Как вычислить минимально возможный угол крена для поворота с заданным радиусом?

Я знаю, что могу найти верхнюю границу угла крена самолета, если мне известен максимальный коэффициент постоянной нагрузки этого самолета, поскольку угол крена и коэффициент нагрузки н г в свою очередь напрямую связаны:

т а н ( ф ) "=" н г 2 1 или ф "=" а р с т а н ( н г 2 1 )
А также я знал, что угол крена не будет более 30° для гражданских и 75° и более для военных самолетов.

Но мой вопрос:

Как можно получить минимально возможный угол крена, который самолет может использовать для выполнения разворота с заданным радиусом до достижения скорости сваливания ?

Также я хочу знать, известна ли скорость сваливания, можем ли мы использовать формулу:

Вт "=" В / р

рассчитать угловую скорость разворота (разумеется с учетом горизонтального разворота)?

Эти посты содержат ответ на ваш вопрос? Aviation.stackexchange.com/q/38390/1467 Aviation.stackexchange.com/q/53875/1467 (тоже принадлежит вам) Aviation.stackexchange.com/q/2871/1467 Aviation.stackexchange.com/q/26467/ 1467

Ответы (2)

Учитывая радиус р и скорость В , угол крена можно вычислить по формуле:

ф "=" загар ( В 2 р г ) ,

где г есть ускорение силы тяжести. Это показывает, что чем ниже становится скорость, тем меньше становится угол крена. Наименьшая достижимая скорость — это скорость сваливания, однако мы должны учитывать перегрузку во время поворота.

Коэффициент нагрузки н во время хода:

н "=" 1 потому что ф

Из-за повышенного коэффициента перегрузки увеличивается скорость сваливания в повороте:

В с т а л л , т ты р н "=" В с т а л л н

Минимальный угол крена для поворота радиусом R будет иметь место, когда скорость будет равна скорости сваливания для этого угла.

Решая это математически для ф приводит к:

ф м я н "=" загар ( В с т а л л 2 р 2 г 2 В с т а л л 4 )

Обратите внимание, что это теоретический подход; на практике вы не будете летать на скорости сваливания, особенно во время поворотов.

Все единицы измерения указаны в системе СИ, вы должны применять коэффициенты пересчета, если хотите использовать авиационные единицы.


Пример:

  • В с т а л л = 50 м/с (ок. 97 узлов)
  • р = 400 м
  • ф м я н = ~ 39,6 градуса
  • В = ~57 м/с (около 111 узлов)
могу ли я узнать обычный угол крена военных и гражданских самолетов. Я имею в виду обычный угол крена и, следовательно, скорость, чтобы сделать полный поворот, или эту информацию невозможно узнать?
@ Ахмед, я не понимаю, что ты имеешь в виду. В простой механике поворота есть три взаимосвязанные переменные: скорость, угол крена и радиус поворота. Зная два из них, можно вычислить третий. Для типичных полетов самолета угол крена и скорость контролируются пилотом, результатом является радиус поворота. Для пассажирских самолетов часто используется максимальный угол крена 25 или 30 градусов. В других случаях задается радиус поворота (см. фиксированный радиус поворота ), а результатом является угол крена.
Хорошо, я понял, я хочу снова спросить вас об уравнении, кажется, что мы не можем положить угол крена = 90 градусов (при скоординированном горизонтальном повороте), я прав?
@ Ахмед Это верно. Если крылья поворачиваются на 90 градусов, вектор подъемной силы полностью горизонтален. Это означает, что больше нет вертикальной составляющей, противодействующей силе гравитации. Это означает, что самолет будет ускоряться вниз, и, следовательно, это уже не горизонтальный разворот.
Тем не менее, у вас нет заданного v или g, зависящего от v. Что можно сделать, так это иметь переменную r для выбранных скоростей, нанести на график и экстраполировать на v остановку? Другими словами, может оказаться невозможным безопасно повернуть самолет в заданном радиусе (если только вы не знаете молот-молот!).
@RobertDiGiovanni Я не понимаю, что вы имеете в виду под своим первым предложением. g - ускорение свободного падения, ок. 9,81 м/с^2. V следует из формул
Радиус участка (может быть рассчитан) для безопасного полета с 60-градусным креном (узлы выше границы сваливания), затем то же самое для 45, 30 и т. д. Должно получиться сравнение участков радиуса. Информация из диаграммы скорости ускоренного сваливания POH.
DeltaLima - это г в твоей очереди? Попробую мой (слегка старомодный) график для данных Cessna 172 POH.
@RobertDiGiovanni нет, «g в свою очередь» - это коэффициент загрузки, «n». Для 60 градусов n = 2, что означает поворот на 2g.
Итак, не могли бы вы показать радиус поворота 60 градусов, 2 G на скорости 100 узлов?
На паутине R футов = V квадратных узлов / (11,26 × угол тангенса крена). Есть предположения?

TL;DR: просто предположим, что вы летите со скоростью сваливания, и вычислите угол крена оттуда.

Пожалуйста, не летайте на скорости сваливания, особенно в повороте, вы свалитесь и у вас могут быть серьезные проблемы.

Предполагая, что вы летите со своей скоростью сваливания В с т а л л , и вы хотите сделать поворот с радиусом р , вам нужно будет иметь скорость поворота

ψ ˙ "=" В с т а л л р

и угол крена

ф "=" а т а н ( В с т а л л 2 г р )

(где г ускорение силы тяжести) позволит вам летать скоординировано.

Все термины указаны в единицах СИ.

@ Ахмед, ты не можешь лететь ниже скорости сваливания, так что это угол. да, у каждого самолета будет разная скорость сваливания и, следовательно, разный «минимальный угол», но ответ не меняется.
Скорость сваливания зависит от перегрузки, поэтому при согласованном горизонтальном развороте скорость сваливания будет выше, чем при прямолинейном и горизонтальном полете. Это надо учитывать...
@CptReynolds действительно. Смотрите мой ответ.
@DeltaLima Отлично!
Поскольку мы знаем радиус, можно ли представить его полукругом с длиной окружности 1/2(2piR) = piR. Для заданной скорости дельта v на полукруге будет удвоенной скоростью входа v. Время прохождения будет равно расстоянию/v. G будет дельта v/t. Это то, что я получил. Минимальный безопасный радиус был бы отличной информацией POH для любого самолета, особенно большого.
" у вас могут быть серьезные проблемы ": ну, это хорошее преуменьшение! Или по-другому сказать, что ты можешь умереть.