Jedro je aerodinamička površina preko koje struje čestice zraka. Strujanjem, stvara se aerodinamička sila koja omogućava gibanje prema naprijed.

Čestice zraka koje dolaze u kontakt s površinom struje po objema stranama jedra, privjetrinskoj i zavjetrinskoj. One koje putuju po zavjetrinskoj strani moraju prijeći duži put i zato se kreću brže. Zbog razlike u brzini strujanja, između privjetrinske i zavjetrinske strane pojavljuje se razlika u visini tlaka.
Zavjetrinska strana postaje strana s nižim, a privjetrinska s višim tlakom. Zbog navedene razlike u visini tlaka stvara se aerodinamička sila (FT).
Ukupna aerodinamička sila u jedru (FT) dijeli se u dva sprega sila.
Prvi se sastoji od:

• aerodinamičke sile uzgona jedara (L) i
• aerodinamičke sile otpora (D).

Drugi se sastoji od:

• sile poriva (FR) i
• sile nagibanja (FH).

Smjer djelovanja ukupne aerodinamičke sile (FT) i komponente od kojih se sastoji možete vidjeti na slici 3.1.
Kut β (možemo ga vidjeti u lijevom dijelu slike 3.1) predstavlja upadni kut prividnog vjetra. O kutu prividnog vjetra (β) i jačini prividnog vjetra ovise smjer i veličina sprega sila čije su komponente sila poriva (L) i aerodinamička sila otpora (D).

Slika 3.1 - Na slici vidimo dva sprega aerodinamičkih sila koji se stvaraju dok vjetar prelazi preko površine jedra. U prvom spregu su:
• L aerodinamička sila uzgona jedara i
• D aerodinamička sila otpora,
a u drugom:
• FR sila poriva i
• FH sila nagibanja.
Također, naznačeni su i sljedeći kutovi:
• β upadni kut prividnog vjetra i
• λ kut zanašanja.

 

Oblik jedra

 

Ako se želi postići najučinkovitiji aerodinamički oblik, jedro neće biti oblika trokuta, već će biti eliptično. Razlog je taj što eliptični oblik stvara najbolju aerodinamičku silu uzgona.
Pogledajmo, na primjer, glavna jedra jedrilica na America’s Cupu; ona nisu oblika trokuta, već su u gornjem dijelu potpuno eliptična. Prilično su uska i visoka, tj. imaju veliki koeficijent izduženja. Kod takvih jedara prestrujavanje (rubno vrtloženje) je svedeno na minimum, što smanjuje jedan dio ukupnog aerodinamičkog otpora (D) (slika 3.2). No eliptična jedra su skuplja i brže se troše od jedara oblika trokuta zbog dva osnovna razloga;

• Eliptična jedra su izrađena od materijala koji se vrlo brzo troše pod utjecajem vremenskih prilika (vjetra i sunca).
• Zbog velike težine u gornjem dijelu jedra (veliki “roach”) eliptična jedra brže gube pravilnu formu.

Također kako bi se proizvela najučinkovitija aerodinamička površina, osim što treba biti eliptična, ona bi trebala i biti kruta.

Ako bolje pogledamo posljednju rečenicu vidjet ćemo kako je zapravo opisan oblik i karakteristike avionskog krila.
No, kada bi i željeli izraditi takvo jedro javljaju se dva osnovna problema;

• Avionsko krilo treba razvijati uzgon samo u jednom smjeru, prema gore, dok jedro treba razvijati uzgon podjednako na lijevim i desnim uzdama.
• Avionsko krilo se većinu svoga radnog vijeka kreće približno istom brzinom, dok se jedro kreće vrlo različitim brzinama;

što znači da jedro treba imati kontrole kojima se može mijenjati njegova forma ovisno o brzini kojom se kreće.
Iz svega što smo rekli proizlazi; jedra trebaju biti krojena tako da pruže što veće mogućnosti promjene forme pri različitim kursevima i brzinama jedrenja. Trebaju imati mogućnost smanjenja dubine, pomicanja dubine prema naprijed ili natrag, smanjenja površine (ako je previše vjetra), itd. Materijali koji mogu zadovoljiti navedene uvjete trebaju biti izraženi od mekanih i savitljivih vlakana kao što su; Dacron, Mylar, Kevlar,
Carbon, PBO i drugi. Dacron je jeftin i trajan materijal, ali je težak vrlo rastezljiv. Kevlar, Carbon i PBO su puno skuplji i manje trajni materijali, no oni su znatno lakši te se manje rastežu što omogućava stabilnije održavanje željene forme jedra.

Slika 3.2 - Eliptični gornji dio čini jedro učinkovitijim jer se smanjuje prestrujavanje (gore), no takva jedra imaju kraći vijek trajanja. Jedra oblika trokuta zapravo nisu najučinkovitija, ali su zato puno trajnija i zato su više u upotrebi.

 

iz knjige "Biti brži"

ing. pom. Stjepan Vitaljić