Модел Новог авиона у аеротунелу

трисоник Т-38 („трансоничнa коморa“),

у Ваздухопловнотехничком институту.

Експериментална аеродинамика се бави експерименталним истраживањем, развојем и мерењем аеродинамичких параметара летелице, у аеротунелима и у лету, у функцији оптимизације пројекта. Експериментална аеродинамика, како у лабораторијама на земљи, тако и у лету користи интердисциплинарне технологије.

Међусобним поређењем добијених резултата, у земаљским лабораторијама и у лету, усавршавају се методе, лабораторије и мерна опрема за истраживања и мерења, а уједно се повећава поузданост усвојених карактеристика у пројекту. Коначно, ти усвојени подаци су основа за развој и корекцију аналитичких метода, које се користе у аеродинамичком сегменту пројекта летелица.

Експериментална аеродинамика (посебно у лету) постиже два главна задатка: 1) проналажење и уклањање било каквих проблема пројекта у тој области и 2) проверу и документовање могућности издавање сертификације за летелицу од стране владе или прихватање исте од купца.

Крило галеба, у лету

'''Крило''' је тело у облику танке плоче променљиве дебљине, сагласно законима аеродинамике. Служи за стварање силе узгона, при кретању кроз флуид. Поседују га птице, инсекти, као и неке друге животиње које лете, али и вештачке летеће направе. Код животиња представља орган, а код летелица је са пројектом интегрисано у функционалну целину.

Потребан узгон за задати лет, дефинише геометрију крила летелице, која је блиско повезана и међусобно утицајна са свима аеродинамичким карактеристикама. Методе оптимизације облика и интеграције крила летелица су веома сложене, како нумеричке, тако и експерименталне у лету и у аеротунелима.

Пројекат, димензионисање и испитивање структуре крила су доминантне фазе развоја, за смањење ризика првог лета авиона, прототипа и за успех целог пројекта.

Поред примарне улоге крила, да се с њим ствара узгон, у његову се запремину често уграђују главне ноге стајних органа, резервоари горива и део опреме авиона. Са његове спољње стране се, код великих путничких и транспортних авиона, уграђују гондоле за моторе, а код борбених се подвешава бомбардерско и ракетно наоружање, као и допунски резервоари за гориво.

Прегиб крила, као што се види на
 Боингу 737, зове се углом диедра.

 

Диедар (грч. due aerei – два крила нису копланарна) – или угао прегиба крила је угао између осовине крила или хоризонталног репа (узгонских површина) и њене хоризонталне пројекције на раван која пролази кроз тетиву средње линије аеропрофила у равни симетрије летелице и стоји нормално на њој.

Диедар (угао прегиба крила) има снажан аеродиначки ефекат повратног момента при ротацији (ваљању) крила односно летелице око уздужне осе, изазаног поремећајем, због чега се и примењује у аеродиначким конструкцијама. Тај ефекат се мери количином момента ваљања тренутно произведеним по мери угла нагиба у радианима. Овај аеродинамички ефекат диедра је кључни фактор за стабилност авиона око осе ваљања. Такође му је значајан допринос за контролу карактеристика попречно смерних осцилација („Холандско ваљање“ – Dutch roll), са умањењем међусобног купловања ваљања и скретања.

Труп бомбардера B-29

Труп  (фр Fuselage) - је центални део конструкције летелице. Повезује крило|крила, репове, а често и стајни трап. Намењен је за смештај посаде, опреме, терета и прихвата сва оптерећења од узгонских површина, стајног трапа, а често и подвесних терета, директно поткачених на њега. У трупу може бити смештено гориво, стајни трап, мотори и део наоружања, а стално је посада.

Пројекат авиона, типа летеће крило, у централном делу, одвојено се налази све што се обично уграђује у труп, код класичне конфигурације.

