flyman Админ. спросил 5 лет назад
Да, это звучит как два вопроса, но я подозреваю, что ответы очень тесно связаны (или, может быть, даже имеют один и тот же ответ.) Мне сказали в этом вопросе, что тренировочные самолеты часто предназначены для того, чтобы быть стойкими или устойчивыми к вращению. Мне было интересно, как это делается?
Как сделать крыло устойчивым к стойлам или вращениям? Или, может быть, в более общем плане, как сделать крыло предсказуемым и стабильным?
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Это действительно два отдельных вопроса. В обоих случаях крыло не одиноко, это целая конфигурация, особенно когда речь идет о вращениях.
Стойло неизбежно. В какой-то момент воздушный поток над крылом начнет разделяться, и если это разделение потока достаточно обширно, чтобы ограничить увеличение подъема с увеличением угла атаки (AoA), крыло заглохнет.
Чтобы сделать характеристики стойла мягкими, внешнее крыло должно по-прежнему иметь в основном прикрепленный поток, чтобы позволить элеронам исправить угол крена. Если остановка начинается на одном крыле, что приводит к локальной потере подъемной силы, самолет будет катиться бесконтрольно. Движение вниз законцовки крыла во время движения завальцовки увеличивает угол нападения более далее, таким образом делающ стойло неустранимым. Вы достигаете управления креном путем использование размыва на законцовках крыла и / или путем использование airfoils с более высоким максимумом AoA, например. с помощью предкрылков на внешнем крыле.
Второе условие-постепенное разделение потока, начиная с задней кромки. Старые пятизначные аэродинамические поверхности NACA имели неприятную характеристику срыва с разделением потока, начиная с передней кромки, что привело к внезапному падению лифта. Это достигано путем конструировать верхнюю поверхность с соотвествующим хордвисе распределением давления. Тогда потеря подъемной силы над АОА будет постепенной, что даст пилоту возможность легко восстановиться.
Во всех случаях хвост (или в утках главное крыло) должен остаться в приложенном режиме потока, чтобы включить управление шагом и демпфирование шага. Кроме того, вертикальное положение хвоста должно быть немного ниже, чем просыпаться от отрывных течений, все же достаточно близко, чтобы иметь некоторую турбулентность наезд на лифте (так, что пилот чувствует ларек с флешки/ига), но достаточно низко, что самолет не вступает в глубокий ларек (где крыло полностью разделены и хвост в следе крыла, что снижает органом контроля до точки, где пилот не может шаг вниз больше).
Спиннинг нуждается в фюзеляже с некоторой массой по длине. Вращение этой массы на высоком AoA производит момент тангажа-вверх который необходим для того чтобы стабилизировать закрутку. Хвост должен быть в состоянии произвести остающийся момент качки и момент рыскания, чтобы стабилизировать вращение, но также и закончить его, когда пилот пожелает. Для этого важно, чтобы руль не следовал за горизонтальным хвостом. DeHavilland Tiger Moth имеет две алюминиевые ленты впереди empennage; без них стойло невозможно восстановить, потому что авторитет руля недостаточно. Чтобы закончить вращение в F-14 все летающие хвостовые самолеты должны были быть вытянуты полностью к их минимальному углу -70°, таким образом, они не препятствовали бы потоку к двум рулям. Только когда пилоты потянут, они смогут закончить вращение.
Просто чтобы быть ясным: обычно вам нужно нажать, чтобы закончить вращение. Особенно в планерах с их относительно маленькими рулями и большой инерцией крыла, это вернет большую часть крыла в нормальную область потока, и демпфирование крена остановит вращение. Это заканчивает инерционный шаг вверх от фюзеляжа, и самолет может быть восстановлен.
В большинстве конфигураций с преобладанием фюзеляжа вы заканчиваете вращение, применяя руль против направления вращения. Это уменьшает вращение, уменьшая инерционный тангаж и позволяя самолету взять к нормальному AoAs.
