Во время Второй мировой войны у Королевских ВВС была 10000-килограммовая бомба « Большого шлема », которая была сброшена с бомбардировщика «Ланкастер» .
Я предполагаю, что когда это было брошено, самолет накренился вверх.
Есть ли способ узнать, насколько большим и жестоким было бы это движение?
Согласно Википедии, «загруженный Ланкастер» весил 25 000 кг. Я не уверен, включает ли это стандартную бомбовую нагрузку (около 6350 кг) или нет, но в любом случае кажется, что когда «Большой шлем» был сброшен, самолет мгновенно уменьшился бы примерно на половину или две трети. своего прежнего веса.
Есть ли способ оценить, насколько большой скачок вверх это вызовет?
В установившемся полете подъемная сила создаваемая крыльями, равна весу груза, так что вертикальное ускорение отсутствует. Таким образом, подъемная сила непосредственно перед сбросом бомбы равна
В интервале времени сразу после кг бомбы, подъемная сила остается прежней до тех пор, пока подъемная сила не будет уменьшена, чтобы снова сбалансировать новую массу кг. В течение этого переходного периода Ланкастер будет ускоряться вверх со скоростью
Как указал @sanchises, постоянное увеличение восходящей скорости приводит к уменьшению угла атаки, так что самолет снова стабилизируется в устойчивом наборе высоты.
Вес пустого A7E Corsair составлял около 19 000 фунтов. Его топливная загрузка составляла 10 500 фунтов, а с шестью вооруженными 2000-фунтовыми бомбами общего назначения MK84, подвешенными под крылом, он имел общий вес около 42 000 фунтов. Это был максимальный взлетный вес, и при отрыве от кошачьего выстрела реакция самолета казалась ленивой и неряшливой, когда вы делали свой разворот.
К тому времени, когда мы добрались до цели, которой была скала в Эгейском море под названием Авго-Ниси, у нас оставалось около 7000 фунтов топлива. Таким образом, вес самолета составлял около 26 000 фунтов, а бомбовая нагрузка в 12 000 фунтов все еще находилась под крыльями. Мы очистили цель с низким проходом, прежде чем подняться на высоту схемы, сжигая, вероятно, 1000 фунтов. Это было популярное место для рыбалки, поэтому мы хотели убедиться, что этот район безопасен перед нашей доставкой.
Мы были в боевом строю, когда перешли на 45-градусное пикирование, взводя пилоны. Я был на крыле своего лидера в рыхлом строю на расстоянии от 400 до 800 футов. Построение было тактической позицией, и если кто-то из нас был ранен во время боевых действий, другой был достаточно далеко, чтобы выжить. Пикирование под углом 45 градусов выглядит очень крутым из кабины, и мы были быстры в точке сброса. Минимальная высота для такого рода бега составляла 2500 футов над уровнем земли, чтобы вы не попали в радиус взрыва. Мы были на 1G, когда сбросили на скалу 24 000 фунтов бомб, по 12 000 фунтов каждая.
Я смотрел, как сбрасываются бомбы с самолета ведущего, и видел, как мои падают в зеркалах. Я только что сбросил около половины своего общего веса. Я сразу почувствовал, как самолет «подпрыгнул». Это то, как я это характеризую, а кто-то другой может назвать это резким движением. Это было определенно сильнее, чем сгибание носа, которое вы испытываете в A7E, преодолевая звуковой барьер. Прыжок не сбил с толку, но определенно был заметен. На самом деле, это было долгожданное изменение того, что казалось неуклюжим, поглощающим газ конфигурацией.
Мы резко вышли из пикирования и высоко подняли носы в повороте, когда я почувствовал, как взрывная волна прошла через мои внутренние органы. Это было странное чувство, как будто кто-то меняет положение моего живота. Должно быть, я находился на высоте от 4000 до 6000 футов над взрывами и мог слышать взрывы сквозь весь шум в кабине. Это было массивно.
(Новый вопрос был недавно задан, а затем закрыт как дубликат, связанный с этим старым вопросом.)