Хоризонтални реп авиона P-51,
приказан је у розе боји

Хоризонтални реп, познат и као хоризонтални стабилизатор, мала је аеродинамичка узгонска површина, а налази се на завршном делу трупа, иза главне узгонске површине, то јест крила летелице. Нису сви авиона са фиксним крилом са хоризонталним репом, има их и са канардом. Постоје и авиони без иједног и другог, то је концепција „летеће крило“. Намена хоризонтолног репа је обезбеђење стабилности и управљивости летелице. Стабилношћу допрноси преко прираста корективног прираста узгона, који је изазван одступањем летелице од равнотежног режима лета. Та корекција прираста узгона враћа летелицу према предходном стању (положају). При жељи измене положаја летелице (маневру), отклоном целог или дела хоризонталног репа (крмила), генерише се прираст узгона на њему, који врши принуду за заузимање новог жељеног положаја.

Рутан лонг-EZ у полетању, канард му је
приказан у розе боји.

 

 

 

Канард (фр. canard, значи патка) је узгонска површина која се користи у аеродинамичкој шеми, уместо хоризонталног репа за уздужну стабилизацију и управљање ваздухопловом, с тим што је уграђен испред крила. Код класичних авиона, уздужно статички стабилних, равнотежна сила узгона на хоризонталном репу се одузима од узгона крила, с чиме се повећава укупан отпор летелице, па јој се и деградирају перформансе лета. Код аеродинамичке шеме са канардом, прираст његовог узгона, за уравнотежење се сабира са основним узгоном, те је укупни отпор летелице мањи и перформансе лета се побољшавају. Ова начелна предност може бити угрожена међусобним лошим спрезањем ових двеју узгонских површина.

У току ваздухопловне историје, избор примене хоризонталног репа или канарда, био је променљиво присутан, слично као и мода облачења људи иако постоје технолошки разлози за ове промене у прилазима у одређенимм периодима развоја ваздухопловства. Браћа Рајт су од почетка заснивали своју идеју летења на примени канарда, под утицајем непотпуно разјашњених неуспелих покушаја својих предходника, у примени хоризонталног репа.

Ј-22 орао са упадљивим вертикалним репом,
црвено уоквиреним.

Вертикални реп је део летелице, пројектила и других тела која се крећу кроз неки флуид (ваздух или воду). Поствљен је на задњем делу тога објекта, на довољној удаљености од његовог тежишта, а основни задатак му је да га стабилизује по правцу кретања. Део површине на његовој излазној ивици је покретан око шарнира и служи за управљање објектом по правцу, а назива се крмило правца. Потпуно је изражена аналогија за летелице, пројектиле и за пловнe објекте (чамце, бродове, торпеда и подморнице).

Код авиона, често се вертикални реп користи и као носач антене или контејнера за смештај одређених сензора.

Код неких типова авиона се ефекат вертикалног репа подешава са додатним површинам испод трупа, то су тако звана вертикална пераја. Ово се користи у функцији смањења купловања скретања и ваљања авиона. Када су та пераја веће површине, она се склапају при слетању да се не оштете при већим нападним угловима, са контактом у писту. Код савременијих авиона се то питање решава преко негативног диедра хоризонталног репа, пример је Г-4 супер галеб.

У циљу елиминације тога аеродинамичког купловања скретања и ваљања, код пројектила су хоризонтални и вертикални стабилизатори често постављени симетрично у односу уздужну осу објекта. Код неких авиона где услови то дозвољавају то се исто практикује, пример је Соларни импулс.

Порекло отпора

облик тела и струјања	отпор облика	отпор трења
	0%	100%
	~10%	~90%
	~90%	~10%
	100%	0%

Аеродинамички отпор је сила, којом се флуид (ваздух) супротставља релативном кретању тела, кроз ту средину. Аеродинамички отпор има супротан смер дејства од смера релативног кретања тела кроз флуид. Интезитет аеродинамичког отпора је у директној зависности од интензитета брзине кретања и карактеристика флуида.

Пошто се сила аеродинамичког отпора јавља у супротно смеру од кретања, иста се поништава потиском / вучном силом погона тела или флуида, да би се то кретање одржало.

Момент пропињања изазива ротацију авиона, око „y“ (попречне) осе.

Момент пропињања је збир свих аеродинамичких момената око попречне осе, укључујући и производ укупне аеродинамичке силе и њеног крака до тежишта, у равни симетрије авиона. У равнотеженом лету, момент пропињања авиона се поништава са генеририсањем аеродинамичке силе на хоризонталном репу или на канару. Та сила делује на краку до тежишта авиона и тако ствара потребни компензирајући момент за уравнотежење авиона.

