Eficiență aerodinamică

În aerodinamică, eficiența aerodinamică indică relația dintre ridicarea și tracțiunea unei aripi sau, mai general, a unei aeronave . Deoarece fuselajul produce de obicei tracțiune mai degrabă decât ridicare, eficiența unui avion întreg este mai mică decât cea a unei aripi.

Formula sa este: $E=L/D$ ${\ displaystyle E = L / D}$ ${\ displaystyle E = L / D}$ unde L este liftul (Lift) și D este rezistența aerodinamică (Drag). În ceea ce privește studiul volanelor, formula poate fi exprimată ca un raport al coeficienților aerodinamici: $E=c_{L}/c_{D}$ ${\ displaystyle E = c_ {L} / c_ {D}}$ ${\ displaystyle E = c_ {L} / c_ {D}}$ unde C L este coeficientul de ridicare și C D este coeficientul de tracțiune . După cum se poate deduce din formula anterioară, deoarece C D și C L variază pentru același profil în funcție de unghiul de atac , eficiența se modifică în funcție de acest unghi, conform unui grafic numit polar .

Cu cât valoarea E este mai mare, cu atât performanța profilului este mai bună.

Rețineți că valoarea eficienței, fiind raportul dintre două mărimi omogene, este adimensională , adică nu are unitate de măsură.

Eficiența unei aeronave

În utilizarea obișnuită în câmpul aeronautic, termenul de eficiență este folosit pentru a indica raportul dintre distanța orizontală în metri parcurși de aeronavă în timpul planării, cu o pierdere de altitudine egală cu un metru în aerul liniștit: $E=d/h$ ${\ displaystyle E = d / h}$ ${\ displaystyle E = d / h}$ unde d este distanța și h este altitudinea pierdută. De exemplu, dacă o aeronavă are o eficiență de 30, înseamnă că poate călători 30 de metri pe orizontală, pierzând un metru de altitudine. Planorele se caracterizează prin valori de eficiență relativ ridicate, în general în jur de 30, dar pot atinge valori mai mari de 70 în modelele de concurență.

Avioanele motorizate, atunci când planează, ating în mod natural valori de eficiență mult mai mici, între 10 și 20.

În acest sens, termenul raport de alunecare este frecvent utilizat.
Eficiența este unul dintre parametrii caracteristici ai unei aeronave și depinde de caracteristicile sale de construcție.

Fiecare aeronavă, cu o anumită greutate (considerată în general greutatea maximă la decolare sau MTOW ), are o viteză caracteristică la care eficiența este maximă, numită, de fapt, viteza maximă de eficiență (deci V MaxEff ). Trebuie subliniat faptul că această valoare este exprimată de producător în aer liniștit , adică în absența vântului și a mișcărilor convective ale masei de aer în care zboară planorul. În aerul în mișcare, V MaxEff se schimbă și, în special:

scade în cazul în care există o componentă a vântului opusă traiectoriei aeronavei sau în caz de discentivitate a aerului
crește dacă componenta vântului de-a lungul traiectoriei este integrală cu aceasta sau în cazul ridicării aerului.

Pentru a determina V MaxEff , producătorul oferă un grafic care reprezintă o curbă pe un plan cartezian ale cărui două axe exprimă viteza verticală (negativă) și viteza relativă ( TAS ).

Trebuie subliniat faptul că o creștere a greutății aeronavei este urmată de o creștere a V MaxEff , dar nu și a eficienței . De exemplu planorul ASK-21 care cu un pilot la bord are o eficiență maximă de 34 la o viteză de 85 km / h , cu doi piloți la bord are o eficiență de 34, dar la o viteză de 90 km / h.
Din acest motiv, în competițiile de zbor rapid, greutatea planorului este mărită cu ajutorul balasturilor de apă.