Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 29. 20 juli 1946 - Naturlig flygning, av Bengt Svedberg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has been proofread at least once.
(diff)
(history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång.
(skillnad)
(historik)
714
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 3. Jämförelse mellan två gränsfall av flygning på
stället; a i fall 1 är vingens slagplan horisontellt och
nollplanet för vridrörelsen vertikalt, i fall 2 är slagplanet
vertikalt och vridrörelsens nollplan riktat i ungefär 45° vinkel
mot horisontalplanet; Kr är skjutkraften; b skjutkraft
som funktion av vridamplituden för de två fallen; c
erforderlig effekt i de två fallen; d verkningsgrad.
sig allehanda mellanformer mellan dessa båda typer av
vingrörelser. Av kurvan över skjutkraften, fig. 3 b, synes
att maximum hos vridamplituden χ ej är särskilt beroende
av vilket flygtillstånd som valts. Båda rörelseformerna
alstrar tydligen luftkrafter av ungefär samma
storleksordning. Maximum för fall 1 synes ligga vid 80°—90°
vridamplitud, för fall 2 vid 100°—140°.
Det förstnämnda gränsfallet brukar kallas
"skjutkraftsflykt", eftersom här alstras enbart skjutkraft. Detta
flygtillstånd har mycket gemensamt med "rotorflykt"
(helikopter), bortsett från att vingarna pendlar fram och åter,
under det att rotorbladen beskriver en cirkel. Det andra
gränsfallet brukar kallas "motståndsflykt", eftersom
vingrörelsen här går ut på att direkt utnyttja
luftmotståndskraften på samma sätt som man hos en fallskärm
använder denna kraft för att motverka tyngdkraften.
Vid flykt på stället enligt det senare fallet har vingens
form tydligen ingen avgörande betydelse, vilket den
däremot har i det förra. Härmed sammanhänger kanske
också det faktum, att det förra flygtillståndet är
avsevärt mera ekonomiskt; av kurvorna i fig. 3 c framgår, att
Fig. A.
Skjutkraftskoefficienten (skjutkraften
reducerad till ett
dimensionslöst oberoende av
speciella mätförhållanden) som
funktion av
vridamplituden χ vid olika värden på
på fortskridningsgraden λ;
nedre diagrammet visar
verkningsgraden vid olika
flygtillstånd.
den erforderliga effekten är av olika storlek i de båda
fallen. Kurvan för skjutflykt sjunker brant med ökande
vridamplitud, medan kurvan för motståndsflykt är mera
flack, och då största skjutkraft erhålles vid de största
vridamplituderna, måste, som kurvorna i fig. 3 d även
visar, skjutkraftsflykten ha den bästa verkningsgraden.
Vingslagsdrift och propellerdrift
Kurvorna i fig. 3 c och d illustrerar följande generellt
giltiga sats: vid flygning med rörliga vingar (eller
propellerblad) erhålles bästa verkningsgrad när anfallsvinkeln
(vinkeln mellan den luftkraftsalstrande skivans korda och
mediets resulterande strömriktning) är liten, i allmänhet ej
över 30°. Denna regel gäller för propellerblad, för flygplans
fasta vingar och för vingar med slagrörelse, ävensom för
rotorbladen på en autogiro och en helikopter. Samma regel
belyser också fartygspropellerns överlägsenhet gentemot
skovelhjulen, ty "motståndsflykt" är baserad på samma
princip som skovelhjulsdrift, medan "skjutkraftsflykt"
motsvarar propellerdrift.
Den av människan sedan gammalt omfattade tron, att
fåglarna flyger med hjälp av kraften på vingarna vid
nedåtslaget är sålunda felaktig. Flygplanskonstruktörer vid seklets
början (och även senare) har måhända trott att flygplanet
innebär ett fundamentalt aerodynamiskt framsteg
gentemot fåglarna; den uppfattningen måste i så fall revideras.
Kurvorna i fig. 4 belyser fördelarna hos inställbara
propellrar, dvs. propellrar med vridbara blad. Den övre
kurvskaran gäller vid flygning lodrätt upp för
skjutkraftskoefficienten som funktion av vridamplituden med
fortskridningsgraden λ som parameter. Denna är v/u, där v
är den förbiströmmade luftens hastighet och u är
omloppshastigheten, dvs. slagfrekvensen gånger vingspetsens
omloppssträcka. Som synes förskjutes med sjunkande
fortskridningsgrad skjutkraftsmaximum mot stigande
vridamplitud. Att verkningsgradsmaximum förskjutes på
samma sätt som de nedre kurvorna visar, är naturligt. Dessa
kurvor visar, att om en fågel, med utnyttjande av
flygtillståndet 1 enligt fig. 3 a, flyger lodrätt uppåt — vilket
exempelvis kolibrin kan — kommer den lämpliga
vridamplituden vid oförändrad slagfrekvens att ökas om
hastigheten uppåt minskar. Analogt måste ett flygplan vid
planflykt — vilket flygtillstånd ju för propellerns del utgör
ren skjutkraftsflykt, eftersom flygplanets vikt bäres av
den fasta vingen — öka vinkeln mellan propellerbladen
och flygriktningen om farten minskas, t ex. vid stigflykt.
Fåglarna har en känsligt fungerande anordning, som
reglerar denna vinkel.
Många fåglar och insekter — t.ex. bin, svärmare och
trollsländor — kan utföra flygning på stället, varvid
vingarnas svängningsplan är nästan horisontalt. Om sålunda
propellerflykt någonsin skulle kunna jämföras med
vingslagflykt, så är det just vid dylik flygning på stället med
svängplanet nästan horisontalt.
Kurvorna över verkningsgraderna, fig. 4, visar att ett
visst verkningsgradsmaximum existerar för en viss
fortskridningsgrad och en viss vridamplitud. Detta maximum
synes här ligga vid 0,6. Detta maximum har erhållits vid
en modell av en insektsvinge, och man kan med en
naturlig, elastisk insektsvinge vänta sig ett värde av 0,7. Då
man för goda luftpropellrar erhållit värden på 0,6—0,8
synes vingslagflykt och propellerflykt vara ungefär
likvärdiga. Detta gäller dock endast skjutkrafterna. Med
avseende på manövrerförmåga o.d. är, såsom senare skall
visas, vingslagflykt långt överlägsen. Nämnda siffror visar
dock hur litet den sedan gammalt omhuldade
uppfattningen, att vid fågelflykten utnyttjas några speciellt
märkliga luftkrafter, motsvaras av verkliga förhållanden.
Vid en viss inställning av svängplanet och vingens
nollställning kan sålunda fågeln använda olika vridamplituder
för olika hastigheter och olika stigningsvinklar. Därtill är
det intet som hindrar, att den även varierar svängplanets
inställning eller vingens nollställning — allt efter som
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
