Przeciągnięcie samolotu i korkociąg: krytyczny kąt natarcia, prędkość przeciągnięcia i wyprowadzenie

Przy jakim kącie natarcia następuje przeciągnięcie samolotu

Przeciągnięcie samolotu to oderwanie opływu od górnej powierzchni skrzydła po przekroczeniu krytycznego kąta natarcia. Dla typowego, czystego profilu kąt ten leży w zakresie 15-16 stopni. Jest to wielkość stała dla danego profilu: nie zmienia jej masa, przechylenie, wysokość ani ustawienie mocy.

Zmienia się co innego - prędkość, przy której ten kąt zostaje osiągnięty. Samolot można więc przeciągnąć przy każdej prędkości i w każdym położeniu przestrzennym, także w nurkowaniu i przy pełnej mocy. To rozróżnienie sprawdza pytanie o krytyczny kąt natarcia.

Podstawą całego rozumowania jest zależność siły nośnej od czterech wielkości: współczynnika siły nośnej, połowy gęstości powietrza, kwadratu prędkości i powierzchni skrzydła. Prędkość występuje w kwadracie, więc wpływa najsilniej, a kąt natarcia działa pośrednio, przez współczynnik siły nośnej. Stąd reguła, której trzyma się cały temat: prędkość przeciągnięcia zmienia się jak pierwiastek z czynnika, który zmienia potrzebną siłę nośną. Raz jest nim stosunek mas, raz przeciążenie.

Osobna sprawa to zanieczyszczenie skrzydła. Szron, lód i osady obniżają zarówno maksymalny współczynnik siły nośnej, jak i sam krytyczny kąt natarcia. Samolot przeciąga się wtedy wcześniej, przy mniejszym kącie i przy większej prędkości niż wynikałoby z instrukcji.

Co podnosi, a co obniża prędkość przeciągnięcia

Czynnik	Prędkość przeciągnięcia	Skąd to wynika
Wzrost masy	rośnie	pierwiastek ze stosunku mas
Przechylenie w prawidłowym zakręcie	rośnie	pierwiastek z przeciążenia, a przeciążenie to odwrotność cosinusa przechylenia
Środek ciężkości przesunięty do przodu	rośnie	usterzenie musi wytworzyć większą siłę równoważącą, rośnie też opór
Środek ciężkości przesunięty do tyłu	maleje	mniejsza siła równoważąca, ale gorsza stateczność podłużna
Wypuszczenie klap	maleje	większa krzywizna profilu, więc większy maksymalny współczynnik siły nośnej
Szron, lód, zanieczyszczenie skrzydła	rośnie	spadek maksymalnego współczynnika siły nośnej i krytycznego kąta natarcia
Efekt przypowierzchniowy	bez zmiany	przy ziemi maleje opór indukowany, a nie prędkość przeciągnięcia

Dwa ostatnie wiersze to najczęstsze źródła pomyłek. Zanieczyszczone skrzydło nie „traci prędkość" - traci zapas kąta natarcia. Efekt przypowierzchniowy z kolei w ogóle nie dotyczy przeciągnięcia, choć w wariantach odpowiedzi bywa z nim mylony.

Jak policzyć prędkość przeciągnięcia po zmianie masy

Zadanie z naszej bazy: prędkość przeciągnięcia samolotu o masie 1000 kg wynosi 50 kt, ile wyniesie po zwiększeniu masy do 1210 kg. Rachunek ma trzy kroki i nie wymaga kalkulatora.

Krok pierwszy - policz stosunek mas: 1210 kg podzielone przez 1000 kg daje 1,21.

Krok drugi - wyciągnij pierwiastek: pierwiastek z 1,21 to 1,1, bo 1,1 razy 1,1 daje właśnie 1,21.

Krok trzeci - pomnóż wyjściową prędkość: 50 kt razy 1,1 to 55 kt.

Zobacz proporcję: masa wzrosła o 21 procent, a prędkość przeciągnięcia tylko o 10 procent. Dla niewielkich zmian działa przybliżenie - procentowy przyrost prędkości to mniej więcej połowa procentowego przyrostu masy.

Pułapki są przewidywalne. Wynik 61 kt powstaje z pomnożenia 50 kt przez 1,21, czyli z pominięcia pierwiastka, a 66 kt to ten sam błąd popełniony po raz drugi. Wynik 52 kt odpowiada przyrostowi masy o mniej więcej 8 procent, a nie o 21 procent. Cały mechanizm rozstrzyga pytanie o wpływ masy na prędkość przeciągnięcia.

