Что именно происходит, когда мощность уменьшается в триммерном, прямолинейном и горизонтальном полете?

В этом есть смысл, и это примерно то, что происходит, если вы уменьшаете тягу во время триммерного прямолинейного и горизонтального полета. Самолет будет совершать серию затухающих колебаний, называемых « фугоидными », пока не найдет свое новое состояние равновесия. Новое состояние будет исходной воздушной скоростью, но теперь при постоянном снижении.

Вы очень проницательно заметили, что для заданного угла атаки возврат к точной воздушной скорости, позволяющей горизонтальный (горизонтальный) полет, действительно означал бы возврат к горизонтальному (горизонтальному) полету. Но это не то, что мы ожидаем, когда мы уменьшаем мощность. Надеюсь, этот ответ поможет вам понять, почему нет.

Когда вы триммируете руль высоты, чтобы лететь без ускорения по прямой и горизонтальному полету (все силы уравновешены), например, на скорости 100 узлов, вы сбрасываете давление, необходимое для удержания вашего самолета под таким углом атаки, который создает достаточную подъемную силу, чтобы противостоять весу на этой конкретной воздушной скорости.

Абсолютно верно.

(поскольку любое увеличение или уменьшение воздушной скорости также повлияет на подъемную силу, поэтому скорость повлияет на величину подъемной силы, которая должна быть создана AOA, чтобы противостоять весу, чтобы оставаться на одном уровне)

Технически это не совсем правильно. Величина подъемной силы, необходимой для того, чтобы траектория полета оставалась ровной, а не изгибалась вверх или вниз, одинакова на любой скорости, но угол атаки, необходимый для создания этой подъемной силы, зависит от скорости полета. Может быть, это то, что вы на самом деле хотели сказать, или что-то близкое к этому.

Таким образом, если ваша скорость начинает падать, величина подъемной силы, которую должен сделать угол атаки = увеличивается.

Возможно, вы ищете не слово «подъемная сила», а «коэффициент подъемной силы». Увеличение угла атаки увеличивает коэффициент подъемной силы. Подъемная сила пропорциональна коэффициенту подъемной силы, умноженному на скорость полета в квадрате. Чтобы поддерживать горизонтальный полет при замедлении, нам нужна такая же подъемная сила, а значит, нам нужен более высокий коэффициент подъемной силы, а значит, нам нужен более высокий угол атаки.

Или, может быть, вы просто хотели сказать что-то вроде «если мы сохраним угол атаки постоянным и уменьшим воздушную скорость, то подъемная сила уменьшится, а это означает, что подъемная сила должна будет каким-то образом снова увеличиться, чтобы восстановить баланс». Это абсолютно верно, независимо от того, включает ли это «каким-то образом» увеличение угла атаки и коэффициента подъемной силы или возврат к более высокой воздушной скорости при том же угле атаки и коэффициенте подъемной силы, которые были у нас раньше.

Но поскольку вы урезали руль высоты до этого положения, угол атаки зафиксирован.

Да хотя бы в первом приближении. Мы предполагаем, что это именно так для целей этого ответа.

Итак, если ваша скорость начинает падать

Скорость падает, потому что мы уменьшили мощность и тягу, поэтому сопротивление больше, чем тяга, что временно приводит к тому, что результирующая сила, действующая в направлении траектории полета, становится отличной от нуля.

количество подъемной силы, которое должен сделать ваш AOA = увеличено.

Да, падение скорости привело к потере подъемной силы, и подъемная сила должна каким-то образом снова увеличиться, чтобы восстановить равновесие.

Тем временем подъемная сила временно меньше веса. Теперь есть результирующая сила, действующая перпендикулярно траектории полета (т.е. вниз), поэтому траектория полета изгибается (изгибается) вниз.

Поскольку угол атаки остается постоянным, поскольку траектория полета изгибается вниз, самолет должен снижаться.

Когда траектория полета изгибается вниз, гравитация (вектор веса) приобретает составляющую, которая частично действует параллельно траектории полета в прямом направлении, и именно это приводит к увеличению воздушной скорости до тех пор, пока она не вернется примерно к исходному значению.

