¿El trimado para velocidad constante es igual al trimado para ángulo de ataque constante?

Respuesta corta: Sí

Generalmente tienes razón. Estás trimando la aeronave para un punto en su polar, y ese punto se alcanza en un ángulo de ataque específico.

Usted mismo dice que debemos ignorar los efectos secundarios como el estallido de la hélice, y bajo esta condición tiene razón. Recortar significa establecer la distribución de sustentación entre la superficie del ala y la cola, y esto establece directamente el ángulo de ataque.

Ahora la parte más elaborada de la respuesta.

Ajusta la aeronave para una presión dinámica específica, que es el producto de la densidad del aire y la velocidad de vuelo. Si cambia ligeramente su pregunta de "recortar para velocidad constante" a "recortar para velocidad constante indicada", gana precisión y la respuesta sigue siendo sí. Con un cambio en la altitud, también afectará el número de Reynolds en el que vuela el avión, y se alcanza el mismo punto polar con un ángulo de ataque ligeramente más alto cuanto más bajo es el número de Reynolds cuando el avión sube al aire más frío.

A su vez, la demanda de elevación se incrementa. No cambiar el ajuste durante un giro permitirá que la aeronave acelere para aumentar la sustentación en un ángulo de ataque sin cambios. Es por eso que tiras más cuando giras: quieres aumentar el ángulo de ataque, para que la velocidad se mantenga constante. Al acelerar, vuelves a cambiar el número de Reynolds e indirectamente también el ángulo de ataque, pero este efecto es muy pequeño.

Cuando cambia la configuración de energía, agrega energía a la aeronave a un ritmo diferente. El empuje se vuelve más grande y es contrarrestado por la suma de la resistencia y el componente de peso que actúa en paralelo al vector de empuje. Ahora se reduce el componente vertical del peso , al igual que su necesidad de sustentación, pero muy ligeramente. Este efecto por sí solo significa que volará a una velocidad ligeramente menor, lo que también afectará muy levemente el ángulo de ataque. Pero como no cambiaste el trimado, la distribución de la sustentación entre el ala y la cola no cambia, por lo que el ángulo de ataque es el mismo, excepto por un minúsculo efecto del número de Reynolds.

Aumentar el empuje también aumentará la explosión de la hélice sobre las superficies de la cola, haciéndolas más efectivas y cambiando ligeramente el equilibrio de la aeronave. Dependiendo de la dirección de la sustentación de la cola, el resultado es un aumento o una disminución del ángulo de ataque, pero este es precisamente el efecto que quería que descartáramos.

Otro efecto secundario es una pérdida constante de peso a medida que el motor quema combustible. Esto hace que la aeronave sea más liviana, por lo que requiere menos sustentación y un ángulo de ataque más pequeño con el tiempo para permanecer a la misma velocidad. Dado que recortó un punto polar específico, la aeronave tendría que reducir la velocidad para permanecer en este punto polar con su peso más bajo. Pero el menor peso también crea menos resistencia, por lo que en lugar de reducir la velocidad, el avión ascenderá. Ahora, la densidad reducida requerirá más ángulo de ataque y reducirá la potencia del motor, por lo que al final se mantiene el mismo ángulo de ataque a una altitud más alta pero con una velocidad aérea indicada ligeramente más baja.

Excelente pregunta. Sí, cuando trima, lo hace para el ángulo de ataque, independientemente de todos los demás factores (es decir, la configuración de la aeronave, la ubicación del centro de gravedad, etc.). consecuencia del asiento en lo que se refiere al vuelo nivelado.

Este ajuste del ángulo de ataque también es válido para un avión dentro de un viraje lateral. Debido a la mayor carga alar dentro del propio viraje, el ajuste natural de la aeronave en realidad buscará una mayor velocidad aerodinámica para mantener el equilibrio en el mismo ángulo de ataque. Si no se aumenta la potencia, el avión descenderá en busca de ese equilibrio. Sin embargo, si se agrega potencia y el avión se inclina para verificar su ascenso, continuará manteniendo el mismo ángulo de ataque pero a la velocidad aerodinámica más alta.