Jak policzyć prędkość przeciągnięcia w zakręcie

Drugie zadanie: prędkość przeciągnięcia w locie poziomym wynosi 50 kt, ile wyniesie w prawidłowym zakręcie z przechyleniem 45 stopni. Schemat jest ten sam, zmienia się liczba pod pierwiastkiem.

Krok pierwszy - policz przeciążenie. W prawidłowym zakręcie przeciążenie to odwrotność cosinusa kąta przechylenia. Cosinus 45 stopni wynosi około 0,707, a 1 podzielone przez 0,707 daje około 1,41 g.

Krok drugi - wyciągnij pierwiastek z przeciążenia: pierwiastek z 1,41 to około 1,19.

Krok trzeci - pomnóż: 50 kt razy 1,19 daje 59,5 kt, czyli niespełna 60 kt.

Najgroźniejszy wariant to 71 kt: wychodzi z pomnożenia 50 kt przez 1,41, czyli z zastosowania przeciążenia zamiast pierwiastka z niego. Odpowiedź 54 kt jest z kolei prawidłowa, ale dla przechylenia około 30 stopni - przeciążenie 1,15 g, pierwiastek około 1,07, wynik niecałe 54 kt. Szczegóły przy pytaniu o prędkość przeciągnięcia w zakręcie.

Oba czynniki potrafią wystąpić razem i wtedy mnożą się przez siebie. Samolot o masie 1210 kg w zakręcie z przechyleniem 45 stopni przeciągnie się przy 55 kt razy 1,19, czyli około 65 kt - o 30 procent wyżej niż w locie poziomym przy masie wyjściowej. To liczba warta zapamiętania przed czwartym zakrętem, gdy prędkość spada, a przechylenie rośnie. Więcej takich rachunków przerobisz w trybie nauki dla przedmiotu zasady lotu w PPL(A).

Co warunkuje wejście w korkociąg i jak wygląda prawidłowa reakcja

Korkociąg wymaga dwóch rzeczy naraz: przeciągnięcia oraz odchylenia, czyli niesymetrycznego opływu obu skrzydeł. Skrzydło przeciągnięte głębiej traci więcej siły nośnej i powstaje autorotacja - samoczynny obrót, który podtrzymuje sam siebie.

Samo przeciągnięcie, symetryczne i przy neutralnym sterze kierunku, daje jedynie opuszczenie nosa, bez obrotu. Dlatego w pytaniu o warunek wejścia w korkociąg wariant o przeciągnięciu symetrycznym jest błędny, choć brzmi rozsądnie.

Zjawisko dzieli się na trzy fazy: wejście, korkociąg rozwinięty i wyprowadzenie. Tylne położenie środka ciężkości utrudnia wyprowadzenie - to jeden z powodów, dla których tylnej granicy wyważenia pilnuje się tak ściśle.

Reakcja na przeciągnięcie ma jeden pierwszy krok i nie ma od niego wyjątków: zmniejszenie kąta natarcia przez oddanie drążka od siebie. Dodanie mocy i wyrównanie sterem kierunku są czynnościami kolejnymi, nie pierwszymi. Podnoszenie opadającego skrzydła lotkami pogłębia przeciągnięcie na tym skrzydle, bo wychylona w dół lotka zwiększa lokalnie kąt natarcia.

W korkociągu kolejność jest inna: najpierw ster kierunku przeciwny do obrotu, żeby zatrzymać autorotację, dopiero potem oddanie drążka. Ta różnica wraca w pytaniach regularnie. Kolejność czynności po utracie mocy tuż po starcie rozbiera osobny artykuł serii: awaria silnika po starcie i lądowanie przymusowe.

Pytania, na których kandydaci się przewracają

„Przy jakim kącie natarcia następuje przeciągnięcie czystego profilu skrzydła?" Prawidłowa odpowiedź: przy krytycznym kącie natarcia, typowo w zakresie 15-16 stopni. Wariant o kącie bliskim zeru myli najmniejszą siłę nośną z jej załamaniem. Wariant o prędkości minimalnego oporu odnosi się do zupełnie innego punktu charakterystyki. Wariant o 40 stopniach i dużym przechyleniu podstawia przechylenie w miejsce kąta natarcia - to najczęstsza pomyłka pojęciowa w całym dziale.

