Какова связь между сопротивлением и скоростью снижения?

общее сопротивление (в основном индуктивное сопротивление при высоком угле атаки) превышает доступную тягу, и самолет развивает снижение, пытаясь восстановить равновесие.

Это точно. В лучшем случае L/D индуктивное сопротивление составляет половину полного сопротивления, а на более низких скоростях оно становится доминирующим, увеличиваясь обратно пропорционально квадрату воздушной скорости.

Некоторые говорят, что вес превышает подъемную силу, но я уверен, что это не так.

Вы хорошо поступили, что не слушали этих людей. Если самолет не ускоряется вниз, подъемная сила по-прежнему равна весу. При постоянной скорости снижения самолет не ускоряется.

Как вы говорите, самолет находится в равновесии. Поскольку вы выбираете меньшую мощность, чем необходимо для горизонтального полета, летательный аппарат ведет себя подобно планеру. Позвольте мне использовать планер для моего объяснения. Ниже приведена одна с доминирующими силами, добавленными в виде стрелок в горизонтальном полете. Понятно, что лобовое сопротивление компенсировать нечем (красный):

Этот самолет не находится в равновесии и делает то же, что и вы, чтобы замедлиться: он летит горизонтально, в то время как сопротивление превышает тягу (которая по определению равна нулю в планере).

Так что делать? Как и при выполнении поворота, пилот теперь будет наклонять вектор подъемной силы. Это самая большая сила в его распоряжении, и он делает это, опуская руки. Теперь самолет находится в глиссировании, направление полета немного вниз, а вектор подъемной силы (который по определению перпендикулярен направлению воздушной скорости, что опять же равно направлению полета, если нет ветра) одинаково наклонен. вперед. Вот что показывает следующий скетч:

Теперь у нас есть компонент подъемной силы, направленный вперед, и этот компонент равен и противоположен сопротивлению. Остальная часть подъемной силы необходима для компенсации веса, поэтому подъемная сила немного больше, чем вес. Скорость снижения равна скорости, умноженной на угол наклона, который, в свою очередь, необходим для получения синуса подъемной силы.$L$равное сопротивление$D$. С математической точки зрения это:

$$D = L\cdot sin(\gamma)\;\;\;\text{and}\;\;\;\gamma = arcsin\left(\frac{D}{L}\right)$$ с$\gamma$как угол направления полета относительно горизонта. Скорость снижения$v_z$является $$v_z = v\cdot sin(\gamma) = v\cdot\frac{D}{L}$$ Это прямой ответ на ваш вопрос: скорость снижения — это произведение скорости и обратное отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению. При малых углах отношение приблизительно равно его синусу, выраженному в радианах, поэтому я исключил тригонометрию из последнего уравнения.

Сначала давайте добавим еще одну точку, чтобы мы могли сравнить все 3 на скорости 55 узлов «обратная сторона кривой мощности».

1. 55 узлов прямо и ровно
2. 55 узлов на снижении на частичной мощности
3. 55 узлов на спуске без мощности.

1 горизонтальна к горизонту. 2 находится под углом к ​​горизонту. 3 снижается быстрее. Это то, что вы делаете, когда заходите на посадку и модулируете газ. Помните, что PITCH CONTROLS AIRSPEED. Когда вы отключите мощность, нос опустится, а скорость увеличится («самолет развивает снижение, чтобы попытаться восстановить равновесие»), пока руль высоты не поднимет нос, снизив скорость полета.

Эта взаимосвязь (равновесие) переднего центра тяжести и шага руля высоты является фундаментальной для понимания того, как шаг влияет на скорость. Теперь добавим число 4, больше мощности, чем 1. Ваш самолет будет НАБИРАТЬСЯ со скоростью 55 узлов!

Теперь «высокое сопротивление при низкой скорости полета обычно приводит к высокой скорости снижения». Вот для чего нужны заслонки. Чем больше сопротивление, тем круче угол спуска.

Обратите внимание, что вы можете изменить угол снижения (скорость снижения) при ПОСТОЯННОЙ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ, уменьшив мощность или добавив закрылки. Обе техники можно использовать для посадок.