¿Cómo se cuantifica la eficacia del timón en función del ángulo de alabeo?

Actualmente estoy revisando, solo por diversión, la dinámica de aeronaves basada en escenarios OEI (un motor inoperativo). Después de leer que se requieren "fuerzas de pedal más bajas en ángulos de alabeo más altos", me hizo pensar en cuán diferentes podrían ser las fuerzas de timón aplicadas en dos casos de prueba diferentes:

  1. Pérdida del motor izquierdo --> necesita timón para moverse a la derecha
  2. Pérdida del motor derecho --> necesita timón para moverse a la izquierda

Para todos los efectos, supongamos que los casos 1) y 2) vienen con una aeronave que tiene el mismo ángulo de alabeo (punta del ala derecha más alta que la punta del ala izquierda). En última instancia, en cuyo caso, 1) o 2), ¿debería ser mayor la desviación del timón? Por lo tanto, ¿qué caso requeriría mayores fuerzas de pedal?

Respuestas (1)

Normalmente, el caso del motor derecho solamente (fallo del motor izquierdo) requiere más entrada de timón para corregir el empuje asimétrico que el caso del motor izquierdo solamente porque el factor P de la hélice da como resultado una mayor efectividad del timón cuando se vuela con el motor izquierdo (la línea de empuje neto del motor izquierdo). el motor, al estar desplazado hacia la derecha del disco de la hélice, está más cerca del timón, por lo que el timón tiene menos trabajo que hacer, y más lejos del timón en el lado derecho, por lo que tiene más trabajo que hacer).

A menos que el motor tenga hélices que giran en sentido contrario, en cuyo caso los efectos del factor P son simétricos, por lo que los requisitos del timón son los mismos en una situación de motor apagado.

Más allá de eso, en un gemelo con motores montados en las alas generalmente, para lograr un vuelo coordinado, se inclina ligeramente hacia el motor vivo (normalmente, 5 grados de inclinación hacia el motor vivo es la regla general que se usa para el entrenamiento con varios motores).

La razón por la que se ladea es que el empuje del motor vivo, sumado al empuje lateral de la aplicación del timón, provoca una línea de empuje resultante que está sesgada hacia el motor muerto, y usted vuela ligeramente hacia los lados con las alas niveladas. Inclinarse hacia el motor vivo introduce un componente de deslizamiento lateral en la dirección opuesta, hacia el motor vivo, realineando la línea de empuje resultante (más o menos) hacia adelante.

El resultado es que el avión vuela ligeramente inclinado, pero en línea recta por el aire, es decir, sin deslizamiento lateral aunque el lado del ala del motor vivo esté un poco hacia abajo. La bola de derrape apuntará al centro de la tierra, pero esa ubicación de la bola en el vial es hacia el ala inferior (la bola debe estar aproximadamente a la mitad del ancho de la bola fuera del centro hacia el motor vivo).

Básicamente, el deslizamiento lateral está cancelando el empuje lateral causado por el desplazamiento del timón o, por el contrario, la entrada del timón está contrarrestando la tendencia al deslizamiento lateral del ligero alabeo que se está aplicando.

Puede inclinarse más que eso, y requerirá incluso menos timón, pero ahora estará deslizándose lateralmente hacia el motor vivo y si está en un gemelo ligero en un día caluroso con mucha basura a bordo, no lo hará. estar escalando hasta que se corrigen las cosas.

Por lo tanto, se requiere más desplazamiento del timón, en igualdad de condiciones, cuando el motor "crítico" ha fallado, generalmente el izquierdo si ambos motores giran en la misma dirección, en el sentido de las agujas del reloj desde atrás. Si los motores giran en sentido contrario, como en un Lockheed P-38, o los gemelos Piper que tenían esa característica, no hay un motor crítico y los desplazamientos y fuerzas son los mismos para cualquiera de los motores, aunque aún debe inclinarse ligeramente en el motor en vivo para mantener un verdadero vuelo coordinado.

En aviones a reacción con motores montados en el fuselaje, esta inclinación hacia el motor vivo no es necesaria y no se enseña, espero porque la cantidad de inclinación requerida es solo uno o dos grados, no es suficiente para molestarse.

Boeing enseña el uso de un ligero ladeo hacia el motor en funcionamiento. Creo que Airbus también lo hace. Aquí hay una cita del Manual de entrenamiento de la tripulación de vuelo del Boeing 777: “Cuando se ajusta el timón para nivelar la rueda de control, el avión mantiene el rumbo. Es posible que se note una pequeña cantidad de inclinación hacia el motor en funcionamiento en el indicador de inclinación. El indicador de deslizamiento/derrape está ligeramente desplazado hacia el motor en funcionamiento”.
¡Ah gracias! Me preguntaba sobre eso. Fui entrenado en los CRJ y espero que los motores montados en la cola lo hicieran menos importante, a pesar de que todavía tienes una guiñada bastante fuerte cuando un solo motor está en empuje TO. Probablemente el ángulo de alabeo requerido es de solo 2 grados, no lo suficiente como para molestarse.