У стационарном хоризонталном и свима осталим уравнотеженим режимима лета авиона, без ротације око „y“ осе, резултујући момент пропињања је једнак нули.

Момент пропињања се обележава са M, а његов бездимензиони коефицијент Cm.

Илустрација израза за један од типичних
дериватива, промене коефицијента

момента пропињања, с променом

нападног угла.

Деривативи стабилности, су уједно и деривативи управљивости, а представљају меру (градијент) појединих аеродинамичких сила и момената летелице по промени њених параметара лета (као што су брзина, висина, нападни угао, угао клизања, отклон командних површина итд). За дефинисано равнотежно стање, промене и осциловање вредности ових параметара, после сваког поремећаја. Једначине кретања се користе за анализу ових промена и осцилација, након поремећаја. Деривативи стабилности и управљивости се користе за линеаризацију (поједностављење) ових једначина кретања, тако да се стабилност и управљивост летелица могу једноставније анализирати.

Деривативи стабилности и управљивости дефинишу и условљавају промене облика кретања око равнотежног стања летелице. Скуп свих дериватива стабилности и управљивости (заједно са другим карактеристикама летелице), повезано у једначинама кретања представља математички модел летелице. Ови математички модели се користе у симулаторима лета за инжењерску анализу стабилности и управљивости летелице, а у реалном времену, служе за обуку и тренажу пилота.

У инжењерској пракси, деривативи стабилности и управљивости се деле у три групације:

• деривативи положаја (статички, по нападном углу α и углу клизања β),
• пригушни деривативи (динамички, по угаоној брзини, око оса летелице q, r и p) и
• унакрсни деривативи („купловани“, утицај клизања на ваљање летелице и обрнуто).

Опширније: Деривативи стабилности

Модел кружног кретања тела одређене
масе, угаонe и обимнe брзинe.

 

Равнотежа сила у хоризонталном лету.

 

Услов хоризонталног лета.

Фактор аеродинамичког оптерећења је однос величине узгона и тежине летелице:

Са њим се величина силе узгона изражава преко тежине летелице, као еквивалента неопходног за одржање конкретног режима лета. Фактор аеродинамичког оптерећења представља глобалну меру оптерећења структуре летелице, сваког њеног дела и свега онога што се тренутно налази у њој, па и људства (пилота, остале посаде и путника). Користи се као погодан фактор за анализу и синтезу оптерећења посаде и структуре, па према томе за одређивање услова издржљивости човека и за димензионисање носећих делова летелице. Пошто представља вредност узгона, у односу на тежину, уједно је и мера маневра летелице, изазваног са вишком или мањком узгона, у односу на потребан за уравнотежење тренутних инерцијалних сила.

Опширније: Фактор аеродинамичког оптерећења

Ловачки авион је војни авион, првенствено је пројектован за борбу ваздух-ваздух, против привничких ваздухоплова, за превласт у ваздушном простору. Карактерише га брзина, покретљивост, мала величина и умањена уочљивост.

Многи ловци имају допунске, ограничене могућности за нападе на земаљске циљеве, а неки су пројектовани за двоструку намену ловца-бомбардера, Често се авиони, који и не испуњавају стандардне дефиниције, називају да су ловци. Ово се користи, у рекламне сврхе, због политичких или национално безбедносних разлога и слично.

Главни задаци ловца су да успостави превласт у ваздушном простору, изнад бојишта.[а] Од  Другог светског рата, постизање и одржавање стања супериорности у ваздушном простору, сматра се неопходним за победу у конвенционалном ратовању. Успех или неуспех напора једне од зараћених страна да стекну превласт у ваздушном простору зависи од више фактора, укључујући вештине својих пилота, примењених тактичких поступака, примењене доктрине, а и бројности авиона ловаца. Због важности превласти у ваздушном простору, присутна је стална трка и такмичиње у развоју и производњи технолошки супериорнијих ловачких авиона, у што већем броју, а то захтева значајно улагање из буџета, издвојеног за укупне модерне оружане снаге.

