Hvorfor er det med mindre luftstrøm, har du mindre kontrol effektivitet?

5

Jeg forstår princippet om mindre luftstrøm, mindre kontrol, men hvorfor er det tilfældet?

    
sæt nyorkr23 27.08.2017 / 00:34

6 svar

2

Fordi inertimomenter ikke ændres med hastighed

Kontrol effektivitet betyder, at kontrollerne påvirker en ændring i balancen af øjeblikke, hvilket resulterer i den ønskede holdningsændring. Jo mindre kontrollen afbøjes for den samme holdningsændring, desto højere er deres effektivitet. Hvis $ \ ddot {\ Theta} $ er tonehøjde accelerationen, ændrer $ ΔF_H $ kraften på den vandrette hale på grund af en kontrolafbøjning, $ x $ armens styringsarm omkring tyngdepunktet og $ I_y $ de inertimoment omkring lateral akse er formlen for $ \ ddot {\ Theta} $: $$ \ ddot {\ Theta} = \ frac {ΔF_H \ cdot x} {I_y} $$

Både $ x $ og $ I_y $ er faste, så kun $ ΔF_H $ har potentialet til at øge stigningshastigheden. $ ΔF_H $ er proportional med

  • Afbøjningsvinkel $ \ eta_H $
  • Hale størrelse $ S_H $ (igen fast)
  • dynamisk tryk $ q = \ frac {v ^ 2 \ cdot \ rho} {2} $

En given genstand vil ændre sin holdning hurtigere, når der kan skabes mere kraft. Derfor betyder mere hastighed $ v $ mere kraftændring og højere vinkelacceleration for den samme afbøjning.

    
svar givet 27.08.2017 / 12:01
2

Ved afbøjning forårsager kontrolfladerne (ailerons, elevator, ror) et aerodynamisk øjeblik omkring det aerodynamiske center. Et øjeblik har et øjebliks arm og skal have en længdehenvisning - de aerodynamiske øjeblikke er defineret med henvisning til vinge dimensioner: vinge spænding til rullende og gabende øjeblikke, og Mean Aerodynamic Chord til pitching moments. Hvis vi kigger på pitching øjeblikket P:

$$ P = C_ {r _ {\ delta e}} \ cdot \ delta_e \ cdot q \ cdot s \ cdot mac $$

Med:

  • $ C_ {r _ {\ delta e}} $ = elevator koefficient (dimensionsløs)
  • $ \ delta_e $ = elevatorafbøjning
  • $ q $ = dynamisk tryk = $ \ frac {1} {2} \ cdot \ rho \ cdot V ^ 2 $
  • $ A $ = vingefelt
  • MAC = Middel aerodynamisk akkord

$ C_ {r _ {\ delta e}} $, A og MAC er konstanter. Så: Luftfartøjets stigende øjeblik er proportional med elevatorens afbøjning og til flyvepladsens firkant. Flyve dobbelt så hurtigt, og pitching øjeblikket fra en bestemt elevatorbøjning er fire gange så høj.

    
svar givet 27.08.2017 / 03:45
1

Grundlæggende, hvad der holder dit fly suspenderet over jorden, på trods af tyngdekraft, der trækker det til overfladen, er det faktum, at dit fly konstant skubber (og trækker) luftmolekyler nedad. en af Newtons love siger, at dette genererer en lige og modsat (dvs. opadgående) kraft på dit fly.

På lige og flydende flyvning skyldes denne kraft den positive angrebsvinkel, som vingerne skaber med den relative vind (ikke flyvevejen), som i det væsentlige styrker luftmolekyler nedad: molekyler under vingen er afbøjet nedad langs bunden af vingen mens molekyler over vingen trækkes nedad langs vingens øverste overflade, når den bevæger sig gennem dem. Når du går langsommere, afbøjer du færre luftmolekyler nedad per tidsenhed, hvilket kræver en højere vinkelsvinkel for at holde dig suspenderet. dette betyder i almindelighed mere elevatorudbøjning, der er nødvendig på pilotsdelen, eller med andre ord: dine kontroller er mindre effektive.

    
svar givet 27.08.2017 / 19:54
0

Kontrolmyndigheden kommer fra størrelsen af de øjeblikke, du kan generere, hvilket skyldes kræfter, der virker på flyet (elevatoren, aileronerne eller roret), som kommer fra trykforskelle, som har en kvadreret i forhold til hastighed. Hvis luftstrømshastigheden halveres, bliver din kontrolmyndighed skåret i 4. Hvis luftstrømhastigheden fordobles, får du 4 gange kontrolmyndigheden mv.

Her er yderligere forklaring, hvis noget ikke er helt klart.