По мере увеличения скорости полета траектория полета перестает изгибаться. На самом деле в реальной жизни мы, скорее всего, увидим, как воздушная скорость немного «завышается», а затем снова уменьшается. Поскольку воздушная скорость «зашкаливает», она обеспечивает избыточную подъемную силу, необходимую для того, чтобы изогнуть траекторию полета в сторону чего-то более близкого к горизонтальному полету, но не точно горизонтальному. Поскольку вы уменьшили мощность, вы окажетесь в нисходящем скольжении.

тогда ваша скорость вернется к тому, что было раньше, и ваш урезанный угол атаки по-прежнему будет в состоянии обеспечить точно такую ​​же подъемную силу.

Поскольку вы уменьшили мощность, вы теперь находитесь в нисходящем планировании. В первом приближении ваше утверждение выше верно. Это хорошее приближение для малых и средних углов скольжения. Но если вы хотите знать всю правду, то она заключается в том, что вектор подъемной силы в плане немного меньше, чем в горизонтальном полете, а это означает, что воздушная скорость в плане немного ниже, чем в горизонтальном полете при том же угле атаки. Подробнее см. векторные диаграммы в этом связанном ответе.. Но вам действительно не нужно понимать это, чтобы ответить на ваш вопрос. Самое важное, что нужно понять, это то, что полет в планирующем, а не горизонтальном полете — это единственный способ приспособиться к тому факту, что сопротивление теперь больше, чем тяга. Снова посмотрите на векторные диаграммы в связанном ответе - просто мысленно замените «перетаскивание минус тяга» на «перетаскивание» в векторных диаграммах, и вы поймете идею.

что tgt с подъемной силой на той же воздушной скорости как раз подходит для противодействия весу. Таким образом, самолет снова вернется к горизонтальному полету.

Нет, это будет стабилизированное планирование. Вес будет сбалансирован вертикальной составляющей подъемной силы плюс вертикальная составляющая (сопротивление минус тяга). Дополнительные сведения см. в векторных диаграммах в этом связанном ответе ; просто мысленно замените «сопротивление минус тяга» на «сопротивление».

Поскольку мощность снижается, я ожидаю, что самолет будет продолжать терять скорость, и весь цикл снижения тангажа, а затем возврата к прямолинейности будет продолжаться и продолжаться.

Вы начинаете затрагивать вопрос о «фугоидных» колебаниях высоты тона, но это на самом деле не имеет ничего общего с сутью вашего вопроса. Самое важное, что нужно понять, это то, что уменьшение мощности при сохранении постоянного угла атаки или при сохранении постоянной воздушной скорости (технически и то, и другое не может произойти одновременно, но не слишком беспокойтесь об этом) позволит самолету в конечном итоге в стабилизированном скольжении с весом, поддерживаемым вертикальной составляющей подъемной силы плюс вертикальная составляющая (сопротивление минус тяга).

Еще пара замечаний в заключение...

