Spørsmål:
Hvorfor øker flyets tyngdepunkt fremover stabiliteten til et fly?
Robin Bennett
2020-05-11 15:34:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det er vanlig å si at "Et tungt neseplan flyr dårlig, et haltungt fly flyr en gang", men hvorfor endrer stabiliteten tyngdepunktet bakover eller fremover?

Dette er et skikkelig luftfartsspørsmål for [aviation.SE] (https://aviation.stackexchange.com/) (som har blitt diskutert der mange ganger). Ting er ikke veldig intuitive, slik at selv piloter ofte har feil forståelse av det.
Avtalt. Et eller annet sted har vi tatt beslutningen om å tillate en viss overflødighet her. Jeg ville ha foretrukket at vi lettet mer aggressivt spørsmål som ikke er unikt relatert til droner, men ved folkelig stemme foretrekker samfunnet noe annet. Hopp gjerne inn i Drones.Meta.SE og få stemmen din hørt.
En svar:
Kenn Sebesta
2020-05-11 16:10:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

TLDR ;

Aft CG betyr at boder ikke kan gjenopprettes!

Hvorfor er CG relevant?

Flyets heis er kontrollflaten for stigningsvinkel. Heisen er sin egen rette vinge, og har som sådan bare en viss kraft den kan utvikle seg før den går i stå. Når det går i stå, tappes tonehøyde-kontrollen. Ikke en lykkelig dag.

Kraften som heisen må utvikle seg er løftearmen som kreves for å balansere dreiemomentet som stammer fra avstanden mellom flyrammene tyngdepunkt (CG) og vingens aerodynamiske sentrum.

enter image description here

Tenk på det som en seesag med en elefant som sitter nær sentrum og blir balansert av en mus 100 ganger lenger ut.

Resultatet er at hvis CG er akterut av det aerodynamiske sentrum, vil flyets nese naturlig rotere oppover, og heisen må skyve halen opp for å motveie.

Og hvis CG er foran det aerodynamiske sentrum, vil flyets nese naturlig rotere nedover, og heisen må skyve halen ned for å motveie.

Aft CG

Aft CG er et stort nei-nei. Alt kommer ned til gjenoppretting av stall. Hvis CG er bak det aerodynamiske sentrum, vil nesen rett og slett ikke komme ned hvis flyet stopper. Resultatet er at du aldri kan gjenvinne flyhastigheten, og du vil gå inn i det som kalles en dyp bod eller bladstall .

En vanlig årsak til fraktfly krasj er feil sikret last som skifter bakover umiddelbart etter rotasjon ved start. Dette beveger CG akterut, og flyet kan ikke lenger holde nesen nede og går raskt fort uopprettelig. Det er en berømt video for et tiår år tilbake av en amerikansk militær lastestråle som fikk lasten sin til å skifte tilbake ved start mens den forlot en flyplass i Midtøsten. Alle ombord døde, og jeg vil ikke legge ut lenken på grunn av følsomhet.

Overdreven fremover CG

Hvis det er for langt fremover, må heisen din produsere massevis av nedadgående kraft for å holde nesen oppe. Dette er slepet og ineffektivt. Men det er også (innenfor fornuftens grenser) å overleve.

Så hvor skal man legge CG?

Så langt tilbake som du trygt kan! Konkurransesveipiloter flytter CG til grensene for sikkerhet fordi de vil stoppe heisen fra å produsere nedadgående skyvekraft som koster dyrebare høydemeter.

Jetlinere vil ha en akter CG fordi den sparer drivstoff. Men ikke få panikk, de har strenge grenser for hvor langt de kan flytte den. For i like deler vil ingen pilot dø, og ingen mengde spart flydrivstoff dekker noensinne kostnadene for et styrtet fly.

+1, men ordlyden nitpick: "resultatet" av noe er positivt - det er ikke klart for meg hvordan "at du aldri kan gjenvinne flyhastigheten, og du vil gå inn i det som kalles en * dyp stall * eller * bladstall *" er en resultat - høres mer ut som en "ulempe". (Med mindre du virkelig mener at det på en eller annen måte er en god ting, men i så fall tror jeg det garanterer mer forklaring på hvorfor det er en god ting.)
Det er ikke konnotasjonen av "oppskudd" jeg er kjent med. Merriam-Webster foreslår ikke noen synonymer som har en positiv lutende konnotasjon: https://www.merriam-webster.com/dictionary/upshot.
Hu h. Jeg antar at jeg bare lærte det feil fra sammenhengen da, for jeg tror ikke jeg noen gang har sett det brukt med en ikke-positiv konnotasjon før. Dette antyder at det kanskje er mer utsatt for feiltolkning enn du kanskje skjønner, men jeg tar tilbake min nitpick - bruken din virker riktig!
Selvfølgelig er det et [english.stackexchange spørsmål] (https://english.stackexchange.com/questions/68948/does-upshot-denote-something-positive-negative-or-neutral) om dette :)
Dette er generelt feil. CP i seg selv har veldig lite å gjøre med stabilitet; det er dynamikken i bevegelsen som betyr noe, og fører til konseptet Aerodynamic Center (eller Neutral Point). Stall, selv om det er farlig, er heller ikke den avgjørende faktoren: du kan lage et fly med enorm heis som vil gi nok autoritet selv med en veldig bakre CG (forhindrer _nødvendighet_ av stall), men det kan fortsatt være ustabil. Per definisjon er ustabilitet tendensen til å avvike fra likevekt (og ikke noe mer), og det forbyr ikke kontrollert flyging.
Takk for at du påpekte feilen min med å bruke CP i stedet for AC. Ordlyden er endret. Likevel står jeg fremdeles ved svaret mitt. En uopprettelig bod er en veldig stabil konfigurasjon, det er problemet. Det er selvfølgelig mulig å designe et fly med et hvilket som helst antall konfigurasjoner, inkludert canards og haleløse fly. Imidlertid, bortsett fra visse eksotiske modeller, som er unntaket som viser regelen, eksisterer ikke disse konfigurasjonene i praksis. Standard konfigurasjon er stor vinge, liten hale, som trenger CG fremover for å komme seg fra en bod.
Poenget mitt var at "uopprettelig stall" er et av de praktiske problemene, men ikke _problemet. Det er ikke rettferdig å si at "det hele kommer ned til gjenoppretting av stall". Det faktiske problemet er selve tendensen til å gjøre ting verre: enhver forstyrrelse fører til enda større avvik fra equlibrium. Hvis det ikke blir merket av, vil det virkelig føre til stall, men hvis det blir korrigert i tide, vil flyet fly, og i noen forstand vil det til og med fly bedre: det er en grunn til at de fleste moderne krigere er statisk ustabile. Men det tar (normalt) en datamaskin å stabilisere slike fly; det er _ vanskelig_ å fly med en bakre CG.
Du tar ikke feil, men IMHO er din tilnærming for høyt nivå for dette spørsmålet. Du har helt rett i at det er nyanser til dette, og med aerodynamisk design kan du gjøre alle slags sprø ting. Men for myrstandardflyet, som ser ut som en Cessna eller en Airbus eller en C-135, er en akter CG farlig på grunn av muligheten for gode flyegenskaper frem til stall. Hvis du har annen informasjon, kan du koble til den i kommentarene, så vil jeg være sikker på å legge til svaret.


ⓘ
Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 4.0-lisensen den distribueres under.
Loading...