Hoe langzamer wordt een vliegtuig, waarom laat een bepaalde hoek van de bank je sneller draaien?

14

In de video "Manoeuvreren tijdens langzame vlucht" stelt de verteller dat tijdens het langzaam vliegen het vliegtuig minder snel reageert op rolroer en andere stuuringangen. Hij zegt ook dat het vliegtuig bij een bepaalde hoek van de bocht sneller zal draaien dan wanneer het vliegtuig op normale snelheid zou vliegen. Mijn vraag is: waarom draait het vliegtuig sneller bij een lagere snelheid?

Dus wat ik eigenlijk vraag, is dat als een vliegtuig langzamer wordt, waarom zou het sneller draaien dan toen het op een snelle vlucht was?

                             

Het deel van de video waar ik verward over ben is 1:16

    
reeks Crafterguy 24.05.2017 / 04:05

6 antwoord

18

De draaisnelheid is afhankelijk van de volgende twee items:

  • De horizontale component van de lift (centripetale kracht)
  • De tangentiële snelheid van het vliegtuig (echte luchtsnelheid)

De snelheid of draaiing is rechtevenredig met de horizontale component van de lift en omgekeerd evenredig met de tangentiële snelheid van het vliegtuig.

Voor een bepaalde bankhoek zijn de verticale en horizontale onderdelen van de lift hetzelfde, ongeacht de vliegsnelheid in de horizontale vlucht.

Bijgevolg zal het vliegtuig dezelfde centripetale versnelling ervaren, ongeacht de luchtsnelheid.

Omdat de tangentiële snelheid langzamer is, zal elke vorm van centripetale kracht een grotere rotatiesnelheid produceren voor een langzamer vliegend vliegtuig in tegenstelling tot een sneller bewegend vliegtuig en dit kan worden aangetoond door de centripetale acceleratie vergelijking

$$ a_c = \ frac {v ^ 2} {r} $$

dus zowel langzaam vliegend vliegtuig met een echte vliegsnelheid $ v_s = 100 $ knopen en een snel vliegend vliegtuig met een echte vliegsnelheid $ v_f = 200 $ knopen ervaren dezelfde centripetale versnelling.

$$ \ dfrac {v_s ^ 2} {r_s} = \ dfrac {v_f ^ 2} {r_f} = 4 \ \ dfrac {v_s ^ 2} {r_f} $$

or, $$ \ dfrac {1} {r_s} = \ dfrac {4} {r_f} $$

Dus $ r_s < r_f $; in dit geval $ r_f = 4 \ r_s $

Omdat de hoeksnelheid gelijk is aan de tangentiële snelheid gedeeld door de straal

$$ \ omega = v / r $$

de hoeksnelheid van het langzamere vliegtuig zal groter zijn dan het snellere vliegtuig.

$$ \ omega_s = v_s / r_s $$

en

$$ \ omega_f = \ dfrac {v_f} {r_f} = \ dfrac {2 \ v_s} {4 \ r_s} = \ frac {1} {2} w_s $$

Dus ons twee keer zo langzame vliegtuig draait tweemaal zo snel als het snellere vliegtuig onder deze omstandigheden.

    
antwoord gegeven 24.05.2017 / 04:28
12

Een andere manier om dit in eenvoudiger bewoordingen uit te leggen, zou zijn:

Twee voertuigen, die respectievelijk op 10m / s en 100 m / s rijden, draaien allebei 180 graden naar links.

De vangst is dat elke auto de bocht moet doen, zodat de bestuurder alleen 0,5G laterale versnelling ervaart.

Voor de auto die 10 m / s aflegt, betekent dit een draairadius van 20 m.
Deze auto voltooit de bocht in iets meer dan 6 seconden met een dekking van 62,8 m.

Voor een auto die 100 m / s rijdt, zal een draairadius van 2000 m dezelfde zijwaartse kracht produceren. Het voltooit zijn U-bocht in 63 seconden met een afstand van 6283 m.

Kortom, de langzamer rijdende auto kan een u-bocht veel sneller maken.

Hetzelfde denken kan worden toegepast op vliegen.

Bewerken
Bedankt voor de upvotes!

    
antwoord gegeven 24.05.2017 / 10:42
11

Het sleutelwoord is "snelheid" van beurt. Het betekent dat als u langzamer reist, het minder tijd kost om een draai van 360 graden te voltooien dan wanneer u snel zou gaan. Het is hetzelfde als bij het besturen van een auto.

Als u de afslag snel met een hoge snelheid wilt voltooien, hebt u een steilere hoek van de bank nodig in vergelijking met de hoek die u op een lage snelheid nodig zou hebben.

    
antwoord gegeven 24.05.2017 / 05:51
8

Het gewicht verandert niet voor verschillende snelheden, dus het heffen verandert ook niet als u dezelfde hoek van de bank behoudt. Bij een lagere snelheid is de kinetische energie, waarvan de richting in een bocht moet worden gewijzigd, echter kleiner, zodat dezelfde hefkracht minder werk heeft.

Een bankvleugel creëert een zijwaartse kracht die wordt gebruikt als de middelpuntzoekende kracht in een bocht. Deze kracht trekt het vliegtuig zijwaarts in de nieuwe bewegingsrichting. Bij het bankieren in de bocht versnelt de middelpuntzoekende kracht het vliegtuig zijwaarts en vertraagt de oorspronkelijke snelheidscomponent, zodanig dat de richting van de snelheidsvector voortdurend verandert terwijl de scalaire waarde constant blijft. Als er minder snelheid is om te converteren, kunt u sneller draaien.

    
antwoord gegeven 24.05.2017 / 06:50
4

Vergeef me alsjeblieft mijn one-liner: omdat het heel moeilijk is om een snel rijdende kogel af te leggen.

Dezelfde bankhoek = > dezelfde draaikracht. Veel minder inertiële energie om rond te draaien als het vliegtuig langzaam vliegt.

    
antwoord gegeven 24.05.2017 / 15:26
0

Wanneer u draait, wordt versnelling gebruikt om uw reisrichting om te leiden. Als uw beginsnelheid laag is (langzame vlucht), is minder versnelling (hoek van de bank *) nodig om uw reis om te leiden.

Als uw beginsnelheid hoog is (SR-71 Mach 3.2 vlucht), is meer acceleratie (hoek van de bank *) nodig om uw reis om te leiden.

Bankhoek beschrijft versnelling hier omdat het effectief een gedeelte van de "lift" in horizontale richting herneemt, waardoor de richting verandert.

Natuurlijk, recht en horizontaal vliegend, wordt de lift gebruikt om de zwaartekracht precies tegen te gaan. In een vlakke bocht wordt een deel van de vleugellift gebruikt om de rijrichting te veranderen (horizontale versnelling) en wordt de achterlift toegevoegd om de aanvalshoek te vergroten en een tijdelijke toename van de lift tijdens het draaien te veroorzaken. (Dat zou je onderweg een beetje kunnen vertragen.)

Dus het simpele antwoord is dat er minder energie (versnelling * tijd) wordt besteed aan het draaien van een langzaam object dan aan een snel voorwerp.

    
antwoord gegeven 26.05.2017 / 02:37