Как летающие крылья реагируют на встречный ветер?

Вопросы / ответыКак летающие крылья реагируют на встречный ветер?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 3 недели назад

Является ли вертикальный хвост основной причиной того, что посадки были перекошены в боковом ветре? Пожалуйста, объясните влияние фюзеляжа, хвоста или других компонентов.

Если вертикальный стабилизатор является основной причиной посадки бокового ветра, испытывают ли летающие крылья без вертикальных Хвостов (скажем, B-2) эту проблему?

3 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Короткий ответ: причина для краба (перекошенный полет, как вы его называете) во время подхода в боковом ветре, чтобы сохранить уровень крыльев при сохранении скольжения свободного полета. Летающие крылья принципиально не отличаются, потому что они тоже имеют характеристики устойчивости, аналогичные характеристикам обычных самолетов.

Самолеты хотят летать без бокового скольжения. Полет в боковом скольжении (где компонент воздушной скорости приходит с одной стороны) несет много осложнений:

  • Часть лифта также направлена вбок, поэтому самолет дрейфует вбок.
  • Устойчивость флюгера сделает самолет рыскать в ветер. Это происходит в основном из вертикального хвоста, но является лишь одним из многих компонентов, чтобы сделать самолет управляемым.
  • Двугранный эффект вызовет момент качения, поднимая наветренное крыло.
  • Стреловидность крыла увеличит этот момент качения и добавит больше момента рыскания.
  • Поскольку вертикальный хвост находится выше линии симметрии в большинстве самолетов, это также добавляет к моменту качения.

Большинство из этих эффектов желательны, потому что они облегчают полет самолета, но во время захода на посадку они затрудняют его выравнивание с взлетно-посадочной полосой. Если фюзеляж держится параллельно взлетно-посадочной полосе, наветренное крыло должно быть понижено, таким образом, некоторые пункты подъема боком в ветер, компенсируя боковую силу, вызванную боковым скольжением. Это достигается за счет того, что элероны отклоняются для работы против вышеупомянутых эффектов, а руль должен удерживать самолет от поворота на ветер. Это не проблема, пока самолет достаточно высок. Однако при приземлении такое положение не может быть сохранено, иначе самолет ударится о землю частью крыла или гондолой двигателя.

Только направив фюзеляж на ветер, можно выровнять курс самолета с взлетно-посадочной полосой без бокового скольжения. Это называется крабированием, потому что, если смотреть с Земли, скорость самолета имеет боковую составляющую, немного похожую на краба, который также известен своим боковым движением. Теперь крылья выровнены, поэтому приземление произойдет с колесами в первую очередь. К сожалению, сейчас направление вращения колес не выровнено с взлетно-посадочной полосой, и для снижения износа пилоты ударяют по рулю прямо перед касанием земли, чтобы переориентировать самолет параллельно взлетно-посадочной полосе.

Lockheed C-5 и B-52 могут вращать их распорки шестерни, которая позволяет оба воздушных судн приземлиться вниз в crabed полете. Все другие типы производят больше дыма Шины и дергать самолет в сторону, если они приземляются таким образом.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Маленькие самолеты должны быть приземлены в перекрестном ветре или в боковом скольжении или декрабированы перед приземлением, иначе они опрокинули бы или петлю земли.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Моя единственная забота об этом в остальном очень хорошем ответе заключается в том, что это звучит так, как будто полет в скольжении несколько ненормален. Это не считается ненормальным полетом, и пилоты, как ожидается, сохранят мастерство.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@rbp: это зависит. Если боковое скольжение означает, что вы касаетесь земли сначала крылом, боковое скольжение является ненормальным. Я хочу сказать, что много усилий прилагается к дизайну, чтобы заставить его летать прямо, и пилот должен заставить его двигаться в сторону. Само по себе это так же нормально, как летать вверх ногами, но следует избегать таких ситуаций, как обсуждаемая здесь: во время посадки.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Хороший ответ! Но до сих пор не ясны мои сомнения относительно влияния этого на бесхвостый самолет. За исключением, может быть, точки, вызывающей качку, скажем, B-2 никогда не столкнется с проблемой крабовой посадки, не так ли? +1 за факт вращения стойки редуктора Б-52! 🙂

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Есть ли у B-2 двугранный?

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Вертикальный хвост не является причиной «перекоса» (я предполагаю, что вы имеете в виду крабов) при посадках с боковым ветром. Ответ-курсовая устойчивость . Но сначала давайте посмотрим, почему боковые посадки являются проблемой.

Самолеты летают относительно воздуха

Самолеты летают в воздухе. Они летают таким образом, что давление воздуха уравновешивается вокруг самолета. Таким образом, если есть 100 узел совершенно устойчивый ветер, любой самолет будет летать просто отлично. Наземный наблюдатель увидит разницу в 100 узлов в векторе скорости самолета, но относительное движение между самолетом и окружающим его воздухом точно такое же, как и условие отсутствия ветра.

Попробуйте передвигаться на поезде. Поезд движется со скоростью 50 миль в час, но вы можете передвигаться по кабине так же, как на земле.

Теперь, если какой-то пилот собирается приземлиться, он должен перейти от путешествия по воздуху к путешествию по земле. Вот тогда и возникает проблема. Его наземный след должен быть вдоль центральной линии взлетно-посадочной полосы, и он должен указывать в том же направлении, что и его наземный след.

Вернемся к аналогии с поездом, попробуйте прыгнуть с поезда 50 миль в час на землю. Это трудно, потому что вы должны соответствовать 2 движения: один относительно поезда, а другой относительно Земли.

