Varför är det med mindre luftflöde, har du mindre kontroll effektivitet?

5

Jag förstår principen om mindre luftflöde, mindre kontroll, men varför är det så?

    
uppsättning nyorkr23 27.08.2017 00:34
källa

6 svar

2

Eftersom tröghetsmoment inte ändras med hastighet

Kontroll effektivitet innebär att kontrollerna påverkar en förändring i balansen mellan stunder som resulterar i önskad inställning förändring. Ju mindre kontrollen avböjer för samma förändring i attityd, ju högre är deras effektivitet. Om $ \ ddot {\ Theta} $ är tonhöjdsaccelerationen förändras $ ΔF_H $ kraften på den horisontella svansen på grund av en kontrollavböjning, $ x $ styrspaken på den kontrollen kring tyngdpunkten och $ I_y $ de tröghetsmomentet runt sidaxeln är formeln för $ \ ddot {\ Theta} $: $$ \ ddot {\ Theta} = \ frac {ΔF_H \ cdot x} {I_y} $$

Både $ x $ och $ I_y $ är fixade, så endast $ ΔF_H $ har potential att öka tonhöjdsaccelerationen. $ ΔF_H $ är proportionell mot

  • Avböjningsvinkel $ \ eta_H $
  • Halsstorlek $ S_H $ (igen fast)
  • dynamiskt tryck $ q = \ frac {v ^ 2 \ cdot \ rho} {2} $

Ett givet objekt kommer att ändra sin inställning snabbare när mer kraft kan skapas. Därför betyder mer hastighet $ v $ mer kraftförändring och högre vinkelacceleration för samma avböjning.

    
svaret ges 27.08.2017 12:01
källa
2

Vid avböjning ger kontrollytorna (ailerons, hiss, roder) ett aerodynamiskt ögonblick om Aerodynamic Center. Ett ögonblick har en ögonblick och behöver en längdreferens - de aerodynamiska ögonblicken definieras med hänvisning till vinge dimensioner: vinge spänningen för rullande och gnistrande ögonblick, och Mean Aerodynamic Chord för tonhöjder. Om vi tittar på pitching-momentet P:

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

Med:

  • $ C_ {r _ {\ delta e}} $ = hisskoefficient (dimensionslös)
  • $ \ delta_e $ = hissböjning
  • $ q $ = dynamiskt tryck = $ \ frac {1} {2} \ cdot \ rho \ cdot V ^ 2 $
  • $ A $ = vingområde
  • MAC = Medel-aerodynamiskt ackord

$ C_ {r _ {\ delta e}} $, A och MAC är konstanter. Så: flygplanets stigande ögonblick är proportionellt mot hissböjningen och till flyghastigheten. Flyga två gånger så fort, och stigningspunktet från en viss hissböjning kommer att vara fyra gånger så hög.

    
svaret ges 27.08.2017 03:45
källa
1

I grund och botten som håller ditt plan upphängt ovanför marken trots att tyngdkraften drar den till ytan är det faktum att ditt flygplan ständigt trycker (och drar) luftmolekylerna nedåt. en av Newtons lagar säger att detta genererar en lika och motsatta (dvs uppåt) kraft på ditt flygplan.

På rak och plan flygning beror denna kraft på den positiva angreppsvinkeln som vingarna gör med den relativa vinden (NOT THE FLIGHT PATH) som väsentligen tvingar luftmolekylerna nedåt: molekyler under vingen är avböjda nedåt längs botten av vingen medan molekyler ovanför vingen dras nedåt längs vingeens övre yta när den rör sig genom dem. När du går långsammare, avböjer du färre luftmolekyler nedåt per tidsenhet som kräver en högre angreppsvinkel för att hålla dig avstängd. detta övergår i allmänhet till mer hissböjning som behövs på pilotsdelen, eller med andra ord: dina kontroller är mindre effektiva.

    
svaret ges 27.08.2017 19:54
källa
0

Kontrollmyndigheten kommer från storleken av ögonblick som du kan generera, vilket beror på krafter som verkar på planet (hissen, aileronen eller rodern), som kommer från tryckskillnader, som har en kvadrat förhållande till hastighet. Om luftflödeshastigheten halveras, får din kontrollmyndighet sänks in 4. Om luftflödeshastigheten fördubblas får du 4 gånger kontrollmyndigheten mm.

Här är ytterligare förklaring om något inte är helt klart.

För kontrollmyndighet måste du kunna tillämpa önskat ögonblick på flygplanet. Moment är krafter som verkar på något avstånd från ditt rotationscentrum. I ett flygplan säger du att du vill rulla flygplanet. Aileronsböjningen skapar en tryckskillnad mellan höger och vänster vingar. Detta slutar som olika krafter som verkar i grunden vid aileronerna, vilket skapar det rullande ögonblicket. Det är bara grunderna i rollen. Nu, för luftflödesdelen.

