Может ли бочка действительно выполняться с постоянным ускорением 1G?

Я вижу это время от времени, например, в ответе на вопрос Могут ли большие авиалайнеры выполнять фигуры высшего пилотажа, такие как петли?

Бочка — это одно; они могут выполняться при постоянном коэффициенте нагрузки 1G (при наличии достаточных полномочий управления).

Однако я не думаю, что при правильно выполненном бочке на траектории есть точка, где вертикальная скорость постоянна. В частности, вход и выход из маневра требуют переходов с горизонтальной на восходящую и с нисходящей на горизонтальную траектории соответственно. По крайней мере, в этих двух случаях я не вижу, как можно избежать коэффициента загрузки больше 1.

В этом руководстве IAC указано максимальное значение в диапазоне 2,5–3 (и минимальное около 0,5), хотя оно, вероятно, не является минимально допустимым значением.

+1 за размышления во время чтения и доведение этого до нашего сведения.
Обязательное видео о ледяном чае Боба Гувера: youtube.com/watch?v=V9pvG_ZSnCc
Понятно, что когда нос находится ниже горизонта и поднимается, перегрузка должна быть больше единицы. Но он не должен быть намного больше единицы.
@CharlesBretana Я думаю, вы правы, хотя существует также проблема сохранения 1G в перевернутом состоянии, но при этом сохраняя ось всего маневра горизонтальной. Возможно, грушевидный (узкий вверху) ствол позволил бы это сделать, и на видео, где Текс Джонстон катит Боинг-80, похоже, именно это он и делает, хотя трудно сказать, панорамирует ли камера.
@sdenham, На самом деле, я немного оговорился в своем предыдущем комментарии, вы можете удалить фразу ""нос находится ниже горизонта". Каждый раз, когда нос поднимается (или, если быть точным, когда угол траектории полета увеличивается), составляющая подъемной силы должна быть больше веса самолета, что невозможно, если G самолета меньше или равен единице. F=ma, и если угол траектории полета увеличивается, вертикальная скорость увеличивается, поэтому вертикальное ускорение положительно. Не может быть ускорения без силы, поэтому общая вертикальная сила должна быть положительной, т.е. больше, чем вес самолета.

Ответы (4)

Вы абсолютно правы, коэффициента перегрузки больше 1 при правильной бочке избежать невозможно. Бочковая часть его названия происходит от спиральной траектории, которую самолет должен пройти, чтобы добавить центробежное ускорение, которое больше, чем гравитационное ускорение в верхней части бочки. Это условие обеспечения все еще положительной нормальной перегрузки в системе отсчета самолета на всем крене. Следовательно, в нижней части валка нормальное ускорение должно быть больше 2g.

Я взял на себя смелость отредактировать неправильный ответ. Учитывая, что на данный момент он получил 14 голосов, он должен преподать всем здесь урок, как полагаться на количество голосов для оценки правильности ответа ;-).

Я вижу, что вы не повторили моей ошибки, приписав единицу безразмерному отношению.
Вы говорите "правильная" бочка. Ну а как же неправильный? То есть противодействовать (или усиливать, когда вы находитесь над головой) всем центробежным силам за счет соответствующего ускорения, эффективно (я думаю) создавая довольно спиралевидную кривую траекторию. Или это за единицу не считается?
@PeterA.Schneider: Возможно, в отличие от простого крена, также известного как крен элеронов . В этой статье в Википедии есть диаграмма, сравнивающая различные виды роллов. Благодаря мему «сделай бочку» от Starfox многие люди не знают, что такое настоящая бочка. В играх Starfox вы можете делать только бочку элеронов , хотя в игре это называется бочкой, и мем применяется к любому виду вращения, которое, конечно, в основном не является бочкой бочки.

Если вы это сделаете, это будет выглядеть небрежно, поскольку идея бочкообразного вращения состоит в том, что самолет вращается с постоянным радиусом вокруг точки на одном из крыльев, создавая винтовую или спиральную траекторию полета. Вертикальная часть маневра потребует коэффициента нагрузки около 2g для правильного выполнения, а перевернутая часть уменьшится до 1g или около того.

Утверждение верно в теории (за исключением некоторых математических придирок), но неверно на практике. Математически обоснованная версия утверждения такова:

Бочка может быть выполнена при постоянном коэффициенте нагрузки 1+ϵ, где ϵ — произвольно малое число, большее нуля.

