Как мне добиться более низкой скорости сваливания и зафиксировать потенциальный CLmax без достаточных полномочий управления рулем высоты?

Я провожу некоторый анализ БПЛА, и результаты, которые я нашел, показывают, что с предложенными модификациями я не могу уравновесить свой предыдущий с л м а Икс и, следовательно, изначально рассчитанная скорость сваливания (определена экспериментально). В идеале я хочу максимально уменьшить скорость сваливания (по очевидным причинам). Теоретически с новой конструкцией закрылков я могу добиться более высоких коэффициентов подъемной силы, однако у руля высоты недостаточно полномочий для обеспечения устойчивого горизонтального полета в этих условиях. Несколько изменяя местоположение компьютерной графики, я смогу запечатлеть исходное изображение. с л м а Икс но у него недостаточно дальности, чтобы раскрыть новый потенциал с л м а Икс .

Что я упускаю из виду, что может помочь мне достичь более низкой скорости сваливания? Как винт/мощность, глиссада и т. д. влияют на эту проблему?

Тот факт, что TRIM не имеет такой большой власти, не должен означать, что ELEVATOR не
@PeterKämpf Насколько я знаю, лучше избегать mathjax в заголовках вопросов, он замедляет загрузку главной страницы и выглядит странно на SE, на которых mathjax не активен (если он попадает в список «горячих вопросов»)
@Federico: этот компромисс приемлем?
@PeterKämpf Я превратил это в вопрос, иначе я подумал, что это более чем нормально.
Даже если вы поддерживаете усилие на ручке, чтобы стабилизировать угол атаки, ваш момент тангажа ( с М ) будет равно нулю. с М ≠ 0 означает, что самолет ускорит скорость тангажа.
@PeterKämpf, да {Cm /= 0} означает, что самолет не находится в равновесии и в этом случае будет снижаться. Как воздушный винт и тяга влияют на баланс моментов? Можно ли каким-то образом достичь {Cm = 0} с помощью тяги? Если я захожу на посадку и что приземляться как можно медленнее (т.е. как можно ближе к сваливанию или фактор безопасности сваливания) могу ли я приближаться к этой скорости из-за угла планирования? Я не уверен, разъяснил ли я свой вопрос лучше или нет? Спасибо!
Could {Cm = 0} be somehow achieved using thrust?Все зависит от рассматриваемого самолета, см. изображения в этом ответе: Aviation.stackexchange.com/a/9689/1467

Ответы (2)

Частично это зависит от того, что именно вы подразумеваете под «обрезкой».

Пилоты используют довольно узкое определение, где триммирование означает обнуление управляющих усилий для определенного отклонения поверхности управления и скорости. Это достигается за счет выступов или пружин в рычажном механизме.

Инженеры используют его более широко и включают возможность отклонять поверхности управления, чтобы можно было стабилизировать желаемое положение. Я предполагаю, что вы имеете в виду это направление мысли.

Задолго до того, как коэффициент подъемной силы сваливающегося самолета достигнет максимума, поток над частью крыла начнет отрываться. В идеале это произойдет вблизи задней кромки корня крыла, и отрыв будет медленно прогрессировать вперед и наружу по мере увеличения угла атаки. Это разделение сместит локальный центр давления назад, так что самолет будет испытывать увеличивающийся момент опускания носа по мере приближения к сваливанию. Следовательно, для его стабилизации на больших углах атаки потребуются нелинейно возрастающие отклонения руля высоты. В зависимости от положения центра тяжести установленной мощности руля высоты может быть недостаточно для полной балансировки самолета в полностью развернутое сваливание.

Если вы имеете в виду первую интерпретацию "триммера", то да, большинство самолетов не позволят вам обнулить усилия ручки в стационарном сваливании. Диапазон дифферентовки должен охватывать скорость самого крутого подъема, не более. Однако, если диапазон центра тяжести достаточно широк, вы должны быть в состоянии полностью свалить самолет с задним зубчатым колесом. В конце концов, с нейтральной устойчивостью вы можете идеально отрегулировать (вторая интерпретация) любой угол атаки с тем же углом отклонения руля высоты (обратите внимание, что объясненная выше нелинейность потребует более отрицательных отклонений руля высоты по мере приближения к сваливанию даже в статически нейтральном самолете).

Я бы исключил, что усилия на руле слишком велики - ведь при сваливании в горизонтальном полете на 1g самолет будет лететь максимально медленно, поэтому усилия на руле должны быть небольшими.

Влияние тяги зависит от установки двигателя. С пропеллером большая мощность добавит крутящий момент и увеличит динамическое давление в хвостовой части. Теперь это зависит от того, попадет ли взрывная волна в хвостовое оперение - если нет, эффект увеличения мощности в лучшем случае будет асимметричным сваливанием.

Если у вас есть изменение конфигурации, когда известна старая конфигурация, а новая должна давать те же летные характеристики, используйте объем хвоста в качестве параметра размера. Горизонтальные хвосты одинакового объема должны давать одинаковую мощность управления. Объем — это произведение площади на плечо рычага между нейтральной точкой хвоста и центром тяжести. Если новый хвост имеет другой двугранный угол, не забудьте добавить косинус двугранного угла.