Ответ: У вас была бы подача "фугоид"
Пока скорость не уменьшится, подъемная сила больше веса.
Кривая траектории полета (ускорение) вверх
Существует очень временное уменьшение угла атаки, пока динамика устойчивости самолета по тангажу не преодолеет инерцию вращения по тангажу и не поднимет нос в соответствии с новым направлением траектории полета, восстанавливая исходный угол атаки. Этот эффект может быть незначительным.
Изменение направления траектории полета приводит к тому, что вектор веса имеет компонент, направленный назад относительно траектории полета самолета.
Тяга, сопротивление и продольная составляющая веса больше не сбалансированы, и скорость полета начинает уменьшаться.
В конце концов самолет вернется в равновесие при стабилизированном наборе высоты с постоянной воздушной скоростью, меньшей, чем исходная воздушная скорость. Но мы можем увидеть, как положение самолета по тангажу «выходит за пределы» и «недогоняет» окончательное установившееся положение тангажа несколько раз, поскольку угол полета меняется между более крутыми и более пологими углами набора высоты, прежде чем это произойдет. Точно так же мы можем увидеть, как воздушная скорость самолета несколько раз «недогоняет» и «превышает» конечную установившуюся воздушную скорость, прежде чем установится в равновесие. По сути, здесь происходит то, что изменение угла набора высоты приводит к изменению воздушной скорости, что приводит к изменению величины вектора подъемной силы, что приводит к изменению угла набора высоты, и так по кругу, пока все не придет в равновесие. .
Все это предполагает, что пилот не вносит поправок, например, для поддержания постоянного положения по тангажу, и динамика устойчивости самолета по тангажу пытается удерживать заданный заданный угол атаки, а характеристики динамической устойчивости самолета по тангажу таковы, что "фугоидный" тон имеет тенденцию со временем затухать.
Другой способ взглянуть на это - что произойдет, если IAS увеличится на 100 миль в час, что может произойти при очень сильном микропорыве. Именно здесь построение моделей и приобретение опыта проектирования оперения и условий центровки/компьютерной графики могут дать ключевую информацию.
Очень желательно, чтобы НЕ было "фугоидного" поведения, когда вектор подъемной силы/веса выходит из равновесия. В конструкции крыла и хвостового оперения существует взаимосвязь, которая очень важна, поскольку горизонтальный стабилизатор имеет (у Ланкастера) длинный моментный рычаг и концевые пластины, придающие ему курсовую устойчивость. Мы также должны помнить, что изменение шага приведет к тому, что центр подъемной силы крыла также сместится вперед. Условия обрезки/расположение CG также очень важны.
Так что же произойдет? Когда вектор подъемной силы/веса внезапно выходит из равновесия, первое движение выполняется прямо вверх. Вертикальное ускорение. Давление вниз на удар H начнет поднимать нос, увеличивая угол атаки. Любое мгновенное УМЕНЬШЕНИЕ угла атаки не имеет значения, прижимная сила хвоста будет толкать нос вверх. Увеличение угла атаки сместит центр подъемной силы крыла ВПЕРЕД, что приведет к еще большему наклону носовой части. Без управления пилотом воздушная скорость будет уменьшаться, самолет достигает вершины при наборе высоты, а затем будет снижаться и восстанавливаться, поскольку он «становится единым целым» с воздушной массой и больше не ускоряется ею.
Состояние отделки также очень важно здесь. Один из святых Граалей в свободном полете — это то, что самолет поднимается и падает с порывами ветра без чрезмерной качки. Это достигается за счет того, что ЦТ не размещается слишком далеко вперед, что требует гораздо большего триммирования руля высоты вниз. Это один из случаев, когда выгодно иметь ЦТ дальше назад и меньше триммера руля высоты. Пока самолет стабилен по направлению, нет необходимости механически выдвигать ЦТ вперед!
Таким образом, внезапное снижение веса приведет к циклу подъема/тангажа/снижения воздушной скорости/тангажа/восстановления в правильно спроектированном и отрегулированном самолете, а также к значительному облегчению для тех, кто выполняет эту задачу.
Агент_L
СнейкДок
Джек