В моем учебнике по теории ГА (который охватывает неподвижное крыло до EASA PPL включительно) есть несколько советов по взлету и посадке легких самолетов вскоре после больших самолетов (помимо того, чтобы по возможности избегать их), предназначенных для снижения риска от вихрей законцовок крыла. Эти предложения заключаются в том,
Когда я спросил о причинах этих предположений, ответ был таков: вихри на законцовках крыльев формируются из-за того, что крылья создают подъемную силу, а когда колеса самолета находятся на земле, крылья не создают (или не создают) подъемную силу, так что нет. образуются законцовочные вихри.
Хотя это может быть правдой в смысле «эмпирического правила» и хорошим обобщением этих правил для помощи в запоминании, я хочу немного большего. Как я это понимаю,
Мне кажется, что вихри на законцовках крыльев должны образовываться всякий раз, когда самолет (точнее, его крылья) движется относительно окружающего воздуха; будь то потому, что самолет стоит на месте и есть ветер, или потому, что нет движения окружающего воздуха и самолет движется, или их комбинация. Мне также кажется, что сила вихрей должна быть каким-то образом пропорциональна величине создаваемой подъемной силы.
Следовательно, мне кажется, что законцовки крыла должны образовываться в каждой точке при взлете или посадочном пробеге (а также при рулении и других движениях по земле), при которых самолет движется относительно окружающего воздуха, и возрастать по силе с ( но не обязательно линейно с) указанной воздушной скоростью самолета.
Кажется странным, что воздух, протекающий возле законцовок крыла, каким-то образом «знает» что-либо о положении колес самолета по отношению к земле, не говоря уже о каком-либо конкретном колесе (например, носовом).
Все это просто как подведение к моему вопросу: я что-то упускаю, или это тот случай, когда учебник (и учитель) представляют простой случай, чтобы не перегружать учеников?
Ты абсолютно прав. Вихри образуются всякий раз, когда крылья создают подъемную силу. Даже если подъемной силы недостаточно, чтобы позволить самолету взлететь.
Конечно, необходимо иметь обтекание крыла, и при очень малых скоростях (например, при рулении) вихрь, скорее всего, будет очень маленьким.
Но,
кажется, ваш учебник пытается установить безопасный способ избежать вихрей предыдущих самолетов. И поскольку сила вихря связана с подъемной силой, которая связана со скоростью воздуха и углом атаки, это эмпирическое правило весьма практично. Тем более, что приземление — это весьма нестационарный процесс, который с большой долей вероятности может привести к значительному снижению силы вихря.
Вы правы, но ваш учебник правильнее. Вот почему:
Вы рассуждаете так, что подъемная сила является функцией воздушной скорости , и это правда. Однако подъемная сила также является функцией угла атаки . Вот почему большие самолеты взлетают именно так: они разгоняются на земле с очень малым углом атаки и, следовательно, небольшой подъемной силой. Поскольку подъемная сила увеличивается с сопротивлением, за счет ускорения при минимальной подъемной силе сопротивление уменьшается, и ускорение до взлетной скорости может быть достигнуто на более короткой взлетно-посадочной полосе. При тангаже в нужный момент подъемная сила резко увеличивается, и отрыв осуществляется.
При посадке все наоборот. Целью посадочного выката является поглощение кинетической энергии самолета в тормозах. Наличие крыльев, создающих подъемную силу, уменьшает трение между шинами и землей, что совершенно бесполезно. Поэтому подъемная сила сбрасывается, как только это становится практически возможным, во время выкатывания на посадку.
Следует отметить, что одним из способов достижения короткого взлета с поля на легком самолете является ускорение без закрылков. Затем, когда будет достигнута взлетная скорость, быстро выпустите закрылки, и самолет оторвется от земли. Этой технике обычно не учат новых пилотов, потому что она требует умелой координации, но она показывает, что подъемная сила внезапно увеличивается в точке отрыва.
Другой способ сформулировать это так: когда колеса находятся на земле, создаваемая подъемная сила невелика и обычно находится в пределах допусков легкого самолета. Но вы правы, говоря, что подъемная сила все еще создается, пока существует относительное движение между крылом и воздухом.
Когда самолет стоит на земле, его поддерживают колеса. Когда он находится в воздухе, крылья создают восходящую силу, необходимую для его подъема. Так что при взлете происходит резкий переход с колес на крылья в подъемной функции.
Любой аэродинамический профиль будет создавать некоторую подъемную силу, пока вокруг него есть движение окружающего воздуха;
Это зависит от угла атаки:
Железные птицы на авиазаводе, проходящие свои усталостные циклы, имитируют стартовый цикл, приводя в действие крыло вверх/вниз при рулении (от тряски на РД), затем при разбеге тряска усиливается, затем при взлете нос- при движении вверх крылья резко изгибаются вверх - слышно, как они стонут и скрипят, когда изгибаются.
«подъемная сила» (в отличие от чистой положительной вертикальной подъемной силы, которая в любом случае не создается при посадке, потому что самолет снижается) — это не то, что внезапно начинает создаваться, когда одно или несколько колес самолета отрываются от земли.
Строго говоря, крылья будут создавать некоторую направленную вниз силу, но переход от колес к крыльям настолько драматичен, что для практических целей мы действительно можем утверждать, что вихри на законцовках крыльев существенны только при отрыве колес от земли.
Орбита