Савремени авиони 4. и 5. генерације су мање или више вишенаменски, тако да поред извршавања задатака традиционално намењених ловцу, они успешно извршавају и задатке подршке, извиђања и других специјалних задатака.

Према неким претпоставкама, будући ловац 6. генерације биће беспилотан. Они се већ увелико развијају, а успешно ће се користити и за уништавање циљева и на земљи и мору. Ово ће смањити губитак летачког особља, поједноставити и олакшати употребу, а и значајно смањити укупне трошкове. Укинуће се ограничења о преоптерећењу, што је наметнуто границама издржљивости људског тела, пилота.

Миг-31 Опште Намена Ловац-пресретач Посада Два (пилот / навигатор) Произвођач ОКБ Микојан Први лет 1975. Почетак производње 1980. Димензије Дужина 22,69 m Размах крила 13,46 m Висина 6,15 m Површина крила 61,6 m² Маса Празан 21.820 kg Нормална полетна 41.000 kg Макс. тежина при узлетању 46.200 kg Погон Турбо-млазни мотор 2 х Соловљев Д-30Ф6 Потисак ТММ 2 х 93 / 172 kN Перформансе Макс. брзина на Hopt 3.000 km/h Макс. брзина на H=0 1.500 km/h Тактички радијус кретања 720 km Долет 3.300 km Плафон лета 20.600 m Брзина пењања 12.500 m/min

МиГ-31 (по НАТО класификацији енгл Foxhound ), совјетски је авион ловац–пресретач. Пројектован је и развијен у истраживачко-пројектном бироу ОКБ Микојан, са наменом да замени претходни авион МиГ-25. Представља врх развоја и модернизације претходног авиона МиГ-25 и први је совјетски борбени авион четврте генерације.
    
МиГ-31 је пројектован за намену пресретања и уништавања циљева у ваздуху, на екстремно малим, умерено малим, средњим и великим висинама, дању и ноћу, у свим метеоролошким условима, са применом активног и пасивног ометања радара и топлотног обмањивања противника. Група од четири авиона МиГ-31, у стању је да фронтално контролише ваздушни простор, испред себе, у ширини од 800–900 km . Веома је ефикасан у откривању и уништавању крстарећих ракета.

Укупно је произведено око 500 примерака авиона МиГ-31, од којих је у Русији остало око 370.

МиГ-29М   Опште Намена вишенамански ловачки авион Посада 1 Земља порекла Совјетско / Руско Произвођач ОКБ Микојан, Русија Први лет 26. април 1986. године Статус Оперативан Димензије Дужина 17,32 m Размах крила 11,36 m Висина 4,73 m Површина крила 38,06 m² Маса Празан 11.600 kg Нормална полетна 16.680 kg Макс. тежина при узлетању 22.300 kg Макс. спољни терет 4.500 kg Погон Турбо-млазни мотор 2 × ТРДДФ РД-33К Потисак ТММ 2 × 5.500 / 2 × 8.800 kN Перформансе Брзина крстарења 850 (М=0,8) km/h Макс. брзина на Hopt 2.500 (М=2,35) km/h Макс. брзина на H=0 1.500 (М=1,26) km/h Долет 3.200 km Плафон лета 18.000 m Брзина пењања 19.200 m/min

МиГ-29М/М2 (НАТО назив Fulcrum-E) је совјетски / руски ловачки авион, четврте генерације +. У току припреме серијске производње основне верзије авиона МиГ-29, почела су истраживања и развој његове вишенаменске варијанте, у циљу проширења могућности и повећања ефикасности. Та нова варијанта је добила коначну ознаку МиГ-29М. Његов пројекат је одпочет још у Совјетском Савезу. Тада је био познат као МиГ-33, настао је од стандарда МиГ-29 (НАТО: јез-енг Fulcrum). Ловац, из периода средине осамдесетих година прошлог века, МиГ-29М, понекад у западним земљама називају Супер фолкрум ( јез-енг Super Fulcrum), а његова варијанта двоседа је обележена са МиГ-29М2. Развој авиона МиГ-29М се поклопио са распадом Совјетског Савеза. Иако су шест прототипова авиона МиГ-29М летели, исти није уведен у серијску производњу и у оперативну употребу руског ваздухопловства. Они су остали фокусирани на употреби Су-27, као главном ослонцу, за време Јељцинове ере. Велика је вероватноћа да авион МиГ-29М први уведу у оперативну употребу ратна ваздухопловства Србије и Сирије.