For kontrolmyndighed skal du kunne anvende det ønskede øjeblik til flyet. Øjeblikk er kræfter, der virker i en vis afstand fra dit rotationscenter. I et fly siger du, du vil rulle flyet. Aileronernes afbøjning skaber en trykforskel mellem højre og venstre vinger. Dette ender som forskellige kræfter, der virker grundlæggende på ailerons, hvilket skaber det rullende øjeblik. Det er bare det grundlæggende i rollen. Nu, for luftstrømmen.

For det første nævnte jeg, at for roll er det de trykforskelle, der er forårsaget af luftstrømmen over vingen og aileronen. Kræfterne (de vi er bekymrede for her) er skabt af pres på overfladen. Husk, tryk er kræfter over områder. Lad os nu se på trykket. Ligningen for dynamisk tryk er $ \ frac {\ rho V ^ 2} {2} $, det er densiteten gange hastigheden kvadreret over 2. Vi antager, at vores tæthed ikke ændres her, så for at ændre trykket, vi ændre hastigheden af strømmen. MEN det er kvadreret . Uden luftstrøm er det indlysende, at der ikke er skabt et øjeblik for hastighed, fordi hastigheden er nul. Et plan på jorden uden luftstrøm over vingen forsøger ikke at rulle.

Generelt kan du for rulle-, tonehøjde og yaw-autoritet (det er dem alle) overveje følelsen, når du lægger hånden ud af vinduet i en flytende bil. Hvis du afbøjer luften nedad, bliver din hånd presset op. I virkeligheden er forskellen i tryk mellem top og bund på grund af strømningshastigheder. Jo hurtigere du går, jo mere luftstrøm, desto større trykforskelle kan du generere på grund af den kvadrede relation. Jo langsommere du går, vil enhver forskydning i flowhastigheden blive ubetydelig, hvilket betyder ingen trykforskel, og dermed ingen kraftvirkende.

Med nogle tal, lad os sige at ved høj hastighed bliver elevatoren afbøjet. Lad os sige, at strømmen over toppen går 100 (vilkårlig hastighedsenheder), og strømmen under går 110. Trykket på toppen vil være $ \ frac {\ rho} {2} * 100 ^ 2 = \ frac {\ rho} {2} * 10000 $ kan ignorere $ \ frac {\ rho} {2} $ termen, og bare være opmærksom på, at det lineært konverterer vores nummer til et pres. så vi har 10000 tryk somethings på toppen, og vi har 12100 tryk somethings på bunden (ved hjælp af samme formel). Det betyder, at vi har et netto på 2100 pres somethings, der skubber op på halen nu. Stor, halen har nok kontrolmyndighed til at skubbe næsen ned som befalet.

Lad os nu sænke hastighederne med en faktor på ti. Den øverste luft går 10, og bunden går nu 11. Lad os se trykændringen i forhold til før. Trykket på toppen vil være 100 tryk somethings, og på bunden bliver det 121. Det resulterende nettotryk, der virker på halen, er så 21 trykenheder, 100 gange mindre end før , selv om hastighederne kun er ændret med en faktor på ti. Nu har du 100 gange mindre kraft, der virker på halen (hvilket resulterer i ækvivalent mindre øjeblik), og du kan muligvis ikke styre banen så meget som du vil.

    
svar givet 27.08.2017 / 02:08
0

Kontrolflader bruges til at ændre den effektive camber på den luftskive, de styrer. For eksempel vil en nedadrettet bøjning øge den effektive camber af en vinge langs aileronens spænding. En stigning i camber vil øge den løft, der genereres ved en bestemt lufthastighed over dette område af vingen, hvilket forårsager det ønskede rullende øjeblik. Det er delvis på grund af denne ændring i udviklet løft, der genererer negativ yaw, hvilket kræver ror at koordinere svinger.

Ved højere lufthastigheder producerer vingen mere total løft og er derfor mere lydhør over for ændringer i camber.

Endvidere svarer kontrolfladerne i overensstemmelse med Newtons tredje lov - ailerons afbøjning af luftstrømmen i en anden retning end parallelt med vingeskindet, hvilket resulterer i en reaktiv kraft, der forårsager rulle. Som med camber-forandringen bliver dette fænomen mere udtalt ved øgede lufthastigheder og omvendt mindre udtalt med en reduktion af luftstrømmen.

En forenklet forklaring findes på FAA Pilot's Handbook

    
svar givet 27.08.2017 / 01:24
0

Dette kan forklares ved Newtons anden lov, $ F = m \ gange en $ og tredje lov, hver kraft har en lige kraft i modsat retning.

$ m $ her er massen af luftstrømmen, $ a $ er accelerationen forårsaget af luftstrømmen (set som ændret retning af luftstrømmen). En kraft svarende til $ a \ gange m $ udøves til styreoverfladen. Mere luftmængde, mere masse, mere kraft.

Den samme grund til, at et fly bliver i luften i første omgang.

    
svar givet 30.08.2017 / 17:18