„Prędkość przeciągnięcia samolotu o masie 1000 kg wynosi 50 kt. Ile wyniesie po zwiększeniu masy do 1210 kg?" Prawidłowa odpowiedź: około 55 kt. Pułapka polega na tym, że liczba 1,21 aż prosi się o proste mnożenie, a wynik 61 kt figuruje wśród wariantów. Przeciwna skrajność, 52 kt, kusi tych, którzy pamiętają, że przyrost jest „mniejszy niż masy", ale nie liczą pierwiastka.

„Prędkość przeciągnięcia w locie poziomym wynosi 50 kt. Ile wyniesie w prawidłowym zakręcie z przechyleniem 45 stopni?" Prawidłowa odpowiedź: około 60 kt. Wariant 71 kt to przeciążenie zastosowane bez pierwiastka, a wariant 50 kt zakłada, że zakręt nic nie zmienia. Zapamiętaj sekwencję: cosinus, odwrotność, pierwiastek, mnożenie.

„Co jest warunkiem wejścia samolotu w korkociąg?" Prawidłowa odpowiedź: przeciągnięcie połączone z odchyleniem, czyli niesymetrycznym opływem skrzydeł. Nurkowanie z przekroczoną prędkością dopuszczalną to problem wytrzymałościowy, nie aerodynamiczny. Lot z pełną mocą i klapami na małej wysokości opisuje warunki sprzyjające, ale sam z siebie korkociągu nie wywołuje. Przeciągnięcie symetryczne przy neutralnym sterze kierunku daje wyłącznie opuszczenie nosa.

„Co należy zrobić w pierwszej kolejności po rozpoznaniu przeciągnięcia?" Prawidłowa odpowiedź: zmniejszyć kąt natarcia przez oddanie drążka od siebie. Wariant z lotkami jest błędny i niebezpieczny, bo pogłębia przeciągnięcie opadającego skrzydła. Wariant o zwiększeniu kąta natarcia odwraca zależność między kątem a siłą nośną powyżej kąta krytycznego. Wariant o zwiększeniu przechylenia dokłada przeciążenie, a więc podnosi prędkość przeciągnięcia - dokładnie odwrotnie, niż trzeba. Pełne uzasadnienie przy pytaniu o pierwszą czynność po rozpoznaniu przeciągnięcia.

„Jak przesunięcie środka ciężkości do przodu wpływa na właściwości samolotu?" Prawidłowa odpowiedź: zwiększa stateczność podłużną, podnosi prędkość przeciągnięcia i siły na drążku. Usterzenie musi wytworzyć większą siłę równoważącą, więc rośnie także opór. Wariant o zmniejszonej stateczności i niższej prędkości przeciągnięcia opisuje tylne położenie środka ciężkości. Warianty o większym zasięgu i o krótszej drodze startowej mieszają wyważenie z osiągami. To pytanie o przednie położenie środka ciężkości łączy się wprost z obliczeniami masy i wyważenia.

Wspólny mianownik tych pomyłek nie jest brakiem wiedzy o samym zjawisku, tylko brakiem wprawy w rozpoznawaniu wariantu, który podstawia jedno pojęcie pod drugie. Najszybciej wyrabia się ją, przerabiając cały przedmiot po kolei, z wyjaśnieniem przy każdej odpowiedzi - służy do tego tryb nauki zasad lotu.

Klapy i efekt przypowierzchniowy przy lądowaniu

Wypuszczenie klap zwiększa krzywiznę profilu, przez to rośnie maksymalny współczynnik siły nośnej, a prędkość przeciągnięcia maleje. Równocześnie rośnie opór, dzięki czemu podejście może być stromsze i wolniejsze, a widoczność do przodu lepsza. Ograniczeniem jest prędkość Vfe, czyli maksymalna dopuszczalna z wypuszczonymi klapami.

Uważaj na wariant mówiący o wzroście siły nośnej przy jednoczesnym spadku oporu i płaskim podejściu. Brzmi atrakcyjnie, ale klapy oporu nie zmniejszają - właśnie na jego wzroście opiera się korzyść z ich użycia.

