Podívejme se nyní na proudění vzduchu kolem křídla letadla. Zkušenosti ukazují, že když je křídlo umístěno do proudu vzduchu, objevují se v blízkosti ostré odtokové hrany křídla víry, které se otáčejí v případě znázorněném na Obr. 345, proti směru hodinových ručiček. Tyto víry rostou, oddělují se od křídla a jsou unášeny proudem. Zbytek vzduchové hmoty v blízkosti křídla dostává opačnou rotaci (ve směru hodinových ručiček), čímž vytváří cirkulaci kolem křídla (obr. 346). Cirkulace, superponovaná na obecné proudění, způsobuje distribuci proudnic znázorněných na obr. 347.

Rýže. 345. Na ostré hraně profilu křídla se tvoří vír

Rýže. 346. Když se vytvoří vír, dochází kolem křídla k cirkulaci vzduchu

Rýže. 347. Vír je unášen prouděním a proudnice plynule obtékají profil; nad křídlem jsou zhuštěné a pod křídlem řídké

Získali jsme stejný průběh proudění pro profil křídla jako pro rotační válec. A zde je obecné proudění vzduchu superponováno na rotaci kolem křídla – cirkulaci. Pouze na rozdíl od rotujícího válce zde k cirkulaci nedochází v důsledku rotace těla, ale v důsledku vzniku vírů v blízkosti ostré hrany křídla. Cirkulace zrychluje pohyb vzduchu nad křídlem a zpomaluje jej pod křídlem. V důsledku toho se tlak nad křídlem snižuje a pod křídlem se zvyšuje. Výslednice všech sil působících z proudění na křídlo (včetně třecích sil) směřuje nahoru a mírně se vychyluje zpět (obr. 341). Jeho složkou kolmou k proudění je vztlaková síla a složkou ve směru proudění je odporová síla. Čím větší je rychlost přibližujícího se proudu, tím větší jsou vztlakové a odporové síly. Tyto síly kromě toho závisí na tvaru profilu křídla a na úhlu, pod kterým se proudění blíží ke křídlu (úhel náběhu), a také na hustotě přibližujícího se proudění: čím větší hustota, tím větší tyto síly. Profil křídla je zvolen tak, aby poskytoval co největší vztlak s co nejnižším odporem. Teorii vzniku vztlakové síly křídla při proudění vzduchu kolem něj podal zakladatel teorie letectví, zakladatel ruské školy aerodynamiky a hydrodynamiky Nikolaj Jegorovič Žukovskij (1847-1921).

Nyní můžeme vysvětlit, jak letadlo létá. Letadlová vrtule, roztáčená motorem, nebo reakce proudového motoru uděluje letadlu takovou rychlost, že vztlaková síla křídla dosahuje a dokonce přesahuje hmotnost letadla. Poté letadlo odstartuje. Při rovnoměrném přímém letu je součet všech sil působících na rovinu nulový, jak by mělo být podle prvního Newtonova zákona. Na Obr. 348 ukazuje síly působící na letadlo během horizontálního letu konstantní rychlostí. Tažná síla motoru je co do velikosti a opačného směru stejná jako odporová síla vzduchu pro celé letadlo a gravitační síla je stejná co do velikosti a opačného směru jako vztlaková síla.

ČTĚTE VÍCE
Jak Isolepis zimuje?

Rýže. 348. Síly působící na letoun během horizontálního rovnoměrného letu

Letadla určená k letu různými rychlostmi mají různé velikosti křídel. Pomalu letící dopravní letadla musí mít velkou plochu křídel, protože při nízkých rychlostech je vztlak na jednotku plochy křídel malý. Vysokorychlostní letouny také dostávají dostatečný vztlak od maloplošných křídel. Vzhledem k tomu, že vztlak křídla klesá s klesající hustotou vzduchu, k letu ve velké výšce se musí letadlo pohybovat vyšší rychlostí než blízko země.

Vztlak také nastává, když se křídlo pohybuje ve vodě. To umožňuje stavět lodě, které se pohybují na křídlech. Trup takových lodí při pohybu opouští vodu (obr. 349). To snižuje odpor vody vůči pohybu plavidla a umožňuje dosáhnout vysoké rychlosti. Protože hustota vody je mnohonásobně větší než hustota vzduchu, je možné získat dostatečnou zvedací sílu křídla s relativně malou plochou a mírnou rychlostí.

Rýže. 349. Hydrofoil

Účelem letecké vrtule je udělit letadlu vysokou rychlost, při které křídlo vytváří vztlakovou sílu, která vyrovnává hmotnost letadla. Za tímto účelem je vrtule letadla upevněna na vodorovné ose. Existuje typ letadla těžšího než vzduch, který nevyžaduje křídla. Jedná se o vrtulníky (obr. 350).

Rýže. 350. Schéma vrtulníku

U vrtulníků je osa vrtule umístěna svisle a vrtule vytváří tah nahoru, který vyrovnává hmotnost vrtulníku a nahrazuje vztlak křídla. Rotor vrtulníku vytváří vertikální tah bez ohledu na to, zda se vrtulník pohybuje nebo ne. Proto, když jsou vrtule v provozu, může vrtulník viset nehybně ve vzduchu nebo stoupat vertikálně. Pro horizontální pohyb vrtulníku je nutné vytvořit tah nasměrovaný vodorovně. K tomu není potřeba instalovat speciální vrtuli s vodorovnou osou, ale spíše jen mírně změnit sklon lopatek vertikální vrtule, což se provádí pomocí speciálního mechanismu v náboji vrtule.