V případě, že je rychlost letadla větší jak 400 km/h je třeba provést korekci na stlačenost vzduchu a změnu hustoty vzduchu.

Transkript

1 VLASTNOSTI PLYNŮ LÉTÁNÍ Letecký výškoměr Výškoměr u letadla je vlastně barometr, kterým se měří atmosférický tlak v dané výšce. Jeho stupnice je cejchována v metrech podle vztahu pro tlak v různých nadmořských výškách. Může ukazovat výšku absolutní (výšku od hladiny moře) nebo relativní (výšku nad krajinou). V současné době se používají i radiovýškoměry, které měří relativní výšku odrazem radiových vln od terénu. Přesnou relativní výšku potřebuje pilot znát především při startu a přistání letadla, absolutní výšku musí znát především při letu v horách, kde se na mapách udává nadmořská výška. Měření rychlosti letadla Při letu letadla se měří rychlost absolutní a relativní. Absolutní rychlost letadla udává, jak rychle se letadlo pohybuje vzhledem k zemskému povrchu, nejčastěji se měří radiolokátory. Relativní rychlost udává rychlost letadla vůči okolnímu vzduchu a měří se tlakovým rychloměrem (Pitotova trubice). Ta bývá nejčastěji umístěna pod křídlem. Pitotova trubice má dva otvory, jeden je v ose trubice a druhý na jejím vnějším povrchu. Oba otvory jsou spojeny trubičkami s tlakoměrem rychloměrem, který měří rozdíl tlaků v obou otvorech. Rychlost letadla vypočítáme pomocí Bernoulliho rovnice. V případě, že je rychlost letadla větší jak 400 km/h je třeba provést korekci na stlačenost vzduchu a změnu hustoty vzduchu.

2 Odpor vzduchu Proudění vzduchu kolem těles může být laminární (za tělesem nevzniká vír a odpor prostředí je poměrně malý), nebo turbulentní. Odpor vzduchu je soubor všech sil, kterými plyn působí proti pohybu těles. Odpor je způsoben třením, které vzniká při kontaktu tělesa a prostředí a je přímo úměrný rychlosti pohybu a závisí na rozměrech a tvaru tělesa. Největší součinitel odporu C má dutá polokoule s dutinou proti směru pohybu (padáky), nejmenší součinitel odporu mají tělesa proudnicového neboli aerodynamického tvaru (letadla, rakety). Protože pohyb je relativní, je jedno, jestli se těleso pohybuje v nehybném plynu, nebo jestli je těleso v klidu a kolem něj proudí plyn. Síly, které v důsledku tření působí proti pohybu tělesa, se označují jako odporové síly. Odporové síly těleso zpomalují.

3 Létání Podstatou letu letadel, která jsou těžší než vzduch je vytvoření rozdílu tlaků na horní a dolní ploše křídla. Profil křídla je nahoře vyklenutý, díky tomu proudí vzduch nad křídlem větší rychlostí než pod křídlem. Tím vzniká nad křídlem podle Bernoulliho rovnice podtlak, kdežto prohnutí spodní plochy a náběhový úhel křídla vytvářejí pod křídlem jistý přetlak. Tah shora a tlak zespodu dají dohromady sílu, která směřuje svisle vzhůru. Této síle se říká aerodynamická vztlaková síla. Její velikost závisí také na velikosti úhlu náběhu. Při malém náběžném úhlu je čelní odpor malý, ale malá je i vztlaková síla. Je-li náběžný úhel příliš velký, začnou vznikat nad horní stranou křídla víry a tím se zvětší čelní odpor křídla. Aby se zabránilo vzniku vírů, jsou náběžné i odtokové hrany křídel opatřeny nastavitelnými ploškami a štěrbinami, kterými může pilot měnit profil křídla. Padák Padák je zařízení z jemné, lehké a pevné látky určené ke zpomalení objektu při jeho pohybu v atmosféře prostřednictví odporu vzduchu. Používá se ke zpomalení pádu či zkrácení brzdné dráhy v letectví, kosmonautice či automobilismu. Nejčastěji je jeho užití spojováno s parašutismem. Při parašutismu se zpravidla používají dva padáky - hlavní a záložní, většinou v tandemovém uspořádání (hlavní i záložní padák je uložen v postroji na zádech nad sebou).