Först nämnde jag att för rullar är det de tryckskillnader som orsakas av luftflödet över vingen och aileronen. Krafterna (de vi är berörda med här) skapas av trycket på en yta. Kom ihåg att tryck är krafter över områden. Nu kan vi titta på trycket. Ekvationen för dynamiskt tryck är $ \ frac {\ rho V ^ 2} {2} $, det är densitetstiderna hastighet kvadrerat över 2. Vi antar att vår densitet inte förändras här, så för att förändra trycket, vi ändra flödeshastigheten. MEN dess kvadrerade . Utan luftflöde är det uppenbart att ingen rullpunkt skapas eftersom hastigheten är noll. Ett plan på marken utan luftflöde över vingen försöker inte rulla.

I allmänhet kan du, för roll, pitch och yaw authority (det är alla), överväga känslan när du lägger ut handen från fönstret i en bil. Om du avböjer luften nedåt, blir din hand pressad upp. I verkligheten är det skillnaden i tryck mellan topp och botten på grund av flödeshastigheter. Ju snabbare du går desto mer luftflöde desto större är tryckskillnaderna du kan generera på grund av den kvadrerade relationen. Ju långsammare du går, eventuella flödeshastighetsskillnader kan bli försumbara, vilket betyder ingen tryckskillnad, sålunda ingen kraftverkan.

Med några siffror, låt oss säga att vid hög hastighet blir hissen avböjd. Låt oss säga att flödet över toppen går 100 (godtyckliga hastighetsenheter) och flödet under går 110. Trycket på toppen kommer att vara $ \ frac {\ rho} {2} * 100 ^ 2 = \ frac {\ rho} {2} * 10000 $ kan ignorera $ \ frac {\ rho} {2} $ termen och bara vara medveten om att det linjärt omvandlar vårt nummer till ett tryck. så vi har 10000 tryck somethings ovanpå, och vi har 12100 tryck somethings på botten (med samma formel). Det betyder att vi har ett netto på 2100 tryck somethings som trycker upp på svansen nu. Stor, svansen har tillräcklig kontrollmyndighet för att trycka ner näsan som befalld.

Låt oss nu sakta ner hastigheterna med en faktor på tio. Toppluften går 10, och botten går nu 11. Låt oss se tryckförändringen jämfört med tidigare. Trycket på toppen kommer att vara 100 tryck somethings, och på botten blir det 121. Det resulterande nettotrycket som verkar på svansen är då 21 tryckenheter, 100 gånger mindre än tidigare , trots att endast hastigheterna ändras med en faktor om tio. Nu har du 100 gånger mindre kraft som verkar på svansen (vilket resulterar i ett lika mindre ögonblick), och du kanske inte kan styra tonhöjden så mycket som du vill.

    
svaret ges 27.08.2017 02:08
källa
0

Kontrollytor används för att ändra den effektiva camber på den flygplatta som de kontrollerar. Till exempel skulle en nedåtriktad avböjad aileron öka den effektiva camberingen av en vinge längs aileronens spänn. En ökning i camber ökar hissen som genereras vid ett visst lufthastighet över det vingeområdet, vilket ger önskat rullande ögonblick. Det är delvis på grund av denna förändring i utvecklad hiss som genererar negativ yaw som kräver roder för att samordna varv.

Vid högre lufthastigheter producerar vingen mer total lyft, och därmed mer mottaglig för förändringar i camber.

Dessutom överensstämmer kontrollytorna enligt Newtons tredje lag - aileronerna avböjer passande luftflödet i en annan riktning än parallell med vingehuden, vilket resulterar i en reaktiv kraft som orsakar rullning. Precis som vid camberförändringen blir detta fenomen mer uttalat vid ökad lufthastighet, och omvänd mindre uttalad med en minskning av luftflödet.

En förenklad förklaring finns på FAA-pilotens handbok

    
svaret ges 27.08.2017 01:24
källa
0

Detta kan förklaras av Newtons andra lag, $ F = m \ gånger en $ och tredje lag, varje kraft har en lika kraft i motsatt riktning.

$ m $ här är massan av luftflödet, $ a $ är accelerationen orsakad av luftflödet (ses som ändrad luftflödesriktning). En kraft som motsvarar $ a \ gånger m $ utövas till styrytan. Mer luftflöde, mer massa, mer kraft.

Samma sak till att en flygplan stannar i luften i första hand.

    
svaret ges 30.08.2017 17:18
källa

Läs andra frågor om taggar