¿Hay algún efecto que contribuya a la estabilidad de balanceo incluso en ausencia de deslizamiento lateral?

¿Existe alguna dinámica física, que involucre la colocación del ala alta, el efecto "péndulo" del CG muy por debajo del ala, o cualquier otra cosa, que contribuya a la estabilidad de balanceo de una manera que NO dependa de las fuerzas aerodinámicas generadas por el deslizamiento lateral?

A los efectos de esta pregunta, la "estabilidad de balanceo" se define como una tendencia a balancearse hacia el nivel de las alas, o una tendencia reducida a balancearse hacia un ángulo de alabeo más pronunciado. Quizás un mejor término podría ser "estabilidad en espiral".

De hecho, he pensado en dos de esos efectos, pero me tomará tiempo formular una respuesta cuidadosa antes de publicar
¡UH oh! El temido "efecto péndulo". ¡Espero que Peter Kampf no esté escuchando!
Los parapentes son fascinantes porque tienen una geometría anédrica tremenda y, sin embargo, son bastante estables al rodar (mucho mejores que los ala delta para volar en la nube sin la instrumentación adecuada: un piloto de hg está conectado al planeador por una sola correa flexible para que su peso pueda verse como actuando en el punto donde la correa se conecta al planeador, mientras que las líneas de un parapente actúan esencialmente como puntales rígidos y fijan el peso efectivo del piloto muy por debajo del ala). Ver también modelos de aviones de vuelo libre con configuración de parasol. Pero, NO estoy diciendo aquí que el "efecto péndulo" no implique un deslizamiento lateral.
No puedo encontrarlo en este momento, pero PK y yo tuvimos una larga discusión de comentarios sobre el "efecto péndulo". Salí convencido de que no existe para un avión rígido. Pero, por la razón que mencionas anteriormente, las líneas flexibles, creo que podría aplicarse a los parapentes, etc. Sigo queriendo hacer la pregunta sucinta de "¿existe el efecto del péndulo?" Pero creo que simplemente se cerraría como un engaño de una de las preguntas que vinculé anteriormente.
¡Vea mi nueva respuesta a una vieja pregunta! -- aviación.stackexchange.com /questions/53437/…
Algunos pilotos inclinan la cabeza para coincidir con el horizonte. Eso desplaza el centro de gravedad hacia los lados, ¿esto cuenta? :D (Hay aviones ligeros que se sabe que responden a los movimientos del piloto hacia adelante o hacia atrás en el asiento)

Respuestas (5)

¡La flotabilidad es uno de esos efectos! O más específicamente, una fuerza de flotación que actúa sobre el centro de gravedad del avión. Piense en globo aerostático, dirigible, dirigible. Creo que también he pensado en uno de esos efectos que involucran aviones con alas convencionales, pero lo reflexionaré un poco más antes de responder.

Estabilidad de balanceo, como en un momento aerodinámico opuesto causado por una actitud de balanceo de un avión: no, no lo hay. Estos pares de torsión de los rodillos estabilizadores son el resultado de variables de estado indirectas:

  • Ángulo de deslizamiento lateral, excluido para esta pregunta.
  • Velocidades diferenciales del aire sobre el ala interior y exterior en un giro.
  • Fuerzas de amortiguamiento debido a la velocidad de balanceo.

Sí, pero el efecto es muy débil o insignificante en un avión de ala alta. Como muchas cosas, el efecto es más fácil de visualizar llevándolo al extremo. Como con los paramotores, que obtienen casi toda su estabilidad de balanceo, así como su capacidad de ladearse en giros derrapando, del efecto de péndulo.

¿Funciona el efecto péndulo sin que se produzcan resbalones o derrapes? Según su propia descripción, en realidad no suena así.
Diría que no porque tiene que haber una fuerza opuesta o un punto de resistencia contra el que el péndulo trabaje para crear un momento de balanceo. Las otras fuerzas de estabilidad de balanceo aerodinámico también requieren deslizamiento lateral para funcionar.

Wing flex contribuye a una mejor estabilidad en espiral en la medida en que lo muestran mis simulaciones. Pero supongo que esto se reduce nuevamente al diedro y al deslizamiento lateral, así como al "efecto de péndulo". Imagínese cuánto más difícil se vuelve hacer rodar un avión que flexiona las alas así .

Como ingeniero aeroespacial, ¿cuál sería la penalización de sustentación y arrastre por diseñar un biplano con una relación de aspecto de 25 a 1 a partir de un planeador de 50 a 1? El alerón superior puede proporcionar una mejor estabilidad al balanceo al mismo tiempo que mejora la respuesta al balanceo. ¿Qué dicen las computadoras sobre esto?

Imagine "estabilizadores" que son perfiles aerodinámicos invertidos, montados en la parte exterior de cada punta de ala. En general, si un avión está inclinado, girará, lo que significa que la punta del ala exterior se mueve más rápido que la punta del ala interior. En este caso, el "estabilizador" en el exterior del giro generará más sustentación hacia abajo que el "estabilizador" en el interior del giro, creando un par de balanceo hacia el nivel de las alas.

Esta dinámica parece desempeñar un papel clave en la explicación de por qué los ala delta y los "triciclos" tienden a experimentar una mayor estabilidad de balanceo (o una menor inestabilidad de balanceo) en vuelo con ángulos de ataque bajos (velocidad alta), a pesar de que en ángulos bajos -de ataque, el torque de balanceo "a favor del viento" de tipo diedro contribuido por la forma barrida o delta del ala en presencia de deslizamiento lateral, es mucho menor que en ángulos de ataque más altos. Por "mayor estabilidad de balanceo (o disminución de la inestabilidad de balanceo)" me refiero a una mayor tendencia a rodar hacia el nivel de las alas o una menor tendencia a rodar hacia un ángulo de alabeo más pronunciado. Esto es estabilidad estática, no estabilidad dinámica.

Tenga en cuenta que estos aviones tienen mucho "lavado" y las puntas de las alas generan sustentación hacia abajo durante el vuelo con un ángulo de ataque bajo (velocidad alta). En algunos casos, se puede observar que los "cables voladores" inferiores están flojos.

En algunos casos, el efecto de "estabilizador" descrito anteriormente parece contribuir a una oscilación de balanceo de guiñada dinámica en estos aviones. Esta oscilación puede ser fundamentalmente diferente de la conocida oscilación "Dutch Roll" a la que a veces están sujetos los aviones de ala en flecha, típicamente durante el vuelo con ángulos de ataque altos. Por ejemplo, el momento del punto de deslizamiento lateral máximo, en relación con el punto de ángulo de inclinación máxima, puede ser muy diferente en el caso del ala delta/triciclo y en el caso del clásico "rollo holandés".

Para obtener contenido relacionado sobre la estabilidad y el control en alas delta y "triciclos", pero sin tratar el efecto de lavado / "estabilizador", consulte esta respuesta a la pregunta relacionada ¿Se aplica el "efecto de péndulo" a las alas delta o cualquier avión?

"rol clave" debe ser "rol clave"
¿Hay algún efecto que contribuya a la estabilidad de balanceo incluso en ausencia de deslizamiento lateral?
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