4 Seskok padákem Seskok parašutisty probíhá v několika fázích. Po opuštění z letadla na parašutisty působí tíhová síla, parašutista se pohybuje rovnoměrně zrychleným pohybem s tíhovým zrychlením g = 9,81 m/s 2. Se vzrůstající rychlostí se odporová síla vzduchu zvětšuje, parašutista padá se stále menším zrychlením. Při dosažení určité rychlosti se tíhová a odporová síla vyrovnají a parašutista padá konstantní rychlostí. V okamžiku otevření padáku prudce vzroste odporová síla, která je podstatně větší než tíhová, rychlost parašutisty se zmenšuje. Padák je konstruován tak, že v poměrně krátké době se rychlost pádu ustálí na km/h. Touto rychlostí dopadne parašutista na zem. Kruhové padáky Kruhový padák má vůči novým padákům typu křídlo řadu nevýhod. Je málo ovladatelný, rychleji padá k zemi (přistání vyžaduje parakotoul), nebyl umístěn do tandemového uspořádání, takže neumožňoval v případě odhozu automatické otevření záložního padáku. Padák typu křídlo Padáky typu křídlo se ve vzduchu chovají jako křídlo letounu - tedy nejen brzdí pád dolů odporem vzduchu, ale také vytvářejí při pohybu vpřed podtlak nad svou vrchní stranou. Výsledná vztlaková síla pak způsobuje, že padák klouže vpřed. Padák je tak možno relativně dobře řídit. Letové vlastnosti padáku (např. klouzavost, stabilita) závisí na profilu křídla, tedy na poměru jeho délky, šířky, hloubky a na tvaru jeho průřezu. Dále také hraje roli materiál vrchlíku (nejen jeho kvalita, ale také jeho opotřebení, které zvyšuje propustnost látky a zhoršuje letové vlastnosti), střih, počet a umístění nosných šňůr. Dále pak také počet a tvar komor a kanálů, které nafukují padák do výsledné podoby

5 Vrtulník Horizontálně se pohybující nosný rotor poskytuje vrtulníku vztlak. Naklápění kolem horizontálních os se řídí změnou úhlu náběhu listů rotoru. Kroutící moment vzniklý pohonem hlavního rotoru musí být kompenzován pomocným rotorem, vrtulkou. Ten také řídí otáčení kolem svislé osy. Pomocný rotor je nejčastěji realizován jako vertikální vrtule umístěná na ocase stroje. Moderní vrtulníky jsou konstruovány tak, že v případě vysazení nebo vypnutí pohonné jednotky (motoru) začne vrtulník klesat, vlivem tlaku vzduchu protékajícího rotorem na listy nosného rotoru se nosný rotor roztáčí a pilot je schopen s vrtulníkem v omezené míře manévrovat a poté úspěšně přistát. Stroj ale musí mít dostatečnou výšku a letovou rychlost. Vznášedlo Vznášedlo je specifický dopravní prostředek, který se pohybuje těsně nad zemí nebo nad vodní hladinou na vzduchovém polštáři. Vzduchový polštář vytváří výkonný ventilátor (dmychadlo), který vhání vzduch pod vznášedlo. Na vnějším obvodu spodní části vznášedla je gumová manžeta, pod kterou vzduch uniká ven. Pohyb vznášedla vpřed zajišťují vrtule, nebo proudové motory, k pohybu do stran slouží směrová kormidla. Vznášedla se dnes používají nejen v dopravě, ale i k přepravě nákladů v mělkých vodách.

6 Bumerang Je to domorodá zbraň původem z Austrálie. Jeho profil, zkřížení ramen a rotace zabezpečí, že se vždy vrací na místo, odkud byl vržen. Při letu bumerangu se pohybuje vždy jedno rameno vůči vzduchu rychleji než druhé (u bumerangu otáčejícího se ve směru hodinových ručiček se pohybuje rychleji levé rameno ve směru pohybu). Rameno na jedné straně je tedy obtékáno větší rychlostí než na druhé a na bumerang proto začne působit moment síly, který bumerang sklápí na bok. Současně moment síly působící na rotující těleso způsobuje jeho precesi (změnu orientace osy v prostoru). Rotující bumerang se tedy kromě naklánění do boku začne naklápět šikmo do směru pohybu, to způsobí zatáčení bumerangu. Pokud ho hodíme správně, vykoná jeho osa během letu právě jednu precesní otáčku a bumerang se nám vrátí do ruky. Bumerang přitom přechází z vodorovné do téměř svislé polohy a v druhé fázi letu se vrací zpět. Další důležitou skutečností podílející se na letu bumerangu je jeho tvar, který zajišťuje stabilitu rotace kolem osy rotace. Skoky na lyžích První skoky na lyžích a skokanské závody se uskutečnili v Norsku. První skoky měly délku kolem 40 m, teprve po první světové válce došlo k prodloužení skoků díky novému skokanskému stylu s předkloněným trupem a rukama nataženýma dopředu. V roce 1985 se začal používat V styl a délka skoků se dostala za hranici 200 m. Délku skoků ovlivňuje kromě schopností samotného lyžaře a povětrnostních podmínek především konstrukce můstku a vybavení skokana. Nejvíce ovlivňuje délku skoku rychlost a úhel, pod kterým se skokan po odrazu pohybuje. Při správném sklonu lyží se uplatňuje také tlak vzduchu na spodní plochu lyží, který udrží lyžaře déle ve vzduchu a tím prodlouží jeho skok. Také kombinéza je vyrobena z materiálů, které snižují odpor vzduchu a zlepšují aerodynamiku letu.