¿Cómo puedo calcular el ángulo de alabeo mínimo posible para un giro con un radio dado?

Sé que puedo encontrar un límite superior para el ángulo de alabeo de un avión, si conozco el factor de carga máxima sostenida de ese avión porque el ángulo de balanceo y el factor de carga norte z a su vez están directamente relacionados:

t a norte ( φ ) = norte z 2 1 o φ = a r C t a norte ( norte z 2 1 )
Y también sabía que el ángulo de alabeo no sería más de 30° para aviones civiles y 75° y más para aviones militares.

Pero mi pregunta es:

¿Cómo se puede obtener el ángulo de alabeo mínimo posible que un avión puede usar para realizar un giro con un radio dado antes de alcanzar la velocidad de pérdida ?

También quiero saber si se conoce la velocidad de pérdida, podemos usar la fórmula:

W = V / R

para calcular la velocidad angular de giro (por supuesto, teniendo en cuenta el nivel de giro)?

¿Estas publicaciones contienen la respuesta a su pregunta? Aviation.stackexchange.com/q/38390/1467 Aviation.stackexchange.com/q/53875/1467 (que también es tuyo ) 1467

Respuestas (2)

dado un radio R y una velocidad V , el ángulo de inclinación se puede calcular mediante:

ϕ = un bronceado ( V 2 R gramo ) ,

dónde gramo es la aceleración de la gravedad. Esto muestra que cuanto más baja se vuelve la velocidad, más bajo se vuelve el ángulo de alabeo. La velocidad más baja alcanzable es la velocidad de pérdida, sin embargo, debemos tener en cuenta el factor de carga durante el giro.

el factor de carga norte durante el turno es:

norte = 1 porque ϕ

Debido al aumento del factor de carga, la velocidad de pérdida aumenta en el giro:

V s t a yo yo , t tu r norte = V s t a yo yo norte

El ángulo de alabeo mínimo para un giro con radio R ocurrirá cuando la velocidad sea igual a la velocidad de pérdida para ese ángulo.

Resolviendo esto matemáticamente para ϕ resultados en:

ϕ metro i norte = un bronceado ( V s t a yo yo 2 R 2 gramo 2 V s t a yo yo 4 )

Tenga en cuenta que es el enfoque teórico; en la práctica, no volaría a la velocidad de pérdida, especialmente durante los giros.

Las unidades están todas en SI, debe aplicar factores de conversión si desea utilizar unidades de aviación.


Ejemplo:

  • V s t a yo yo = 50 m/s (aprox. 97 nudos)
  • R = 400 metros
  • ϕ metro i norte = ~39,6 grados
  • V = ~57 m/s (aprox. 111 nudos)
¿Puedo saber el ángulo de alabeo habitual de los aviones militares y civiles? Me refiero al ángulo de alabeo habitual y, por lo tanto, a la velocidad, para hacer un giro completo, ¿o no es posible saber esa información?
@Ahmed No entiendo lo que quieres decir. Hay tres variables relacionadas en la mecánica de giro simple: velocidad, ángulo de inclinación y radio de giro. Si conoces dos de ellos, puedes calcular el tercero. Para operaciones típicas de aeronaves, el ángulo de alabeo y la velocidad son controlados por el piloto, el resultado es el radio de giro. Para aviones de pasajeros, se suele utilizar un ángulo de alabeo máximo de 25 o 30 grados. En otros casos, se da el radio del giro (ver radio de giro fijo ) y el ángulo de inclinación es el resultado.
ok, lo tengo, quiero volver a preguntarte sobre la ecuación, parece que no podemos poner el ángulo de inclinación = 90 grados (en un giro de nivel coordinado), ¿estoy en lo correcto?
@Ahmed Así es. Si las alas giran 90 grados, el vector de sustentación es completamente horizontal. Eso significa que ya no hay componente vertical para contrarrestar la fuerza de la gravedad. Esto significa que la aeronave acelerará hacia abajo y, por lo tanto, ya no será un viraje nivelado.
Todavía no tiene un v, o g dado, que dependa de v. ¿Qué se podría hacer es tener una variable r para las velocidades elegidas, trazar en el gráfico y extrapolar a v estancamiento? En otras palabras, puede que no sea posible girar el avión en un radio determinado de forma segura (¡a menos que sepas de cabeza de martillo!).
@RobertDiGiovanni No entiendo lo que quieres decir con tu primera oración. g es la aceleración de la gravedad, aprox. 9,81 m/s^2. V se sigue de las fórmulas
Trazar el radio (podría calcularse) de un alabeo de 60 grados volado de forma segura (nudos por encima del margen de pérdida), luego lo mismo para 45, 30, etc. Debería generar una comparación de la trama del radio. Información del gráfico de velocidad de pérdida acelerada POH.
DeltaLima es esa la g en tu turno? Probaré mi gráfico (un poco anticuado) para los datos de Cessna 172 POH.
@RobertDiGiovanni no, el "g en tu turno" es el factor de carga, "n". Para 60 grados, n = 2, lo que significa que es un giro de 2g.
Entonces, ¿podría mostrar un radio de giro de 60 grados, 2 G a 100 nudos?
Encontrado en la web R pies = V nudos cuadrados/(11,26 × ángulo de alabeo tan). ¿Alguna idea?

TL; DR: simplemente suponga que está volando a su velocidad de pérdida y calcule el ángulo de alabeo a partir de ahí.

No vuele a su velocidad de pérdida, especialmente en un giro, se detendrá y podría tener serios problemas.

Asumiendo que estás volando a tu velocidad de pérdida V s t a yo yo , y quieres tener un giro con radio R , necesitará tener una velocidad de giro de

ψ ˙ = V s t a yo yo R

y un ángulo de banco de

ϕ = a t a norte ( V s t a yo yo 2 gramo R )

(dónde gramo es la aceleración de la gravedad) te permitirá volar de forma coordinada.

Todos los términos están en unidades SI.

@Ahmed, no puedes volar por debajo de la velocidad de pérdida, así que ese es el ángulo. sí, cada avión tendrá una velocidad de pérdida diferente y, por lo tanto, un "ángulo mínimo" diferente, pero la respuesta no cambia.
La velocidad de pérdida depende del factor de carga, por lo que en un giro nivelado coordinado la velocidad de pérdida será mayor que en un vuelo recto y nivelado. Eso debe tenerse en cuenta...
@CptReynolds de hecho. Mira mi respuesta.
@DeltaLima Perfecto!
Como sabemos el radio, se podría trabajar como un medio círculo, con la circunferencia como 1/2(2piR) = piR. Para una velocidad dada, el delta v en el semicírculo sería 2x la velocidad de entrada v. El tiempo de tránsito sería distancia/v. G sería delta v/t. Eso es todo lo que tengo. El radio mínimo seguro sería una excelente información de POH para cualquier aeronave, particularmente grande.
" podrías tener serios problemas ": ¡bueno, eso es un buen eufemismo! O una forma diferente de decir que podrías morir.