Da et fly bliver langsommere, hvorfor gør en vis bankvinkel dig hurtigere?

14

I videoen "Manøvrering under langsom flyvning" fortæller fortælleren, at mens flyvningen langsomt vil flyet være mindre lydhør over for aileron og andre kontrolindgange. Han siger også, at flyet bliver hurtigere i en vis bankvinkel, end det ville, hvis flyet flyver med normal hastighed. Mit spørgsmål er: Hvorfor bliver flyet hurtigere, når du flyver med lavere hastighed?

Så stort set, hvad jeg spørger er, da et fly bliver langsommere, hvorfor skulle det begynde at dreje hurtigere, da det var i hurtig flyvning?

                             

Den del af videoen jeg er forvirret på er 1:16

    
sæt Crafterguy 24.05.2017 / 04:05

6 svar

18

Drejningshastighed afhænger af følgende to punkter:

  • Den horisontale komponent af lift (centripetal force)
  • Luftens tangentielle hastighed (ægte lufthastighed)

Frekvensen eller svinget er direkte proportional med den horisontale komponent af lift og omvendt proportional med flyets tangentialhastighed.

For en given bankvinkel vil de lodrette og vandrette komponenter i elevatoren være de samme, uanset lufthastigheden i flyveflyvning.

Derfor vil flyet opleve den samme centripetal acceleration, uanset lufthastighed.

Da tangentialhastigheden er langsommere, vil enhver form for centripetal kraft producere en større svinghastighed for et langsommere flyvende fly i modsætning til et hurtigere bevægende fly, og dette kan vises ved centripetal accelerationsligningen

$$ a_c = \ frac {v ^ 2} {r} $$

Så begge langsom flyvende flyvemaskine med en ægte airspeed $ v_s = 100 $ knob og hurtigflyvende flyvemaskine med en ægte airspeed $ v_f = 200 $ knobser oplever samme centripetal acceleration.

$$ \ dfrac {v_s ^ 2} {r_s} = \ dfrac {v_f ^ 2} {r_f} = 4 \ \ dfrac {v_s ^ 2} {r_f} $$

eller, $$ \ dfrac {1} {r_s} = \ dfrac {4} {r_f} $$

Følgelig $ r_s < r_f $; i dette tilfælde $ r_f = 4 \ r_s $

Da vinkelhastigheden er lig med tangentialhastigheden divideret med radiusen.

$$ \ omega = v / r $$

Det langsommere flys vinkelhastighed vil være større end det hurtigere fly.

$$ \ omega_s = v_s / r_s $$

og

$$ \ omega_f = \ dfrac {v_f} {r_f} = \ dfrac {2 \ v_s} {4 \ r_s} = \ frac {1} {2} w_s $$

Så vores to gange så langsomme fly bliver to gange så hurtigt, som jo hurtigere man gør under disse forhold.

    
svar givet 24.05.2017 / 04:28
12

En anden måde at forklare det på i enklere udtryk ville være:

To køretøjer, der kører ved henholdsvis 10m / s og 100m / s, begge udfører 180 grader vender til venstre.

Fangsten er, at hver bil skal gøre svinget, så føreren kun oplever 0,5G lateral acceleration.

For bilen kører 10m / s betyder dette en svingradius på 20m.
Denne bil vil afslutte svinget på lidt over 6 sekunder, mens den dækker 62,8m.

For en bil, der går 100m / s, vil en drejningsradius på 2000m producere den samme sideløbende kraft. Den afsluttes med U-sving på 63 sekunder, mens den dækker en afstand på 6283m.

Kort sagt, den langsommere bevægelige bil kan gøre en U-sving meget hurtigere.

Den samme tænkning kan anvendes til at flyve.

EDIT
Tak for opstemningerne!

    
svar givet 24.05.2017 / 10:42
11

Nøgleordet er "rate" for tur. Det betyder, at hvis du rejser langsommere, vil det tage mindre tid at færdiggøre en 360 graders tur, end hvis du gik hurtigt. Det er det samme som når du kører bil.

Hvis du vil færdiggøre svinget hurtigt med høj hastighed, har du brug for en brattere banevinkel i forhold til den vinkel, du ville have brug for ved lav hastighed.

    
svar givet 24.05.2017 / 05:51
8

Vægt ændres ikke til forskellige hastigheder, så løft ændres ikke også, hvis du opretholder samme bankvinkel. Ved lavere hastighed er den kinetiske energi, hvis retning derimod skal ændres i en sving, mindre, så den samme løftekraft har mindre arbejde at gøre.

En bankefløj skaber en sidekraft, der bruges som centripetalkraften i en tur. Denne kraft trækker faktisk flyet sidelæns i den nye bevægelsesretning. Ved bankering i turnen vil centripetalkraften accelerere flyet sidelæns og vil decelerere sin oprindelige hastighedskomponent, således at retningen af hastighedsvektoren kontinuerligt ændres, mens dens skalære værdi forbliver konstant. Hvis der er mindre hastighed at konvertere, kan dreje gøres hurtigere.

    
svar givet 24.05.2017 / 06:50
4

Venligst undskyld min en-liner: fordi det er meget svært at slå en fartkugle.

Samme bankvinkel = > samme drejestyrke. Meget mindre inertiel energi til at vende om, når flyet flyver langsomt.

    
svar givet 24.05.2017 / 15:26
0

Når du drejer, bruges acceleration til at omdirigere din kørselsretning. Hvis din indledende hastighed er lav (langsom flyvning), er det nødvendigt med mindre acceleration (bankvinkel * tid) for at omdirigere din rejse.

Hvis din starthastighed er høj (SR-71 Mach 3.2-flyvning), er der brug for mere acceleration (bankvinkel * tid) for at omdirigere din rejse.

Bankvinkel beskriver acceleration her, fordi den effektivt afslører en del af "lift" i en vandret retning, hvilket medfører retningsændringen.

Selvfølgelig flyver lige og niveau, løften bruges til at modvirke tyngdekraften kraftigt. I en vending er nogle af vingens løft brugt til at bevirke, at kørselsretningen ændres (vandret acceleration), og også ryghejs er tilføjet for at øge angrebsvinklen og forårsage en midlertidig stigning i løft under drejning. (Det vil måske bremse dig lidt i sving forresten.)

Så det enkle svar er, at der er mindre energi (acceleration * tid) brugt til at dreje en langsom objekt end en hurtig genstand.

    
svar givet 26.05.2017 / 02:37