Efekt przypowierzchniowy to zupełnie inne zjawisko. Na wysokości mniejszej niż rozpiętość skrzydeł ziemia ogranicza rozwój wirów krawędziowych, więc opór indukowany maleje i samolot dłużej się unosi. Przy nadmiarze prędkości nad progiem wydłuża to przyziemienie i sprzyja balonowaniu. Nie jest to ani turbulencja mechaniczna, ani zmiana prędkości przeciągnięcia - oba te warianty pojawiają się wśród odpowiedzi błędnych.

Vs0, Vs1, Va i łuki na prędkościomierzu

Prędkości przeciągnięcia trafiają wprost na prędkościomierz, dlatego pytania o łuki sąsiadują w bazie z pytaniami o aerodynamikę.

Oznaczenie	Zakres	Znaczenie
Biały łuk	od Vs0 do Vfe	zakres pracy klap
Zielony łuk	od Vs1 do Vno	normalna eksploatacja
Żółty łuk	od Vno do Vne	zakres ostrzegawczy, powietrze spokojne i ostrożny pilotaż
Czerwona kreska	Vne	prędkość nigdy nieprzekraczalna

Va to prędkość manewrowa. Poniżej niej skrzydło przeciągnie się, zanim przeciążenie przekroczy wartość dopuszczalną z obwiedni obciążeń, czyli z wykresu V-n. Przeciągnięcie działa tu jak bezpiecznik konstrukcji, a nie jak awaria. Va maleje wraz ze spadkiem masy, co bywa zaskoczeniem, bo intuicja podpowiada odwrotnie. Same oznaczenia i granice łuków omawia po kolei artykuł o prędkościach charakterystycznych Va, Vno i Vne.

Cały ten blok należy do przedmiotu zasady lotu i wraca w pytaniach do PPL(A), LAPL(A) oraz do świadectwa kwalifikacji. Zakres i próg zaliczenia opisuje strona egzaminu teoretycznego ULC.

Najczęstsze pytania

Czy prędkość przeciągnięcia jest stała dla danego samolotu?

Nie. Stały jest krytyczny kąt natarcia, typowo 15-16 stopni dla czystego profilu. Sama prędkość zależy od masy, przeciążenia, konfiguracji klap i położenia środka ciężkości, dlatego instrukcja podaje Vs0 i Vs1 dla określonych warunków.

Czy samolot może przeciągnąć się przy dużej prędkości?

Tak. Decyduje kąt natarcia, a gwałtowne wychylenie steru wysokości potrafi przekroczyć kąt krytyczny w każdym położeniu. Dlatego instrukcja podaje prędkość manewrową Va, poniżej której skrzydło przeciąga się wcześniej, niż konstrukcja zostanie przeciążona.

Czym przeciągnięcie różni się od korkociągu w odpowiedzi pilota?

W przeciągnięciu pierwszą czynnością jest oddanie drążka, czyli zmniejszenie kąta natarcia. W korkociągu najpierw zatrzymujesz obrót sterem kierunku przeciwnym do kierunku autorotacji, a dopiero potem oddajesz drążek. Lotek nie używasz w żadnym z tych przypadków.

Czy klapy zawsze obniżają prędkość przeciągnięcia?

Tak: klapy zwiększają maksymalny współczynnik siły nośnej, więc Vs0 jest niższe niż Vs1. Trzeba jednak zmieścić się poniżej Vfe i liczyć się ze wzrostem oporu. Sam przebieg testów opisuje artykuł o egzaminie teoretycznym PPL(A).

Od czytania do klikania

Krytyczny kąt natarcia, pierwiastek ze stosunku mas, pierwiastek z przeciążenia i warunek wejścia w korkociąg wracają na egzaminie w wariantach, których nie da się rozpoznać z samej lektury - trzeba je przeklikać. Cały materiał przedmiotu, z wyjaśnieniem przy każdej odpowiedzi i powtórką błędnych, otwiera tryb nauki zasad lotu dla PPL(A). Dostęp na 90 dni, obejmujący przygotowanie do PPL(A), LAPL(A), UACP i uprawnień na drona, kosztuje 179 zł według cennika - płatność jednorazowa, bez abonamentu i bez automatycznego przedłużania. Jeżeli wolisz najpierw zobaczyć, jak pytania są sformułowane, demo z 10 pytaniami przekrojowymi jest darmowe i nie wymaga rejestracji.