Küsimus:
Mida tähendab see, et lennuk on aerodünaamiliselt stabiilne?
raptortech97
2015-02-08 00:07:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen kuulnud, et enamik lennukeid ( välja arvatud hävitajad) on "aerodünaamiliselt stabiilsed". Mida see tähendab?

Oletame, et kirud Cessna 172-s ringi ilma autopiloodita ja võtad käed juhtnupult lahti. Mis juhtub?

  • Kas lennuk jääb samale sammule ja väldib varisemisi ja sukeldumisi?
  • Kas see jääb samale kõrgusele?
  • see ütleb samas pealkirjas?
  • Kas see parandab neid kõiki, kui lennuk on turbulentsi poolt puhverdatud?
Kas vanemad ei öelnud teile, et ärge 172. aastal kiruge?
@copper.hat wow !! Ma arvan, et võin selle kirjavea sinna jätta, sest ma leian, et see on nii naljakas ...
Tehke! See loob imelise visuaali :-).
Haha, ma armastan seda pilti absoluutselt, jätke see kindlasti maha
Oletame, et kirud Cessna 172-s. "Tundub, et mõned tüübid, keda ma siin CTAF-is kuulen.
Seotud: [Kas hävitajad on loodud olemuselt nii ebastabiilseks, et inimene ei saa ilma abita lennata?] (Http://aviation.stackexchange.com/q/8049/755)
On arvukalt juhtumeid, kui kerget õhusõidukit ei olnud korralikult ummistunud ajal, kui käsi startis ja lendas pikema aja jooksul (mõnikord tundide kaupa), ilma et keegi pardal oleks. Rääkimata vabalennumudelitest, mis on loodud stabiilsuse tagamiseks, on registreeritud, et need lendavad rohkem kui tund termotõstukis enne vaateväljast lendamist või liftist välja kukkumist.
Kolm vastused:
Peter Kämpf
2015-02-08 02:06:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Staatiline stabiilsus

on süsteemi kalduvus pärast häiret oma algsesse olekusse naasta. Lennukitel on tüüpilised häired:

  • lendamine vertikaalsesse või horisontaalsesse puhangusse
  • jõnks pulga peal

Klassika selgitus on pallis, mis istub auku. Alati, kui häire muudab selle asukohta, veereb see tagasi keskosa poole. See ei tähenda, et see sellega piirduks - ideaalses hõõrdevabas maailmas liigub see edasi-tagasi nagu pendel.

enter image description here

See on staatiline stabiilsus. Laias laastus saavutatakse staatiline stabiilsus, asetades raskuskese neutraalpunkti ette, punkti, kus saab kokku võtta kõik rünnakunurga muutusest tingitud lisajõud. Seal on kaks neutraalset punkti, üks pikisuunalise ja teine ​​suuna stabiilsuse jaoks. Mõlemal juhul tekitab rünnakunurga või külglibisemise muutus raskuskeskme ümber korrigeeriva momendi, mis tõmbab lennuki tagasi oma vanale teele.

Ühtlase stabiilsuse saab saavutada kõrgusel, kuid siin kasutame ära sellest, et õhk muutub vähem tihedaks, seda kõrgemale tõustes. Kui lennuk kärbitakse horisontaalseks lennuks teatud kõrgusel, tähendab kõrguse muutus seda, et võimsuse seade ei vasta enam selle uue kõrguse lohisemisele. Lennuk kas ronib või vajub, sõltuvalt kõrguse muutusest, kuni vana kõrgus on uuesti saavutatud.

Kõigil juhtudel kogete trimmipunkti ümbertõuse ja võnkeid. Võib isegi juhtuda, et need ületused muutuvad hullemaks, mida kauem võnkumine kestab (hea näide on purilennuki fugoidliikumine). Võnkumiste peatamiseks peate lisama

Dünaamiline stabiilsus

, mis kirjeldab lennuki käitumist ajas. Enamasti tagab hõõrdumine liikumiste vaibumise ja mõnikord vajavad lennukid nende kontrolli alla saamiseks väikseid abistajaid, näiteks löökdiibrid.

Mainite kioske ja sukeldumisi: need võivad tõepoolest esineda staatiliselt stabiilses lennukis. Madal takistus tähendab madalat summutust, seetõttu on paljudel suure jõudlusega purilennukitel dünaamiliselt ebastabiilne phugoid liikumine. Ma tean, et Vikipeedia kirjutab seda valesti, kuid selgitus on korras, seosin selle siiski. Kui pärast esialgset ärritust ootate piisavalt kaua, muutuvad võnked nii tugevaks, et lennuk seiskub tsükli kõige ülemises punktis.

