo Dosažený let. rekord 0.59 [km].09 [km].3 [km].094 [km]. 4 [km] Název a rok Gossamer w ift B wift C Musculair I Musculair prvního vzletu Albatross II 985 Rozpětí [m] Délka [m] Výška [m].7..5 Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ] Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] Plošné zatížení [kg/m ] Profil křídla Eppler E393 Eppler E393 FX 76MP FX 76MP Konstrukce křídla se vzpěrou samonosné se vzpěrou samonosné samonosné Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota svislá sodorovná svislá svislá vodorovná Řízené prvky V V//K V//K V//K V//K Dosažený let. rekord 35.8 [km] 0.59 [km] 44.3 km/h

12 Název a rok prvního vzletu Michelop 986 Daedalus 988 Vélair Vélair ky Cycle 993 Rozpětí [m] Délka [m] 7.85 Výška [m] Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ].6 Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] 0.47 Plošné zatížení [kg/m ] DAE DAE DAE DAE Profil křídla DAE 3 DAE 4 DAE 3 DAE 4 FX PF 5 FX 76MP Konstrukce křídla se vzpěrou se vzpěrou samonosné samonosné se vzpěrou Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota vodorovná vodorovná svislá svislá svislá Řízené prvky V/ V/ V//K V//K V//K Dosažený let. rekord 58.6 [km] 5.[km] Název a rok prvního vzletu akuzo 990 akuzo 99 akuzo 3 99 akuzo akuzo Rozpětí [m] Délka [m] Výška [m] Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ] Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] Plošné zatížení [kg/m ] Profil křídla D AE DAE DAE DAE DAE 3 DAE 3mod Konstrukce křídla samonosné samonosné samonosné se vzpěrou se vzpěrou Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota svislá svislá svislá svislá vodorovná Řízené prvky V/ V/ V/ V/ V/ Dosažený let. rekord [km] [km]

13 Název a rok prvního vzletu Mowe 984 Mowe Mowe Mowe Mowe Rozpětí [m] Délka [m] Výška [m] Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ].37.9 Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] Plošné zatížení [kg/m ] Profil křídla NACA 63su b-6 NACA 63sub-6 NACA44 NACA44 NACA44 Konstrukce křídla se vzpěrou se vzpěrou se vzpěrou se vzpěrou samonosné Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota svislá svislá svislá svislá svislá Řízené prvky V/ V//K V/ V/ V/ Dosažený let. rekord [km] [km] [km] Název a rok prvního vzletu Mowe Mowe 8 99 Mowe 9 99 Mowe Mowe 994 Rozpětí [m] Délka [m] Výška [m] Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ] Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] Plošné zatížení [kg/m ] Profil křídla D AE DAE DAE DAE DAE DAE 3 Konstrukce křídla samonosné samonosné samonosné samonosné se vzpěrou Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota vodorovná vodorovná vodorovná vodorovná vodorovná Řízené prvky V/ V/ V/ V/ V/ Dosažený let. rekord.8[km].8 [km] 0.69 [km] 3

14 Název a rok prvního vzletu Mowe Mowe Mowe Raven Raven Rozpětí [m] Délka [m] Výška [m] Prázdná hmotnost [kg] Vzletová hmotnost [kg] Hmotnost pilota [kg] Plocha křídla [m ] Plocha OP [m ] Plocha [m ] Štíhlost křídla [] Zúžení křídla [] Plošné zatížení [kg/m ] Profil křídla DAE DAE DAE DAE DAE DAE 3 DAE DAE 3 DAE DAE 4 DAE 3 DAE 4 DAE 3 DAE 4 Konstrukce křídla se vzpěrou se vzpěrou samonosné samonosné samonosné Průměr vrtule [m] Otáčky vrtule [ot./min] Pozice pilota svislá svislá vodorovná vodorovná vodorovná Řízené prvky V/ V/ V/ V/ V/ Dosažený let. rekord 5.09 [km] 4.76 [km] ento soubor obsahuje většinu dosud postavených pedoletů a z těch úspěšnějších snad všechny. U těchto letounů není lehké vytvořit průkazné statistické výstupy, protože každý pedolet má konstrukci přizpůsobenou různému účelu (např. ke zdolání rychlostního, vzdálenostního či jiného rekordu), nebo je konstrukce omezena finančními popřípadě technologickými možnostmi. Proto je zvlášť u návrhu pedoletů nutné přihlížet k účelu použití a ke svým výrobním možnostem, ze kterých následně plyne individuální návrh každého z těchto letounů. 4

