Snem každého aerodynamika a konstruktéra
letadla je mít možnost měnit
geometrii profilu za letu. Důvody
jsou evidentní, každá fáze letu mění
nároky na aerodynamiku letounu,
především křídla. Příroda tento problém
již velice dávno vyřešila na
rozdíl od současných systémů umožňujících
ve velmi omezeném rozsahu
měnit zakřivení a geometrii profilu
pomocí slotů a klapek, které velmi
výrazně porušují proudění kolem profilu
a zvětšují jeho indukovaný odpor.
Geometrický tvar profilu křídla je pak
kompromisem z požadavků na něj
kladených.
Námi vyvinuté zařízení DCAG (Jan
Müller, Rudolf Müller: Zařízení pro
kontinuální a definovanou změnu geometrie
tvaru a zakřivení profilu křídel;
patent č. 300728) umožňuje velmi
jednoduchým způsobem měnit jak zakřivení
profilu, tak i jeho průběh, aniž
by došlo k porušení obtékání profilu.
DCAG je založeno na rotačním principu,
který umožňuje pro každé natočení
definovat jak zakřivení profilu, tak
i jeho geometrii v měnitelných částech
profilu, a to zcela libovolně.
Profil rozdělíme na pevnou část
a pohyblivé části, dle obr. 1. Geometrii
měnitelné části profilu pro jednotlivé
polohy natočení navrhneme na
základě aerodynamických požadavků.
Je tak možné dosáhnout nebývalých
tvarů profilu. Z těchto jednotlivých
poloh pak odvodíme tvary dvou základních
dílů DCAG, klece a zakřivené
hřídele.
Prvním dílem DCAG je klec (obr. 2).
Její tvar a průběh povrchu definuje geometrii
profilu pro každé natočení klece.
Na povrchu klece jsou vytvořeny drážky
pro kotvy potahu. Stoupání drážky
musí respektovat průtažnost potahu.
Klec je odlehčena a opatřena dírou pro
zakřivenou hřídel.
Druhým dílem DCAG je zakřivená
hřídel unášející klec a současně i náběžnou
(popř. odtokovou) hranu. Hřídel
na straně přiléhající pevné části
profilu je uložena v nosníku křídla a je
opatřena ramenem pro její natáčení.
Konstrukce náběžné hrany je
uzpůsobena jejímu vlečení hřídelí.
Náběžná hrana je opatřena drážkou
pro kulové ložisko a osazeními pro
připevnění pružného potahu. Druhá
část náběžné hrany zajišťuje vedení
hřídele tak, aby náběžná hrana byla
vždy kolmá k ose hřídele.
Potah je vytvořen z pružného materiálu
(např. Tecoflex, Riteflex, Arnitel,
Spandura, Tru-Stretch atd.) a je
podélně vyztužený T nosníky, které
jsou opatřeny vodicí drážkou sloužící
k uchycení kotev potahu. Potah
je ke kleci přidržován pomocí kotvy
potahu.
Výsledná sestava
Na nosníku křídla osazenými ložisky
jsou upevněny DCAG, jak je
uvedeno na obr. 3. Pokud je DCAG
na konci řady, tak je připojen přímo
k hydraulickému motoru. Na opačné
straně zakřivené hřídele je nasunuta
náběžná hrana. Na náběžnou hranu
a na nosník křídla je připevněn horní
a dolní pružný potah, který kopíruje
povrch klece prostřednictvím kotev
potahu.
Využití
Popsané zařízení se svými vlastnostmi
hodí pro řadu aplikací, od letadel
s pevnými křídly (zkrácením délky
startu a přistání, zvýšení obratnosti
aplikací různých průběhů geometrie,
zvýšení bezpečnosti automatizací
změn geometrie, zlepšení odmrazování
křídel mikrorotacemi DCAG, snížení
spotřeby paliva) až po lodní šrouby,
turbíny a přítlačná křídla vozů F1.
Na letounech s mávajícími křídly je
možné aplikovat DCAG jak v podélném,
tak příčném směru křídel a tím
se ještě více přiblížit známým řešením
v přírodě.
Zjednodušený model a pohybová
simulace prokázaly realizovatelnost
DCAG. Aerodynamické výpočty
ukázaly, že koeficient vztlaku se zvýší
na dvojnásobek již pro úhel náběhu
křídla 4.5°.
Ing. Rudolf Mülller
Ing. Jan Müller
