Vad är den maximala bankvinkeln för en svängare?

4

Jag vet att stallhastigheten och vingsladden ökar med vinkeln på vändningen och jag har upplevt 65 grader vänd i en svängare (demonstrerad av en instruktör). Låt oss säga att en kollision är nära förestående (eller vi befinner oss i någon annan nödsituation) vad skulle den teoretiska maximala bankvinkeln vara? Jag ska kolla på skylten nästa gång jag befinner mig på flygfältet, men jag tror inte att det finns där.

    
uppsättning sdonk 26.05.2017 16:24

3 svar

6

Bankvinkeln ($ \ phi $) i en stillastående tur är begränsad av flygplanets maximala belastningsfaktor (eller piloten - vilken som helst är mindre): $$ \ phi_ {max} = \ arccos (\ frac {1} {n_ {max}}) $$

Glidflygplan för användarkategorier ($ n_ {max} = 5,3 $) har en maximal bankvinkel på 79 °. Aerobatiska glidflygplan med $ n_ {max} $ mellan 7 och 10 kan flyga bara lite brantare varv (82 ° -84 °).

Om du flyger med en flyghastighet långsammare än designmanövreringshastigheten $ V_A $ är begränsningsfaktorn den maximala lyftkoefficienten. I så fall får formeln $$ \ phi_ {max} = \ arccos (\ left (\ frac {V_S} {V} \ right) ^ 2) $$ $ V_S $ är fördröjningshastigheten i den nuvarande konfigurationen, $ V $ glidbanans lufthastighet.

(egetarbete)

Hurfårmandådensnävasvängradieen?Medhöghastighetochhögbankvinkelellermedlåghastighetochlågbankvinkel?Utanstrukturbegränsningkanradienbli0.Meddetärdetbästaalternativetattfåenminstasvängradieattflygamedmanövreringshastighetochmaximalbelastningsfaktor.
Dukananvändaföljandediagramförattberäknaminstavarvradievidvilkenhastighetsomhelst(multiplicerabaraordinatenmedflygplanetskvadrerastallhastighet).

Somsagtimångakommentarer,underaerobatics/dynamicmanueverskandufånågonbankvinkelunderenviss(iblandmycketkort)tidsperiod:

0°/180°bankvinkel Källa


90°bankvinkel Källa

    
svaret ges 27.05.2017 01:15
5

Glidflygplan har ingen teknisk begränsning för bankvinkeln.

Flyger med hög bankvinkel (ej vridning / "knivflyg") lägger inte till någon kraft. Därför är huvudproblemet att hålla tillräckligt med fart för att flyga stabilt.

Beroende på flygplanets aerodynamiska utformning är det kanske inte säkert att flyga vid vinklar runt 90 grader och faller i (brant) spin (trundel) eftersom hastigheten minskar för snabbt. Varje glider (som något annat plan) måste utformas för att upprätthålla krafterna som uppträder på en stabil, brant snurrning. Med tanke på att det finns tillräckligt med höjd som återhämtar sig från (brant) är spinn ganska lätt. Vissa glidflygplan är även utformade för att återhämta sig från snurra (t ex: ASK-21).

Så efter alla bankvinklar runt 90 grader är det ganska säkert, och för vissa plan kan ett stabilt flyg vara möjligt (ett par sekunder).

Å andra sidan: Det scenario du kom fram till, att du måste undvika en krasch i ett annat plan, jag skulle göra en "hård tur" (riskerar att överge planet) i stället för en "roll" .

    
svaret ges 26.05.2017 23:40
2

Flygplan rör sig i 3D, så att banken för att undvika kollision ska kombineras med en stigning eller ett dyk, beroende på den motstående flygplanets relativa höjd. Om du vill maximera svänghastigheten, skulle du helst använda en instationary manoeuver (instation betyder att hissen inte har lika stor vikt under manövreringen).

Först till bankvinkelgränsen i stationärt flyg: Detta anges med den maximala belastningsfaktorn $ n_ {z_ {max}} $ av din glider som är 6,5 g om ASK-21 . Ekvationen för bankvinkeln $ \ phi $ är $$ \ phi = arccos \ left (\ frac {1} {n_z} \ right) $$ När vi nu tittar på den resulterande varvraden $ R $: $$ {\ cc {n_z} {\ sqrt {n ^ 2_z - 1}}} {c_L \ cdot \ frac {\ rho} {2} \ cdot \ frac {S_ {ref}} {m} } $$ vi ser att mer bank inte nödvändigtvis kommer att göra vridningen mycket hårdare. Du går in i en gräns i stillastående varv, där den hastighetsökning som behövs för att skapa ytterligare hissen för att vrida sig strängare kräver en större vridning, och båda effekterna avbryter varandra. En grafisk förklaring ges nedan, där de små svängarna visar vilken bankvinkel som behövs för svängraden där slingan sitter. Den röda streckade linjen är belastningsfaktorn vid den radie.

Lastfaktor över varvradie, förutsatt att en höjningskoefficient $ c_L $ av 1,4 och en vinge laddning $ \ frac {S_ {ref}} {m} $ av 35 kg / m² (eget arbete).

För att undvika annan trafik kan det vara mer tillrådligt att dra kraftigt upp, sakta ner flygplanet i processen och sedan vrida sig vertikalt från den stigande positionen när glidbanan är nära noll g. Om du vill kan du nu invertera planet eftersom det inte finns någon gräns på rullvinkeln när du flyger sådana dynamiska manövrer.

    
svaret ges 27.05.2017 02:14