Kui hoiate piisavalt kõrgust ja läheduses pole liiklust, on see lõbus proovige.

Spiraal sukeldumine

Pange tähele, et seni jätsin midagi ütlemata veeremi stabiilsuse kohta. Purilennuk (ja teie Cessna 172) hakkab samuti veerema ja paljudel juhtudel suureneb veeremi liikumine kiiremini kui phugoid, nii et peate võib-olla mitu korda proovima, enne kui saate phugoidide põhjustatud seiskumise. Enamikul lennukitel on nõrk kalduvus kaldenurka suurendada ja lõpuks langeda spiraalsesse sukeldumisse.

Puuduvad aerodünaamilised mehhanismid, mis võimaldaksid lennukit pärast veeremishäireid ülespoole suunata. Vabandust, @kevin, kuid dihedraal ei aita - see töötab ainult külglibisemise korral.

Ma ei saa päris täpselt aru, miks ei oleks võimalik aerodünaamilist mehhanismi lennuki paremaks muutmiseks pärast veeremishäireid. Kui kukuks lennuk maha V-kujulise tiibaga, siis (kui lennuk hakkas langema) kogeks kumbki madalam külg suuremat tõusu, kas mitte, luues tasakaalu, kus mõlemad tiivad oleksid võrdselt kõrged? Mis takistaks sellisel põhimõttel lennu ajal veerepüsivuse loomist?
@supercat: Inertsiaalne mehhanism on olemas, kuid aerodünaamiline mehhanism puudub. Dihedraal aitab teie lennukil koordineeritud pöördeid lennata, see on ka kõik. Kui soovite rohkem teada saada, postitage veel üks küsimus.
@supercat: Tõstuki ülespoole suunatud komponent, mida soovime lennukit õhus hoida, on alumise tiiva puhul tõepoolest suurim, kuid selle tiiva tõstekeskme ja rullitelje vahelise joonega risti olev komponent, mis on see, mis paneb lennuki veerema, on mõlema tiiva jaoks sama.
Ma muutsin seda ja asendasin kõik "phygoid" esinemised "phugoid" -ga, mis minu arvates on vastavad saksakeelsed ja ingliskeelsed terminid, mida mulle alati õpetati lihtsalt nimetama "Long Period Mode". Loodan, et te ei pahanda.
@AEhere Mul on tõepoolest selle vastu. "Phugoid" on vale - sõna pärineb vanakreeka keelest ja õige kirjapilt peaks olema "Phygoid". See, et ingliskeelne kirjandus kasutab minu silmis vale kirjaviisi, ei tohiks tähendada, et ma kordaksin sama viga pimesi. Saksa keel kasutab muide õiget kirjaviisi.
@PeterKämpf Ma näen täiesti, kust te tulete, kuid kõigist inglise keele pattudest olen nõus sellele ühe andma, ainuüksi seetõttu, et nad on viimase sajandi vältel olnud järjepidevad õigekirja kasutamisel järjekindlad: https: / /et.wiktionary.org/wiki/phugoid Täname, et panite mind sellesse sügavamale vaatama.
@AEhere [Prantsuse Wiktionnaire] (https://fr.wiktionary.org/wiki/phugoïde) on natuke selgesõnalisem ja ütleb Lancasteri kohta, et ta oli "victime de sa mauvaise connaissance du grec" (halva kreeka keele oskuse ohver) )
Täname lingi eest, see selgitab asju natuke. Soovi korral saan redigeerimise tagasi keerata, kuigi võib-olla oleks see kõige paremini vastuses märkusena lisatud?
@AEhere: Igal juhul muudab "phugoid", mis on tavaliselt kasutatav õigekiri, _ õigupoolest õigeks; nii keel _ töötab_.
kevin
2015-02-08 00:43:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teie oletused on üsna õiged - "aerodünaamiliselt stabiilne" lennuk kipub püsima (suhteliselt) sirge ja tasane, kui juhtelementidest lahti lasta.

