Formarea vârtejurilor din vârful aripii

Acţiunea exercitată de fluxul de aer pe o aripă la crearea portanţei, are ca rezultat şi apariţia unei rezistenţe la înaintare. Atunci când un profil aerodinamic se deplasează la un unghi de atac pozitiv, o diferenţă de presiune se creează între intrados (suprafaţa inferioară) şi extrados (suprafaţa superioară). Presiunea de pe extrados este mai mică decât presiunea atmosferică, iar presiunea de pe intrados este egală sau mai mare decât presiunea atmosferică. Având în vedere că, aerul se mişcă mereu de la presiune mai mare spre presiune mai mică, şi calea care prezintă cea mai mică rezistenţă este spre vârful aripii, există o mişcare a aerului dinspre capătul aripii către vârful acesteia. Acest flux de aer are ca rezultat o "scurgere" peste vârful aripii, creându-se un vârtej de aer. În acelaşi timp, aerul de pe suprafaţa superioară are tendinţa să curgă în spre fuzelaj. Acest curent de aer formează un vârtej similar la marginea aripii, dar datorită faptului că fuzelajul limitează fluxul interior, vârtejul format este nesemnificativ. Prin urmare, deviaţia direcţiei de curgere este maximă la vârful aripii, unde curgerea laterală este nerestricţionată.

Aceste vârtejuri cresc rezistenţa la înaintare. Ori de câte ori un profil aerodinamic produce portanţă, apare rezistenţa la înaintare, şi se formează vârtejuri în vârful aripii.

La fel cum portanţa creşte o dată cu creşterea unghiului de atac, creşte şi rezistenţa la înaintare indusă. Acest lucru se întâmplă deoarece, pe măsură ce unghiul de atac creşte, există o diferenţă de presiune mai mare între extrados şi intrados, şi un flux de aer lateral mai mare; prin urmare, vârtejurile vor fi mai violente, rezultând mai multe turbulenţe şi mai multă rezistenţă la înaintare.

Intensitatea sau forţa vârtejurilor este direct proporţională cu greutatea aeronavei şi invers proporţională cu anvergura aripilor şi viteza aeronavei. Cu cât aeronava este mai grea şi mai lentă, şi unghiul de atac este mai mare şi vârtejurile sunt mai puternice. O aeronavă va crea vârtejuri de putere maximă în timpul decolării, ascensiunii, şi aterizării.


Vârtej creat de un avion agricol

Vârtej creat de un avion agricol


Fluxul de aer care părăseşte aripa avionului agricol, din imaginea de mai sus, este evidenţiat printr-o tehnică care foloseşte fum colorat care se ridică de la sol. Din cauza vârtejurilor, Federal Aviation Administration (FAA) a cerut aeronavelor să menţină anumite distanţe între ele, atunci când aterizează una după alta. Un program comun NASA-FAA are ca scop stabilirea condiţiilor în care avioanele ar putea zbura mai aproape unul de altul. Piloţii ştiu deja, că trebuie să-şi facă mai puţine griji cu privire la vârtejurile formate pe vreme aspră, deoarece vântul le disipă mai rapid.



Data publicării: 18 ianuarie 2012Categorie: Structură