Разворот самолета - согласованный разворот и инклинометр ("мяч")

Мяч может быть смещен от центра, если относительный ветер смещен от центра оси рыскания.

У самолета есть руль направления на вертикальном хвостовом оперении, и он соединен с педалями, на которые упираются ноги. Если вы давите вперед правой ногой, это тянет руль вправо, в результате чего ветер толкает хвост влево, а нос самолета качается вправо. Это не меняет направление движения самолета, а только его положение относительно этого направления движения.

Поскольку ветер бьет в левую сторону самолета, вы сразу чувствуете его как боковую силу — ваше плечо давит на дверь, и мяч смещается от центра.

Дело в том, что в процессе входа в правый разворот, скажем, вы должны поднять левое крыло, нажав на элерон на этом крыле. Это не только поднимает левое крыло, но и тянет нос влево. Элероны на противоположном крыле тоже тянут, но гораздо меньше. Это сопротивление элеронов называется «неблагоприятным рысканьем». Чтобы противодействовать неблагоприятному рысканию, вы можете применить правый руль направления. Когда вы сделали это правильно, мяч остается в центре, и это называется «скоординированным поворотом». Конечно, как только вы войдете в поворот, вам не нужно будет больше крениться, так что вы можете расслабить и элероны, и руль направления. Когда вы достигли желаемого направления и хотите снова выпрямиться, вы делаете наоборот.

Это требует немного практики, и вы чувствуете себя прекрасно, когда делаете это правильно.

Другое использование руля направления - при посадке с боковым ветром. Когда вы приближаетесь к взлетно-посадочной полосе, вас «дергает» в сторону, потому что ваш нос обращен к относительному ветру. Если бы вы приземлились таким образом, вы бы споткнулись о свои колеса, поэтому перед тем, как приземлиться, вы выровняете свой нос по взлетно-посадочной полосе (кстати, создавая боковую силу). Чтобы боковая сила и ветер не унесли вас с осевой линии взлетно-посадочной полосы, вы делаете крен против ветра, эффективно разворачиваясь против ветра, в то же время, когда вы теряете координацию. Поскольку вы накренились, нижнее колесо касается первым. С практикой и при достаточно стабильном ветре вы сможете проехать всю взлетно-посадочную полосу на одном колесе, а затем снова взлететь.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот небольшая картинка, которая может прояснить, почему нажатие на педаль руля заставляет вас чувствовать поперечное ускорение:

В обоих случаях сила, действующая на тела для компенсации силы тяжести и центробежной силы, должна быть точно такой же по направлению и силе подъемной силы. Это может произойти только с шариком, когда он находится на дне изогнутого пузырька, потому что только тогда стенка пузырька перпендикулярна вертикальному направлению (синяя ось).

Это неправильно. Если результирующая аэродинамическая сила, создаваемая самолетом, не направлена ​​«прямо вверх» в собственной системе отсчета самолета (т. е. параллельно направлению, в котором указывает вертикальное оперение), то мяч будет находиться в равновесии, когда он находится в каком-либо месте, отличном от точный центр изогнутой стеклянной трубки.

И как использование руля может повлиять на положение мяча?

Позволяя или заставляя самолет лететь боком по воздуху, так что воздух ударяется о боковую часть фюзеляжа и создает аэродинамическую боковую силу (на самом деле форма боковой подъемной силы), как указано в этом связанном ответе . Это приводит к тому, что вектор чистой аэродинамической силы указывает в направлении, отличном от «прямо вверх» в собственной системе отсчета самолета.

Ключевым моментом является то, что вектор подъемной силы от крыла не является единственной аэродинамической силой, действующей на самолет.

Связано с этим. Верна ли эта векторная диаграмма сил, действующих в поворотном полете?