Auta, v některých pouličních modelech, zejména sportovních, obvykle mají křidélka nebo spoilery nebo podobně pro zlepšení adheze nebo přítlaku. V případě soutěžních vozidel je to obvykle běžné. Některá obrácená křídla, která mají svůj původ v letectví, ale také přistála a zde si podrobně přiblížíme jejich fungování, abyste pochopili, jak se používají.
Také možná někteří fanoušci tuningu budou zklamáni, protože tato křídla nebo spoilery nefungují všude...
Co je to křídlo nebo křidélko?
Un křídlo je aerodynamický profil navržený tak, aby generoval vztlak, vertikální síla směřující vzhůru, která umožňuje letům letadel a jiných letadel. Jeho provoz je založen na základním principu aerodynamiky: tlakovém rozdílu. Tento princip je ve fyzice známý jako Bernoulliho jev a říká, že rychlost tekutiny je nepřímo úměrná jejímu tlaku. Jinými slovy, čím vyšší je rychlost tekutiny, tím nižší je tlak a naopak.
Pro vznik tohoto efektu je rozhodující tvar křídla. Jak můžete vidět v profilu, Je zde více zakřivená část, s delší vzdáleností a přes kterou se rychlost zvýší, to znamená, že je asymetrický, aby se měnil proud vzduchu přes oba jeho povrchy. Například v letadle proudění vzduchu pohybujícího se výše zvyšuje svou rychlost a snižuje svůj tlak, dole je tomu naopak, rychlost se zpomaluje a tlak stoupá. Když je tlakový rozdíl mezi horní a dolní zónou, rovina stoupá.
Jakmile to vezmeme v úvahu, musíme některé definovat základní koncepty křídel nebo křidélek:
- Výtah: je vertikální síla směřující nahoru generovaná, když vzduch proudí přes křídlo nebo křidélka. Vzniká tlakovým rozdílem mezi horní a spodní plochou aerodynamického profilu. Vzduch proudí rychleji přes horní povrch díky jeho většímu zakřivení a vytváří tak zónu nízkého tlaku. Na spodním povrchu má nižší zakřivení za následek vysokotlakou zónu. Tento tlakový rozdíl vytváří vztlakovou sílu, která udržuje letadla, kluzáky a další okřídlená vozidla ve vzduchu.
- Přítlak: je to stejné jako vztlak, ale naopak při převrácení křídla vzniká síla směrem dolů, to znamená, že tlak v horní oblasti se zvyšuje a tlak na spodní plochu se snižuje.
- Odpor (aerodynamický odpor): je síla, která brání pohybu předmětu vzduchem. V případě křídel a křidélek je odpor způsoben především třením mezi vzduchem a povrchem profilu křídla a také vytvářením turbulencí na zádi. Drag snižuje aerodynamickou účinnost a snižuje maximální rychlost.
- Akord křidélek: je pomyslná čára, která definuje délku aerodynamického profilu, tedy vzdálenost od špičky ke špičce. Používá se jako reference pro měření úhlů náběhu a dalších aerodynamických proměnných.
- Střed tlaku: CP je bod, ve kterém výsledná aerodynamická síla (kombinující vztlak/přítlak a odpor) působí na křídlo nebo křidélko. Obvykle se nachází asi 25 % tětivy, za náběžnou hranou. CP je klíčovým bodem pro rovnováhu a aerodynamické ovládání.
- výsledná síla: je vektorová kombinace zdvihu a tažení. Velikost a směr této síly závisí na úhlu náběhu, rychlosti vzduchu a tvaru profilu. Kontrola těchto proměnných je nezbytná pro let a ovládání vozidla.
- Odtoková hrana: Je to nejzadnější část křídla, kde se opět setkává horní a dolní proudění.
obrácené křídlo
U automobilů je křídlo převrácené, tento typ spoileru funguje stejně jako u letadel, na stejných principech uvedených výše, ale obráceně, generování přítlaku místo vztlaku. V tomto případě, protože je profil obrácený, vzduch cirkulující v horní oblasti se zpomaluje, což zvyšuje tlak, zatímco vzduch pohybující se níže se zrychluje a snižuje tlak. To vytváří zatížení směrem dolů, které udržuje lepší přilnavost k vozidlu, zejména v zatáčkách.
Klapky
Un klapka je aerodynamické zařízení, které je umístěno na odtokové hraně křídla nebo křidélka, v tomto případě se toto křídlo stává hlavním profilem. Jeho hlavní funkcí je zvýšení přítlaku při nízkých rychlostech. Zvětšení úhlu náběhu vytváří větší přítlak, ale také zvyšuje odpor (aerodynamický odpor) a může dokonce vyvolat problém známý jako přetažení, o kterém budu diskutovat později. Na druhou stranu klapky umožňují zvýšit zatížení bez výrazného zvýšení odporu, což zlepšuje aerodynamickou účinnost.
S klapkami působí každý z prvků jako samostatné křídlo, aniž by bylo nutné, aby hlavní křídlo mělo tak velký úhel.
Flap Gurney
Un klopný vozík, pojmenovaný po svém tvůrci v F1, je malý šikmý výstupek nebo ploutev, která je umístěna na odtokové hraně aerodynamického profilu. Jeho hlavní funkcí je upravit proudění vzduchu přes profil, zvýšit vztlak a zlepšit přítlak, zejména při nízkých rychlostech.
Umístěním Gurneyho klapky na odtokovou hranu se těsně před klapkou vytvoří zóna oddělení proudu vzduchu. Toto oddělení vytváří víry, malé víry vzduchu, které rotují v opačném směru. Díky tomu, co je známé jako Coandův efekt, tyto víry přitahují hlavní proud vzduchu směrem k povrchu aerodynamického profilu. Tím se zvýší rychlost vzduchu nad spodním povrchem, což způsobí, že se proudění neoddělí jako na normálním křídle.
Úhel náběhu a zastavení
El úhel náběhu křidélka Je to úhel mezi tětivou křidélka (pomyslná čára, která vymezuje jeho délku) a směrem proudění vzduchu, který jej ovlivňuje. Tento úhel hraje zásadní roli při vytváření aerodynamické síly (zatížení a odporu) křidélkem.
Větší úhel náběhu zvyšuje efektivní odklon křidélek, které generuje větší přítlak podle Bernoulliho principu. nicméně, existuje kritický úhel útoku od kterého se vztlak začíná snižovat navzdory pokračujícímu zvětšování úhlu. To je způsobeno tím, že proudění vzduchu je odpojeno od povrchu spoileru, což vytváří turbulence a snižuje aerodynamickou účinnost.
La Zablokování křidélek nastane, když úhel náběhu překročí kritický úhel náběhu. V tomto okamžiku se proudění vzduchu odlepí od povrchu, což způsobí drastické snížení zátěže a výrazné zvýšení odporu, tedy úplný opak toho, co se hledá.
Obrázky | Canva | spád | RobRobinette | SimScale