Speedbrakes

autor: David Dosoudil

Jak je to s účinností speedbrakes při stejné indikované rychlosti a se vzrůstající výškou? Zůstává stejná nebo se mění?

Takže jak to vlastně je?

V prvé řadě pár základů, které nejsou vždy zcela jasné:

- Hustota vzduchu - hustota klesá s klesajícím tlakem vzduchu, stoupající teplotou a zvyšující se vlhkostí vzduchu. Díky prvním dvěma změnám klesá intenzivně hustota vzduchu s rostoucí výškou - sice klesá teplota, ale vliv klesajícího tlaku se projeví mnohem více. Ve výšce 18000ft (cca polovina běžné cruise altitude) má tak vzduch cca poloviční hustotu oproti hladině moře a ve výšce 39000ft cca čtvrtinovou. Nutno podotknout, že krom těchto závislostí ve standardní atmosféře dle ISA se tyto jevy projeví i klidně na hladině moře - již zmíněnou změnou tlaku, teploty a vlhkosti. Na hustotě vzduchu jsou závislé 2 nejdůležitější veličiny pro výpočty výkonů v letectví - pravá vzdušná rychlost TAS a thrust poskytovaný motory.

- TAS (true air speed, pravá vzdušná rychlost) Rychloměr standardního letadla zobrazuje indikovanou rychlost IAS (resp. její kalibrovanou variantu ve formě CAS) a tato rychlost je indikátorem aktuálního dynamického tlaku měřeného na příslušných sondách (rozdílem celkového a statického tlaku). Její hodnota je součástí standardního vzorce pro výpočet vztlaku a odporu - 1/2 * ro * v^2 * S * CL příp. CD (ro - hustota, v - rychlost TAS, S - plocha, CL - součinitel vztlaku, CD - součinitel odporu) - jedná se právě o onu část 1/2 * ro * v^2, což je aktuální hodnota dynamického tlaku. Jak je z něj vidět, pokud se snižuje hustota ro z důvodů uvedených výše, pro získání stejného dynamického tlaku (a tím stejné indikované rychlosti, vztlaku, odporu, apod.) je nutné zvýšit rychlost TAS. Ze vztahu vyplývá, že při čtvrtinové hustotě je pro stejný dynamický tlak nutno zvýšit rychlost TAS dvojnásobně.

- Činnost speedbrakes (v nejčastější podobě ve formě spojlerů) spočívá jednak ve snižování aktuální hodnoty vztlaku (rušení proudění) a druhak ve zvyšování parazitního odporu (zvyšováním čelní plochy S).

Takže k jádru pudla: Z výše uvedeného a ze zadání vyplývá, že při stejné IAS (a tím pádem stejném dynamickém tlaku - jádru vzorce výše) je aktuální hodnota generovaného parazitního odporu při stejné ploše speedbrakes S stejná v malé i velké výšce.

ALE - protože se vzrůstající výškou klesá hustota, musí pro získání stejného odporu a indikované rychlosti růst TAS - pravá vzdušná rychlost, jediná rychlost co není tlakem, ale skutečnou rychlostí - tou, kterou se pohybuje letadlo vzduchem.

A tady právě leží onen chytáček ;) Pokud se něco pohybuje rychleji, ale brzdná síla je stejná, díky setrvačnosti a dalším věcem je samozřejmě účinnost takového brždění nižší. V důsledku tak to hlavní co nás zajímá - pokles rychlosti v čase, je tak nižší.

Z toho vyplývá mnoha dalších souvislostí: - Nízká hustota vzduchu se tak projeví i např. na brždění při přistání - vyšší nutná TAS pro stejnou přistávací IAS znamená samozřejmě při daném větru vyšší rychlost vůči zemi a tím delší brzdnou dráhu a více spotřebované runwaye.

- Stejný vliv má při vzletu - pro dosažení vzletové rychlosti je nutné dosáhnout větší TAS a z ní vyplývající rychlost pohybu po runwayi, spotřebovaná vzdálenost je vyšší. K tomu je ještě nutno přidat významný pokles výkonu motorů při snižující se hustotě a nároky tak významně rostou.

Vysoko položené letiště za horkého letního dne tak může v nárocích na délku dráhy nepříjemně překvapit leckterého nepřipraveného pilota. Za určitých situací není ani bezpečný vzlet možný.