En un viraje no simétrico, ¿cómo afectan el ángulo de deslizamiento lateral y el ángulo de deslizamiento lateral de empuje a las ecuaciones de movimiento?

Estoy haciendo un problema de mecánica de vuelo en el que se realiza un giro inclinado. El centro de gravedad de la aeronave está siempre dentro de un plano horizontal.

Para escribir las ecuaciones dinámicas, debo asumir algunas simplificaciones y condiciones. Uno de ellos es el siguiente:

El ángulo de deslizamiento lateral del empuje es igual y de signo contrario al ángulo de deslizamiento lateral del avión, es decir: ( v = − β ).

Ángulo de deslizamiento lateral ( β ) se define como el ángulo que forma el vector velocidad con el eje longitudinal del vehículo en el centro de gravedad en un marco instantáneo.

Ángulo de deslizamiento lateral de empuje ( v ) se define como el ángulo que forma el vector de empuje con el eje longitudinal del vehículo en el centro de gravedad en un marco instantáneo. https://en.wikipedia.org/wiki/Slip_(aerodinámica)#Sideslip_angle

Luego, tengo que escribir las ecuaciones dinámicas para el vuelo simétrico y para el vuelo no simétrico.

Mis preguntas son:

  • En mi opinión, la condición escrita anteriormente no debe tenerse en cuenta para el vuelo simétrico , por lo que ( β = v = 0 ) . ¿Es correcta esta afirmación?
  • Para el caso asimétrico, he dibujado el siguiente esquema de velocidad y empuje. Pero no estoy seguro si es correcto porque no tiene sentido, a pesar de que es lo que dice la condición: ( v = − β ) . ¿El esquema es correcto según la condición? (El esquema es la vista superior de la aeronave).

Esquema de velocidad de empuje.

En su gráfico, ¿qué significan los subíndices b e i? Usualmente b es cuerpo e I es inercial. Pero entonces, ¿por qué el empuje no debería ser paralelo al eje x del cuerpo?
¡Sí! Esto significa que. La razón por la cual el empuje no es paralelo al eje es porque la afirmación dice que el empuje tiene un ángulo de deslizamiento lateral. v y creo que este ángulo se mide entre el empuje y el eje X. Por favor corrígeme si estoy equivocado. @DeltaLima
Si entiendo bien la situación, la aeronave está volando con el eje del cuerpo alineado con el eje de inercia y deslizándose hacia la derecha. Por ejemplo, el avión está en final cercano, alineado con la pista y corrigiendo por un viento cruzado desde la derecha.
¿Puede indicar la definición del ángulo de deslizamiento lateral del empuje y el ángulo de deslizamiento lateral del avión? ¿Entre qué dos vectores/ejes se mide cada uno?
@JanHudec ¡Sí! Acabo de editar mi publicación con estas definiciones.
@ Airman01, el diagrama parece ser correcto de acuerdo con esa definición, pero con los motores fijos en el fuselaje, tengo que preguntarme qué podría causar el cambio de definición. v .
¿Este problema se refiere específicamente a un avión propulsado por hélice?
@DeltaLima el enfoque del problema no debe ser dirigido a ningún tipo de aeronave. Es más como un problema de física, en realidad el avión se puede considerar como un punto (centro de gravedad) que está realizando un giro peraltado de tal manera que la trayectoria es una circunferencia en el plano horizontal.
La razón por la que pregunto es que las hélices tienden a producir una fuerza lateral opuesta al ángulo de deslizamiento lateral, lo que explicaría la extraña "simplificación". Estás seguro que v denota el ángulo de deslizamiento del lado de empuje y que no está confundiendo v que generalmente denota el componente de la velocidad relativa del viento a lo largo del Y b ¿eje?
@DeltaLima: en las hélices, la fuerza de empuje se compensa en una dirección ortogonal al ángulo de deslizamiento lateral, es decir, hacia arriba o hacia abajo. No conozco ningún mecanismo que provoque un desplazamiento de 180°. No en hélices, jets o cohetes. Bueno, los cohetes con un control de cardán defectuoso podrían hacer esto, pero no tardaría mucho en estrellarse.

Respuestas (1)

Confiando en la física, hacer que una masa ejecute una trayectoria circular requiere una fuerza centrípeta adecuada. En un avión en un viraje balanceado alabeado, esto proviene del componente de sustentación hacia adentro debido al ángulo de alabeo.

However, if the turn is not properly co-ordinated, there can be additional contributions to the centripetal force from the power plant thrust no longer being directed tangentially and sidethrust on the airframe due to slip.

The extreme case is the flat turn where the wings remain level and the power plant thrust has an inward component due to the sideslip.

That said, apart from an airplane having vectoring thrust, the only reason for a thrust sideslip angle I can think of is that many single airscrew airplanes have built-in sidethrust to counteract engine torque. However there is no requirement for the engine sidethrust angle to equal the slip angle, so in that case the assumption that the two angles are the same cannot be valid.

La línea de empuje de una hélice de aire no cambia con el deslizamiento. El deslizamiento provoca un empuje asimétrico en las palas que precede giroscópicamente, por lo que la hélice crea un par que tiende a aumentar el ángulo de deslizamiento.

¿Produciría un gemelo con un motor apagado y algo de banco en el motor en funcionamiento (suposición común y técnica para reducir Vmca) los ángulos que se discuten aquí?
En un viraje no simétrico, ¿cómo afectan el ángulo de deslizamiento lateral y el ángulo de deslizamiento lateral de empuje a las ecuaciones de movimiento?
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