Кроме стойла, вращение не всегда возможно. Иногда, особенно в местах с передним центром тяжести, мощности тангажа будет недостаточно для стабилизации вращения. Вы можете остановиться и применить руль, но самолет только войдет в спиральное погружение. Особенно на реактивных самолетах передний фюзеляж является основным фактором вращения, потому что он производит след при высоком AoA, который стабилизирует вращение. Детали в форме фюзеляжа будет определить, если след достаточно, чтобы включить спины. Это сложная тема-извините, но эта область затрудняет более подробную информацию.
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Есть несколько способов, которыми маленький самолет может быть разработан, чтобы быть устойчивым к киоскам и вращениям. Оба случая несколько схожи в том, что они оба связаны со случаями, когда управление самолетом оказывается неэффективным, а срыв может привести к вращению, если не будет должным образом исправлено. В то время как киоск, конечно, в значительной степени зависит от крыла самолета, оба киоска и вращения также зависят от геометрии всего самолета.
Здесь есть интересная информация о спинах и киосках. В Википедии также есть хорошая статья о спинах . Требования FAA для одномоторных самолетов в FAR 23.221 .
Для того чтобы поддерживать управление в стойле, приборы как генераторы Вортекса можно установить перед элеронами. Если воздушный поток отделяется от крыла раньше элеронов, воздух больше не течет по поверхностям управления, что приводит к потере управления. Вихревые генераторы помогают потоку оставаться прикрепленным мимо элеронов, помогая им оставаться эффективными при высоких углах атаки.
Помимо вихревых генераторов, само крыло может быть спроектировано для подобного эффекта. Внутренние разделы можно конструировать для того чтобы остановить перед наружными разделами, поэтому подъем уменьшает но наружные разделы все еще обеспечат подъем и управление.
Самолет также может быть сконструирован таким образом, что лифт не имеет достаточных полномочий, чтобы полностью остановить самолет, или не дальше, чем элероны все еще будут иметь полномочия. Эффект лифта будет также зависеть от центра тяжести самолета, который имеет предложенный диапазон, но определяется оператором.
Вращение связано с геометрией самолета, где воздушный поток мимо крыла «заглушает» хвостовые поверхности. Эта геометрия может быть устроена так, что создать условия вращения будет сложнее. Тем не менее, обычные конструкции самолетов, как правило, по своей сути, восприимчивы к этому. Большинство самолетов сертифицированы как» spin recoverable», что означает, что самолет будет вращаться, но пилот должен иметь возможность остановить вращение с соответствующими входами управления. Улучшение характеристик сваливания самолета также поможет предотвратить вращение.
flymanХороший, очень хороший ответ. Я действительно задаюсь вопросом, когда крыло полностью остановлено, помогут ли вихревые генераторы также в восстановлении стойла? Это само собой разумеется…но я решил спросить.
Зависит от того, что вы подразумеваете под «полностью остановлен.- Конечно, вихревые генераторы эффективны только до определенного угла атаки, после чего они не будут иметь такого большого значения. Но увеличение контролируемого AOA, безусловно, поможет во всем при остановке и восстановлении.
Управляющие поверхности все еще работают, потому что подача остается прикрепленной к нижней части. Они менее эффективны, да, но не неэффективны. В плохих конструкциях разделение верхнего потока становится намного хуже при отклонении элерона, что авторитет руля отменяется, но такие плохие конструкции должны быть старше, чем вы и я вместе взятые.
Один момент, который следует учитывать, заключается в том, что даже если лифт обычно не имеет достаточных полномочий, чтобы полностью остановить самолет в устойчивом состоянии, самолет все равно может войти в ускоренное стойло, резко отступив на высоких скоростях.
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Возможно , вы захотите взглянуть на программу исследований спина НАСА, которая соответствующим образом описывается как «спин-офф». В интернете есть полный документ, где я его публикую, если найду. Знания, полученные в результате исследований, были включены в новые проекты.
Ercoupe был построен как самолет безопасности, который не мог остановиться или вращаться, однако было несколько аварий с участием самолета, как показывают записи несчастных случаев.