¿Cuál es la dirección del deslizamiento lateral inducido por el balanceo en un avión convencional?

Para responder a lo que escribiste: $c_{n_q}$es el momento de guiñada inducido por un movimiento de cabeceo. En una configuración simétrica convencional, esto es cero para el fuselaje y tiene un valor pequeño para los aviones de hélice, dependiendo de la dirección de rotación de la hélice. Si la hélice del tractor está girando en el sentido de las agujas del reloj (cuando lo ve el piloto), un movimiento de cabeceo positivo$q$(nariz arriba) causará un pequeño ángulo de deslizamiento lateral negativo$\beta$. Una aceleración de cabeceo positiva agregará un momento de precesión que, de manera similar, empuja el morro del avión hacia la derecha. Pero creo que quieres saber algo más.

Para responder a lo que quisiste decir: $c_{n_p}$es el momento de guiñada inducido por un movimiento de balanceo. El sistema de ejes que propone (con z apuntando hacia arriba) se usa para medir posiciones relativas dentro del fuselaje, pero para la mecánica de vuelo preferimos colocar el eje x en la dirección de vuelo, y hacia la derecha y z hacia abajo. Un movimiento de balanceo positivo$p = \omega_x\cdot\frac{b}{2\cdot v_{\infty}}$(o$p = \omega_x\cdot\frac{b}{v_{\infty}}$, se utilizan ambas definiciones) es de ala derecha hacia abajo, y un momento de guiñada positivo significa que el morro de la aeronave se mueve hacia la derecha, provocando ángulos de deslizamiento lateral negativos.

Cuando ocurre un movimiento de balanceo positivo en aire en calma, el momento de guiñada resultante es negativo, tirando de la nariz del avión hacia la izquierda, como dijo Federico. Por lo tanto,$c_{n_p}$es negativo

Pero la razón es diferente: cuando el piloto desvía los alerones y provoca una diferencia de sustentación en las alas izquierda y derecha y, en consecuencia, una diferencia en la resistencia inducida, el momento de guiñada causado por esa diferencia en la resistencia inducida se denomina$c_{n_\xi}$, el momento de guiñada debido a la desviación del alerón.$c_{n_\xi}$es positivo.

Una vez que el avión está en un balanceo constante, la amortiguación de balanceo$c_{l_p}$compensará completamente la sustentación diferencial causada por la desviación del alerón. Ahora, el movimiento de balanceo aumentará el ángulo de ataque local en el ala que se mueve hacia abajo cuanto más lejos esté del centro, y lo disminuirá en el ala que se mueve hacia arriba. Dado que la sustentación es perpendicular al flujo de aire local, el vector de la fuerza del aire en el ala que se mueve hacia abajo apunta ligeramente hacia adelante, y el del ala que se mueve hacia arriba apunta ligeramente hacia atrás. ¡Tenga en cuenta que la sustentación total producida por cada ala es aproximadamente la misma! El momento de balanceo de ambos es exactamente cero una vez que la velocidad de balanceo es constante. Sin embargo, la desviación del alerón disminuirá la sustentación en el ala que se mueve hacia abajo de tal manera que solo compensa el aumento del ángulo de ataque debido al movimiento de balanceo, y lo mismo ocurre con el ala que se mueve hacia arriba con su desviación del alerón con el borde de salida hacia abajo.

Lo que es diferente no es la magnitud, sino la dirección de sustentación en ambas alas. Esto empuja el ala que se mueve hacia abajo hacia adelante y el ala que se mueve hacia arriba hacia atrás, provocando un momento de guiñada negativo en un movimiento de balanceo positivo. Es por eso que su convencional$c_{n_p}$es negativo

Primero, una aclaración. El marco de referencia estándar para una aeronave, con una persona sentada en el asiento del piloto, es:

• eje x positivo delante de la aeronave
• eje y positivo en la dirección del ala derecha
• eje z positivo hacia abajo

Además, para ser claros acerca de las convenciones utilizadas en el resto de esta respuesta:

• rollo positivo es cuando el ala derecha está abajo
• deslizamiento lateral positivo$\beta$es cuando el piloto ve que el aire viene por el lado derecho.

Y, para completar,$C_{N_p}$es la derivada aerodinámica de la tasa de guiñada$r$(no$\beta$) en función de la tasa de balanceo$p$.

Tiempo$C_{N_q}$sería el debido a la tasa de tono$q$, pero eso no estaría dentro del rango especificado de conventional aircraft.

Ahora a tu pregunta.

cuando la aeronave comience a rodar, ¿experimentará deslizamiento lateral y, en caso afirmativo, en qué dirección (y sobre todo por qué)?

TL;DR versión:

Sí, experimenta deslizamiento lateral y velocidad de balanceo positiva$p$el deslizamiento lateral$\beta$será negativo.

Versión extendida:

• La velocidad de balanceo positiva significa que el ala derecha está girando hacia abajo y el ala izquierda hacia arriba.
• Esto se traduce en un ángulo de ataque momentáneamente más alto.$\alpha$visto por el ala derecha contra el ala izquierda
• Debido a esta diferencia en$\alpha$Visto por las alas, el ala derecha producirá un poco más de sustentación (y esta es la causa directa de la subvención del balanceo)
• Sin embargo, la desviación del alerón hará que el ala izquierda produzca significativamente más sustentación.
• Más sustentación significa más arrastre inducido
• Una mayor resistencia inducida significa que el ala izquierda tenderá a "retrasarse" y el ala izquierda avanzará.
• El avión ha girado así hacia el lado izquierdo, logrando una negativa$\beta$

La cantidad de$\beta$obviamente dependerá de la aeronave específica.

Puede encontrar más buscando información sobre el rollo holandés .

Instintivamente diría que si el ala derecha (vista de atrás) baja (...), se retrasará con respecto a la izquierda

Estás en lo correcto.

Esta respuesta está dirigida al caso en el que los alerones están centrados, la masa de aire local es uniforme y la aeronave se balancea por alguna razón desconocida (como la inercia rotacional retenida en el eje de balanceo debido a una perturbación anterior).

El ala derecha experimentará un mayor ángulo de ataque debido al movimiento de balanceo y, por lo tanto, experimentará más resistencia.

Si estamos hablando de un movimiento de balanceo constante (velocidad de balanceo constante) debido a alerones desviados, entonces es exactamente lo contrario: consulte https://www.av8n.com/how/htm/yaw.html#sec- guiñada adversa para más.

Del mismo modo, si una corriente ascendente golpea el ala ascendente y provoca el movimiento de balanceo.