Incidentalmente, me han dicho que esta es la razón por la que la Marina inicialmente comenzó a volar con ángulo de ataque constante en lugar de velocidad constante... incluso antes de la llegada de los indicadores AOA y los indexadores de aproximación a fines de la década de 1950.

En ese entonces, estaban volando básicamente en una aproximación plana desde la posición 180 hacia "la ranura" justo detrás del barco, descendiendo a 90 pies sobre la superficie para tener un poco más de 20 pies de espacio libre en el Fantail, sin tener en cuenta ningún cabeceo y oleaje introducido por un barco que navegaba hacia las olas, antes de que un LSO emitiera una "señal de corte" con lo cual el piloto cortaría la potencia, mantendría la nariz y se dejaría caer sobre la cubierta. Pero esta altitud precariamente baja se volvió completamente peligrosa en la era de los jets con velocidades de aproximación de 120 nudos. Para evitar el fantasma de volar contra las olas, los procedimientos de aproximación se codificaron para insistir en que, cuando el piloto alcanzaba la posición 180, se configuraran (gancho, ruedas, flaps hacia abajo) y se recortaran "en velocidad" antes. comenzando su giro hacia la estela del barco. Una vez hecho, se añadiría potencia para mantener la altitud dentro del viraje, ¡pero NO SE INTRODUCIRÍAN COMANDOS DE CABECEO! Debían aceptar cualquier velocidad que exigiera esta condición recortada. Comenzando a 120 nudos y utilizando un giro de un cuarto de peralte (22,5 grados), esto resultó en un aumento de la velocidad aerodinámica de alrededor de 5 nudos. Aparentemente, funcionó y ha sido evangelio desde entonces.

Si esta historia es apócrifa o no es un tema de debate: la obtuve de un comandante de la Marina retirado cuya carrera abarcó desde finales de la década de 1940 hasta la década de 1970; desde accesorios voladores hasta F-8 Crusader voladores. Nunca he podido encontrar ninguna documentación publicada que respalde esto, pero parece lo suficientemente plausible como para compartirla con ustedes aquí hoy.

Esta es una pregunta interesante. Sin embargo, creo que ambas afirmaciones están equivocadas.

"Recortar para velocidad constante" no es técnicamente posible, ya que el ajuste en sí no tiene nada que ver con la velocidad. Como probablemente sepa, debe ajustar tanto el acelerador como el trimado para que el avión vuele nivelado a una velocidad constante. Trim solo controla su elevador (sin tener en cuenta los otros dos trims que también suelen tener los aviones más grandes). Cuando "recortas para obtener una velocidad constante", por lo general ajustas la configuración de potencia mientras mantienes el avión volando a cierta altitud. Luego (o incluso mientras ajustas tu velocidad) ajustas el avión para trabajar con tus brazos ;)

Una vez que estás volando a una velocidad constante, puedes decir que el ángulo de ataque sigue siendo el mismo cuando no estás descendiendo/ascendiendo. Sin embargo, no viene la parte difícil:

1. Está diciendo que la aeronave volverá a encontrar una condición equilibrada, lo cual es correcto. Sin embargo, has disminuido el poder, por lo que has cambiado una fuerza. Por eso, las otras fuerzas también deben cambiar para equilibrarse entre sí. Por lo tanto, el ángulo de ataque NO será el mismo cuando el acelerador sea diferente.
2. Nuevamente, al cerrar el acelerador, la aeronave encontrará una nueva condición de equilibrio y, nuevamente, el ángulo de ataque cambiará.

Otra pregunta interesante es: cuando está volando en una condición recortada y disminuye el acelerador, luego de un tiempo vuelve a aumentarlo a la configuración original, ¿volverá la aeronave al vuelo nivelado? - La respuesta es sí, pero no ;) Sí, porque ahora todas las fuerzas han vuelto a la condición original, por lo que el avión debe tener la misma actitud. No, porque al descender, la densidad del aire cambiará, por lo que la resistencia del aire se vuelve más grande, lo que impone una mayor fuerza o resistencia en el avión, lo que vuelve a estropear el equilibrio.