¿Cuál es el ángulo máximo que el F-16 puede girar en xxx segundos mientras vuela a velocidad de esquina?

Para calcular esto, debe consultar el diagrama de maniobra de energía de la aeronave. Este diagrama muestra, para una altitud y un peso bruto especificados, el exceso de potencia por unidad de libra de peso que tendría la aeronave con el dispositivo de poscombustión completo a cualquier carga g y velocidad aerodinámica real. Habría un gráfico diferente para cada combinación de configuración de aeronave, peso bruto y altitud de densidad.

La tasa de giro instantáneo se representa en la escala vertical, la velocidad aerodinámica real o el número de mach se representa en la escala horizontal. Las líneas curvas cóncavas que van desde la parte superior izquierda hasta la derecha representan condiciones de vuelo de carga G constante, mientras que las líneas rectas que irradian desde el origen representan un radio de giro constante. El pico de la envolvente de vuelo (a aproximadamente Mach 0,7, 20 grados/segundo de velocidad de giro y 8 Gs) es la velocidad de esquina. Las líneas que comienzan en el límite izquierdo o en la parte inferior, van hacia arriba, se curvan hacia la derecha y luego regresan. hacia abajo, y están etiquetados con valores 600, 400, 300, 0, -200, etc., se llaman Ps (pronunciado P-sub-S), líneas. Representan el poder específico, o en realidad, Exceso de potencia específico: una medida de cuánta potencia por libra de peso del avión le habría sobrado al avión para ascender o acelerar en el punto representado en el diagrama. Entonces, en la parte superior del diagrama, a la velocidad de esquina, donde la velocidad de giro está cerca de los 20 grados/seg., el exceso de potencia específico es inferior a -800. La curva de -800+ Ps indica que la aeronave, si estableciera el vuelo en esas condiciones, perdería energía (velocidad aerodinámica o altitud) a una velocidad superior a los 800 pies/seg negativos.

El mejor rendimiento en el diagrama que se puede sostener , por otro lado, es el punto más alto en la línea de cero Ps, que está en mach 0.8, 7 Gs, y produciría una velocidad de giro sostenida de poco más de 14 grados/seg. .

Entonces, en un giro nivelado, a Mach 0.8, 7 Gs y 14 grados por segundo, el F-16 podría girar 180 grados en aproximadamente 13 segundos.

Por supuesto, si la aeronave realiza el viraje en descenso, puede realizar el viraje en menos tiempo. De hecho, esta es una maniobra de entrenamiento común, girar 180 grados en el menor tiempo posible. Se realiza rodando en 135 grados de inclinación a la velocidad de esquina o ligeramente por encima de ella y tirando con la carga G máxima. La maniobra se realiza con la carga G máxima disponible, en un plano constante inclinado a 45 grados de la horizontal. El ángulo de alabeo (comenzando en 135 grados), disminuye a lo largo de la maniobra, alcanzando 90 grados de alabeo después de 90 grados de giro y 45 grados de alabeo al final de la maniobra (después de 180 grados de giro). A 15,000 pies MSL, esto generará casi 20 grados por segundo y se puede hacer en unos 10 segundos.

Para un giro descoordinado, todo es posible, ¡considere un martillo, un wing over o un Lomcovak! Para un giro coordinado de altitud constante , el peso afecta la carga y la entrada en pérdida, lo que sí juega un papel. Los dos factores principales son el ángulo de inclinación y la velocidad de giro. A medida que el ángulo de alabeo aumenta, el factor de carga o el empuje requerido para la velocidad limitará la capacidad de alabeo de la aeronave.

Para responder completamente a su pregunta requiere más información como el peso, límite de carga, velocidad de entrada en pérdida de la aeronave en la configuración del giro, condiciones atmosféricas, etc.

A medida que aumenta el ángulo de alabeo y la tasa de giro, también debe hacerlo la velocidad y el factor de carga, pronto se excede la potencia disponible o la capacidad estructural de la aeronave. A medida que la aeronave se acerca a un banco de 90 grados, el componente de elevación vertical se acerca a cero, la velocidad y la carga requeridas para mantener la altitud se acercan al infinito.

El gráfico y el rendimiento de giro del F-16 se analizan en detalle aquí...

El "Manual de conocimientos aeronáuticos del piloto de la FAA" proporciona las fórmulas para la velocidad de giro y el radio de giro en la página 4-34. El capítulo 15 de "La ciencia del vuelo" de WN Hubin (1992) es la fuente de las otras fórmulas.

Las variables utilizadas son:

  V = true airspeed in knots    
  R = turning radius in feet    
  θ = bank angle in degrees    
  ω = rate of turn in degrees per second
  g = 11.26

  Note: The FAA formulas use deg/sec, while Hubin uses rad/sec.

Por ejemplo, a 120 nudos y un ángulo de alabeo de 30°, el radio de giro y la velocidad de giro son:

Hubin entra en mayor detalle y proporciona información para otros escenarios.

La fórmula para un giro de velocidad estándar (3 grados/seg) es...

pero se pueden conectar otras velocidades.

El AOA es de 15 grados y tirando de 9G para hacer el giro de máximo rendimiento en giros nivelados en F16. (22 grados/seg)