¿Por qué aumenta la estabilidad de la aeronave cuando pasa de un vuelo subsónico a un vuelo supersónico?

Estoy desconcertado por qué el avión sería más estable en vuelos de alta velocidad a grandes altitudes. Dado que el Centro o Presión se mueve gradualmente hacia la región 50% MAC, una vez pasado Mcrit.

¿Tiene esto que ver con los momentos y el punto neutral?

Respuestas (2)

La estabilidad longitudinal estática (también llamada margen estático) está determinada por la distancia entre el centro de gravedad y el punto neutral ¹. El punto neutral está en un cuarto de la cuerda a velocidad subsónica y vuelve a la mitad de la cuerda una vez que el avión vuela completamente supersónico. Esto significa que el margen estático aumentará considerablemente al pasar de un vuelo subsónico a un vuelo supersónico.

Para mantener el centro de presión en el centro de gravedad, en un vuelo supersónico el elevador necesita crear mucha carga aerodinámica . Cuanto mayor sea la diferencia de sustentación por área entre el ala y el elevador, mayor será la estabilidad de cabeceo.

Este efecto hace que la transición entre ambos regímenes sea complicada: al acelerar, la aeronave experimenta el cambio en el centro de presión como Mach tuck , y cuando las instalaciones de compensación no son suficientes, la aeronave puede entrar en una inmersión incontrolable.

En la dirección inversa, una aeronave preparada para un vuelo supersónico experimentará un momento de cabeceo desde el cambio hacia adelante en el centro de presión una vez que disminuya la velocidad, lo que puede detenerlo o sobrecargar la estructura.

¹ También podría hablar aquí del centro de presión, pero eso sería menos preciso. El punto neutral es el centro de presión para todas las fuerzas de sustentación dependientes del ángulo de ataque, y son las que determinan la estabilidad del cabeceo.

Gracias por la respuesta, Peter. Sin embargo, ¿mantener CP y CG no resultaría en un avión muy inestable? Quiero decir, ¿no es mejor que su CP esté detrás del CG para que la aeronave experimente un momento natural de morro hacia abajo?
@shogunnyan: Cualquier diferencia en la ubicación entre CP y CG permitirá que la aeronave gire. El avión se ajusta con precisión para mover el CP exactamente por debajo o por encima del CG.
¡veo! ¡De acuerdo! ¡Entiendo ahora! ¡Te lo agradezco Pedro!

El CP del ala , para la mayoría de los aviones, seguirá estando detrás del CG, que generalmente se requiere que sea estable longitudinalmente. Peter se dirigía a todo el avión. El CP del avión como un todo (elevación, peso, arrastre, empuje) deberá estar exactamente en el CG o existirá un momento y se producirá la rotación. Peter eligió usar el CP del ala y la cola juntos, el CP total. (que de hecho debe estar en el CG o se producirá un cambio de tono)

¿Por qué aumenta la estabilidad de la aeronave cuando pasa de un vuelo subsónico a un vuelo supersónico?
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