Varför orsakar roret rulle?

Det finns många högre ordereffekter. Till exempel orsakar yaw en liten ökning av lufthastigheten över vändens yttre vinge och en minskning av lufthastigheten över innervingen. Som ett resultat kommer den yttre vingen att generera mer hiss än den andra, introducera en rullande rörelse.

Yaw orsakar också sidoslipning som utlöser flera effekter. Vingar som sveps bakåt, som på B737, bidrar till rullningen mot vridriktningen, eftersom yttervingen blir effektivt längre ( visuell förklaring ) och producerar mer hiss. Vidare bidrar denna roll till att den yttre vingen har en högre angreppsvinkel på grund av dihedraleffekten ( visual förklaring ).

Liknande effekter gäller för andra kontrollytor. Det är inte sant att roder bara orsakar gnag och ailerons bara orsaka roll. Det är förenklingar, även om flygplan brukar utformas för att dessa förenklingar ska hålla sig ganska bra.

Det finns också en direkt effekt. Bilden nedan visade inte mitten av massan; Jag drog i en gissning som en gul cirkel. Det är klart under roret, vilket är sant för de flesta flygplan. Detta innebär att applicering av roder introducerar ett vridmoment som är ungefär lika med sidokomponenten av kraften på styrytan multiplicerad med avståndet mellan roder och längdaxeln. Storleken på denna produkt visualiseras som området för den röda rektangeln.

Efter att ha slutat vid våra fysikvänner är det förmodligen på grund av de svepade vingarna (orsakar en hissdifferential) av B737:

[...] if you introduce a yaw to the aircraft, one wing will extend out more directly into the wind-stream, while the other wing will be even more swept. This effectively makes one wing longer, and the other wing shorter. [...] The longer wing will generate more lift, and the shorter one will generate less lift. And since there is unequal lift around the roll axis, the airplane will roll, and continue to roll.

Hela svaret: Fysik: Vad får ett flygplan att rulla när roder används

Obs : När det gäller kommentarerna förekommer denna effekt även utan svepade vingar. Swept vingar förstärker bara effekten.

Skälen kan delas upp i två kategorier: Direkt och indirekt.

Direkta skäl är rullande ögonblick som skapas direkt på grund av roderböjningen och sidokraften på den vertikala svansen:

Indirekta orsaker orsakas av den resulterande sidoslipvinkeln när flygplanet börjar gunga:

När sidoslipningsvinkeln ökar kommer den roderinducerade sidokraften att minska till dess att flygplanet når trimpunkten där sidoslipvinkeln helt avbryter roderböjningen. Men flygplanet är fortfarande yawing, så det kommer att överskrida trimpositionen och nu kommer sidokraften att fungera i motsatt riktning. Proportionellt till sidokraften kommer det svansinducerade rullande ögonblicket också att förändras på grund av uppbyggnaden i sidoslip.