2.3.4 Kokonaisvastus

Ohjaajan kannalta on hyödyllistä tietää, miten lentokoneen kokonaisvastus muuttuu lentonopeuden muuttuessa. Vastus saadaan vastuskertoimesta ja kineettisestä paineesta laskemalla, mutta kukapa niitä ehtisi laskea lennon aikana. Sen vuoksi tarkastellaan jo etukäteen mistä vastus muodostuu ja miten se muuttuu eri lentotilanteissa. Kuvasta käy ilmi, että vastuksessa on kaksi osaa, joista toinen, C_DO riippuu vain kohtauskulmasta ja toinen C_Di riippuu kohtauskulmasta sekä sivusuhteesta. Oleellista on havainto, että indusoitu vastus vähenee lentonopeuden kasvaessa ja haitallinen vastus kasvaa. Molempien yhteenlaskettu vastus on minimissään silloin, kun ne ovat keskenään yhtä suuret. Alla oleva kuvaa vastaavat kaavat on koottu yhteen.

Kokonaisvastuksen laskentakaavat. Kokonaisvastus on nousevan paraabelin ja laskevan hyperbelin summa.

Kuva. Vastuksen riippuvuus lentonopeudesta. Di on nostovoimasta johtuva vastus, D0 on nopeudesta johtuva vastus, joka sisältää myös maassa rullaavan koneen rullausvastuksen. Ylin käyrä esittää kokonaisvastusta eli haitallisen vastuksen ja indusoidun vastuksen summaa ja on pienimmillään silloin, kun D0 = Di

Näistä nouseva paraabeli D_o kuvaa haitallista vastusta, joka on nolla, kun nopeus on nolla ja kasvaa nopeuden neliöön verrannollisena. Laskeva hyperbeli D_i on lentonopeudesta riippuva vastus eli indusoitu vastus, joka pienenee lentonopeuden kasvaessa. Kuvassa on erotettu molemmat vastuksen osat toisistaan sekä esitetty kokonaisvastus. Erityisen huomattavaa on indusoidun vastuksen suuruus pienellä nopeudella, sillä tämä tilanne esiintyy laskussa ja lentoonlähdössä. Vastuksen yhtälöstä voimme todeta niin ikään, että koneen nostovoiman lisäys aiheuttaa indusoidun vastuksen kasvun. Nostovoima L = koneen paino silloin, kun lennetään suoraa vaakalentoa. Tilanne ei muutu kaarron tai lentoliikkeiden aikana, mikäli huomioidaan keskipakovoimista johtuvat kiihtyvyydet eli g-voimat. Samoin indusoitu vastus kasvaa lentokorkeuden kasvaessa, sillä ilman tiheys pienenee mutta haitallinen vastus sen sijaan pienenee.

Yhteenveto vastuksesta

Seuraavassa taulukossa on esitetty yhteenveto haitallisen ja indusoidun vastuksen muutoksen suunnasta ja voimakkuudesta, kun olosuhteet muuttuvat. Nämä on hyvä olla osana ”perstuntumaa”, jotta osaisi reagoida oikein muutoksiin.

Yhteenveto eri tilanteiden vaikutuksesta vastukseen. Tulkinta: Suurella lentonopeudella haitallinen vastus on määräävä mutta pienellä nopeudella indusoitu vastus on suurin. Koneen painolla sekä kiihtyvyysmonikerralla on iso vaikutus kokonaisvastukseen sillä 1 % painon tai kiihtyvyyden lisäys aiheuttaa 2 % vastuksen kasvua.

 

Google: Lentokone+vastus, aerodynamic drag