У периоду од 1986. до 1993. године, направљен је велики налет прототипова авиона МиГ-29М, у функцији испитивања у лету.  Програм је обухватио две „летеће лабораторије“ за испитивање радара Н010 и мотора РД-33К.

МиГ-35(a) Опште Намена Вишенаменски ловачки авион Посада Варијанте: 1 и 2 члана Земља порекла  Русија Пројектант /Произвођач Микојан / Соко Први лет 7.02.2007. године Статус Завршна испитивња у лету и почетна серијска производња Димензије Дужина 17,32 m Размах крила 12 m Висина 4,73 m Површина крила 38,00 m² Маса Празан 11.000 kg Нормална  17.800 kg Макс. тежина при узлетању 22.700 kg Погон Турбо-млазни мотор 2× Климов РД-33МК турбомлазна мотора с накнадним сагоревањем Потисак ТММ 2× 50,0 / 88,3 kN Перформансе Макс. брзина на Hopt 2.560 km/h Тактички радијус  1.000 km Долет 1.800 / 3.000 km Плафон лета 17.500 m Брзина пењања 19.800 m/min

Микојан МиГ-35 је руски ловачки вишенаменски авион, (руски: Микоян МиГ-35; НАТО номеклутура: Fulcrum-F). Пројектовао га је пројектни биро Микојана, а произведи се у фабрици Соко. Представљен је као ловачки авион 4.++ генерације, а настао је развојем ранијих авиона из породице МиГ-а, МиГ-29М / М2 и МиГ-29К / КУБ. Први прототип је модификација примерка авиона који је коришћен као демонстратор у развоју варијанте МиГ-29М2. МиГ-35 је званично представљен свету током приредбе Аеро Индија 2007. године.

До 2009. године је изграђено десет прототипова за испитивања на земљи и у лету. Верзија једноседа је означена са МиГ-35, a двоседa са МиГ-35Д. До 2020. године, планира се увођење у оперативну употребу Руског ваздухопловства 30 примерака авиона Миг-35. 

На овом авиону је значајно побољшана авионска опрема, авионски системи и наоружање. Интегрисан је нови радар са фазираном антенском решетком. МиГ-35 поседује моућност прецизног вођења убојних средстава на циљеве, прецизним лоцирањем истих помоћу јединственог оптичког система.

МиГ-35 је оспособљен за самостално извршавање вишенаменских задатака и без спреге са земаљским системима.

Јак-130   Опште Намена Школско–борбени Посада 2 Земља порекла Русија Произвођач Јаковљев Први лет 26. април 1996. Почетак производње 2009. Уведен у употребу фебруар 2010 Статус оперативан Први корисник Руско ваздухопловство Број примерака 40 Димензије Дужина 11,49 m Размах крила 9,84 m Висина 4,76 m Површина крила 23,52 m² Маса Празан 4.600 kg Нормална полетна 7.230 kg Макс. тежина при узлетању 10.290 kg Макс. спољни терет 3.000 kg Погон Турбо-млазни мотор 2 × ТРДД АИ-222-25 Потисак ТММ 2 × 25 kN Перформансе Брзина крстарења 650 km/h Макс. брзина на Hopt 1.060 km/h Долет 2.000 km Плафон лета 12.500 m Брзина пењања 4.500 m/min

Јак-130 (по НАТО класификацији енгл Mitten — «Рукавица») је подзвучно – крозвучни авион двосед, намењен је за школовање и обуку пилота. Секундарна намена му је лака подршка. Има посебне могућности за борбену обуку, преузимањем способности лета конкретних борбених авиона, чиме се укупни трошкови школовања пилота умањују. За ту потребу, софтверски се надограђују неке од карактеристика борбених авиона 4.+ генерације, па чак и 5. генерације, као што су Сухоја Т-50. Поред тога, предвиђено је да може обављати лаке нападачке и извиђачке задатке, носећи борбени терет до 3.000 kg.

