Jag har länge funderat på de krafter som är involverade i vissa manövrer i ett flygplan och några av dessa manövrer börjar bryta ner min förståelse för de krafter som specifikt motsätter sig tyngdkraften. Typiskt beskrivs detta som hiss och det är hur det förklaras i grundskolan, men de gick inte över andra krafter som kan vara involverade att hålla ett plan i luften (dvs en icke-horisontell komponent av tryckkraft etc.). De gick förmodligen inte över detta eftersom det inte gäller (betydligt) för den typ av flygplan du är en skulle flyga direkt efter grundskolan.
En av de manövrer jag tänkt på är en "långsam flygning" när den utförs vid en flygutställning med en jet där strålen verkar gå långsammare än sin stallhastighet och vid en mycket hög angreppsvinkel. Det verkar som om en del, om inte all kraft som håller flygplanet luftburet kommer från vingarna i form av lyft, utan snarare den kraft som turbinen producerar. (Exempel:
)break down my understanding of the forces that specifically oppose gravity.
Det finns inga separata krafter som motsätter sig specifika andra krafter. Det finns helt enkelt en uppsättning krafter och alla lägger till och summan dividerad med planetens tröghetsmassa motsvarar acceleration.
Gravity pekar alltid ner, för att förhindra nedåtgående acceleration måste summan av de andra krafterna peka upp. Men oavsett kraft pekar upp kan det.
Is my understanding accurate?
För det mesta ja. Drivkraften pekar alltid framåt längs motorns axel, så om motorns axel pekar upp, gör det också.
Is there a good, well known reference to aerodynamics that does not gloss over the entire gamut of forces involved during a wide range of flight situations?
Det finns egentligen bara några få styrkor, alltid:
Flygplåtarna ger kraft som är ungefär vinkelrätt mot dem. Den växer med angreppsvinkel (vinkel mellan flygplåten och luftflödet) med en topp vid stallvinkeln (vanligtvis 10-15 °) och en annan vid 90 °.
Denna kraft beskrivs normalt som två komponenter, lyft , som är vinkelrätt mot luftflödet och dra , som är parallellt med det. Det betyder att det andra maximala lyft är 45 °, eftersom vid 90 ° är kraften parallell med flödet och alltså dra.
Form (parasit) dra. Detta är parallellt med flödet.
Thrust. Detta är alltid ungefär framåt längs motoraxeln.
Vikt. Detta pekar alltid ner. Det är faktiskt sammansatt av gravitation, som pekar mot jordens mitt och ett litet bidrag från centrifugalkraften som pekar bort från jordens rotationsaxel, men det är bara nitpicking.
Och då behöver du bara göra vektortillägg.
Så när flygplanet flyger med hög angreppsvinkel, pekar punkten uppåt och avbryter en del av vikten, medan kraften på vingen är lutad bakåt, avbryter den andra delen av tyngd, men orsakar också stor dragning, så tryckkraften måste vara motsvarande stor. Därför kan bara kämpar och flygplan med sina stora drag / viktförhållanden göra denna typ av stunt.
För mer information skulle jag föreslå Se hur det flyger av John S. Denker. Den täcker grundläggande aerodynamik och förklarar orsakerna till gemensamma pilottekniker. Kapitel 4 diskuterar krafterna.
Läs andra frågor om taggar aerodynamics fluid-mechanics Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna