Позволяет ли проскальзывание в поворотах увеличить скороподъемность?

^{Источник: Википедия .}

Происхождение теории

Клаус Холигхаус , один из известных пилотов-планеристов 70-х годов, а также конструктор планеров в Schempp-Hirth , стал источником разногласий, когда рекомендовал не поворачиваться с центрированным шаром, особенно при наборе высоты в термиках. Г-н Холигхаус действительно видел две проблемы с идеально скоординированным поворотом:

• Это не уменьшает лобовое сопротивление, как при прямолинейном полете.
• Это уменьшает запас самолета по устойчивости к крену.

Я не эксперт в этой области, поэтому я просто полагаюсь на статью Ричарда Х. Джонсона, опубликованную в журнале Soaring Magazine и озаглавленную «Вы действительно хотите держать струну рыскания по центру?»

Прежде чем углубляться в теорию Клауса Холигауза, давайте взглянем на поперечную устойчивость.

Устойчивость к качению: Двугранный угол

Если вам не нужен очень маневренный самолет, самолет должен иметь положительную устойчивость по трем осям, то есть, если прямолинейное и горизонтальное положение самолета нарушается каким-либо событием, самолет должен иметь встроенную тенденцию нейтрализовать эффект возмущения и вернуться в исходное положение.

Стабильность по крену необходима для предотвращения автоматического увеличения угла крена после небольшого нежелательного крена пилотом или боковым порывом ветра. Самолет должен автоматически возвращаться к нулевому углу крена, чтобы предотвратить неприятные последствия, включая вход в спиралевидный спуск.

Устойчивость к крену в основном обеспечивается двугранным углом крыла, как описано в разделе Как работает двугранный угол? Вкратце: двугранный угол использует боковое скольжение для создания противоположного крена.

Без бокового скольжения: без двугранного эффекта

Мы знаем, что поворот управляется не рулем направления, а вращением крыла с помощью элеронов. Но в какой-то момент элероны опущенного крыла также могут быть отклонены вниз для управления скоростью разворота, и это отклонение может оказаться чрезмерным:

Когда элерон опущенного крыла отклоняется вниз, увеличивается не только его подъемная сила, но и его сопротивление, и возникает скользящий разворот.

При этом опущенное крыло, находясь ближе к центру разворота, летит медленнее, чем поднятое. Низкая скорость, большой угол атаки и большее сопротивление элеронов могут вызвать сваливание: если опущенное крыло или его элероны сваливаются, сопротивление с этой стороны увеличивается, и самолет, вероятно, войдет в опасную спираль.

Однако в большинстве случаев мы можем остановить занос:

Занос можно легко исправить, добавив верхний руль направления, чтобы шар заноса оставался в центре.

Решение предполагает увеличение сопротивления руля направления, что неудовлетворительно с точки зрения производительности.

Получите лучшее из обоих миров

Вот откуда берется теория поворота с легким проскальзыванием: при повороте с легким проскальзыванием вместо идеально скоординированного поворота:

• Мы сохраняем двугранное преимущество, чтобы стабилизировать самолет вокруг оси крена. Это безопаснее.

• Отрицательный момент крена, обеспечиваемый двугранным углом, позволяет нам использовать меньшее отклонение элеронов, а значит, меньшее сопротивление и большую скорость, а также лучший набор высоты в термике.

• Мы используем меньше руля направления, поэтому еще меньше лобовое сопротивление и еще лучше набор высоты.

Автор статьи добавляет следующее объяснение улучшения подъемной силы за счет бокового скольжения:

Почему проскальзывание улучшает набор высоты на некоторых планерах, не совсем понятно. Создавая подъемную силу, крылья также создают поток по размаху, наружу вдоль нижней части и внутрь вдоль верхней части крыльев. Возможно, что вблизи оконечности некоторых планеров, вращающихся по кругу, происходит разделение потока, и что проскальзывание изменяет поток по размаху в достаточной степени, чтобы устранить или уменьшить это. Разделение может значительно увеличить сопротивление задолго до того, как наконечник действительно остановится.

В статье также подробно рассказывается, почему это отличается, когда на крыле используются винглеты. Вместо этого проскальзывание может вызвать остановку.

Насколько сильно боковое скольжение?

Оптимальная степень бокового скольжения в некоторой степени зависит как от размаха крыла планера, так и от двугранного угла. После многих часов полета на моем 16,6-метровом Ventus A и подобных планерах я обнаружил, что мои лучшие общие характеристики полета по кругу и характеристики управляемости достигаются, когда стропа рыскания, установленная на фонаре, отклоняется примерно на 10 градусов на высокой стороне поворота (фактически плавное боковое скольжение). .

Струна против рыскания против мяча

Строка рыскания также более точно называется струной скольжения / скольжения, поскольку она указывает не угол рыскания, а количество скольжения / скольжения, как мяч.

Как прокомментировал @ymb1, струна находится на куполе перед CG, ее индикация преувеличена.

При скоординированном повороте шарик шарикового индикатора скольжения/заноса будет находиться в центре, в то время как струна рыскания уже будет указывать на небольшое скольжение. Эта ошибка будет увеличиваться при фактическом проскальзывании.

Автор оценивает реальную степень проскальзывания в его случае более точно примерно в половину показания струны. См. также комментарий Петера Кемпфа : « преувеличение также вызвано формой фюзеляжа [...] ».