Јак-130 је развила фирма Јаковљев. Развој је почео 1991. године, а први лет је обављен 26. априла 1996. Победио је на конкурсу 2005. године, за авион Руског ратног ваздухопловства за обуку, а први његови примерци уведени су у оперативну употребу 2009. Настао је из потпуно новог развоја, без икаквог надограђивања постојећег типа авиона или решења. Развијен је и изграђен у Русији, после распада Совјетског Савеза, иако је његово програмирање покренуто раније. Планира се производња 250 примерака за потребе Руског ратног ваздухопловства, а на светском тржишту, укупна потражња авиона Јак-130 је око 2.500. На основу показаних карактеристика, флексибилности за варијације и досадашње заинтересованости, Јак-130 је веома перспективан пројекат.

Најављена је могућност његовог увођења у оперативну употребу и у Ваздухопловство и противваздухопловну одбрану Војске Србије, што би било веома значајно и вишеструко корисно.

МиГ-29 [a] Опште Намена Ловац Посада једносед / двосед Произвођач ОКБ Микојан, Русија Први лет 6. октобар 1977. Почетак производње 1982. Димензије Дужина 17,32 m Размах крила 11,36 m Висина 4,73 m Површина крила 38 m² Маса Празан 10.900 kg Нормална полетна 15.300 kg Макс. тежина при узлетању 18.100 kg Погон Турбо-млазни мотор 2 x Климов РД-33 двопроточни Потисак ТММ 2 x 49,39 / 81,4 kN Перформансе Макс. брзина на Hopt 2450 km/h Макс. брзина на H=0 1.500 km/h Тактички радијус кретања 700 km Долет 2.100 km Плафон лета 18.000 m Брзина пењања 19.800 m/min

МиГ-29 (НАТО назив Fulcrum) је совјетски/руски ловачки авион, четврте генерације. Конципиран је и намењен за супростављање америчким авионима F-16 фајтинг фалкон и F-15 игл, за превласт у ваздушном простору. Паралелно је развијан са авионом Су-27, због потребе међусобног допуњавања, у заједничком извршавању задатака, у заштити ваздушног простора Совјетског Савеза. Развијен је седамдесетих година 20. века, у ОКБ Микојан, а уведен је у оперативну употребу, у совјетско наоружање и у још 25 других држава, у 1983. години. Произведено је преко 1.600 примерака, у разним варијантама и још увек се производи. Карактеристичан је и по томе, што је у односу на све остале типове совјетских/руских борбених авиона, доживео највећу трансформацију у усавршавању од базне до најсавременије варијанте. Веома је флексибилан на модификације, а добрим делом доприноси и последица пост-совјетске политике преласка на тржишну економију и укључења у међународну конкуренцију и у домену војних технологија. Конкурентан је на светском тржишту борбених авиона четврте генерације, у току је више уговорених испорука. МиГ-29 је први совјетски/руски борбени авион, који је уведен у НАТО наоружање, преко немачких варијанти МиГ-29Г/МиГ-29ГТ.

Средином осамдесетих година 20. века, купила је Југославија 14 авиона МиГ-29Б и 2 МиГ-29УБ, за своје ратно ваздухопловство.

МиГ-29 се борбено користио, у сукобима на простору бившег Совјетског Савеза, бивше Југославије, Африке у НАТО бомбардовању СРЈ, у Ирачком рату и у другим инцидентима мањих размера.

Словачки МиГ-20А

(Миг-29 – производ 9-12)

Развој варијанти авиона МиГ-29 се одвија у смеру померања према савременијој генерацији ловачких авиона и то кроз повећање количине унутрашњег горива, појачање и побољшање мотора, побољшање радара, увођење електричних команди лета, увођење технологија за смањење уочљивости, опремање и оспособљавање за вишенаменске задатке и побољшање експлатационих карактеристика. Базна верзија авиона МиГ-29 (9-12) нема могучћности за дејства ваздух-земља, кроз модернизацију је та карактеристика потпуно измењена. Напредне верзије су вишенаменске и то померене у четврту генерацију.