Теперь мы понимаем, что самолеты движутся через устойчивый ветер так же, как и в неподвижном воздухе. Если встречный ветер 20 узлов справа, B2 будет дрейфовать влево на 20 узлов, если его курс точно такой же, как взлетно-посадочная полоса.

Курсовая устойчивость

Предположим, то, что вы сказали, верно: на B2 (который не имеет вертикального хвоста) самолет не зависит от бокового ветра и, таким образом, может приземлиться, указав нос прямо на взлетно-посадочную полосу.

Тогда логически следует, что встречный ветер любой величины оказал бы пренебрежимое влияние на самолет. Это также означает, что если самолет начнет плавать влево или вправо, пилот не сможет его контролировать! Он может держать уровень ветра и постоянный курс (скажем, 360), но самолет может дрейфовать боком!

flyman Админ. ответил 3 недели назад

на B2 влияет поперечный ветер, а не так, как плоскость с вертикальным стабилизатором.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@ratchetfreak-самолет понятия не имеет, летит ли он по неподвижному воздуху или нет. Любой устойчивый встречный ветер кажется прозрачным для любого самолета. Если вы говорите о внезапном изменении бокового ветра, это порыв , и это не то, что спрашивает ОП.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Последний пункт: боковой ветер будет толкать фюзеляж! Кроме того, если самолет начинает дрейфовать, пилот имеет доступ к поверхностям управления, чтобы рыскать или давать направленные силы. Первая строка: почему вертикальный хвост не является причиной крабов в боковых ветрах? Это даст самолету всю катящуюся, рыскающую и боковую силу.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Последний абзац: встречный ветер не будет толкать самолет вокруг, потому что самолет имеет нулевой отклик вдоль этой оси. Если это так, то предположение (нос, указывающий прямо на взлетно-посадочную полосу) не будет стоять. Причина-курсовая устойчивость, а не вертикальный хвост. Вертикальный кабель только один из много путей достигнуть дирекционной стабильности.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@Радж: the pilot has access to control surfaces to yaw or give directional forcesэто ответ на: Why is the vertical tail not a reason for crabbing in crosswinds. В принципе, это причина-вертикальное хвостовое оперение (в частности, руль) — это поверхность управления, которая рыскает по самолету, корректируя дрейф. Так что это причина, но это только причина, потому что пилот сделал это. Если пилот не отклонит руль на вертикальном хвосте, то самолет не будет краб и будет только дрейфовать дальше от взлетно-посадочной полосы.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Для неускоренного полета самолет может лететь в нулевом боковом скольжении уровня крыльев (предполагая симметричное сопротивление/тягу, такую как асимметричные магазины или отказ двигателя) или устойчивое боковое скольжение курса (SHSS). Чтобы вызвать SHSS, пилот применил бы руль, который в свою очередь вызывает sidesplip (бета). На данный момент поведение самолета определяется присущей ему аэродинамикой, поскольку не все ведут себя одинаково. Просто глядя на B2, вы заметите, что он не такой «плоский», как большинство коммерческих или военных самолетов. Следовательно, было бы меньше боковой силы, чем обычные конфигурации самолета, особенно учитывая отсутствие вертикального хвоста. Эффект этого уменьшения боковой силы означает, что для поддержания SHSS требуется меньший угол крена (вектор подъема, используемый для противодействия боковой силе). Теперь модификация других конфигураций самолета, таких как dihedral и sweep, определит объем контроля, который требуется для поддержания заданного SHSS, но не влияет на AoB(считывание боковой силы), необходимый из-за бокового скольжения.

Таким образом, цель в боковом ветре-приземлиться в пределах нагрузки стороны шасси. Нам нужно выровнять продольную ось самолета как можно ближе к направлению взлетно-посадочной полосы, но мы также должны иметь минимальную боковую(боковую) скорость.

При типичном подходе с боковым ветром самолет будет летать с крабовым профилем в боковом скольжении с нулевым уровнем крыла для большей части профиля, поскольку это наиболее эффективно с точки зрения снижения сопротивления. То, как пилот управляет самолетом вблизи Факела, зависит от геометрии, мощности управления и управляемости самолета. Это также определит его пределы бокового ветра. Есть два варианта, земля в SHSS или стартовый дрейф (KoD), или комбинация обоих.

Как правило, если геометрия ограничена (т. е. большие крылья, стручки двигателя и т. д.), то вы можете только начать дрейф (KoD), пытаясь сохранить крылья и приблизиться к уровню, насколько это возможно. Это было бы сделано в самый последний момент, так как результирующая боковая сила, создаваемая боковым скольжением, заставит самолет дрейфовать сбоку от осей взлетно-посадочной полосы, которые, если их не остановить, могут преодолеть структурные пределы шестерни.

Если геометрия не ограничена, но качество обработки является проблемой, то можно использовать SHSS (крыло вниз) в Факеле. Этот маневр может быть легче выполнить в некоторых случаях, поскольку он менее динамичен на поздней стадии вспышки, после чего вы можете столкнуться с другими задержанными вторичными эффектами, наблюдаемыми в KoD, такими как крен из — за бокового скольжения крыла самолета особенно. Возвращаясь к самолетам, которые имеют низкую боковую силу из-за бокового скольжения, мы можем ожидать, что этот маневр будет еще проще выполнить, поскольку требуется только небольшое количество бокового скольжения.

Конечно, управляемость самолета будет зависеть от того, как будут реализованы средства управления полетом и характеристик устойчивости самолета. Это позволит определить наилучшую технику посадки самолета.