При сравнении рулей высоты одного размера, но с разными хордами закрылков, используйте для сравнения квадратный корень из соответствующей хорды закрылков. Скажем, у старого лифта заслонка составляет 20 %, а у нового — 30 %. Новый будет иметь на 22,5% большую мощность управления при том же отклонении ( 0,3 0,2 ).

В зависимости от хорды руля высоты, в какой-то момент большее отклонение не сильно поможет (обычно 20° для руля высоты 25% - увеличение высоты немного добавит управляемости). Теперь можно использовать несколько вариантов увеличения мощности управления:

  • Изменение падения стабилизатора. Это то, что делают авиалайнеры, чтобы компенсировать значительные изменения дифферента, вызванные закрылками Фаулера.
  • Добавьте устройства передней кромки стабилизатора, чтобы сделать лифт более эффективным. Однако это добавляет много сложности для небольшого выигрыша.
  • Используйте закрылки с прорезями и двойные закрылки, чтобы получить большую мощность управления и более высокие полезные углы отклонения от существующего руля высоты. Опять же, авиалайнеры своими закрылками должны указывать путь.

При демпфировании как двугранный угол, так и плечо рычага оказывают квадратичное влияние, в то время как на мощность управления они оказывают линейное влияние. Таким образом, можно индивидуально регулировать характеристики демпфирования и управления.

@spacegirl1923: Не используйте комментарии, а отредактируйте вопрос. У вас появится больше пространства для работы.
Я использую технологию морфинга крыла, которая в лучшем случае делает сравнение хорд закрылков проблематичным. Я также не могу изменить форму тела или расположение корневой хорды горизонтального хвоста. Тем не менее, вы делаете отличный вывод об увеличении площади хвоста, но в настоящее время это не тот вариант, о котором я знаю. (У меня много ограничений) Я пытаюсь убедиться, что ничего не упустил в своем анализе. Спасибо за вашу помощь!
@spacegirl1923: Вы хотя бы можете ослабить статическую стабильность? С более задним расположением центра тяжести ваши необходимые отклонения дифферентовки становятся меньше. Они масштабируются линейно со статической стабильностью (= положение центра тяжести впереди аэродинамического центра). Тяга не поможет, так как при заходе на посадку и посадке требуется немного.
Да, см. перефразированный вопрос выше, это позволяет мне зафиксировать исходную скорость сваливания, однако не позволяет мне использовать потенциальное увеличение CL от закрылков.
@spacegirl1923 Извините, я прочитал новый вопрос только после того, как написал комментарий. Можете ли вы поделиться информацией о планформе? Сталкиваетесь ли вы с проблемами максимального эффективного отклонения руля высоты (= большее отклонение не поможет)? Мне трудно представить, что можно сделать, когда я не знаю, что доступно.
@spacegirl1923: Я добавила раздел о повышении эффективности лифта, но понятия не имею, что вас сдерживает.
К сожалению, часть наиболее полезной информации является частной, однако проблема, с которой я сталкиваюсь, заключается в ограничениях технологии морфинга крыла. В то время как прямое сравнение измененной поверхности управления крылом с традиционной поверхностью управления с откидными закрылками покажет значительные улучшения, я физически ограничен в том, какое отклонение я могу получить (раньше у меня был диапазон примерно 25 градусов, теперь он составляет около 10 градусов). . Из вашего нового раздела выше (кстати, спасибо) я думаю, что буду исследовать угол падения, это должно позволить мне получить больший момент от лифта, надеюсь, достаточно!
@spacegirl1923: Хорошо, теперь я начинаю видеть твое затруднение. Как насчет увеличения хорды лифта? Трансформация крыла не так уж отличается от шарнирного закрылка, только сглажен резкий изгиб на шарнирной хорде. Переместите относительную хорду элеваторного механизма вперед, и вы сможете отбить часть потери. Удвоение хорды руля высоты даст вам эффективность 141% при том же угле отклонения,
Я думаю, что увеличение хорды сработает, однако мне придется обсудить это со структурной командой. Я думаю, что увеличить размах было бы легче продать... есть ли хорошее эмпирическое правило того, как это повысит эффективность? Например, могу ли я сказать, что С м , н е ш знак равно С м , о л г * В н е ш В о л г
@spacegirl1923: На самом деле увеличение размаха более эффективно, потому что увеличивается соотношение сторон, и это увеличивает наклон кривой подъемной силы . Однако для первой оценки соотношение объемов хвоста является безопасным предположением. Однако под увеличением хорды я имел в виду увеличение относительной хорды движущейся части, чтобы общая форма в плане оставалась неизменной. Если вы добавите триммер стабилизатора, у вас должно быть достаточно авторитета без увеличения объема хвоста.

Стреловидность крыла есть вариант? С внутренними закрылками и достаточной стреловидностью закрылки могут быть нейтральными по моменту.

У вас недостаточно полномочий для управления рулем высоты, чтобы противостоять моменту, создаваемому закрылками. Закрылки с уменьшенным моментом требуют меньшего руля высоты, что обеспечивает большее отклонение и Кл. Если внутренние закрылки используются со стреловидным крылом, они могут иметь уменьшенный момент до нуля добавленный момент при отклонении в зависимости от стреловидности, размера закрылка, размаха и хорды.

Как мне добиться более низкой скорости сваливания и зафиксировать потенциальный CLmax без достаточных полномочий управления рулем высоты?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v