Pitch

Oletame, et lennuk on lift on kärbitud lendama tasemeni (säilitades sama kõrguse). Nina langetamiseks surute ikke peale, vabastades seejärel juhtimisseadme surve. Ninaga allapoole suunatud kõrgus võimaldab lennukil suurendada kiirust. Kiiruse kasvades tekitab tiib rohkem tõste ja lennuk tõuseb aeglaselt üles. Kui tõmbate ikke peale ja lasete lahti, aeglustab ninaga ülespoole suunatud lennuk lennukit alla, mis vähendab tõstejõudu. Kui tõstet vähendatakse, langeb nina, kiirenedes. Sarnane argument kehtib ka siis, kui lennuki kõrgust muudab puhang.

Seda stabiilsust nimetatakse pikisuunaliseks stabiilsuseks . See on tihedalt seotud raskuskeskme (CG) ettepoole / tagumisse asendisse. Tagumise CG-ga lennukil on vähem pikisuunalist stabiilsust.

Rullimine

Samamoodi nimetatakse lennuki võimet kallutades tiibu tasandada Külgstabiilsus . Kui veeretate lennukit paremale 10 kraadi, siis laske lahti, sellel on kalduvus aeglaselt vasakule veereda, liikudes 7 kraadi paremale, 5 kraadi paremale, lõpuks peaaegu tasemele.

A Tiib Dihedral on disain, mis lisab külgsuunalist stabiilsust. enter image description here

Yaw

Seda nimetatakse Directional Stability . Sarnaselt tõusule ja veeremisele on lennuki kalduvus taastuda häirivast haigust lennukis.

Püsivus vs manööverdusvõime

Mida stabiilsem on lennuk, seda vähem manööverdatav. . See on füüsikaseadusi järgides loomulik kompromiss. Cessna 172 on väga stabiilsed, sobivad üliõpilaspilootidele. Kuid te ei saa panna Cessna 172-d tegema väga kiireid muudatusi. Vigurlennukid ja hävitajad suudavad pilootide sisenditele reageerida väga kiiresti, kuid nende juhtimine nõuab palju rohkem oskusi.

* Ühe mootoriga propellerlennukitel, nagu Cessna 172, kipub propellerit pöörlev pöördemoment ( tavaliselt päripäeva) veerema lennukit vastupäeva (st vasakule), kui juhtelemendid on täielikult vabastatud. Selle põhjuseks on "tegevuse ja reaktsiooni" füüsika põhimõte.

Aitäh! Ja kõrguse puhul on samm suhteliselt konstantne, nii et vertikaalne kiirus peaks jääma 0-ni? Aga kui seal on turbulentsi või midagi ja lennuk langeb 200 jalga, kas on midagi, mis paneb lennuki "tahtma" oma kruiisikõrgusele naasta või jääb see uuele kõrgusele?
Lennukid lendavad "iso-surve". See tähendab, et lendamine kindlal "kõrgusel" on tõepoolest pidev atmosfäärirõhul lendamine. Väga harva langeb lennuk sõna otseses mõttes 200 jalga kosmosesse. Pigem liigub see horisontaalselt, kuid atmosfäärirõhu kiire muutuse tõttu hüppab kõrgusemõõtja näit 200 jalga. Langenud kõrgusemõõtja näit tähendab, et lennukid sisenevad kõrgema rõhuga piirkonda, kuid lendavad sama kiirusega, nagu see oli hetki varem. Seal on üleliigne lift, nii et see tõuseb.
Rulli stabiilsuse osas olete väga optimistlik. Enamik lennukeid eraldub aeglaselt spiraalseks sukeldumiseks. Proovi seda!
@PeterKampf muutis veerenurga väärtuseks 10. Jah, 30-aastaselt võib teil olla vaja vastassuuni, et hoida seda liiga kaugele veeremast.
Spiraalse sukeldumise jaoks pole tavaliselt vaja rullisisestust, vaid lihtsalt kannatlikkust. Dihedraal ei aita, btw.
copper.hat
2015-02-08 02:09:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Stabiilsusel on juhtimissüsteemi vaatenurgast mitmeid definitsioone, kuid enamik neist taandub süsteemile, mis ei tee midagi "ootamatut".

Lihtsalt selleks, et järgnevas selgeks teha, viitavad pigi, rullimine, haigutamine nurkadesse mitte nurkade muutumise kiirus.

Rull kipub olema stabiilne, kuna Kevini vastuses on tagasiside mehhanism (dihedraalne või madal COG).

Pigi & kreen kipub olema stabiilne, kuna rool / lift on taga (või kõrgel tiiva koormusel), mis annab tagasisidemehhanismi.