Для облегчения анализа мы можем свести бочку к выходу из пикирования:

  1. Начните с прямого и горизонтального полета. Используйте лифт, чтобы постоянно поддерживать коэффициент загрузки, равный единице.

  2. Сильно нажмите на ручку управления и выполните бочку элеронов, сохраняя коэффициент перегрузки равным единице.

  3. При крене вертикальная составляющая вектора подъемной силы будет меньше силы тяжести (иногда даже отрицательна). Самолет неизбежно начинает снижаться.

  4. Как только вы вернете свои крылья в горизонтальное положение, вы окажетесь в пикировании, все еще сохраняя коэффициент нагрузки, равный единице.

  5. Восстановление после погружения.

Сразу становятся очевидными два способа уменьшить требуемое ускорение:

  • Медленно восстанавливайтесь, используя коэффициент нагрузки, лишь немного превышающий единицу. На практике восстановление должно быть завершено до того, как самолет превысит скорость или ударится о землю, что происходит довольно быстро.

  • Быстро выполняйте бочки элеронов, чтобы свести к минимуму время нахождения в неустановленном положении. Чем меньше времени вы проведете в перекате, тем медленнее будет итоговый спуск. Если вы сможете выполнить кувырок за нулевое время, вам не придется нырять, чтобы восстановиться. На практике скорость крена самолета ограничена.

Я думаю, вы привели хороший аргумент в пользу возможности выполнения какого-либо маневра по крену при коэффициенте нагрузки, близком к 1, я не уверен, что это можно назвать бочкообразным, по крайней мере, по определению IAC. вырожденная форма крена ствола в пределе, когда радиус ствола стремится к нулю, а скорость крена стремится к бесконечности, но почему бы не назвать это креном элеронов?
@sdenham - вырожденный крен ствола может выглядеть либо как петля (с небольшим смещением в сторону), либо как крен элеронов (с небольшим скручиванием штопора), но он не идентичен им, поскольку мгновенные ускорения и скорость крена разные. Тем не менее, ключ к крену бочки с низкой гравитацией в реальном мире заключается в том, чтобы выполнять его очень похоже на бочку элеронов, а не на петлю.

В классический момент истории авиалайнеров Текс Джонсон прокатил бочонок Boeing Dash 80 (прототип 707) над толпой потенциальных клиентов. Не раз, а дважды. И это был первый полет Dash 80 перед публикой.

Джонсон сообщил, что он держал самолет на уровне 1 g на протяжении всего маневра, таким образом, не подвергая его неожиданным нагрузкам. Правда, он, вероятно, не был конкурентоспособным по пилотажным качествам...

но, верный намерениям Джонсона («продажа самолетов»), Boeing в конечном итоге продал много 707-х.

Не могли бы вы подробнее рассказать о физике того, как вход и выход из этого маневра могли быть выполнены на скорости 1G? Хотя это, возможно, и не было бочкой из учебника, у него есть все основные функции, включая ускорение входа и выхода, о которых я упоминаю в вопросе.
Вы можете отменить гравитацию во время бочки, наложив ее на параболическую дугу. Где-то до и/или после броска вам нужно будет превысить 1G для перехода из/в горизонтальный полет.
Вопрос заключался в том, может ли авиалайнер выполнить бочку на скорости 1g. Я считаю, что Текс Джонсон ответил на этот вопрос наиболее практичным способом, сделав это. Обратите внимание на фотографию в связанной статье с перевернутой чертой 80 над Сиэтлом. Чем это не ответ на вопрос?
@aml Это гениальное решение, хотя я думаю, из видео довольно ясно, что это не та траектория, по которой мистер Джонстон взял 367-80. С другой стороны, я думаю, вполне возможно, что в своем комментарии он молчаливо исключил фазы входа и выхода.
Нет, Текс Джонсон выполнил бочку элеронов, а не бочку.
Действительно? Текс Джонсон, выдающийся летчик-испытатель, Билл Аллен (президент Boeing, который действительно сорвался, когда увидел это), и почти каждый другой авиатор, который был свидетелем этого, называл это бочкой. Это похоже на экспертное мнение.
Нет, он просто сделал обычную бочку элеронов. Наилучшая гарантия того, что маневр будет выполняться как маневр с перегрузкой 1g. Даже сам Джонсон называл это таким образом. Многие люди путают бочки с бочками элеронов; это отдельные маневры.
Может ли бочка действительно выполняться с постоянным ускорением 1G?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v