Varför kan ett flygplan inte stanna vid noll G?

12

You may be surprised to find out that an airplane can stall at any attitude if the critical angle of attack is exceeded, but it cannot stall at 0 G.

Detta citat finns i april 2014-utgåvan av Flying tidningen , men det verkar kontraintuitiv för mig.

Varför kan ett flygplan inte stanna vid 0G?

    
uppsättning Steve V. 30.03.2014 06:57

5 svar

17

Vid 0 G behöver planet inte generera någon hiss, därför finns det ingen kritisk vinkel förbi vilken luftplattan inte kan generera hissen som krävs.

Vidare är en hållbar 0 G manöver en parabolisk båge, vilket innebär att din flygväg borde hålla din angreppsvinkel vid noll hela tiden (i en teoretisk symmetrisk flygplan). Du kan inte stanna eftersom din AoA ständigt är 0 grader och kan inte överskrida den kritiska vinkeln.

    
svaret ges 30.03.2014 07:07
13

Det är nog mer korrekt att säga "du kan inte behålla 0 G i en stall". Även en stallad flygplatta genererar lite lyft - stallet betyder bara att höjningskoefficienten sjunker under det bästa flygbladet kan göra, inte att det blir noll. Eftersom den stallade vingen ger upphov till hiss och den här hissen i allmänhet inte är i en riktning där den kan avbrytas med dragkraft, kommer den att dra ut flygplanet från lossningsbanan.

Och även det är inte helt sant i teoretisk extrem. Om vi tänker oss på ett flygplan med helt varierande infallsvinkel (om än ingenjörsproblemen med att bygga en sådan sak) kan vi föreställa oss att vi vrider vingarna upp till 90 ° vinkeln. Då, genom symmetri, kommer de inte att producera någon hiss, men det kommer att vara helt stoppad. Det kommer att finnas massor av drag, men tillräckligt kraftfull dragkraft kan kompensera det och göra flygplanets netto rörelse följa en noll G / freefall bana.

    
svaret ges 30.03.2014 13:16
6

Titta på det bakåt.

  • Varför är du i noll G? Eftersom din nedåtgående acceleration är lika med accelerationen på grund av gravitationen.
  • Varför accelererar du så snabbt nedåt? Eftersom du inte skapar någon hiss för att motverka gravitationen.
  • Varför skapar du ingen hiss? Eftersom du är i noll grader angreppsvinkel!

Och det är varför du inte kan stanna vid noll G. Du är alltid också i noll grader angreppsvinkel (du kan få pedantik, beroende på hur du mäter det) när du är på noll G. Och stalling orsakas alltid av höga angreppsvinklar. Och om det inte gör 100% känsla, borde du se mer ut i bås innan du gräver för djupt in i hur G belastning påverkar stallhastigheten.

EDIT: Många människor här verkar ersätta världen "flygplan" i frågan med ordet "vinge". 0g flygning innebär hela flygplanet, inte bara vingen. Visst, du kan ta en Cessna, rem högstyrbara raketmotorer till toppen av det och släppa det från ett annat flygplan. Använd sedan raketmotorerna för att motverka drag och ge nedåtgående acceleration lika med tyngdkraften. Det skulle ge dig en stallad vinge och 0g.

Men det är inte riktigt ett flygplan längre, och det svarar inte riktigt frågan.

För att stanna, måste vingen överstiga den kritiska angreppsvinkeln. Det betyder att det måste ha en angreppsvinkel över noll. Det betyder att lyft skapas, vilket innebär att en uppåtgående kraft verkar på flygplanet. Det betyder att du inte längre är 0g.

Poängen är inte att när ett flygplan är vid 0g blir det oförlåtbart. Poängen är att du måste lämna 0g för att stoppa den.

Det är också ett exempel på hur airspeed är irrelevant att stalla. (Låter galen, eftersom vi pratar om stallhastighet!) Stalling handlar inte om hastigheten eller mängden luft som flyter över vingarna, det handlar om vinkel, bana och flöde. En vinge på samma flygplan kan inte stoppas vid 5 mph eller stallas vid 100 mph. Det beror bara på vinkeln.

    
svaret ges 30.03.2014 11:25
5

Kritisk angreppsvinkel eller Stall angreppsvinkel är per definition den maximala vinkel som strömmen över flygplattan fortfarande är ansluten till. Det är också vinkeln för maximal lyftning. Utöver den här vinkeln blir strömmen över flygplattan ouppkopplad vilket leder till en plötslig minskning av hissen .

Nutrorjagattartikelnärpånågotsättvilseledande.Jagtrorvaddemenarmedstallärflygplanslyftenintekompenseradförvikt.Eftersomvikteni0Gär0,kommerdetuppenbarligeninteatt"stallas" i denna definition.

En svårare fråga är huruvida flygplåten kan stanna i 0G enligt den faktiska definitionen. Tja, om flygplanet faller fritt i en rak linje med sina vingar parallellt med marken, stiger flygplåten, men i verkligheten kommer det sannolikt att gå in i spiralduk, flygplattan kommer att producera hiss (vilket ger spiralens centripetalkraft) och kommer inte att vara 0G längre. Ett flygplan är så att det naturligtvis kommer att anpassa sig till den relativa luftströmmen, så det är svårt att bibehålla 0G. Du gör detta enligt en ballistisk bana, på vilken du i den övre delen av banan får en kort fri fallfel, där flygbladet inte producerar hiss (nollvinkel).

källa: länk länk

    
svaret ges 30.03.2014 16:19
-4

Flygplan flyger i luften med 1 G kraft som motstår jordens allvar och håller flygplanet i luften. Så om vi förlorar denna lyftkraft som genereras av differenstrycket mellan vingarna övre och nedre sidan, i detta fall tyngdkraften, kommer det att övervinna hissen och dra den vikten av flygplanet nedåt.

Så noll G betyder att vikten blir lite mer än hissen, och så småningom kommer noll G att stå som viktlöshet men det kommer att röra sig mot tyngdpunkten (jorden). Varför? eftersom vi fortfarande flyger i atmosfärens miljöer.

    
svaret ges 20.03.2015 12:25