¿Por qué no hay componente de sustentación al calcular la tasa de ascenso?

Leí este post sobre cómo calcular la tasa de ascenso

¿Cómo varía la tasa de ascenso con la altitud de densidad/presión?

Entonces, en la imagen, todas las fuerzas están dibujadas. Me pregunto por qué la velocidad de ascenso no depende de la fuerza de sustentación (o no directamente (?)).

Entonces, las fuerzas que actúan en la dirección vertical son: una pequeña componente de arrastre, una gran componente de sustentación, una componente de peso y una componente de empuje.

Un ascenso constante significaría que todas las fuerzas están en equilibrio, por lo que no hay aceleración en ninguna dirección. Pero, por otro lado, en la publicación se dice "Calcula cuánta potencia se necesita para superar la resistencia, y cualquier exceso se puede usar para escalar", por lo que cuando hay más fuerza disponible en una dirección, debería haber una aceleración en este ¿dirección?

Estoy un poco confundido ... ¿la velocidad de ascenso = velocidad en el fuselaje fijo del cuerpo (entonces hacia dónde vuela el avión)? ¿O es esta la velocidad vertical en la dirección z?

Gracias por su apoyo dice Helmut

Relacionado: puede ayudar: Aviation.stackexchange.com/questions/40921/… . Tenga en cuenta que un ángulo de ascenso más pronunciado se asocia con una fuerza de sustentación menor , no con una fuerza de sustentación mayor. Este enlace también debería ayudar a responder su pregunta sobre si el exceso de empuje provoca una aceleración. Este enlace hace la suposición simplificada de densidad de aire constante, IAS y TAS; para llevar las cosas a otro nivel y tener en cuenta la aceleración requerida para aumentar el TAS a medida que la aeronave sube con IAS constante, consulte Aviation.stackexchange.com/a/ 48855/34686 .
Hay varias preguntas diferentes aquí. Es posible que pueda eliminar parte de él sin invalidar una respuesta existente y volver a publicar ese contenido por separado. (Quizás ya sea demasiado tarde--)

Respuestas (1)

El poder y la fuerza son cosas diferentes. La potencia es fuerza por velocidad.

  • El cálculo se realiza en el marco de referencia de la masa de aire. En el marco de referencia de la aeronave, ninguna de las fuerzas está haciendo trabajo, y la potencia del motor se utiliza para acelerar el aire, pero no tenemos fórmulas para eso.

  • El ascensor es, por definición, ortogonal a la trayectoria de vuelo, por lo que no realiza ningún trabajo. Es por eso que no entra directamente en las ecuaciones (lo hace indirectamente debido a la reducción de la resistencia inducida en ángulos de trayectoria de vuelo elevados).

  • La "potencia necesaria para superar la resistencia" es necesaria para superar la resistencia aerodinámica. En el ascenso, la dirección "hacia atrás" se inclina, por lo que parte de la gravedad se agrega al arrastre y el "exceso se puede usar para escalar" significa que el motor puede producir el mayor empuje necesario para equilibrar la suma de ellos.

  • La tasa de ascenso es la velocidad vertical, es decir, la velocidad en el z dirección. Pero para que esa derivación funcione, necesitas la velocidad en el X dirección (horizontal) también.

Estoy de acuerdo con la mayor parte de la respuesta, pero no con la tercera viñeta. En ascenso, la resistencia (aerodinámica) no aumenta. Pero el vector de peso tiene un componente a lo largo del camino. Cuanto más empinada sea la subida, mayor será el componente de peso en la dirección a lo largo del camino. La potencia adicional significa que el motor puede producir el mayor empuje necesario para equilibrar el componente de arrastre + peso. #
No se discute a menudo, pero en un ascenso, la resistencia aerodinámica puede disminuir debido a un menor requisito de sustentación (la hélice menos eficiente debe absorber la holgura), lo suficiente como para incluirla en los cálculos.
@RobertDiGiovanni: parece que el segundo punto ya tiene una referencia a eso. Aunque no solo se reduce la resistencia inducida . Si mantenemos el ángulo de ataque y L/D constantes, y aumentamos la potencia y el ángulo de ascenso, en realidad terminaremos con una velocidad aerodinámica reducida y, por lo tanto, una elevación y un arrastre reducidos. Esa es la única forma en que el diagrama de vector de fuerza aún puede equilibrarse, a pesar de que el Empuje se opone a una mayor parte del Peso en lugar de a la Elevación en la subida más empinada. También cubierto en Aviation.stackexchange.com/questions/40921/…
Ciertamente tendríamos precaución de reducir la velocidad en un ascenso, pero el punto tiene interés en que la eficiencia de la hélice aumenta con una velocidad aerodinámica más baja, al igual que mantener un AoA óptimo.
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