15 .. GALERIE PEDOLEŮ 5

16 Gossamer Albatross AKUZO 6

17 Daedalus Raven 350 7

18 Michelob light Eagle Mowe 3 8

19 Mowe 7 akuzo 3 9

20 Musculair Mowe 0 0

21 Raven 350

22 Velair 89 Velair 89

23 akuzo Mowe 4 3

24 3. VOLBA KONCEPCE LEOUNU 3.. VOLBA CELKOVÉHO UPOŘÁDÁNÍ LEOUNU Byla zvolena koncepce jednomístného letounu, kvůli pevnostnímu omezení a samonosného středoplošníku, z důvodu menších škodlivých odporů než je tomu u klasických vyztužených hornokřídlých pedoletů. Kromě klasického řízení je podobně jako letoun Raven i tento letoun opatřen autopilotem, který umožňuje pilotovi víc se soustředit na podávaný výkon. lačná vrtule je umístěna na konci letounu za OP je zvolena z následujících důvodů: - vrtulový proud neovlivňuje části letounu > menší odpor letounu. - vrtule na konci letounu výrazně zvyšuje zásobu statické stability > menší potřebné ocasní plochy > menší odpor letounu. - z důvodu nízkých otáček vrtule umístěná před letounem znepříjemňuje výhled pilotovi - tlačná vrtule nám příznivě ovlivňuje centráž letounu, protože posouvá polohu křídla a hlavně jeho nosníku dál za pilotova záda. - z důvodu použití lankového způsobu převodu mechanické energie člověka na kroutící moment, pro který je mnohem výhodnější přenos této energie za záda člověka. 3.. RUP Konstrukce trupu se skládá ze dvou částí a to kabiny a ramene OP. Kabina je tvořena sendvičovou konstrukcí (pěna - uhlíková netkaná AM výztuž o váze 7g/m, vyrobená společností International Paper New York). Jako materiál ramene OP byl zvolen vysokomodulový uhlíkový kompozit s obousměrným uspořádáním vláken o tloušťce,5 mm. Je možné, že použití sendviče, který byl použit na kabinu, by bylo hmotnostně výhodnější. Z důvodu nedostatku informací o materiálu a chování takto vyrobeného ramene bylo od této koncepce upuštěno ÍDLO Křídlo je jednonosníkové dvoudutinové konstrukce se sendvičovým potahem (pěna - uhlíková netkaná AM výztuž o váze 7g/m, vyrobená společností International Paper New York). loušťka potahu volená stejně jako na letounu Raven tj.,5 mm. tojina nosníku je pěnová, pásnice jsou z jednosměrného uhlíkového kompozitu. Žádný úspěšnější pedolet neměl křidélka nebo vztlakové klapky, proto i v tomto projektu bylo od nich upuštěno. Proto ani kroucení křídla, které se provádí u lichoběžníkových tvarů křídel, a které zvyšuje odpor zde není nutné. Pravda je, že i při použití křidélek by se nemuselo křídlo kroutit, protože u těchto letounů jsou mnohem pravděpodobnější havárie, než ty, které by mohlo zavinit odtržení proudu v místě křidélek. Důvody, proč se tyto prostředky u pedoletů téměř nepouživají budou zřejmě ve zvětšení hmotnosti křídla, mírném zvýšení odporu, zhoršení aeroelastických a pevnostních vlastností. 4

25 3.4. OCANÍ PLOCHY nad u všech pedoletů jsou řešeny jako plovoucí. Hlavním důvodem je zřejmě menší potřebná ovládací síla, která je u běžně používaných servomechanismů (vyráběných pro modely) omezená. Dalším důvodem bude jistě menší odpor proti děleným ocasním plochám. Konstrukce je shodná s konstrukcí křídla. Konstrukce OP: zatížení přenáší trubka s uhlíkového kompozitu, potak je stejný jako na, jako na křídle AROVACÍ A PŘIÁVACÍ ZAŘÍZENÍ Přistávací zařízení je tandemového typu s jedním hlavní a jedním ostruhovým kolem. Obě kola jsou z důvodu minimalizování hmotnosti neodpružené, nebržděné a nezatahují se. Ke startu je použit startovací vozík POHONNÁ JEDNOKA oto označení by se asi nelíbilo řeckému pilotu slavného Daedaluse Kanellosu Kanellopoulosovi, který byl zvolen i pro tento projekt z těchto důvodů: - je známá jeho výkonová křivka a hmotnost - je ze všech pilotů pedoletů nejtě žší a tím zahrnuje větší okru h lidí, kteří by ho mohli nahradit a to nejen z oblasti sportovců, ale krátkodobě i z oblasti netrénovaných lidí. Kanellos Kanellopoulos váží 63,5kg a při letu z Heraklion u na ostrov antorini po dával výkon 00W a s uvážením účinnosti vrtul e byl jeho využitelný výkon 84W. ento řecký sportovec, jak vidíme v ná sledujícím grafu nepatří mez i sportovní elitu a proto můžeme říct, že by ho nahradili mnozí čeští sportovci. [W] P Eddy Merckx (světový šampión) Přední atleti Ergonometrický test (Kanellos KANEL LOPOULO) Albatross Daedalus Netrénovaní lidé 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 čas [hod.] 5