Ilma tagasisidena (näiteks piloodilt) või autopiloot) olenemata sellest, kui hästi olete lennukit trimminud, põhjustab väline müra (rõhk, õhutihedus, muutuv tuul, kütuse läbipõlemine, tugev sõimamine jne) mõningast kerget tõusu / laskumist ja pööret. Selle põhjuseks on see, et (i) on raske saada helikõrgust, haigutamist, rullimist täpselt selliseks, nagu soovite, ja (ii) asjad muutuvad.

Kui aga kontrollite teie kaardil lennu ajal jäävad asjad mõnda aega enamasti samaks. Muidugi, see sõltub lennukist ja sellest, milliseid valikuid peate kärpima.

Laias laastus on stabiilsuse vahel kompromiss ja manööverdatav (Bode'i integraal).

172-st võtab sirgel ja tasasel tasemel eemaldumine kauem aega, Pitt's Special viib pilgu kiiremini piloodikabiinist välja.

Mõni lennuk on oma olemuselt ebastabiilne ja tugineda juhtimissüsteemidele, et muuta kogu süsteem stabiilseks. See nõuab ilmselt suuremat koondamist. &i keerukust ei leitud GA / kommertslennukitel. (Järgmine artikkel on tehniline ja keskendub juhtimisele, mitte lennundusele, kuid kavandab mõningaid kainustavaid õppetunde: "Austa ebastabiilset", G. Stein, ajakiri IEEE Control Systems Magazine, august 2003.)

Mõned lennukid on stabiilne, kuid süsteemi reageerimine on aeglane ning kuulekama lennurežiimi tagamiseks kasutatakse juhtimissüsteemi (näiteks vilguti ja erinevaid andureid / ajame).

Kas saaksime paluda selle jama, et rull on stabiilne? Ja see dihedraal tõstab lennuki üles?
See pole jama ja ma ei saa aru, miks te seda ütlete. Ilmselgelt ei tee see tagurpidi lennukit paremale, kuid ** liigutab sellega seotud režiimi vasakpoolsesse pooltasandisse (\ $ \ mathbb {C} \ $, siin). See töötab lennukite, mudellennukite ja sama põhimõtte kohaselt paadi metatsentrilise stabiilsuse parandamiseks. Kas saaksite anda mingit tausta, miks te ütlete, et see pole stabiilne?
Siinkandis elavad inimesed usuvad [Vikipeediasse] (http://et.wikipedia.org/wiki/Aircraft_dynamic_modes#Spiraling) suurt usku ja selles osas on see tegelikult õige. Kas see on teie jaoks piisav tõend? Ja palun hankige oma kommentaaride lingid otse.
Ma saan aru, et lennuk pöörleb spiraalselt, kuid see erineb sellest, kui öelda, et veeremine pole stabiilne. Kui veeremine ei olnud stabiilne, jätkas lennuk pöörlemist ümber telje. Kui teete spiraali, jättes juhtnupud vabaks, siis veerenurk tavaliselt stabiliseerub, kuid ei lähe metsikuks. Ma eeldan, et siin on üsna väikesed segadused, mitte metsik värk.
@PeterKämpf: Lihtsalt selguse huvides ei ütle ma, et kahetasandiline olemasolu tagab automaatselt stabiilsuse. See on ilmselgelt keerulisem. See aitab aga kaasa veeremise stabiilsusele.
Oota lihtsalt piisavalt kaua ... kui arvad, et veeremine stabiliseerub, ei lasknud sa lennukil piisavalt kaua ilma juhtimissisenditeta lennata. Linkide kohta: ($ \ mathbb {C} $, siin) näib, et link läks halvaks. Dihedraadi osas: see veereb õhusõiduki tagasi, kuid mitte tasemele. Rullimisnurk tekib mitte ühe korraga, vaid sammude kaupa. Kuid ehitage see üles.
Mis te arvate, miks mitte-rc mudeli purilennukid / lennukid mõne aja pärast lihtsalt ringi ei veere? Olen lennanud paljusid ja ** pole ** näinud, kuidas üks tavalisest lennust kukuks kokku. (Iga lennuk satub maasse, kui ootate piisavalt kaua.)
See on veider, mõned SE saidid vajavad tagasilööki, mõned mitte ...
Lõppude lõpuks on vabamudellennukid asi. Nagu üheski liikuvas juhtimisseadmes. See dihedraal peab midagi tegema. Ja üldiselt on kasulik hoida tiibade otsad kerged, mitte rasked, mis räägib igasuguse "inertsiaalse" efekti abistamatusest.
Lisaks on stabiilsuse erinevad definitsioonid ...


ⓘ
See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...