Во-первых, это дело о том, что самолет имеет тенденцию снижать воздушную скорость при планировании, чем при горизонтальном полете, если угол атаки остается постоянным - вы редко сможете обнаружить этот эффект на практике. Например, в самолете с пропеллером на носу, если вы измените настройку мощности, не касаясь штурвала или рычага управления рулем высоты, изменение струи винта над хвостовой частью часто будет вызывать некоторое изменение угла атаки. , что приведет к изменению воздушной скорости. В реактивных двигателях смещение линий тяги может вызвать аналогичный эффект. Эффекты такого рода, вероятно, полностью затмят изменение воздушной скорости, вызванное тем фактом, что для одного и того же угла атаки вектор подъемной силы и, следовательно, воздушная скорость должны быть немного меньше/ниже в плане, чем в горизонтальном полете. . Обратите внимание, что на векторных диаграммах в ответе, указанном выше, вектор подъемной силы на самом деле не намного меньше вектора веса, если угол скольжения не слишком крутой. А поскольку подъемная сила пропорциональна квадрату воздушной скорости, потребуется лишь очень небольшое снижение воздушной скорости, чтобы вызвать такое же уменьшение вектора подъемной силы при сохранении постоянного угла атаки. Тем не менее, когда вектор (сопротивление минус тяга) не равен нулю, он должен быть размещен в векторном треугольнике, как показано в связанном ответе, что означает, что подъемная сила фактически должна быть немного меньше веса. потребуется лишь очень небольшое снижение воздушной скорости, чтобы вызвать такое же уменьшение вектора подъемной силы при сохранении постоянного угла атаки. Тем не менее, когда вектор (сопротивление минус тяга) не равен нулю, он должен быть размещен в векторном треугольнике, как показано в связанном ответе, что означает, что подъемная сила фактически должна быть немного меньше веса. потребуется лишь очень небольшое снижение воздушной скорости, чтобы вызвать такое же уменьшение вектора подъемной силы при сохранении постоянного угла атаки. Тем не менее, когда вектор (сопротивление минус тяга) не равен нулю, он должен быть размещен в векторном треугольнике, как показано в связанном ответе, что означает, что подъемная сила фактически должна быть немного меньше веса.

И во-вторых, если вы будете уменьшать мощность очень постепенно, дрон будет оставаться в состоянии, близком к установившемуся. Вы плавно перейдете к финальному устойчивому планированию и конечной воздушной скорости (которая по всем причинам, отмеченным выше, может немного отличаться от воздушной скорости, которую вы имели при более высокой мощности). С другой стороны, если вы резко уменьшите мощность, вы увидите, что воздушная скорость значительно упадет, а затем носовая часть наклонится довольно далеко, а затем воздушная скорость «выпрыгнет» намного выше конечного установившегося значения. и тогда нос поднимется выше окончательного положения для планирования, и тогда воздушная скорость «не долетит» до конечного значения. Это шаг «фугоид» в действии, и вы можете увидеть несколько циклов, прежде чем все установится в устойчивое скольжение.

Похоже, у вас неправильное представление: когда вертикальная составляющая подъемной силы равна весу, это не означает, что самолет будет лететь горизонтально. Когда силы уравновешиваются, вертикальное ускорение будет равно нулю, и, следовательно, вертикальная скорость будет постоянной (не обязательно нулевой).

Таким образом, после того, как начальное возмущение и возникающие в результате фугоидные колебания (когда вертикальное ускорение колеблется между положительным и отрицательным) утихнут, самолет окажется в новом равновесии с нулевым вертикальным ускорением и, следовательно, постоянной скоростью снижения.

Простыми словами....

Шаг управляет скоростью. Мощность управляет скоростью и подъемной силой. Увеличение мощности при том же угле атаки приведет к увеличению скорости и, следовательно, увеличению подъемной силы. Уменьшение скорости при том же угле атаки приведет к уменьшению подъемной силы.

Если вы уменьшите только мощность и сохраните шаг, вы потеряете подъемную силу и скорость. Если раньше вы летели ровно, то теперь вы тонете.

Да, на самом деле это намного сложнее. Это динамический баланс между всеми элементами управления на вашем самолете. Если вы потянете ручку назад, скорость будет преобразована в высоту до тех пор, пока сопротивление не смоет ее, и вы перестанете карабкаться. Если ваш центр тяги не находится прямо на одной линии с центром сопротивления, то шаг будет меняться при изменении мощности. (Вот почему 737 Max разбился) Увеличение скорости увеличивает сопротивление, что делает самолет менее эффективным. Если вы снижаете тангаж, чтобы поддерживать скорость, сопротивление возрастает, и вы тонете еще быстрее.

Изменения мощности и изменения шага являются динамическими силами, и большинство самолетов, на которых вы когда-либо летали, стабилизируются где-то в другом месте. Некоторые занимают больше времени, чем другие. Большинство из них будут склонны немного колебаться, пока не осядут. Не отпускай палку - смотри в окно на горизонт.

Если вы действительно хотите почувствовать, как связаны подъемная сила и скорость, полетайте на планере несколько часов.