26 3.7. HLAVNÍ ECHNICKÉ ÚDAJE K těm se došlo optimalizacemi v následujících bodech, ve kterých se vycházelo z výkonu zvoleného pilota v našem případě Kanellose Kanellopulose, který podával tento výkon při dálkovém letu na klasickém kolovém systému. Jelikož byl na Ikarusu použit jiný, než klasický kolový převod mechanické energie člověka na kroutící moment o kterém předpokládám, že zvýší účinnost převodu těchto energií asi o 5%, tak skutečná optimální plocha křídla, jak uvidíme z následujících grafů bude z důvodu vyšší cestovní rychlosti menší. Jelikož dokázat teoreticky výhody tohoto systému je velmi složité a málo průkazné a prakticky je to časově náročné, tak domnělé výhody lankového systému nejsou uvažovány a tento letoun, pokud by se odhady nepotvrdily by bylo možné pohánět přes klasický kolový systém. Ikarus YP YMBOL HODNOA JEDNOKA Rozpětí b 6 [m] Délka l 8,36 [m] Výška h,03 [m] Prázdná hmotnost m L 6, [kg] Vzletová hmotnost m VZ 89,7 [kg] Hmotnost pilota m P 63,5 [kg] Plocha křídla 6,9 [m ] Plocha OP OP 0, [m ] Plocha 0,46 [m ] Pozice pilota pozice pilota vodorovná [] Štíhlost křídla λ 40 [] Efektívní štíhlost křídla λ e 38,55 [] Štíhlost OP λ OP [] Štíhlost λ 5 [] Zúžení křídla Z 0,3 [] Zúžení OP Z OP [] Zúžení Z 0,35 [] Maximální klouzavost K max 49, [] Pádová rychlost v min 6,5 [km/h] Cestovní rychlost v C 36, [km/h] Maximální povolená rychlost v max 50 [km/h] Plošné zatížení m VZ / 5.3 [kg/m ] Otáčky vrtule n 35 [ot./min] Profil křídla profil křídla DAE, DAE, DAE 3, DAE 4 Profil profil DAE 4 Profil OP profil OP NACA 0009M Řízené prvky řízené prvky V/ 6

27 7

28 4. OPIMALIZACE V následujících krocích budou optimalizovány části letounu. ato optimalizace se neobešla bez některých zvolených hodnot. y byly v prvopočátku odhadnuty na základě zkušenosti, nebo statistiky a pak v dalších krocích optimalizace optimalizovány. yto kroky, které předcházely následujícímu dále zveřejněnému kroku zde pro přehlednost nejsou uvedeny, protože jsou shodné s krokem následujícím. Další kroky vedou již k tak malým úpravám, že chyba vyplývající z nepřesnosti některých předpokladů má větší vliv na konečný výsledek a proto tímto krokem byla optimalizace ukončena. 4.. OPIMALIZACE RAMENE A OCANÍCH PLOCH Princip optimalizace spočívá v minimalizování vyvažovací síly F V jako součtu tíhy ramene, tíhy hnacího hřídele, potřebného vztlaku, tíhy, tíhy OP a tíhového ekvivalentu odporu OP. Matematický popis optimalizace : F V G R + G + G OP + G H + G + L DOP min. Použité zjednodušení : - zanedbání změny hmotnosti v důsledku změny štíhlosti (menší štíhlost je pevnostně výhodnější a tedy hmotnostně lehčí). Určení jednotlivých složek : Určení L M L l Mk P L DD D D L x A x l 8