Vad är det aerodynamiska centrumet och hur hänför det sig till pitching momentet?

7

Okej så jag har försökt få mitt huvud runt det aerodynamiska centret och Pitching-ögonblicket. Wikipedia hjälper inte riktigt mycket, men från vad jag kan samla Pitching-ögonblicket är en kraft som orsakas av hissen från aerofoilen som verkar uppåt från Aerodynamic Center (hissen) och som verkar runt tyngdpunkten (därför måste svansen konfigureras att motverka detta. Kan någon snälla hjälpa mig här?

    
uppsättning Alex Purvis 28.09.2016 19:29

1 svar

8

Ett stigande moment är varje ögonblick som verkar runt sidaxeln. Eftersom ett ögonblick är kombinationen av en kraft och en hävarm, beror momentets storlek på valet av referenspunkt, den punkt runt vilken tonhöjden är definierad. För flygmekaniker bidrar det till att välja tyngdpunkten för alla tonhöjder, för då kommer tyngdkraften inte att lägga till ett självhäftande ögonblick. Tyngdpunkten är också speciell eftersom det här är den punkt runt vilken flygplanet roterar under flygning.

Jag antar att du blandar upp aerodynamiskt centrum och tryckcentrum. För mig hjälper det att använda termen "neutral punkt" istället för aerodynamiskt centrum. Varför?

Tryckcentret beskriver tydligt vad det är: Om du integrerar allt tryck som verkar vinkelrätt mot luftflödet, verkar den resulterande kraften i mitten av trycket, precis som alla massor summeras i tyngdpunkten (vilket därför , bör kallas bättre centrum för massan).

I motsats till massans centrum är det här trycket inte fixerat, men rör sig när angreppsvinkeln ändras. Om flygbladet har positiv camber, rör sig trycket mitt framåt med ökande angreppsvinkel. Om du nu flyttar din referenspunkt bort från trycket, måste du byta hisskraften genom kombinationen av lyftkraft och ett ögonblick (vridmoment). Tryckpunktens rörelse är sådan att kuggmomentet vid en tidpunkt är konstant oavsett angreppsvinkel och lyft. Det här är det aerodynamiska centret eller den neutrala punkten, och jag tror att "neutral punkt" beskriver mycket bättre vad det är: Den punkt där kuggmomentet uppträder neutralt angående angreppsvinkeln.

Den verkliga orsaken till detta namn är att statisk longitudinell stabilitet är neutral (varken positiv eller negativ) om tyngdpunkten faller på neutralpunkten.

I stabilt flyg måste tonfältet runt tyngdpunkten vara noll; annars kommer flygplanet att visa en accelerationshöjdrörelse. För att nollställa tonhöjden förskjuts trycket mitt på en vertikal linje genom tyngdpunkten. Denna förskjutning kan göras genom att lägga till eller subtrahera lyft i svansen, vilket i sin tur görs genom att justera hissböjning eller stabiliseringsincidensen (om planet har en rörlig stabilisator)

Bakgrund

I potentiell flödesteori kan hissen beräknas som den linjära överlagringen av ett bidrag från camber och ett från angreppsvinkeln. Medan den camber-relaterade delen av hissen är konstant, varierar vinkeln för attackrelaterad linjär med denna parameter. Centrifugeringscentrumets mittpunkt ligger någonstans i mittkordet (detaljer beror på camberlinjen, med en Joukowski flygeln trycket ligger precis vid mittkordet). Tryckpunkten för angreppsvinkeln är på kvartskordet (centrum av området under ackordet Birnbaum distribution av lift). Den viktiga delen är den självliknande Birnbaumfördelningen för olika angrepsvinklar: Tryckpunkten för den vinkelbaserade delen är konstant.

Eftersom hissen vid nollvinkeln är enbart från camber, ligger trycket mitt runt mittkordet och rör sig framåt mot kvartets ackordpunkt, eftersom angreppsvinkeln ökar. Kogningsmomentet för det camber-relaterade lyftbidraget runt kvartpunktens ackordpunkt är också konstant, och eftersom den höjda delen av lyftens vinkel för attack har sitt tryckcentrum i exakt denna kvartpunkt kommer det inte att lägga till ett stigningstrin egen vid denna tidpunkt. Ergo, kuggmomentet för hissen i potentiellt flöde är konstant om referenspunkten är kvartpunktsordet.

Roligt faktum: Tryckpunkten kommer att flytta till oändligheten, eftersom angreppsvinkeln reduceras till nollställningsvinkeln.

    
svaret ges 28.09.2016 22:02