¿Cuál de estos es cierto para un planeador que vuela con un ángulo de ataque constante?

Estoy tratando de responder a la siguiente pregunta, pero no estoy seguro de cuál es la correcta.

Un planeador planea con un ángulo de ataque constante a lo largo de su trayectoria. Podemos asumir la hipótesis de los ángulos pequeños. Bajo estas condiciones, se debe cumplir lo siguiente:

a) Ninguna de las otras respuestas es correcta.

b) C L = C L o pag t

C) D ^ = constante

d) α = α metro a X

e) V debe permanecer constante

Nota: D con sombrero significa resistencia adimensional.

He estado tratando de descartar algunos de ellos, pero todavía estoy dudando si la respuesta correcta es (a) o (e). ¿Puedes ayudarme a adivinar cuál es el correcto?

¿Puede discutir su razonamiento para reducirlo a (a) o (e)?
¿Es esto un problema de tarea? Realmente no tiene sentido y parece ligero en el contexto.
He descartado (d) porque el hecho de que el ángulo sea constante no significa que tenga que ser máximo. Además, descarté (b) porque el coeficiente de sustentación óptimo se logra en un ángulo de ataque específico, no en uno dado constante. También descarté (c) porque el arrastre adimensional depende de la velocidad adimensional y el factor de carga, que no necesitan ser constantes. Así que me quedan, (e) y (a). No estoy seguro si el hecho de tener un ángulo de ataque constante hace que la velocidad sea constante, y si esto no es correcto, solo queda (a). Y sí, esta es una pregunta de un examen anterior que estoy tratando de resolver.
Esta no es una muy buena pregunta porque no está claro si el camino es lineal o, como sugirió una respuesta, si posiblemente podría estar involucrado un movimiento similar al "fugoides". Si es lo primero, la respuesta tendría que ser c y e.

Respuestas (2)

Dos cosas son importantes aquí:

  • Se trata de un planeador, por lo que no se consume combustible, y la masa es constante en el tiempo.
  • El ángulo de ataque es constante. Esto significa también que los coeficientes de sustentación y arrastre son constantes.

Si la masa y el coeficiente de sustentación son constantes, y asumimos un factor de carga constante (implícito en la gliding along its pathdescripción), la presión dinámica también es constante y la velocidad del aire cambia con la raíz cuadrada de la densidad del aire. Glidingimplica que la altitud disminuye, por lo que la velocidad indicada será constante, pero la velocidad real disminuirá. Desafortunadamente, la condición e) no es lo suficientemente precisa para hacer esta distinción. e) podría ser correcta o no, dependiendo de la definición de V.

Sugeriría que también c) podría ser una respuesta correcta: si el ángulo de ataque y la masa son constantes, también debería serlo el coeficiente de arrastre. Sin embargo, deslizarse hacia abajo también implica que el número de Reynolds cambia porque la velocidad real disminuye y la temperatura aumenta durante el deslizamiento. Estrictamente hablando, esto también significaría un coeficiente de arrastre que cambia muy lentamente.

Las respuestas b) yd) son falsas y estoy de acuerdo con tu razonamiento.

Solo un punto menor, planear no tiene por qué implicar una disminución de la altitud, si estás planeando dentro de una masa de aire ascendente (de hecho, muy común con los planeadores ;-))
@Lnafziger: Solo en el levantamiento de olas el aire estaría lo suficientemente tranquilo para que el ángulo de ataque se mantuviera constante, pero sí, esto es posible. Todas las demás formas de corrientes ascendentes provocarían variaciones de AoA, por lo que asumí un vuelo en aire en calma.
¡Muchos gracias! Tu respuesta me hizo ver mejor el enfoque. ¡Estoy de acuerdo contigo en que (c) es la más correcta! @PeterKämpf
Como esta es una pregunta de examen, suponiendo que el planeador se deslice lo suficiente como para que el aumento del número de renolds pueda ser incorrecto. La pregunta asume un ángulo de planeo pequeño, por lo que la variación de altitud puede ser insignificante (sin mencionar que no se menciona la hipótesis del aire en calma).
"la masa es constante en el tiempo" ¡no con un tubo de alivio! No estoy de acuerdo con la afirmación de que hay cambios de AOA en ascensor. La elevación puede ser bastante constante, y esta es una pregunta idealizada de todos modos.

El ángulo de ataque constante implica un C D constante y un C L constante .

El hecho de que el avión sea un planeador implica una masa constante.

'a lo largo de su trayectoria' no implica que el ángulo de la trayectoria sea constante.

En un movimiento fugoide, el ángulo de la trayectoria de vuelo oscila, al igual que la velocidad y el factor de carga, pero el AoA es constante (por aproximación).

Podemos suponer que la aeronave está en un movimiento fugoide con baja amplitud y/o período largo, por lo que la hipótesis de ángulos pequeños es válida.

Supongo que el arrastre adimensional es constante durante el movimiento fugoide aunque tanto la velocidad como el factor de carga cambien constantemente. Se anulan entre sí. El hecho de que el coeficiente de arrastre adimensional C D sea constante también es una pista aquí.

mi respuesta seria 'c'

Muchísimas gracias. Le pedí a mi profesor que verificara la respuesta y fue exactamente lo que me dijiste.
¿Cuál de estos es cierto para un planeador que vuela con un ángulo de ataque constante?
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